Кадрлар тайёрлаш миллий дастури

Кристаллар анизотропияси. Турли йўналишларда муҳит физик хоссаларининг ҳар хил бўлиши анизатропия дейилади. Кристаллар анизатропияси панжарада атомларнинг турли йўналишларда турлича зичликда жойлашиши билан тушунтирилади. Барча кристаллар анизатроп бўлиб, аморф жисмлар (ойна, смола) изотропдир, яъни уларнинг атомлари турли йўналишларда бир хил зичликка эга.
Анизатропия хоссаси монокристаллардан, яъни зарралари бутун ҳажми бўйлаб бир хил жойлашган якка кристаллардан фойдаланишда муҳимдир. Монокристаллар тўғри кристалл қирраларига эга (табиий кўпёқликлар шаклида) бўлиб, механик, электрик ва бошқа физик хоссаларига кўра ҳам анизатропдир. Чунончи миснинг монокристали учун нагрўзканинг қўйилиш йўналишига қараб мустаҳкамлик чегараси σ_в120 дан 360 МПа гача ўзгаради.
Техникада ишлатиладиган металл ва қотишмалар, одатда, поликристалл структурага эга, яъни улар кўп ва турлича ориентирланган, тўғри кристалл қиррага эга бўлмаган ҳамда кристаллитлар (ёки зарралар) деб аталадиган майда кристаллардан ташкил топган. Поликристаллнинг ҳар бир заррасида анизатропия кузатилади. Бироқ, турли зарраларда кристаллографик текисликлар турлича, бетартиб ориентирдар бўлганлиги учун поликристалл турли йўналишларда бир хил хоссага эга бўлиши ҳамда анизатропия кузатилмаслиги (зарраларнинг ўлчамлари поликристалл ўлчамларидан анча кичик, миқдори эса ниҳоятда кўп бўлганда) мумкин. Бу ҳолат кўпинча поликристалл жисмларни (уларни ташкил этувчи айрим зарраларнинг анизатропия хоссасига эга бўлишига қарамасдан) изотроп деб қарашга имкон беради.
2-§ КРИСТАЛЛАНИШ
Суюқ ҳолатдан қаттиқ (кристалл) ҳолатга ўтиш кристалланиш деб аталади. Кристалланиш процесси температурага боғлиқ бўлиб, маълум вақт ичида содир бўлади. Шунинг учун совиш эгри чизиқлари температура-вақт координаталарида қурилади (3-расм) Металлнинг ўта совимасдан назарий, яъни идеал кристалланиши процесси Т_S га эришилгач, температура пасайиши тўхтайди. Бу кристалл панжараларнинг шаклланишида атомларнинг қайта группаланиши иссиқлик ажралиб чиқиши ҳисобига содир бўлиши (кристалланишнинг яширин иссиқлиги ажралиб чиқади) билан тушунтирилади. Ҳар бир тоза металл (қотишма эмас) қатъий ўзгармас маълум температураси яна пасаяди.
3-расм. Турли тезликда совитилганда металлнинг кристалланиш эгри чизиқлари
Амалда кристалланиш пастроқ температурада, яъни металлнинг Т, Т_n1, T_n2 температураларгача ўта совишда содир бўлади (масалан. 1,2 эгри чизиқлар). Ўта совиш даражаси (∆Т= Т_S-T_n) металлнинг табиати ва тозалиги ҳамда совиш тезлигига боғлиқ. Суюқ металл қанча тоза бўлса, у ўта совишга шунча мойилдир. Совиш тезлиги ортиши билан ўта совиш даражаси кўтарилади, металл заррачалари эса майда бўлиб қолади, бу эса унинг сифатини яхшилайди. Ишлаб чиқариш шароитида кристалланишнинг ўта совиш даражаси кўпгина металлар учун 10 дан 30⁰ С гача етади. Совиш тезлиги катта бўлганда у юз градусгача етиши мумкин.
Кристалланиш процесси икки босқичдан иборат: кристалларнинг пайдо бўлиши (кристалланиш муртаги ёки марказлари пайдо бўлади) ва бу марказлардан кристалларнинг ўсиб чиқиши. Қотишманинг ўта совиш даражаси T_n дан паст бўлганида суюқ металлнинг кўп участкаларида (4-расма, а,б) ўсишга мойил бўлган кристалл муртаклари ҳосил бўлади. Ҳосил бўлган кристаллар аввалига эркин ўсади ва у ёки бу даражада тўғри геометрик шаклга эга бўлади. (4-расм в,г,д) Кейин ўсаётган кристаллар бир-бири учрашганда уларнинг тўғри шакли бўзилади, чунки участкаларда ёқларнинг ўсиши тўхтайди. Субқ металл эркин кириши мумкин бўлган йўналишларидагина кристалл ўсиши мумкин. Натижада аввалги тўғри геометрик шаклга эга бўлган кристаллар қотгандан сўнг нготўғри шаклни олади. Улар кристаллитлар ёки зарралар (4-расм, е) деб аталади.
Кристалланиш пайтида ҳосил бўладиган заррадарнинг ўлчами фақат ўз-ўзидан пайдо бўладиган кристалланиш марказлари сонига боғлиқ бўлибгина қолмай, суюқ металлда доим мавжуд бўладиган эримаган аралашмалар миқдорига ҳам боғлиқ бўлади. Бундай эримаган аралашмалар кристалланишнинг тайёр марказлари бўлиб ҳисобланади. Уларга оксидлар (масалан, Al₂ O₃) , нитридлар, сульфидлар ва бошқа бирикмалар киради. Ушбу металлда ёки қотишмада асосий металл атомларининг ўлчамларига тенг бўлган қаттиқ заррачаларнигина кристалланиш марказлари бўла олади. Бундай қаттиқ заррачаларнинг кристалл панжараси тузилиши ва параметрларига кўра кристалланаётган металл панжарасига яқин бўлиши керак. Бундай заррачалар қанча кўп бўлса, кристалланаётган металл зарралари шунча майда бўлади.
4-расм. Металл кристалланишининг кетма-кет босқичлари.
Кристалланиш марказлари ҳосил бўлишига совиш тезлиги ҳам таъсир этади. Совиш тезлиги қанча юқори бўлса, кристалланиш марказлари шунча кўп пайдо бўлади ва демак, металл зарралар ҳам пайдо бўлади.
Майда зарралар оли учун сунъий кристалланиш марказлари ҳосил қилинади. Бунинг учун суюлтирилган металлга (эритмага) модификаторлар деб аталадиган махсус моддалар киритилади. Масалан, магнийли қотишмаларни модификация қилинганда унинг зарралари 0,2-0,3 дан 0,01-0,02 мм гача, яъни 15-20 марта кичиклашади. Қумаларни модификация қилиш учун қотишмага қийин эрийдиган бирикмалар (карбидлар, оксидлар) ҳосил қилувчи қўшимчалар киритилади. Масалан, пўлатни модификация қилишда алюминий, титан, ванадий, алюминийли қотишмаларни модификация қилганда эса марганец, титан, ванадийдан фойдаланилади.
Баъзан модификаторлар сифатида сиртқи актив моддалар ҳам ишлатилади. Улар суюқ металлда эрийди. Бу қатлам кристаллнинг янада ўсишига тўсқинлик қилиб, металлнинг тузилишини майда заррали қилади.