Kirish I. Bob. Chizmalarda qoplanish termik va boshqa ishlov berish

2.1. TERMIK ISHLASH TURLARI

Termik ishlash asoslarini D.K.Chernov yaratgan edi. D.K.Chernov kritik nuqtalarni kashf etdi va qizdirish xamda sovitish yo`li bilan po`latning strukturasini(ichki tuzilishini) o`zgartirish mumkinligini ko`rsatdi.

Qotishmalarni termik ishlash to`g`risidagi fanni rivojlantirishda Vatanimiz olimlarining xizmati ayniqsa kattadir. XX asrning boshlaridan qilingan ishlar natijasida termik ishlash nazariyasi anchagina rivojlandi. Vatanimiz olimlaridan A.A.Bochvar, N. A.Minkevich, S.S.Shteynberg, N.YA.Selyakov, N.T.Gudtsov, G.V.Kurdyumov, A.P.Gulyayev va boshqalarning, chet el olimlaridan R.Mel, E.Beyn, G.Ganneman, F.Vefer, G.Esser va boshqalarning ishlari ana shunday ishlar jumlasidandir.
Qotishmalarni termik ishlashning axamiyati g`oyat katta, chunki termik ishlash yo`li bilan ularning xossalarini juda keng chegarada o`zgartirish mumkin.
Qotishmalarni termik ishlashdan ko`zda tutiladigan maqsad ularning tuzilishini (strukturasini) o`zgartirish yo`li bilan mexanik xossalarini zarur tomonga qarab o`zgartirishdan iborat.
Termik ishlash operatsiyalarining shu operatsiyalar davom etadigan vaqt va temperaturalar oralig`i ko`rsatilgan tartibi termik ishlash rejimi deyiladi. Qotishmalarni termik ishlashda asosiy omillar temperatura bilan vaqtdir. Shu sababli har qanday termik ishlash rejimini to`g`ri burchakli koordinatalar sistemasida grafik tarzda ifodalash mumkin. Buning uchun ordinatalar o`qiga temperatura, abtsissalar o`qiga esa vaqt qo`yiladi. Bunday grafik (-rasmda tasvirlangan.
Termik ishlash rejimi qotishmaning qizdirilish vaqti Tqni, vaqt birligida necha gradus qizdirilishi, ya'ni qizdirilish tezligi vq ni, qizdirilish temperaturasi tmax, ya'ni qotishma qizdirilgan eng yuqori (maksimal) temperaturani, shu temperaturada tutib turilish vaqti Tt ni va sovitilish vaqti Ts ni, vaqt birligida necha gradus sovitilishi, ya'ni sovitilish tezligi vs ni ifodalaydi.
Qotishmaning qizdirilishi yoki sovitilish tezligi o`zgaruvchan bo`lishi ham mumkin. Agar qotishmaning qizdirilish yoki sovitilish tezligi o`zgarmas bo`lsa, bu hol temperatura-vaqt grafigida vaqtlar o`qiga qiyalik burchagi muayyan bo`lgan to`g`ri chiziq bilan ifodalanadi.
Qizdirilish yoki sovitish tezligi o`zgaruvchan bo`lsa, haqiqiy tezlik temperaturaning vaqt bo`yicha olingan birinchi hosilasiga, ya'ni temperaturaning cheksiz kichik o`zgarishi orasidagi nisbatga teng bo`ladi. Grafik tarzda esa qizdirish yoki sovitishning haqiqiy tezligi qizdirish yoki sovitish egri chizig`iga berilgan(masalan, tC) temperaturada o`tkazilgan urinma bilan vaqt o`qi orasidagi burchakning tangensiga teng bo`ladi.
Termik ishlash rejimi murakkab bo`lishi, ya'ni u juda ko`p qizdirishlar, uzlukli va bosqichli qizdirishlar (sovitishlar), manfiy temperaturagacha sovitish va boshqalardan iborat bo`lishi mumkin. Bunday termik ishlashni ham temperatura-vaqt koordinatalarida grafik tarzida ifodalasa bo`ladi.
Binobarin, temperatura-vaqt koordinatalarida termik ishlashning har qanday protsessi ifodalanishi mumkin ekan. Termik ishlashning bir necha turi bor; yumshatish, normallash, toblash va bo`shatish termik ishlash turlaridir. Bu termik ishlash turlaridan ba'zilari, o`z navbatida, turchalarga bo`linadi. Rus olimi A.A. Bochvar termik ishlash turlarining beshta gruppani o`z ichiga olgan klassifikatsiyasini taklif qildi. Shu gruppalarni alohida-alohida ko`rib chiqamiz.
Birinchi tur yumshatish.Termik ishlashning bu turi qotishmaning kritik temperadan pastroq temperaturagacha qizdirib, so`ngra sekin sovitishdan iborat. Ma'lumki qotishma sovuqlayin bosim bilan ishlaganda uning kristall panjarasi buzilishi, ya'ni u beqaror holatga kelishi, suyuqlanma qotayotgan diffuziya protsesslari oxirigacha yeta olmasligi natijasida qotishmaning tarkibi bir jinsli bo`lmay qolishi mumkin va hokazo. Birinchi tur yumshatish vaqtida qotishma kritik temperaturadan past temperaturagacha qizdirilganligi uchun bunday termik ishlashda qayta kristallanish sodir bo`lmaydi, ammo bunday temperaturada atomlarning tebranma harakati kuchayib qotishmani barqaror holatga keltiradi va uning hossalarin muvozanat holatiga yaqinlashtiradi. Binobarin, birinchi tur yumshatish uchun qizdirishda qotishmaning ichki kuchlanishlari yo`qoladi, kristall panjarasi asli holatiga ma'lum darajada qaytadi, rekristallanish va diffuziya protsesslari ancha tezlashadi.
Birinchi tur yumshatish, birinchidan, sovuqlayin bosim bilan ishlagan qotishmalarning naklyop va ichki kuchlanishlarni yo`qotish uchun, ikkinchidan, qotishmalardagi turli jinslikka barham berish uchun qo`llaniladi. Yumshatishning birinchisi rekristallizatsion yumshatish deb atalsa, ikkinchi diffuzion yumshatish deyiladi.
Ikkinchi tur yumshatish. Termik ishlashning bu turi qotishmani kritik temperaturadan yuqoriroq temperaturagacha qizdirib, so`ngra sekin-asta sovitishdan iborat. Ikkinchi tur yumshatish qattiq holatda faza o`zgarishlari va boshqa o`zgarishlar sodir bo`ladigan qotishmalar uchun qo`llaniladi, chunki qotishmalarda chunki qotishmalarda fazalar o`zgarishi sodir bo`lsa, bu qotishma kritik temperaturadan yuqoriroq temperaturagacha qizdirilganda qotishmaning tuzilishi o`zgaradi. Shunday keyin qotishma sovitilsa, uning strukturasi aksincha o`zgaradi. Agar qotishma yetarli darajada sekin sovitilsa, o`zgarish to`la bo`lib, qotishmaning fazalar tarkibi muvozanat xolatidagiga to`g`ri kelib qoladi.
Toblash. Termik ishlashning bu turi qotishmani kritik nuqtadan yuqoriroq temperaturagacha qizdirib, so`ngra tez sovitishdan iborat. Toblash ham qattiq holatda faza o`zgarishlari sodir bo`ladigan qotishmalar uchun qo`llaniladi. Qotishmani toblashda sovitish tezligi katta bo`lganligidan qotishmada faza sodir bo`lishga ulgurmaydi va qotishmaning yuqori temperaturadagi strukturasi (tuzilishi) normal sharoitda ham saqlanib qoladi.
Juda ko`pchilik hollarda qotishmani toblash shu qotishmaning yuqori temperaturalarda barqaror bo`lgan holatini saqlab qola olmaydi, balki struktura o`zgarishining biror bosqichini saqlab qoladi, struktura o`zgarishining bu bosqichida esa qotishmada muvozanat holati hali qaror topmagan bo`ladi. Demak, qotishma toblangandan keyin juda qattiq, ammo, shu bilan birga, juda mo`rt bo`lib qoladi, strukturasi esa beqaror (muvozanatsiz) bo`ladi.
Ikkinchi tur yumshatish bilan toblash oralig`idagi mavqeni egallaydigan yana bir tur termik ishlash bor, u normallash deb ataladi.
Bo`shatish. Termik ishlashning bu turi qotishmani kritik temperaturadan pastroq temperaturagacha qizdirib, so`ngra ma'lum tezlik bilan sovitishdan iborat. Toblangan qotishmaning strukturasi beqaror bo`lishi yuqorida aytib o`tildi. Bunday qotishma qizdirilmaganda ham qotishmada uni ancha barqaror holatga (muvozanat holatiga) yaqinlashtiruvchi protsesslar sodir bo`lishi mumkin, ammo qotishma qizdirilsa, bu protsesslar tezlashadi. Toblangan qotishmaning temperaturasi oshirila borsa, u muvozanat holatiga tobora ko`p yaqinlashadi.
Agar qotishma normal sharoitda tutib turish yoki ozgina qizdirilish yo`li bilan bo`shatilsa, bunday bo`shatish eskirtirish (chiniqtirish) deb, protsessning o`zi esa eskirish (chiniqish) deb ataladi.
Bo`shatish bilan birinchi tur yumshatish orasida umumiylik bor. Bu umumiylik shundan iboratki, bo`shatishda ham, birinchi tur yumshatishda ham qotishma muvozanat holatiga yaqinlashtiriladi. Ikkala holda ham dastlabki bosqichda qotishma beqaror holatda bo`ladi, bu holat birinchi holda qotishani sovuqlayin bosim bilan ishlash orqali hosil qilinsa, ikkinchi holda toblash yo`li bilan hosil qilinadi, ammo qotishma sovuqlayin bosim bilan ishlanganda unda faza o`zgarishlari sodir bo`lmaydi, toblanganda esa bunday o`zgarishlar sodir bo`ladi. Demak, bo`shatish protsessi toblash protsessidan keyin amalga oshiriladigan ikkilamchi operatsiyadir.
Ximiyaviy- termik ishlash. Metallarda har xil elementlarni erita olish xususiyati borligi shu metallni qurshab turgan modda atomlarining yuqori temperaturada metallga diffuzilanish imkonini beradi, natijada metall sirtqi qatlamining ximiyaviy tarkibi o`zgaradi. Atomlarning metallga diffuzalanishi ximiyaviy protsessdir, ammo bu protsessning borishida temperatura katta rol o`ynaydi, shu sababli diffuziya protsessini sof ximiyaviy ishlov berish deb qarash yaramaydi. Qotishmaning sirtqi qavati ximiyaviy tarkibini o`zgartiruvchi bunday ishlov berish ximiyaviy- termik ishlash deb ataladi. Ximiyaviy- termik ishlash turlari shu mavzuga bag`ishlangan bobda batafsil bayon etiladi.
Keyingi yillarda qotishmalarni bosim ostida ishlash bilan bir vaqtda ularning strukturasini ham o`zgartirish usuli tobora keng ko`lamda qo`llanilmoqda. Qotishmalarga bunday ishlov berish termomexanik ishlash deb ataladi. Qotishma deformatsiyalanganda uning tashqi ko`rinishi o`zgaribgina qolmay, balki unda naklyop ham hosil bo`ladi, ana shu naklyoplangan qotishma termik ishlanadi, bu to`g`rida keyinroq batafsil so`zlanadi. Binobarin, termik ishlashning yuqorida tilga olingan beshta turiga termomexanik ishlashni qo`shish kerak.