М у н д а р и ж а I боб. Металларнинг кристалл тузилиши ва кристалланиш поцесси

Ас₁ критик нуқтадан озроқ юқори температурада асли йирик донали пўлатдаги аустенит донаси асли майда донали пўлатдаги аустенит донасига қараганда катта, t₁ дан юқори температураларда эса, аксинча, асли йирик донали пўлатдаги аустенит донаси асли майда донали пўлатдаги аустенит донасидан кичик булади (137-расмга қаранг). Шу сабабли пўлатнинг айни бир булагидаги доналарнинг ўлчамига қараб, асли донадорликни билиб бўлмайди.
Пўлатни. бирор тур термик ишлаш йули билан унда хосил қилинган донанинг ўлчами хақиқий ўлчам( хақиқий дона) булади. Демак, пўлат доналарининг ўлчами уч хил булади: аустенит донасининг перлит, аустенит ўзгариши тугаш пайтидаги ўлчами, донанинг асли (табиий) улчами, яъни аустенит донасининг усишга мойиллиги ва аустенит донасининг конкрет шароитдаги ўлчами хақиқий ўлчами.

137- расм. Аустенит донасининг усиш схемаси.

Аустенит доналари ўлчамининг перлит ёки бошқа структурали пўлатнинг

хоссаларига таъсирини кўриб чиқайлик.
Перлит доналарининг улчами, биринчи навбатда, аустенит доналари ўлчамига борлиқдир, чунки перлит ана шу аустенитдан хосил бўлади. Аустенит доналари цанчалик йирик булса, перлит доналари хам шунчалик йирик булади. Шу сабабли, перлит ёки бошқа структурали пўлатнинг хоссалари шу структурани хосил қилган аустенит доналарининг улчамига боғлиқдир. Аустенит доналари фақат қиздирилгандагина ўсади,
қиздирйлгандан кейин совитилганда эса аустенит доналари кичраймайди, шу сабабли, пўлат доналарининг охирги улчами аустенит холатидаги пўлатни қиздиришнинг энг юқори температурасига ва пўлатнинг асли донадорлигига борлиқ булади. Буни 138- расмдаги схемадан яққол кўрит мумкин.
138- расмда перлит донасининг улчами шу перлит хосил булган аустенит донасининг улчамига тенг қилиб кўрсатилган, бу унча тўғри эмас. Перлит доналари аустенит доналари чегарасида хосил бўлганлигидан, равшанки, аустенит доналари қанчалик майда булса, шунча майда перлит доналари хосил булади. Аммо бундан аустенитнинг битта донасидан перлитнинг битта донаси хосил булади, деган хулоса чиқариш ярамайди. Аустенитнинг битта донасидан бир неча дона перлит хосил булиши мумкин.
Купгина холларда собиқ, яъни юқори температурада мавжуд булган аустенит донасининг улчамини билиш зарур булади, чунки пўлатнинг, айниқса, тобланган ай-

138- расм. Аустенит холатидаги пўлатни қиздиришда

аустенит доналари ўлчамининиг ва, демак, ундан хосил
буладиган перлит доналари улчамининг ўзгариш схемаси.

ниқса, тобланган пўлатнинг кўпгина хоссалари аустенит донасининг ана шу улчамига борлиқдир.

Собиқ аустенит донасининг улчамини аниқлашнинг бир неча усули бор. Бу усуллардан энг оддийси аустенит донасининг улчамини пўлатнинг синиқ жойига қараб аниқлаш усулидир. Гап шундаки, тобланган (мартенсит структурали) пўлат намунаси синдирилса, намуна собиқ аустенит доналари чегарасидан ажралади, ана шу ажралган жойдан аустенит донасининг улчамини аниқлаш мумкин. Бу усул айтарли даражада аниқ натижа бермайди. Аустенит донасининг улчами тўғрисида анча аниқ натижани пўлатнинг микроскопик тузилишини текшириш йўли билан олиш мумкин.
Донанинг қақиқий улчами донанинг уртача улчамини топиш ёки текширилаётган структурани стандарт шкалага (139-расм) таққослаб кўриш йули билан аниқланади.
Пўлатнинг асли донадорлигини аниқлаш учун дона ўлчамининг температурага қандай боглиқ эканлигини билиш зарур. Аммо амалда пўлатнинг асли донадорлигини донанинг 139-расмда тасвирланган шкала номерига мувофиқ келадиган улчамидангина аниқлаш анча қулайдир, бунда пўлатни асли майда доналар хали ўса бошламайдиган, асли
йирик доналар эса ўса бошлайдиган температурагача (137-расмга қаранг) қиздириш керак. Одатдаги конструкцион пўлат учун бу температура 930°С га тенг. Шу температурада доналарининг номери 1— 4 бўлгаи пўлатлар асли йирик донали пўлатлар деб, доналарининг номери 5—8 булган пўлатлар эса асли майда донали пўлатлар деб хисобланади (139-расм). Текширилаётган пўлат намунасининг донасини ана шу шкалага таққослаб кўриб, донасининг улчами жихатидан уни қайси тур пўлатга киритиш мумкинлиги аниқланади.
Аустенит донасининг ўсишга мойиллиги пўлатнинг таркибига хам боғлиқ булади. Температура кўтарилганда эвтектоиддан кейинги пўлат доналарининг усишга мойиллиги эвтектоид пўлатникига қараганда пастроқ бўлади. Демак, углероднинг миқдори аустенит донасининг ўсишга мойиллигини пасайтирар экан. Пўлатга қушиладиган кўпгина элементлар (легирловчи элементлар), масалан, титан, ванадий, вольфрам ва бошқалар аустенит донасининг усишга мойиллигини пасайтиради. Аммо бир марка пўлатнинг узидан тайёрланган хар хил қуймаларда аустенит доналарининг усишга мойиллиги, яъни пўлатнинг асли донадорлиги хар хил булади. Бу хол пўлат ишлаб чиқариш усулига —
пўлатни кислородсизлантириш — оксидсизлантириш (қайтариш) усулига боглиқдир. Ферромарганец воситасида оксидсизлантирилган (қайновчи) ёки ферромарганец ва ферросилиций воситасида оксидсизлантирилган пўлат асли йирик донали, алюминий воситасида қушимча равишда оксидсизлантирилган пўлат эса асли майда донали булади.
Майда донадорлик табиатини бусагалар назарияси деб аталадиган назария бирмунча аниқ изохлаб беради. Бу назарияга кура, суюқ пўлатни қолипларга қуйишдан олдинроқ унга алюминий қўшилса, у суюқ пўлатда эриган азот билан бирикиб, алюминий нитрид (A1N) заррачалари хосил қилади, алюминий нитрид эса суюқ пўлатда эрийди, пўлат кристалланиб, сунгра совигандан кейин, алюминий нитрид жуда майда заррачалар тарзида ажралиб чиқади ва, асосан, доналар чегарасига жойлашиб, донанинг усишига тўсқинлик қилади —“бўсаға” (“ғов”) булиб қолади. Маълум температурадан бошлаб, хатто майда донали пўлатда хам аустенит доналари тез уса боради (137-расмга қаранг).
Юқори температураларда алюминий нитрид аустенит донасининг юза қатламларида эрийди, натижада аустенит донасининг усишига тусцинлик қиладиган “ғов” йуқолади ва дона уса бошлайди.
Пўлатнинг хоссаларига доналарнинг фақат хақиқий улчами таъсир этади. Масалан бир марка пўлатнинг узидан тайёрланган икки хил қуймани олайлик. Бу қуймаларншц бири асли йирик донали, бири эса асли майда донали булсин. Ана шу қуймаларни хар хил температураларда термик ишлаш йули билан улар доналарининг хақиқий улчамлари
бир хил қилинса, бу иккала хил қуйманинг хоссалари бир хил булиб қолади.
Пўлатда аустенит доналарининг усиши пўлатнинг қаттиқлиги, узилишга қаршилиги, оқувчанлик чегараси, нисбий узайишига таъсир этмайди, аммо харбий қовушқоқлигини пасайтириб юборади.
Пўлатни қиздириб туриб ишлашнинг технологик процесси пўлат доналарининг асли улчамига боғлиқ булади, чунки пўлат хоссаларига доналарнинг хақиқий улчами таъсир этади. Асли майда доналар бирмунча юқори температураларда асли йирик доналарга цараганда тез усади (137 -расмга қаранг), шу сабабли тоблаш температуралари оралиғи асли майда донали пўлатда асли йирик донали пўлатдагига қараганда анча кенг булади. Асли майда донали пўлатни анча юқори температураларда болғалаш ва прокатлаш, болғалашни ва прокатлашни анча юқори температурада тугаллаш мумкин, бунда доналар майдалигича қолаверади. Одатда, кайнамайдиган барча пўлатлар асли майда донали килиб, қайнайдиган пўлатлар эса асли йирик донали қилиб тайёрланади.
П у л а т д а буладиган ўта қизиш ва ўта қуйиш ходисалари. Аустенит доналарининг ўсиши (йириклашуви) температурага боғлиқ эканлиги юқорида айтиб ўтилди. Температура қанчалик юқори ва пўлатни Ас₁ критик нуқтадан юқори температурада қутиб туриш вақти қанчалик куп булса, аустенит доналари шунчалик йириклашади. Пўлатни юқори температурагача қиздириб, аустенит доналарини йирик-
лаштирищ пўлатни ўта қиздириш деб аталади. Пўлатни йирик донали қилиш мақсадида уни хаддан ташқари (солидус ч изиғи яқинигача) қиздириб юборищ ярамайди, чунки бундай қилинса, пўлатда тузатиб бўлмайдиган нуқсон хосил булади. Бу нуқсон ўта куйиш деб аталади. Гап шундаки, пўлат солидус чизиғига, яъни суюқлана бошлаш чизиғига яқин температурагача қиздирилганда пўлат доналари чегараларида асосий фаза ва баъзи қўшимчалар суюқлана бошлаб, бу жойларга хаво кислороди кира бошлайди, кислород эса металл билан ва қўшимчалар билан бирикиб, оксидлар ёки доналарни бир-биридан ажратиб қўядиган пардалар хосил қилади. Бунинг оқибатида пўлатнинг пухталиги ва пластиклиги пасайиб кетади. Металлмас пардадарни пўлатни термик ишлаш йўли билан йуқотиб булмайди, шунинг учун ўта куйган пўлат буюм ясаш учун ярамайди.
Ута куйиш ходисасининт олдини олиш мақсадида пўлатни солидус чизиғидан камида 100—200°С паст температурагача қиздириш керак.