|
М е т а л л д у й м а л а р н и н г т у з и л и ш и . Маълумки, ишлаб чиқариш шароитида суюқ металлар маълум шаклли қолипларга қуйилади, колиплар деворларининг температураси эса суюқ металлникидаи паст бўлади ва ҳосил қилинган қуйманинг макроструктраси ҳам, химиявий таркиби ҳам бир жинсли бўлмайди, чунки бундай қуймаларнинг турли зоналарида кристалланиш шароити турлича бўлади қуйманинг макроструктураси дастлаб Д. К. Чернов таклиф этган схемага, асосан, мувофиқ келади (25-расм).
25- расм. Пўлат қуйманинг тузилиши (схема): 1 — майда донали зона;
2 — узунчок кристаллар зонаси; 3 — тенг Укли кристаллар зонаси.
25- расмдан кўриниб турибдики, қуйма металлнинг структураси учта асосий зонадан: майда донали сиртқи зона, узунчоқ кристаллар зонаси ва тенг ўқли кристаллар зонасидан иборат. Биринчи зона, яъни майда донали зона тартибсиз жойлашган майда дендрит-кристаллардан иборат. Маълумки, суюқ металл қанчалик тез совитилса ва унинг ўта совиш даражаси қанчалик катта бўлса, кристалланиш марказлари шунчалик кўп ҳосил бўлиб, доналар шунчалик майдалашади. Суюқ металлнинг қолип деворларига тегиб турган жойида совиш тезлиги ва ўта совиш даражаси бошқа жойларига қараганда энг катта бўлади. Биринчи зонада майда дендрит кристаллар ҳосил бўлишининг сабаби ана шу. Майда донали зона, расмдаги схемадан кўриниб турибдики, бошқа зоналардан кичикдир.
Иккинчи зона, яъни узунчоқ кристаллар зонаси маълум йўналишда — майда донали зона (қобиқ) томон жойлашган кристаллардан иборат. Бундай кристаллар ҳосил бўлишига сабаб шуки, иккинчи зонада совиш тезлиги пасаяди, чунки қолипнинг девори исийди, ҳосил бўлган биринчи зона (қобиқ) иссидликнинг чиқишига қаршилик курсатади ва ҳоказо, бундан ташқари, суюқ металлнинг қобиқ ёнидаги қаватида температуралар градиенти тез пасаяди, ўта совиш даражаси кичраяди, бинобарин, кристалланиш марказлари сони кам бўлади. Кристалланиш марказлари сони кам бўлганлигидан, қобиқ томон, яъни иссиқликнинг чиқиб кетиш йўналишида узунчоқ кристаллар ўса бошлайди. Иккинчи зонанинг батартиб жойлашган узунчоқ кристаллардан иборат бўлишига сабаб ана шу. Иккинчи зона транскристаллизацион зона деб ҳам аталади.
Учинчи зона, яъни тенг уқли кристаллар зонаси тартибсиз йўналган йирик кристаллардан иборат. Учинчи зонада совиш тезлиги энг паст бўлади ва иссиқликнинг чиқиб кетишида муайян йўналиш бўлмайди. Бу зонанинг тартибсиз йўналган кристаллардан иборат эканлигининг сабаби ана шу. Тенг ўқли кристаллар зонасида кристалланиш марказлари вазифасини, одатда, суюқ металлдаги жуда майда ҳар хил қўшилмалар ўтайди.
Қўйманинг энг зич зонаси иккинчи зона бўлиб, унинг механик хоссалари энг юқоридир, аммо қуйма босим билан ишланганда узунчоқ кристалларнинг туташган жойлари пластик деформацияга энг кам қаршилик кўрсатади ва металл анашу жойларидан ёрилади, чунки узунчоқ кристалларнинг чегараларида қўшимчалар бўлади. Бинобарин, босим билан ишланадиган қуймаларда узунчоқ кристаллардан иборат зонанинг бўлиши номақбулдир.
Қуймада зоналар ҳажмини ўзгартириш мумкин, бунинг учун, асосан, суюқ металлнинг совиш тезлиги ўзгартирилади: совиш тезлиги қанчалик паст бўлса, узунчоқ кристаллар зонасининг ҳажми шунчалик кичик бўлади.
Маълумки, суюқ металлнинг ҳажми қотган (кристалланган) металлнинг ҳажмидан катта бўлади, бинобарин, қолипга қўйилган суюқ металл қота борган сари унинг ҳажми кичраяди, натижада чўкиш бўшлиқлари деб аталадиган бушлиқлар ҳосил бўлади. Бундан ташқари, суюқ металлда эриган газлар металл қотганда (кристалланганда) ажралиб чиқиб, ғоваклар ёки чиқиб кета олмай газ пуфаклари ҳосил қилади. Чўкиш бўшлиқлари, ғоваклар ва газ пуфаклари қуйманинг нуқсонларидир, улар, шароитга қараб, қуйманинг тепа қисмида ёки бутун ҳажмига тарқалган ҳолда бўлиши мумкин. Яхши чучитилган, яъни оксидсизлантирилган (қайнамайдиган) пўлат қуймасида чўкиш бўшлиғи қуйманинг юқориги қисмида, яхши чучитилмаган (қайновчи) пулат қуймасида эса чўкиш бўшлиғи ва газ пуфаклари қуйманинг бутун ҳажмига тарқалган ҳолда бўлади.
Иккиламчи кристалланиш. Қаттиқ ҳолатдаги металлар кристалл панжараларининг ўзгариши иккиламчи кристалланиш ёки қайта кристалланиш деб аталади. Қаттиқ ҳолатдаги металларда бўладиган ўзгаришлар жумласига юқорида айтиб ўтилган аллотропия ҳодисаси киради. Аллотропия ҳодисаси Д. И. Менделеев даврий системасининг қўшимча группача металлари ва баъзи бошқа металлар орасида энг кўп тарқалган. Темир, қалай, титан, марганец, кобальт ва бошқа металлар ана шулар жумласидандир.
Барқарор ва, демак, реал мавжуд бўла оладиган панжара эркин энергия запаси энг кам панжарадир. Масалан, қаттиқ ҳолатда литий, калий, цезий, вольфрам ва бошқа металларнинг кристалл панжараси ҳажми марказлашган куб, кальций, кумуш, олтин, платина ва бошқа металларнинг кристалл панжараси ёқлари марказлашган куб, бериллий, цирконий ва баъзи бошқа металларники эса гексагонал панжа ралардир. Аммо бир қатор ҳолларда температура ва босимнинг ўзгариши билан айни бир металлнинг кристалл панжараси ҳам ўзгаради, яъни у қайта кристалл анади. Масалан, темирнинг кристалл панжараси ҳажми марказлашган куб бўлиши ҳам, ёқлари марказлашган куб бўлиши ҳам мумкин ва ҳоказо. Амалий металлшунослик учун, асосан, температуранинг ўзгариши натижасида келиб чиқадиган шакл ўзгаришлар муҳим аҳамиятга эга, чунки босимнинг озроқ ўзгариши, амалда, аллотропик шакл.ўзгаришга олиб бормайди қиздирилган металлнинг аллотропик шакл ўзгариши билан боғлиқ бўлган қайта кристалланиш вақтида ўзгармас температурада иссицқик ютилади, совитилганда эса, назарий жиҳатдан олганда, қиздирилгандаги каби ўзгармас температурада иссиқлик ажралиб чиқади.Қайта кристалланишда металлнинг совиш эгри чизиғи 26-расмда тасвирланган.
Do'stlaringiz bilan baham: |
