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

3- §. ИССИҚ БАРДОШ ПЎЛАТЛАР

Пўлатнинг юқори температураларда механик нагрўз каларга бардош бериш хусусияти унинг иссиқбардош лиги деб аталиши юқори да (64 ва 318-бетларда) айтиб ўтилган эди. Демак, иссиқбардош пўлатлар юқори температураларда механик хоссаларини сақлаб қолиши, жумладан, егилувчанликка яхши қаршилик кўрсатадиган бўлиши керак.

Юқори температураларда металлни емирувчи кучланиш нагрўз канинг қанча вақт таъсир этишига боғлиқдир. Бу кучланиш нагрўз ка қисқа вақт таъсир этганда катта бўлиб, ўз оқ вақт таъсир этганда кичик бўлиши мумкин. Иккинчи томондан, нагрўз канинг таъсир этиш вақти ўзгармаганда, температура қанчалик юқори бўлса
металлни емирувчи кучланиш шунчалик кичик бўлади. Бинобарин, металлнинг пухталиги температура билан вақтга боғлиқ дир.

269- расм. Пўлатнинг пухталиги билан

нагрўз канинг таъсир этиш вақти орасидаги
боғланиш графиги (Н. С. Журков).
Хар хил температуралар учун пўлатнинг пухталиги билан нагрўз канинг
таъсир этиш вақти орасидаги боғланиш графиги 269-расмда тасвирланган.
Диаграммадан кўриниб турибдики, t₁ температурада (масалан, пўлат учун t₁= 18—20°С) металларнинг пухталиги нагрўз канинг таъсир этиш вақтига жуда кам даражада боғлиқ . Масалан,. дан сал кичик, яъни X ишора билан белгиланган кучланишда металл 108 сек дан ортиқ вақт ўтгандан кейин емирилади. Юқорироқ температураларда металлнинг пухталиги нагрўз канинг таъсир этиш вақтига сезиларли даражада боғлиқ бўлади. Нихоят, температура маълум даражага етганда металлга нагрўз ка таъсир этиш вақтининг ортищи билан металлнинг пухталиги шу қадар тез пасаядики, пухталик қийматини курсатишнинг ўзи кифоя қилмай, балки нагрўз канинг таъсир этиш вақтини хам кўрсатиш керак бўлади. Дархақиқат, t₄ температурада (269- расмга қаранг) t₃ ку чланиш металлни 10⁶ секунддан кейин ўз иб юборса, ₁ кучланиш 10² секунддан кейинроқ ўз иб юборади. Бинобарин, паст температураларда металлнинг пухталигига нагрўз канинг таъсир этиш вақтини хисобга олмаса хам бўлади, аммо юқори температураларда нагрўз канинг таъсири
этиш вақт и катта ахамиятга эгадир. Нагрўз канинг таъсир этиш вақти хиисобига

270-расм. Темир мустахкамлик чега-

.расининг синаш температурасига қараб
ўзгариши . Ёйилувчанликка сабаб б^ла*
диган кучланишлар штрихлаб
кўрсатилган (А. П. Гуляев).

271- расм Темирнинг ўз оқ вақт давом

этадиган пухталигига эриган
элементларнинг таъсири.
олинадиган бўлса, металлнинг пухталигини ўз оқ давом этадиган пухталик (мустахкамлик) деб аталувчи характеристика билан бахолаш керак бўлади (64-бетга қаранг). 270- расмда темир пухталигининг температурага қараб ўзгаришини кўр- сатувчи эгри чизиқлар тасвирланган. Темирнинг ва темир қотишмаларининг пухталиги 200°С температурада нормал температурадагига қараганда юқори эканлиги диаграммадан яққол кўриниб турибди. Демак, кўрсатилган температурада темирнинг ва темир қотишмаларининг пластиклиги хамда қовушоқлиги паст бўлади. Бу ходиса кукиш тусда синувчанлик деб аталади. Кукиш тусда синувчанлик деб аталишига сабаб шуки, бу ходиса вужудга келадиган температурада металл сирти кукиш тусга киради. 270- расмдан кўриниб турибдики, пастки эгри чизиқ 350°С чамаси температурадан бошланади ва темирнинг нихоятда кичик, чексиз кичик тезлик билан синашдаги пухталигини, юцорйдаги эгри чизиқ эса намуналарнинг ўз илишини одатдаги тезлик билан. яъни қисқа вақт синашдаги пухталигйни курсатади. Демак, 350°С дан юқори температураларда темирнинг пухталигига синаш тезлиги сезиларли даражада таъсир этади. Агар кучланишлар Юқориги эгри чизиқдаги қийматидан ортиб кетса, намуна нагрўз канинг ортиб бориш жараёнида ўз илади. Агар кучланишлар пастки эгри чизиқдаги қийматидан кичик бўлса, намуна айни кучланишда умуман ўз илмайди. Агар кучланишлар штрихланган содароқ бўлса, кучланиш юқориги эгри чизиқа қанчалик яқин келса, намуна шунчалик қисқа вақт дан кейин ўз илади. Штрихлаб қўйилган соҳадаги кучланиш намунани маълум вақт пластик деформациялайди. Бу ходиса ёйилувчанлик дейилади. (62-бетга қаранг).
Металлда содир бўладиган ва ёйилувчанлик билан боғлиқ бўлган ходисаларнинг қисқача тавсифини келтириб ўтамиз. Пластик деформация натижасида металл пухталанади, юқори температурада эса тескари ходиса рўй беради. Демак, ёйилувчанлик вақтида бир-бирига тескари иккита процесс — пластик деформация натижасида металлнинг пухталаниш процесси ва юкори температура таъсири остида унга тескари процесс,, яъни пухталанганликнинг йўқ олиш процесси содир бўлади.
Металлнинг пухталанишига тескари процесс борадиган температурадан пастда ёйилувчанлик процесси амалда кўз атилмайди, пухталанганликнинг йўқ олиш температурасидан (рекристалланиш температурасидан) юқори температурада эса металл ёйилади. Агар бирор температурада кучланиш металлнинг шу температурадаги эластиклик чегарасидан кичик бўлса, бу кучланиш металлда фақат эластик деформация вужудга келтиради, бунда пластик деформация бўлмайди, бинобарин, металлда пухталаниш ходисаси хам, пухталанганликнинг йўқ олиш процесси хам, ёйилувчанлик ходисаси хам рўй бермайди. Демак, ёйилувчанлик ходисаси рекристалланиш температурасидан юқори температуларда ва эластиклик чегарасидан юқори кучланишларда рўй беради.
Юқорида баён этилганлардан шундай хулоса келиб чиқади металлда содир бўладиган ёйилувчанликни батамом йўқотиш учун шу металлнинг ё рекристалланиш температурасини металлнинг ишлаш температурасидан юқори қилиш ёки айни температурада металлнинг эластиклик чегарасини ишлаш вақт идаги йучланишидан катта қилиш керак. Аммо буларни хамма вақт хам амалга ошириб бўлавермайди.
Ейилувчанлик тезлиги металлнинг таркиби ва тузилишига боғлиқ бўлганлигидан, унинг ёйилувчанлик тезлигини пасайтириш учун металлнинг химиявий таркиби зарур томонга қараб ўзгартирилади, яъни у тегишли элементлар билан легирланади ёки қотишманинг тузилиши термик ишлаш йули билан ўзгартирилади.
Юқори температураларда нагрўз ка таъсирида ишлайдиган деталлар суюқланиш температураси юқори бўлган металл ёки қотишмалардан тайёрланиши керак, чунки металл ёки қотишманинг суюқланиш температураси қанчалик юқори бўлса, унинг рекристалланиш температураси ва, демак, иссиқбардошлик хусусияти хам шунчалик юқори бўлади.
Металл ва қотишмалар иссиқбардошлигининг қуйидаги характеристикалари қабул қилинган. Бу характеристикалардан бири ёйилувчанлик чегараси ( _е. _ч.) бўлса (64- бетга қаранг), иккинчиси ўз ог^ давом. этадиган пухталик ( _у. _п.) дир (64- бетга қаранг).
Юқорида айтиб ўтилганидек, қотишманинг суюқланиш ва, демак, рекристалланиш температураси қанчалик юқори бўлса, унинг иссиқбордошлиги хам шунчалик юқори бўлади. Бинобарин, иссиқбардош қотишмалар сифатида рекристалланиш температурасини оширувчи элементларнинг қаттиқ эритмалари олиниши керак. Қотишма бундай элементлар билан қаттиқ эритма хосил бўладиган даражада легирланса, қотишманинг барча температуралардаги пухталиги, бинобарин, иссиқбардошлиги хам ортади. Темирда эриган баъзи элементлар темирнинг ўз оқ давом этадиган пухталигига қандай таъсир этиши 271 -расмда кўрсатилган .
Легирлашнинг ахамияти элементларнинг қотишма рекристалланиш температурасини оширувчи юқори концентрланган қаттиқ эритмаси хосил қилишнинг ўз идангина иборат бўлиб цолмай, балки қотишмани дисперсион қаттиқла шув хисобига қўшимча равишда пухталай оладитан ўта туйинган эритма

272- расм. К,исца муддатли мустацкам-

лик чегарасининг синаш температура-
• сига боғлиқ эканлигини кўрсатувчи
эгри чизиқлар (А: П. Гуляев):
/ — 40XH; / /—X10C2M; III -ДХ14Н14В2М;
IV — Х15Н60.

хосил қилишдан хам иборатдир.

Қотишманинг иссиқбардошлигини юширишнинг мухим воситаларидан бири қотишмани осон суюқланувчи фаза ва эвтектикалар хосил қилувчи элементлардан тозалашдир. Бундай элементлар жумласига осон суюқланувчи металлар, масалан, қўрғошин, калай, сурьма, шунингдек, олтингугурт ва баъзи бошқа элементлар киради.
Қотишманинг суюқланиш ва, демак, рекристалланиш температурасини оширувчи элементлар молибден, вольфрам ва хромдир. Аммо бу элементлар у-фаза сохасини беркитади, агар бу элементлар миқдори кўп бўлса, феррит синфидаги пўлатлар хосил бўлади, бундай пўлатларнинг иссиқбардошлиги эса аустенит синфидаги пўлатларникига қараганда пастроқдир. у-фаза сохасини кенгайтириб, аустенит пўлати хосил қилиш учун пўлат никель билан легирланади.
Хар хил пўлат ва тқотишмаларнинг мустахкамлик чегарасига юқори температураларнинг таъсирини кўрсатувчи эгри чизиқлар 272-расмдатасвирланган.
272-расмда тасвирланган эгри чизиқлар қандай температуралар оралигида қандай қотишмадан фойдаланиш маъқул эканлигини кўрсатади(тўта ш чизиқ ). 300°С гача бўлган температураларда иссиқбардош пўлатлар ишлатиш умуман маъқул эмас, чунки оддий конструкцион пўлат ларнинг (масалан, 40ХН маркали пўлатнинг) 300°С гача бўлган температуралардаги пухталиги иссиқбардош пўлатларникидан юқоридир.
300 дан 500°С гача температуралар оралиғида перлит ва феррит синфидаги легирланган пўлатлар нинг (масалан, Х10С2М пўлатининг) пухталиги энг юқори бўлади, шунинг учун бундай температуралар оралиғида нагрўз ка остида ишлайдиган деталлар учун перлит ёки феррит синфига оид легирланган пўлатлар ишлатиш маъқулдир.
500—650° температуралар оралигида феррит ва перлит синфидаги легирланган пўлатларнинг пухталиги пасайиб кетади, шунинг учун бундай температураларда нагрўз ка остида ишлайдиган деталлар аустенит синфига оид иссиқбардош пўлатлардан, масалан, 4Х14Н14В2М пўлатидан тайёрланиши керак.
650—900°С температуралар оралиғида нагрўз ка остида ишлайдиган деталлар тайёрлаш учун аустенит синфига кирувчи иссиқбардош пўлатлар ярамайди, чунки уларнинг пухталиги бу температуралар оралиғида паст (бўлади. Бу мақсадларда хрой-никелли (масалан, Х15Н60 маркали) қотишма ёки кўп легирланган ехуд никелли қотишмалар ишлатиш лозим. 900 дан 1050°С гача бўлган температураларда нагрўз ка остида ишлайдиган деталлар тайёрлаш учун қийин суюқланувчи металларнинг, масалан, молибден, хром ва бошқаларнинг қотишмалар идан фойдаланилади.
Шуни хам айтиб ўтиш керакки, иш кучланишини пасайтириб, пастроқ температураларда ишлатиладиган қотишмаларни юқори температураларда хам ишлатиш, яъни уларнинг ишлатилиш сохасини кейгайтириш мумкин, бу эса иқтисодий ва технологик жихатдан анча фойдали бўлади, масалан 1000°С температураларда нагрўз ка остида ишлайдиган деталлар тайёрлаш учун, иссиқбардошлик хусусияти гарчи юқори бўлса-да, аммо технология жихатидан олганда қийин ишланадйган ва қиммат турадиган қийин суюқланадиган қотишмалар ўрнига никелли қотишмалар ишлатиш фойдалидир.
Энди, перлит, мартенсит, мартенсит-феррит ва аустенит синфига кирувчи иссиқбардош пўлатларни кўриб чиқишга ўтайлик. Бу синфларга кирувчи пўлатлар асосан, қозонсозликда ишлатилади.

52- ж а д в а л