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

Алюминийнинг иссиқбардош қотишмаларининг юқори температурадаги
механик хоссалари

Котишманинг маркаси	Котишманинг хоссалари	Температура, °С
		20	150	260	315
АЛ1 АҚ2 АҚ4	ь, Мн/м^2 , % ь,Мн /м^2 , % ь Мн/м^2 , %	280 0 440 17 430 18	260 1 340 10 360 20	105 10 80 32 310 15	63 30 50 50 150 20

Алюминий қотишмаларини термик ишлаш. Компонентлари маълум
чегарагача эрий оладиган ва эрувчанлиги температуранинг пасайиши билан камаядиган қотишмаларнигина термик ишлаш йули билан пухталаш мумкин. Алюминий — мис системасига оид қотишмалар ана шундай қотишмалар жумласига киради. Алюминий — мис қотишмаларини термик ишлаш алюминийда СиАl₂ бирикмаси эрувчанлигининг ўзгаришига асосланган. Алюминий — мис қотишмалари холат диаграммасининг чап қисми 288-расмда тасвирланган.
288-расмдаги диаграммадан кўриниб турибдики, нормал темпераратурада алюминийда 0,5% чамаси, эвтектик температура (548°С) да эса 5,7% мис эрийди. Таркибида 5,7% гача мис бўлган хар қандай қотишмани маълум температурагача қиздириб бир фазали холатга, яъни СиА1₂ бирикманинг иккиламчи кристалларини а-қаттиқ эритмага ўтказиш ва қотишмани тез совитиш йўли билан бу холатни сақлаб қолиш мумкин. Хосил қилинган қаттиқ эритма таркибидаги мис миқдори 0 ,5% дан ортиқ бўлса, эритма ўта туйинган эритма бўлади. Ўта туйинган бундай қаттиқ эритма барқарор бўлмай, ундан СиА1₂ бирикма ажралиб чиқади ва эритма таркибида 0,5%, яъни мувозанатдаги системага мувофиц миқдордагин; мис қолади. Ўта туйинган эритмада бўладиган бундай ўзгариш процесси қотишманинг эски-

288- расм. А1 — Си қотишмалари холат диаграммасининг чап қисми .

риши (чиниқиши) деб аталади. Эскириш процесси нормал температуррада борса, табиий эскириш деб, температура оширилган шароитда олиб борилса, сунъий эскиртириш деб аталади. Бинобарин, алюминий қотищмаларини термик ишлаш процесси икки босқичда а—бир компонентнинг иккинчи компонентда энг кўп эриш температурасидан юқорироқ температурагача қиздириб, сўнгра тез совитиш (тоблаш) ва табиий эскириш ёки сунъий эскиртириш босқичларидан иборат.

Эскиришнинг бошланғич даврида ўта тўйинган қаттиқ эритмада мис атомлари кристалл панжаранинг муайян жойларига тўпланади, натижада кристалл ичида миснинг (эриган компонентнинг) концентрация юқори бўлган зона (Гинье — Престон зонаси) вужудга келади. Бу процесс нормал ёки 100°С дан паст температурада содир бўлади (эскиришнинг биринчи босқичи). 100 дай 200°С гача температурада Гинье — Престон зоналарида СиА1₂ таркибли бирикма хосил бўлиб,
кристалл панжара қайта тузилади, бу панжара бошланғич, панжарадан (ўта туйинган қаттиқ эритма панжарасидан) ўзгача, аммо у билан когерент боғланган бўлади. Бу^процесс эскиришнинг иккинчи босқичини ташкил этади. 200°С дан юқори температураларда СиА1₂ нинг кристалл панжараси бошланғич панжарадан ажралади (эскиришнинг учинчи босқичи:) .
Қотишманинг пухталиги эскиришнинг биринчи ва иккинчи босқичларида энг юқори бўлиб, эскиришнинг учинчи босқичида қотишманинг ипухталиги пасая боради. Демак, қотишмани эскиртиришда эскиришнинг учинчи босцичигача етказмаслик керак.

289 расм. Таркибида 4 % Си бўлган алюминий

қотишма сининг микроскопик тузилиши X 100:
а — тоблашдан олдинги котишма;. б — тоблангандан
кейинги котишма.

Дотишма тобланганда унда содир бўладиган фаза ўзгарншларини қотишманинг тоблашдан олдинги ва тоблангандан кейинги микроскопик тузилишидан яққол куриш мумкйн. Таркибида 4% мис бўлган қотишманинг тоблашдан олдинги микроскопик тузилиши 289- расм, а да, тоблангандан кейинги микроскопик тузилиши

эса 289- расм, б да тасвирланган.
289- эритма фонида СиА1² қўшилмалари кўриниб турибди, 289-расм, б да эса қотишма структурасининг бир жинсли қаттиқ эритмадан иборатлигини кўрамиз. Демак, қотишма тоблаш температурасигача қиздирилганда СиА1² батамом эриб, бир жинсли ва ўта туйинган қаттиқ эритма хосил қилади, қотишма тез совитилганда эса қотишманинг бу холати сақланиб қолади.
Энди алюминий—мис қотишмаси эскиртирилганда унинг хоссалари, қандай ўзгаришлар бўлишини кўриб чиқайлик.

290- расм. Алюминий котишмаси эскира борган сари пухталигининг ўзгаришини кўрсатувчи у эгри чизик (А. Г1. Гуляев).

кейин эса мустахкамлик чегараси бироз ошади, яъни тахминан _ь=250 Мн/м² (25. кГ/мм² га етади. Қотишма эскиртирилганда унинг мустахкамлик чегараси ( _ь= 400 Мн/м². (40 к Г /мм²) га етади. Алюминий қотишмаси табиий равишда (нормал температурада) эскира борган сари мустахкамлик чегарасининг ўзгариш эгри чизиғи 290-расмда тасвирланган. Бу расмдаги эгри чизиқдан яққол кўриниб турибдики, қотишманинг пухталиги бу қотишма тоблангандан 4 5 сутка ўтгач максимал қийматга эришади.

Қотишма пухталигининг ғоят даражада секин ўсишига турри келадиган дастлабки вақт (2—3 соат) инкубацион давр деб аталади. Бу давр технология жихатидан мухим ахамиятга эга, чунки бу даврда қотишмани пластик деформациялаш мумкин бўлади, инкубацион даврни ўтган қотишмани пластик деформапиялаб (парчинлаб, эгиб ва шу каби операцияларни бажариб) бўлмайди.
Алюминий қотишма сининг эскириш тезлиги температурага кучли даражада боғлиқ бўлади, бу борланишни кўрсатувчи эгри чизиқлар 291-расмда тасвирланган.
291- расмдан яққол кўриниб турибдики, эскириш температураси қанчалик юқори бўлса, қотишма да эскириш вақтида хосил бўладиган энг юқори пухталиги шунчалик паст бўлади. Нормал температурадан паст

291- расм. Хар хил температураларда дуралюминийнинг эскиришини (мустахкамлик чегарасининг ўзгаришини ) кўрсатувчи эгри чизиқлар (С. М. Воронов)

температураларда қотишманинг эскириши секинлашади. - 50°С температурада қотишма деярли эскирмайди, яъни қотишманинг тобланган холати қарийб сақланиб қолади. Бинобарин, тобланган парчин михларни ишлатиш (парчинлаш) вақти кечиктирилса, уларни—50°С дан паст температурада сақлаб , исталган, вақтда ишлатиш мумкин.

Табиий равишда эскирган қотишма 200—250°С температурада қисқа вақт тутиб турилса, бу қотишманинг пухталиги янги тобланган холатдагисига қайтади; бу ходиса қайтиш деб аталади. Демак, алюминий қотишмаларининг табиий эскириши барқарор бўлмас экан.
Энди алюминий қотишмалари таркибининг термик ишлаш вақтида содир бўладиган процессларга қандай таъсир этишини кўриб чиқайлик.
292- расмда алюминий — мис қотишмасининг қаттиқлигига миснинг таъсирини кўрсатувчи эгри чизиқлар тасвирланган. Расмдан кўриниб турибдики, қотишма таркибида миснинг миқдори маълум чегарагача ортиб борган сари эскириш эффекти, яъни янги тобланган қотишма қаттиқлиги билан эскиртирилган қотишма қаттиқлиги орасидаги фарқи секин-аста ортиб боради. Таркибида 2% ва ундан кам мис бўлган қотишма эскирмайди, чунки қаттиқ эритманинг ўта тўйиниш даражаси қотишма эскирганда унинг хоссаларини ўзгартириб юбориш учун етарли бўлмайди.
292-расмнинг энг юқорисидаги эгри чизиқдан эскириш эффектининг энг юкори қиймати 6,5% мисли қотишмага турри кёлиши кўриниб турибди, бу эса юкори температурада миснинг алюминийда максимал миқдор да эришига тахминан мос келади. Алюминий қотишмасидаги темир эскириш эффектини камайтиради, бунинг сабаби шуки, темир алюминийда эримайдиган учлама бирикма Cu₂FeAl₃ хосил қилади. Маълумки, котишманинг термик ишлаш натижасида пухталаниш даражаси

29 2 -расм. Алюминий — мис қотишмасининг қаттиқлигнга мис

миқдорининг таъсирини кўрсатувчи эгри чизиқлар.

хосил бўладиган СиА1₂ миқдорига турри пропорционал. Қотишмада темир миқдори қанчалик кўп бўлса, Cu₂FeAl хосил бўлиши учун шунча кўп мис кетади ва СиА1₂ шунчалик кам хосил бўлади; бинобарин, қотишманинг эскириш эффекти шунчалик пасаяди. Демак, термик ишланадиган алюминий —мис қотишмаларида темирнинг бўлиши зарарли экан.

Алюминийнинг мис билан хосил қилган қотишмаларидан бошқа баъзи қотишмаларини хам термик ишлаш йули билан пухталаш мумкин. Бундай қотишмалар жумласига, масалан, АГ— Si, Al — Mg, Al—Zn системаларидаги қотишмалар киради. Шу сабабли алюминийнинг термик ишлаш йули билан пухталанадиган қотишмаларида Si, Mg ва Zn хам асосий элементлардир.
Al:—Gu, Al—Si, Al—Mg, Al—Zn дек бинар қотишмалар да термик ишлаш эффекти учлама, туртлама ва ундан хам мураккаб қотишмалар дагидан камроқ бўлади. Бундай мураккаб қотишмалардан хозирги вақтда ишлатиладиганлари А1—Mg—Si системасидаги қотишмалар (аваль) ва А1—Си—Mg сиетемасидаги қотишмалар , яъни дураламинийлардир. Авиалда қотишма тоблаш температурасигача қиздирилганда эрийдиган, эскириш вақтида эса ажралиб чиқадиган фаза MggSi дир. Дуралюминийларда, миснинг миқдор ига ива мис билан магний орасидаги нисбатга қараб , ё СиА1г ёки Al8Mg2 ёхуд
GuMgAl2 ва CuMg6Al6 хосил бўлиш и мумкин. Бу хамма бирикмаларнинг алюминийда эрувчанлиги ўз гарувчандир.
Энди А1—Си—Mg ва А1—Си—Mg-Zn системаларига кирувчи баъзи қотишмалар ни термик ишлаш режимини келтириб ўтамиз (81-жадвал).

81- ж а д в а л

Қотишмаларнинг маркази	Термин ишлаш режими
	тоблаш		эскиртириш
	температура. ° с	совитувчи мухит	температу- ра,°С	вақт
Д1 Д6 Д16 B95	495-505 498-503 490-500 465-475	Сув а б в	20 20 20 120-140	4 сутка 4 4 20-10 соат