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

Техникада ишлатиладиган миснинг химиявий таркиби

Миснинг маркаси	Химявий тарки, % хисобида
	Cu	Bi	Pb	Қўшимчалар йигиндиси
M1 M2 M3	99.9 99.7 99.5	<0.002 <0.002 <0.003	<0.005 <0.01 <0.05	<0.01 <0.03 <0.05

Техникада ишлатиладиган мисда бўладиган қўшимчалар Bi, Pb,Sb, As, Fe, Ni, Sn, P, О элементлари бўлиб, булар ичида энг зарарлиси висмутдир, шу сабабли мис таркибида .0,003% дан ортиқ миқдорда висмут бўлишига рухсат этилмайди. Зарарлилиги жихатидан

висмутдан кейинги ўринда қўрғошин туради, мисда бу элементнингмиқдори 0,05% дан ошмаслиги керак. Висмут хам, қўрғошин хам мисдаэримай,осон суюқланувчан эвтектикалар хосил қилади (295 ва 296-расмлардаги диаграммаларга царанг).
Мис — висмут қотишмасининг кристалланиш процесси, амалий жихатданолганда, висмутнинг суюқланиш температураси (270°С) да, мис-қўрғошин қотишмаларининг кристалланиш процесси эса қўрғошиннингсуюқланиш температураси (327°С) датугалланади. Мис — висмут қотишмасининг структураси Cu + Bi дан иборат бўлади. Бу қотишмада висмут илгари ажралиб чиққан мис кристалларини қобиқ тарзида ўраб олади, шунинг учун бу қотишма висмутнинг суюқланиш температурасидан юқори температурагача қиздирилганда миснинг бирламчи кристаллари орасидаги боғланиш бузилади. Бинобарин, мис — висмут қотишмасиниқиздирибтуриб прокатлаб бўлмайди. Буайтилганларнинг ҳаммаси мис — қўрғошин қотишмаларига ҳам оиддир.

294-раем. Миснинг элеактр утказув чанлигига наклёпнинг таъсирини кўрсатувчи

эгри чизиқ.
Энди, мис хоссаларига кислород ва олтингугуртнинг қадай таъсир этишиникуриб чицайлик.
Кислород мисда эримайди ва миснингбир қисмини оксидлаб, мис (1)-оксидга айлантиради, мис эса бу оксид билан аралашиб, таркибида 3,4% O(0,38% кислород) бўлган эвтектика(Cu + C 0 ) ҳосил қилади (297-расм).
Cu+ C O эвтектика мисни босим билан ишлаш учун қиздириш температурасиданюқори (1065°С) температурадасуюқланади, шу сабабли кислород, висмутбилан қўзғошиннинг аксича, мисда чўғланган ҳолатда синувчанлик хоссаси ҳосил қилмайди.
Қуйма мисда эвтектика доналар чегарасида жойлашади ва нуқтавийтузилишга эга бўлади. Бундай мис қотишмаси деформацияланганда(босим билан ишланганда) эвтектика емирилиб, мис (I)-оксид алоҳида-алоҳида қўшилмалар тарзида бўлиб қолади.

295- расм. Сu — Bi қотишмаларининг ҳолат диаграммаси:

а-умумий кўриниши; б — пастки ўнг бурчаги.

Таркибида кислород бўлган мис қайтарувчи газ муҳитда, яъни таркибида , СО, CH ва шу каби газлар бўлган муҳитда қиздириб ишланганда мисда дарзлар ҳосил бўлади, чунки юқори температурада водород ва қайтарувчи бошқа газлар мисга диффузиланиб, мисдаги кислородбилан бирикади, яъни мисни қайтаради-да, сув буғи ёки ҳосил қи-

296- расм. Сu — Рbқотишмаларнинг ҳолат диаграммаси:
а — умумий кўриниши: О — пастки ўнг қисми.

лади, сув буғи ёки эса юқори босимни вужудга келтиради. Баёнэтилган ҳодиса≪водород касаллиги≫ деб аталади.

Олтингугурт мис билан бирикиб Sтаркибли сульфид ҳосил қилади.Мис бу сульфид билан аралашиб, таркибида 4,9% CuS (0,99% S) бўлган
297- расм. Мис—кислород системасининг
холат диаграммаси.

298- расм. Мис—олтингугурт системаеи-

нинг ҳолат диаграммаси.

эвтектика (Cu+C S) ҳосил қилади (298-расм).Cu+C S эвтектика ҳам,худдиCu+C Oэвтектика каби, мисни босим билан ишлаш учун қиздириштемпературасиданюқори (1067°) температурада суюқланади, шу сабаблиолтингугурт мисда чўғланган ҳолатда синувчанлик хоссаси ҳосил қилмайди.Аммо Cu+C S эвтектика анча мўрт бўлади. Бинобарин, мисга ҳатто жудаоз миқдорда олтингугурт аралашган бўлса ҳам, бундай мис мўрт бўлибқолади. Миснинг микроскопик тузилиши 299-расмда тасвирланган.

Мис қотишмалари. Л а т у н ь. Асосан мис билан рухдан иборат қотишмаларлатунь (жез) деб аталади. Техникада таркибидаги рух миқдори
45% гача бўлган латунлар ишлатилади.

299- расм. Миснинг микроскопик тузилиши:а— тоза мис: б — C О қўшилмалари (кора доғлар) бор мис; в — эвтектика (Cu+ C O)қўшилмаларн (мне доналари чегарасидаги кора доғлар) бор мис.

Мис— рух қотишмаларининг ҳолат диаграммаси 300-расмда тасвирланган.Бу диаграмма бешта оддий перитектик диаграммаданиборат.

300- расм. Мис—рух қотишмаларининг ҳолат дйаграммаси.

Диаграммадан кўриниб турибдики, ликвидус чизигидан юқоридамис—рух қотишмаларининг ҳаммаси суюқҳолатда бўлади. Ликвидусчизиги билан солидус чизиғи орасида суюқ фаза билан қаттиқ фазалар,солидус чизиғидан пастда эса фақат қаттиқ фазалар — α, β, γ, δ, ε, η-фазалар бўлади. Ана шуқаттиқ фазалар нималардан иборат эканлигини бирма-бир кўриб чиқайлик.

α-фаза — рухнинг мисдаги қаттиқ эритмаси. Нормал температурадамисда 39% рух эрийди, рухнинг мисда эрувчанлиги 453°С гача деярли ўзгармай, 905°С да 32% га тушади. α-қаттиқ эритманинг кристалл панжараси ёқлари марказлашган кубдир.
β -фаза — эритувчиси CuZn бўлган қаттиқ эритма. CuZn бирикмасидабоғланиш электрон типидадир (валент электронлар сонининг атомларсонига нисбати —электронлар концентрацияси 3/2). р-қаттиқ эритманингкристалл панжараси ҳажми марказлашган кубдир. Кристалл панжарадаатомларнинг тартибли жойлашуви 453—470° дан пасттемпературадагина сақланиб қолади. Кристалл панжарасида атомлар тартиближойлашган β-қаттиқ эритма β' билан белгиланади. 453—470° дан юқоритемператураларда ҳажми марказлашган куб панжарадаги мис варух атомлари статистик жойлашиб қолади.
γ- фаза — эритувчиси булган қаттиқ эритма. бирикмасидаги боғланиш ҳам электрон типида бўлиб, валент электронларнинг атомларга нисбати 21/13. γ- қаттиқ эритманинг кристалл панжараси мураккаб кубпанжарадир. 270°С дан паст температурада кристалл панжарада атомлартартибли жойлашган бўлади. Кристалл панжарасида атомлар тартибли жойлашганγ- каттиқ эритма γ' билан белгиланади.
δ -фаза цозирча яхши урганилган эмас.
ε- фаза — эритувчиси булган цаттиц эритма. бирикмасидагибоғланиш ҳам электрон типида (валент электронларнинг атомларга нисбати7/4). 8- қаттиқ эритманинг кристалл панжараси атомлари зич жойлашган(компакт) гексагонал панжарадир.
η-фаза — миснинг рухдаги қаттиқ эритмаси.
Мис билан рухнинг амалда ишлатиладиган қотишмалари нормалтемпературада ё α-қаттиқ эритмадан (таркибида 3 9% гача рух бўлган латунлар) ёки α-қаттиқ эритмабилан β'-қаттиқ эритмааралашмасидан (таркибида39 дан 45% гача рух бўлганлатунлар) иборатдир. Бу қотишмаларнинг микроскопиктузилиши 301- расмдатасвирланган.
Таркибида 45% дан ортиқ рух бўлган латунларнинг (β' ва γ'-латунларнинг)техникада ишлатилмаслигига сабаб шуки, улар қаттиқ ва мўрт бўлади. Латуннинг таркибида рух миқдори камайган сари қотишманинг пластиклиги ортиб боради;бинобарин, энг пластик латунь α-латундир. Шундай қилиб, латуннингмеханик хоссалари қотишма таркибидаги рух миқдорига боглиқ экан. Бу боғланишни курсатувчи эгри чизиқлар 302-расмда тасвирланган.

301-расм. Мис билан рухнинг амалда ишлатиладиган қотишмаларнинг микроскопик тузилиши; а-таркибида 39% гача рух бўлган латунь (а-латунь) (х 200): б-таркибида 3дан 45% гача рух бўлган латунь (α+β’)-латунь (х 500).

302- расмдаги эгри чизиқлардан яққол кўриниб турибдики, таркибида тахминан-30% рух бўлган α-латуннинг пластиклиги энг юқори, таркибида 45% рух булган β'- латуннинг мустаҳкамлик чегараси ҳам энг юҳори. α-фазали соҳадан ўтилганда латуннинг пластиклиги тез пасаяди.

Қотишмаларнинг қуйилиш хоссалари ликвидус ва солидус чизиқларининг бир-бирига яқин ёки узоқ жойлашганлигига боглиқ бўлади. Ликвидусчизиғи билан солидус чизиғи бир-бирига қанчалик яқин бўлса, қотишманинг қуйилиш хоссаси шунча яхши бўлади.
302-расм. Латунь механик хоссаларининг рух миқдорига қараб ўзгаришини кўрсатувчи эгри чизиқлар.

300- расмдаги диаграммадан кўринибтурибдики, мис—рух қотишмаларида α ва β-фазалар учун ликвидус чизиғи билансолидус чизиғи бир-бирига жуда яқин туради, шу сабабли, бу қотишмаларнинг ликвацияга мойиллиги паст, суюқ ҳолатда оқувчанлиги юқори, улардан қуйилган буюмлар химиявий таркиби жиҳатидан бир жинсли бўлади ва ҳоказо.

Латуннинг баъзи маркаларида коррозиябардошлик хоссалари, баъзиларида эса ишқаланишга чидамлилик хоссалариюқори бўлади. Шу сабабли хилма-хилхимиявий таркибли латунлар амалда кенг кламда ишлатилади.
Шуни ҳам айтиб ўтиш керакки, латуньатмосфера шароитидагина коррозиябардош
бўлади, аммо аммиакли, баъзитуз ва кислоталар аралашган муҳитдалатунь тез коррозиланади. Латунь таркибида рух миқдори ошиб, унингструктурасида β-фазанинг пайдо бўлиши коррозияни кучайтиради. Латунькоррозиясининг энг кўп тарқалган турлари пластик деформацияланганлатунда коррозион дарз кетиш ва рухсизланишдир. Коррозиондарз кетиш ҳодисаси агрессив муҳит иштирокида чўзувчи кучланишлартаъсирида келиб чиқса, латунь рухсизланганда эса, дастлаб, латуннингюза қатлами эриб, сўнгра бу ерда ғовак мис пардаси пайдо бўлади, бупарда латунь билан гальваник жуфт ҳосил қилади, оқибатда латунь тезкоррозиланади.
Латунни пластик деформациялаш осон, шунинг учун латунлардан,асосан, листлар, ленталар, ҳар хил профиллар ва шу кабилар тайёрланади.Аммо туғли температураларда ҳар хил латунларнинг ўзигахос хусусияти бўлади; масалан, α-латунлар нормал температурадапластик бўлса, 300—700°С температуралар оралиғида уларнинг пластиклиги пасаяди. β-латунлар 500°С дан юқори температураларда α-латунларга қараганда пластикроқ бўлади ва ҳоказо. Шу сабабли, қиздирибтуриб прокатлаш учун таркибида 32% дан ортиқ рух бўлган, яъни юқори температурада структураси (α+β) кристаллардан ёки β кристаллардан иборат бўладиган латунлар энг яроқли латунлардир. Совуқлайиндеформациялаш, яъни юпқа тунукалар ва сим тайёрлаш учун таркибида 30% чамаси рух билан α- латунь ишлатиш маъқулроқдир.
Қиздириб туриб босим билан ишланадиган латунга висмут ва қўрғошин қўшимчалари зарарли таъсир этади, чунки улар латунь доналари чегарасида осон суюқланувчан қўшилмалар ҳосил қилади. Аммо қўрғошин таркибида 32% дан кам рух бўлган, α-фаза β-фазага айланмайдиган қотишмагагина зарарли таъсир этади. Таркибида 32% дан ортиқ рух булган қотишмада қайта кристалланиш (α -фазанинг β -фазага айланиш процесси) содир бўлиши натижасида қўрғошин қотишма доналари ичига ўтиб, қотишмани қиздирилган ҳолатда босим билан ишлашда зарарли таъсир курсатмайди. Бинобарин, таркибида 32—38% Zn бўлган латунларда қўрҳошин кўшимчаси бўлишига йўл қўйиш мумкин таркибида 38—40% Zn бўлган латунларга эса 1—2% гача қўрғошин атайлаб қўшилади, чунки бундай латунлар қиздирилиб, β -фазали холатда деформацияланади, қўрғошин эса латуннинг пластик деформацияланишига салбий таъсир кўрсатмай, балки кесиб ишланиш хоссасисини яхшилайди — қириндининг ажралишини осонлаштиради.
Техникада ишлатиладиган латунлар нормал температурадаги структурасигакўра икки группага — бир фазали латунлар — α-латунлар
группаси билан икки фазали латунлар — ( α+β')-латунларга бўлинади.
α-латунлар билан (α + β')-латунлар Лҳарфи ва бу ҳарфдан кейинкеладиган рақамлар билан маркаланади; масалан, Л62, Л 68, Л70, Л80ва ҳоказо (α-латунлар учун), Л59 ва бошқалар[(α +β')латунлар учун];Л ҳарфидан кейинги рақамлар латунь таркибидаги миснинг процентбилан ифодаланган ўртача миқдорини билдиради. Мураккаб, яъни таркибидамис билан рухдан ташқари, бошқа элементлар ҳам бўладиганмахсус латунлар Л ҳарфи ва ундан кейин қайси элемент ёки элементлар қўшилганлигини билдирувчи ҳарфлар, шундан кейин эса тегишлирақамлар билан маркаланади; масалан, ЛС74-3, Л070-1, ЛАН59-3-2 ва ҳоказо. Маркадаги биринчи сон миснинг, ундан кейинги рақамлар эсатегишли элементларнинг процент билан ифодаланган ўртача мицдоринибилдиради.
83- жадвалда баъзи латунларнинг химиявий таркиби ва механик хоссалари келтирилган.
83- ж а д в а л