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

Баъзи латунларнинг химиявий таркиби ва механик хоссалари

Латуннинг маркаси	Химиявий таркиби, % зисобида				Механик хоссалари
	Си	легирловчи элементлар	Zn	цушимча- лар чирик- диси(к^пи билан)	°Ъ, кГ/мм3	°ок. кГ /мм"1	б. %	Ф. %

>

Л96 Л90 Л85 Л80 Л70 Л68 Л62 ЛС74-3 ЛС60-1 ЛС59-1 ЛС90-1 Л060-1 ЛА80-0,5 ЛА77-2 ЛН65-5 ЛМц58-2 ЛК80-3 ЛАЖ60-1-1 ЛАН59-3-2 ЛМцА57-3-

95—97 88—91 84—86 79—81 69—72 67—70 6 0 ,5—63,5 72—75 59—61 57—60 88—91 59—61 84—86 76—79 64—67 57—60 79—81 58—61 57—60 55— 5 8

— — — — — — — 4—З.ОРЬ 0 ,6—1,0РЬ 0 ,8—1,9РЬ 0,25—0,75Sn D 1,0— l,5S n 0 ,4—0,7А1 1,75—2 , 5А1 5 ,0—6,5Ni 1 ,0—2,0Mn D 1,5—4,5Si 0,7 5— 1,5A1 0 ,7 5— l,5 2 ,5—3.5A1 2 ,0—3,0Ni 2 ,5—3,5Mn 0 ,5— 1,5A1

Цолгани > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >

0 ,2 0 ,2 0 ,3 0 ,3 0 ,2 0 ,3 0 ,5 0,2 0 ,5 0,75 0 ,2 1,0 0 ,3 0 ,3 0 ,3 1,5 2 ,8 0 ,7 0 ,9 1,3

24 26 28 32 32 32 33 35 37 40 28 38 30 40 40 40 30 45 38 55

— 12 10 12 9,1 9,1 11 10 13 14 9 15 — — 17 — — 20 30 —

50 45 45 52 55 55 49 50 45 45 45 40 60 55 65 40 58 45 50 25

— 80 85 70 70 70 66 — — — 55 46 50 58 — 50 — 30 — —

Махсус латунларга қўрғошин латуннинг кесиб ишланувчанлигинияхшилаш учун, қалай денгиз сувида коррозиябардошлигини ошириш учун алюминиий ва никель механик хоссаларини кўтариш учун қўшилади ва ҳоказо.

Таркибидаги миснинг миқдори кўп бўлган α-латунларнинг рангиолтин рангда бўлиб, заргарлик ва безак буюмлари тайёрлаш учун ишлатилади ва томпак деб аталади.
Б р о н з а . Қ алайли бронза. Яқинларгача фақат мис билан қалай қотишмалари бронзалар деб аталар эди. Ҳозирда эса мис билан қалай, алюминий, қўрғошин, бериллий ва бошқа элементлар қотишмаси бронзалар де аталади. Мис билан қалай қотишмалари қалайлибронзалар дейилади. Дастлаб биз ана шу бронзаларни кўрибчиқамиз. К,алайли бронзаларнинг тузилишини ўрганишдан олдин мис —қалай системасининг ҳолат диаграммасини кўриб чиқайлик. Шуни ҳамайтиб ўтиш керакки, Сu— Sn системасининг ҳолат диаграммасини кўпдан-кўп тадқиқотчилар текширган, аммо қалайнинг мисга диффузияланиш тезлиги ниҳоятда кичиклигидан системанинг мувозанат ҳолатига эришиш қийин бўлганлиги учун мувозанат чизиқларининг ҳақиқий вазияти ва ҳосил бўладиган фазаларнинг табиати тўғрисидаги масала ҳанузгача ҳал қилинган эмас. Шу сабабли ҳозиргача тузилган диаграммалар орасида бир қадар фарқ мавжуд.
Cu­­­-Sn системасининг холат диаграммаларидан бири 303-расмдатасвирланган. Бу диаграмма цам, худди Сu- Zn системасининг ҳолатдиаграммаси каби, бир неча перитектик диаграммадан иборат.
Сu — Sn системаси ҳолат диаграммасида ликвидус чизиғи билансолидус чизиғи оралиғининг катта эканлиги қалайли бронзаларнинг дендрит ликвапияга мойиллигини кўрсатади.
Энди Сu — Sn системасида қаттиқҳолатда ҳосил бўладиган фазаларни кўриб чиқайлик.
α –фаза – қалайнинг мисдаги қаттиқ эритмаси. α-қаттиқ эритманинг
кристалл панжараси, худди тоза миснинг кристалл панжараси
каби, ёқлари марказлашган кубдир.
β- фаза эритувчиси электрон типидаги интерметалл бирикма C Snбўлган қаттиқ эритма (C Sn бирикмада валент электронлар сонинингатомлар сонига нисбати—электронлар концентрацияси 3/2).β- қаттиқ эритманинг кристалл панжараси ҳажми марказлашган кубдир.
γ- фаза — эритувчиси электрон типидаги интерметалл бирикма C S бўлган қаттиқ эритма.
δ- фаза — электрон типидаги интерметалл бирикма C S ; бу бирикмадавалент электронларнинг атомларга нисбати (электронлар концентрацияси)21/l3.
ε- фаза — электрон типидаги интерметалл бирикма C Sn; бу бирикмадавалент электронларнинг атомларга нисбати — электронлар концентрацияси7/4.
η-фаза — интерметалл бирикма CuSn (валент электронларнинг атомларсонига нисбати 6/2).
Дастлаб шунга эътибор бериш керакки, Сu— Sn системаси холатдиаграммасининг чап (таркибидаги қалай миқдори 20% гача бўлган қотишмалар) қисмида уч хил чизиқ: туташ, пунктир ва штрих-пунктирчизиқлар бор. ABFFc туташ чизиқ жуда кескин совитилганда ёки қуйилгандан кейин юмшатилганда ҳосил бўлган ҳолатни ифодалайди(одатдаги усул билан қуйишда бундай шароит яратиб бўлмайди).Abffo пунктир чизиққотишма одатдаги шароитда қуйилганда ҳосилбўлган ҳолатни кўрсатади. Fe штрих-пунктир чизиққотйшма ниҳоятдаузоқ вақт (бир неча минг соат ) давомида юмшатилгандан кейин хосилбўлган ҳолатни билдиради. Совитиш шароитига қараб, қотишмаструктураларида содир бўладиган бу фарқнинг сабаби иккита: биринчиси ликвидус ва солидус чизиқлари оралигининг жуда катталиги(150—160°С га етиши) бўлса, иккинчиси мис —қалай қаттиқ эритмаларида диффузия процессининг жуда секин боришидир. Бунинг натижасида ликвация вужудга келади ва фақат α- фазадан иборатбўлишикеракбўлганқотишмаларда қисман β-фаза хосил бўлади, бу фаза эса парчаланиб,α + δ эвтектоид ҳосил қилади

303- расм. Сu—Sn системасининг ҳолат диаграммаси.

350°С температурада диффузияпроцессларининг секин бориши туфайлиодатдаги шароитда δ-фазаа +δ эвтектоидга айлана олмай қолади. δ-фазанинг α+δ эвтектоидгааялаииш процесси Fe чизиғига мувофиқ келадиган мувозанат қарортопадиган узоқвақт юмшатиш шароитидагина боради, одатдаги шароитдаэса қотишмаларнинг структураси а+δэвтектоиддан иборат бўлади. Бинобарин, қалайли қуйма бронзаларнинг тузилишини аниқлашда Abffo пунктир чизиқли диаграммадан фойдаданиш мақулдир.

Таркибида 5% ва ундан ортиқ-қалай бўлган қуйма қотишмалардаэвтектоид таркибига кирувчи δ-фаза бўлади, а +δ эвтектоид эса 520°Стемпературада β'-фазанинг парчаланишидан вужудга келади ва унингтаркибида 26,8% қалай бўлади. Таркибида 14% гача қалай бўлганбронзанинг юмшатилган ҳолатдаги структураси гомоген α-фазаданиборат булиши керак (304- раем, а). Таркибида 6% гача қалай бўлган қуйма бронзанинг юмшатилишданолдинги структураси гетерогенα-фазадан иборат бўлиб, дендрит

304- расм. Таркибида 6% Sn бўлган қуйма бронзанинг микроскопик

тузилиши х 200:а — юмшатилгандан кейин; б —юмшатишдан олдин.
тузилишга эга (304-расм, б).Таркибидаги қалай миқдори 5% дан ортиқ бўлган бронзаларнинг структураси гетероген α-фаза билан шу фаза қисмлари ичига жойлашган
а +δэвтектоиддан иборат (305-расм).
Таркибида 5—6% дан ортиққалай бўлган δ-фаза мавжудлигиданбундай бронзаларни босим билан ишлаб бўлмайди, чунки δ- фаза жудамўртдир. Бундай бронзалар фақат қуйма ҳолатда ишлатилади ваулардан антифрикцион материал сифатида фойдаланилади.

305- расм. Таркибида 10 % Sn

бўлган қуйма бронзанинг микроскопиктузилиши х 200.

Қалайли бронзаларнинг сув ва буғда коррозиябардошлик хоссаси юқори бўлади, шунинг учун улардан кранлар, тройник ва шу кабилар қуйилади.

Қалайли бронзаларнинг қолипга қуйилиш хоссалари юқори бўлиши билан бирга,
улар қуйилганда жуда кам (1% дан кам)киришади, ҳолбуки латунь ва чуян 1,5%. чамаси,
пўлат эса 2% дан ортиқ киришади.
Қалайли бронзаларнинг механик хоссаларибронза таркибидаги қалай миқдори-
га боғлиқдир. Бу боғланишни кўрсатувчиэгри чизиқлар 306- расмда тасвирланган.306-расмдан кўриниб турибдики, бронзатаркибидаги қалай миқдбри 20% дан салортганда бронзанинг пухталиги тез пасаяди, қалай миқдори 5% чамаси бўлганда эса пластиклиги пасая бошлайди, чунки бронзанинг структурасида δ-фаза ортиб, уни мўрт қилиб қўяди.
Рух бронзанинг механик хоссаларини ва суюқ ҳолатда оқувчанлигини чхшилайди. Рух (5—10% миқдорда) мисда батамом эриб, бронзанингструктурасига катта таъсир кўрсатмайди. Қўрғошин бронзада кора тусли айрим қўшилмалар тарзида бўлади ва бронзанинг антифрикцион хоссаларини ва кесувчи асбоблар билан ишланиш хусусиятини
яхшилайди. Никель бронзанинг доналаринимайдалаб, механик хоссалариниоширади. Бронзага, SnO ни кайтарувчи сифатида фосфор қўшилади,у бронзанинг суюқҳолатда оқувчанлик, ёйилишга чидамлилик, кесувчиасбоблар билан ишланувчанлик хосса-
306- раем. Мис—қалай қотишмаларинингмеханик хоссаларига қалай миқдорининг
таъсирини кўрсатувчи эгри чизиқлар.(А. П. Гуляев).
ларини оширади ва бронзада алоҳида-алоҳида қўшилмалар (фосфид )тарзида бўлади.
Бронза Бр харфлари, легирловчи элементларни билдирадиган ҳарфлар ва шу элементларнинг процент ҳисобидаги ўртача миқдорини кўрсатувчирақамлар билан маркаланади. Масалан, БрОНС11-4-3 марка қалайли ва никель ҳамда қўрғошин билан легирланган бронзани билдиради,11 сони бронза таркибида ўрта ҳисоб билан 11% қалай, 4 рақами ўрта ҳисоб билан 4% никель, 3 рақами эса ўрта хисоб билан 3% қўрғошин борлигини билдиради.
Техникада энг кўп ишлатиладиган қалайли бронзаларнинг маркалари, химиявий таркиби, механик хоссалари ва асосан нималарга ишлатиши 84- жадвалда келтирилган.
А л ю м и н и й л и бронз а . Алюминийли бронза механик хоссалари,химиявий таъсирларга бардош бериш хусусияти, суюқҳолатда оқувчанлиги ва баъзи бошқа хоссалари жиҳатидан қалайли бронзадан устунтуради. Алюминийли бронзаларнинг структураси билан танишиш учунСu — Аl системасининг ҳолат диаграммасидан фойдаланамиз. Бундайдиаграмманинг чап қисми (таркибида 20% гача алюминий бўлган қотишмаларга оид қисми) 307-расмда тасвирланган.
Алюминийли бронзаларнинг суюқҳолатда яхши оқувчан бўлишгасабаб шуки, уларда ликвидус чизиғи билан солидус чизиғи оралғии бир-бирига жуда яқин туради.
α-фазанинг тўйиниш чегарасидан ўтилганда, яъни бронза таркибидагиалюминий миқдори 9,8% дан ортганда бронзаларнинг структурасида α+γ' эвтектоид бўлади. Қотишма тез совитилганда β-фаза ўтасовиб, анча дисперсα+γ'заррачаларга ажралади. Қотишманингсовитилиш тезлиги оширилган сариэвтектоид аралашма дисперсроц ва
цаттицроц бўлиб боради. β-қаттиқ эритманинг парчаланиш тезлигибилан температура орасидаги боғланишнидиаграмма тарзида ифодалашмумкин. Бундай диаграмма308- расмда тасвирланган.
308- расм. Алюминийли бронзада β- фазанингизотермик парчаланиш диаграммаси
(Ржезников).

Алюминийли бронзаларнинг термикишланиши пулатнинг термик ишланишига ўхшайди, яъни бронза критик тезлик билан совитилганда β- фаза мартенсит типида парчаланиб, нинасимон структура ҳосил қилади.

Таркибида 9,8% дан ортиқ алюминийбўлган бронза критик температураданбошлаб секин совитилганда унинг структураси α-қаттиқ эритма кристаллари билан α+γ' эвтектоиддан иборат бўлади (эвтектоидгача бўлган структура). Агар бронза 900°С гача қиздирилиб, сувдасовитилса (тобланса), унинг структураси ≪мартенсит≫ дан иборатбўлиб қолади (309- расм). Бинобарин, бронзани ҳар хил тезликда совитиш ва шундан кейин бўшатиш йўли билан унинг механик хоссаларини ўзгартириш мумкин экан. Алюминийли бронзаларнинг маркаланиш принципи ҳам қалайли бронзаларники кабидир.

84-жадвал