«metallurgiya» kafedrasi «Po’lat va ferroqotishmalar elektrometallurgiyasi» fanidan

Ishni bajarishdan maqsad: Talabalarga eritish jarayonining oksidlovchi davri vaqtida kislorod purkash davomiyligini va harorat tizimini texnologik parametrlarini aniqlashni o’rgatish.

Nazariy qism

Fe-C holat diagrammasi -temperatura va uglerod miqdori o'zgarishiga qarab, qotishmalarning holatini kursatuvchi chizma ta'savvur (grafik). Odatda Fe-C diagrammasini faqatgina birinchi stabil ximiyaviy birikma -sementat ( Fe₅C ) hosil qilgan qismi o'rganiladi. SHuning uchun bu digrammani Fe-Fe₃C diagrammasi ham deb ataladi. Holat dagrammasida barcha uzluksiz chiziqlar qotishmalarning hamma fazalarning mavjudlik viloyatini chegaralaydi.

Faza qotishmaning bir jinsli qismi bo'lib, qolgan qismidan chegara sirtlari bilan chegaralanadi va undan o'tganda moddaning ximiyaviy tarkibi, tuzilishi va xossasi keskin o'zgaradi. Masalan qattiq va suyuq faza.

Diagrammaning uzluksiz chizig'ini kesib o'tish- bu yangi fazalar va yo'qoladigan va hosil bo'ladigan yangi fazalar viloyatiga (qismiga ) o'tishidir. Shunday qilib, holat diagrammasida chiziqlar fazaviy o'zgarishlarning kritik nuqtasidir.

Temir uglerodli qotishmalarda fazaviy o'zgarishlar faqatgina erish boshlanishi yoki kristallanish qobilyati bilan bog'liq emas. Temirning o'zi qizdirilganda yoki sovitilganda polimorf (allatropik) o'zgarishiga ega bo'ladi, ya'ni ma'lum kritik nuqtalarda (temperaturalarda) o'zining kristallik tuzilishini o'zgartiradi. Uy temperaturasida uning kistall panjarasi hajmi markazlashgan kub shaklida bo'ladi. Bunda temir Fe deb ataladi.

Temperatura 911 °C ko'tarilganda temirning kristall panjarasi markazlashgan kub shakliga o'tadi. Bunda temir у Fe deb ataladi. 1393 °C da temirning fazaviy panjarasi Yana hajmi markazlashgan kub shakliga aylanadi. Bunday temirni Fe yoki Fe ning yuqori temperaturali shakli deb ataydilar.

5-rasm. Fe-Fe₃C sistemadagi qotishmalarning fazalari ko'rsatilgan holat diagrammasi.

Qotishmalarda temir uglerod bilan bog'langan holatda bir necha fazalar hosil qiladi:

1.Ferrit(ф) uglerodni Fe dagi sinish qattiq eritmasi. Ferrit tarkibidagi 727 °C da 0,025% C, 20°C da -0006 % С bo'ladi.

2.Austenit (A) uglerodni Fe dagi sinish qattiq eritmasi. Tarkibida 1147°C da -2,14, % С727 °C da esa 0,83% С bo'ladi.

3.Sementit (Ц) -temir bilan uglerodning ximiyaviy birikmasi. (Fe₃C) Tarkibida 6,67% С bo'ladi.

1. 
   rasmda Fe-Fe₃C sistemadagi qotishmalarning fazaviy holat diagrammasi ko'rsatilgan.
   

Kesmalar usulidan foydalanib, diagrammaning istalgan nuqtasida fazolar miqdorini aniqlash mumkin.

Masalan : k nuqtasida (3.1 rasmga qarang) ikki faza ferrit va austenit muvozanat holatda bo'ladi. Ferrit fazasining miqdori

austenit fazasining miqdori.

ga teng bo'ladi.

Shunday qilib, qotishmaning umumiy hajmi kesmasiga proprtsionaldir. Miqdor sifatida kb kesmada ferrit fazasining hajmiga ak kesmasi austenit fazasinig hajmiga proortsionaldir.

Faqatgina fazalari ko'rsatilgan holat diagramma qotishma holatini to'la ifodala olmaydi. Fazalar miqdorlar nisbatini o'rganilganda (masalan: sementit ko'p yoki oz) qotishmalarning ichki tuzilishida (strukturasida ) katta o'zgarishlar sodir bo'ladi. Chunonchi har xil fazalar nisbati har-xil struktura va xossaga ega bo'lgan qotishmalarni tashkil etadi.

Masalan: tarkibida 4,3 % li uglerodi bo'lgan qotishma kristallanganda, С nuqtasida ledeburit deb ataladigan austenit bilan sementitning (t 727 °C) yoki perlit bilan tsementitning (t 727°C) mexanik aralashmasini tashkil etadi. Tarkibida 0,83 % bo'lgan qotishma sovitilganda С nuqtasida perlit deb ataladigan ferrit bilan tsementitning mexanik aralashmasidan tashkil topgan strukturasi hosil bo'ladi.

Kristallanganda mexanik aralashma hosil qiladigan va o'zgarmas temperaturada qotadigan qotishmaga evtektikal qotishma deyiladi. Masalan: ledeburit.

Agar bunday o'zgarishlar qotishma qattiq (kristall) holatga o'tgandan so'ng sodir bo'lsa, ungi evtektoilli o'zgarish deyiladi. Masalan: perlit.

Yuqorida aytib o'tilganlar asosida Fe-Fe3C diagrammasida fazalarning miqdoriy nisbati o’zgarishga qarab hosil bo’ladigan strukturalarini ko’rsatish kerak.



a-FeF₃c sistemasidagi qotishmalarning holat diagrammasi.

1. 
   C=0,5 % qotishmaning sovish egri chizig'i.
   

Fe-Fe₃С holat diagrammasi o'rganilganda fazalar o'zgarishi kritik temperaturalarini bilish katta ahamiyatga ega. Fe-Fe₃C diagrammasida kritik temperaturalarni "A" harfi bilan belgilash qabul qilingan.

1.Ао (210 °C)- sementitning ( Fe₃С ) magnitli o'zgarish temperaturasi.

2.A₁ (727 °C)-evtektoidli (perlitni o'zgarish temperaturasi.

3.A₂ (768°C) - ferritning magnitli o'zgarish temperaturasi.

4.A₃ (QS chizig'i) ferrit fazasi sovitganda paydo bo'lishini, qizdirganda yo'qolishini ko'rsatuvchi chiziq.

5.A_m (SE chizig'i) -sementit fazasi paydo bo'lishi (sovitilganda) yoki yo'qolishini (qizdirganda) ko'rsatuvchi chiziq.

6.1147°C -evtevtikali (ledeburitli)o'zgarish temperaturasi.

7.АСД chizig'i -likvidus chizig'i. Bu chiziqdan yuqoridagi qotishmalar suyuq holatda bo'ladi.

8.AE chizig'i solidus chizig'i. Bu chiziqdan pastda qotishmalar qattiq holatda bo'ladi.
Strukturasi ko'rsatilgan holat diagrammadan foydalanib, istalgan qotishmadan suyuq hoatdan sovitganda sodir bo'ladigan kuzatishlarni yozib chiqish mumkin. Masalan : 0,6 % С bo'lgan qotishmani ko'rib chiqamiz. Diagrammaning abtsissa o'qida 0.5 % ga teng bo'lgan uglerod miqdorini topamiz. Topilgan nuqtadan vertikal chiziq o'tkazamiz. (Rasm 6.2.) . shu vertikal chiziqni diagramma chiziqlari bilan kesishgan nuqtalarini belgilaymiz. (Masalan: 1.2.3.4). bu nuqtalar tekshirilayotgan qotishmamizning faza o'zgarishini ifodalovchi kritik nuqtalar bo'ladi. Bu nuqtalarning o'qlari temperatura vaqtdan iborat bo'lgan grafikga ko'chiramiz va 0.5 % С bo'lgan qotishmaning sovish egri chizig'ini chizamiz. (Rasm 6.2.). shuni aytib o'tish kerakki, evtevtikali va evtektoidli o'zgarish kritik temperaturalarini kesib o'tganda sovish egri chizig'ida

bu o'zgarishlar o'zgarmas temperaturada sodir bo'lishini ko'rsatuvchi pog'ona (masalan: 4-4) hosil qiladi Sovish egri chizig'ini yonida kritik temperaturalarni kesib, o'tishda hosil bo'ladiganstrukturalar yozilib, makrostrukturalar yozilib mikrostrukturalar rasmi sxematik ravishda chiziladi.

Eslatma: Har bir talaba shaxsan ish bajarish uchu nish oladi (ilovaga qarang) ishda ikki qotishma (uglerod miqdori qarab) ko'rsatilgan bo'lib, ular uchun sovish egri chizig'i chizish kerak, hamda ikkita ko'rsatilgan temperaturalarda berilgan qotishmalarning fazalar miqdoriy nisbatini topish kerak. Bajariladigan ishning nomeri, gruppa ro'yxatida talaba familiyasi nomeriga qarab tanlanadi.
Ishni bajarish tartibi.

1.Fe-C (Fe-Fe₃C) holat diagrammasini masshtabda chizish.

2.Diagrammada fazalarni (qatlam bilan) va strukturalarni (siyoh bilan) ko'rsatish.0

3.Berilgan ikki qotishma uchun diagrammaning o'ng (1-qotishma uchun) va chap (2- qotishma uchun) tomonidan sovish egri chizig'ini ko'rish.

4.Birinchi qotishma uchun t, temperaturada, ikkinchi qotishma uchun t₂ fazalar miqdonm( %) da aniqlash.

1. 
   Hisobotni yozish tartibi.
   

1. 
   Ishdan maqsad.
   
2. 
   Fe-C holat diagrammasining nigva yonida sovish egri chiziqlarim chizing hamda tazalar miqdorini aniqlash hisobotini bering.
   

Mustaqil tayyorlanish uchun savollar.

1. Fe-C holat diagrammasi ahamiyati.

2. 
   Fe-C holat diagrammasidagi faza va struktura tashkil etuvchilari.
   
3. 
   Fe-C sistemadagi qotishmalarning sovitganda sodir bo'ladigan fazaviy o'zgarishlar.
   

4. Berilgan qotishma uchun ma'lum bir temperaturalarda fazalar miqdorini % larda hisoblash.

Fe-C(Fe-Fe₃C) qotishmalarning holat diagrammasini mustaqil ravishda analiz qilish uchun talabalarga beriladigan ishlar.

6-jadval.

№	Tarkib		Tempratura
	1-qotishma	2-qotishma		1-qotishma	2-qotishma
1	2	3		4	5
1	С1 =0,3%	С2=4,5%		T1=800^UC	Т2=1000°С
2	С1=0,9%	С2=3,5%		Т l=900^u С	Т2=1200"С
3	С1=0,5%	С2=5%		T1=1450"C	Т2=700"С
4	С1=0,5%	С2=5%		Т1 =1450°С	Т2=700°С
5	С1=0,4%	С2 =3,0%		T1=1000"С	Т2=950"С
6	С1=1,8%	С2=6,0%		T1=1300"С	Т2=850^0 С
7	С1=0,7%	С2=4,0%		T1=900^0 С	Т2=600"С
8	С1=l,4%	С2=3,0%		T1=800^0 С	Т2=1050"С
9	С1 =0,6%	С2=4,8%		T1=1450" С	Т2=1200^0 С
10	С1=l,2%	С2=5,5%		T1=750" С	Т2=900^0 С