|
8.4. Oksid sistemalarining uch komponentli diagrammalari
Teng tomonli uchburchak diagrammalarda uch komponentli sistemalarni
qandaydir bir xususiyatni tarkibga bog‘liqligi ko‘rsatiladi (erish harorati,
yopishqoqlik,
zichlik
va
h.k.).
Uchburchakning
o‘qlarida
sistemaning
komponentlari joylashgan A, B va C. Uchburchakning tomonlarida A, B va C; A
va C lardan tuzilgan ikki komponentli tarkiblar joylashgan. Uchburchakning
ichida esa hamma uch komponentli sistemalar o‘rin olgan.
Uch
komponentli
quymalarni
tarkibini
aniqlashda
teng
tomonli
uchburchakning ma’lum bo‘lgan geometrik xususiyatlaridan foydalaniladi (8.1 va
8.2-rasm).
Berilgan
nuqtadan
uchburchakning
tomonlariga
tushirilgan
perpendikulyarlarning yig‘indisi uchburchakning balandligiga teng (8.1-rasm),
yoki uchburchakning tomonlarini parallel o‘tkazilgandan keyin kesimlarining
yig‘indisi uchburchakning tomoniga teng (8.2-rasm). Uchburchakning balandligi
yoki tomonini 100 % ga teng deb qabul qilsak, eritma tarkibidagi komponentni
miqdorligini perpendikulyar yoki kesim bilan aniqlasa bo‘ladi.
171
8.1-rasm. Uch komponentli diagrammani gorizontal maydonga proyeksiyasi.
8.2-rasm. Uch komponentli diagrammada tarkibni aniqlash.
Uchburchakning tomonini 100% ga teng deb qabul qilish qulayroqdir. Bunda
uch komponentli sistemadagi miqdorlikni aniqlash uchun berilgan nuqtadan
o‘qdan qarama-qarshi turgan tomonga parallel chiziq o‘tkazish kerak. Yon
tomondagi kesimlar komponentni izlayotgan miqdorligini aniqlaydi. Uch
komponentli diagrammalar shlaklarni likvidus chiziqlarini aniqlashga, eritmani
durlanish yo‘llarini, fazalar ajralib chiqish ketma-ketligini va durlanish haroratini
aniqlashda qo‘llash mumkin. 8.1-rasmda uch komponentli CaO-SiO
2
Al
2
O
3
sistemasini holat diagrammasida keltirilgan. Bu sistema qora metallurgiyada
shlaklarni asos qiluvchidir. Uch burchakning ichida ikkita mustahkam kimyoviy
birikmalar bor: A - anortit, CaO * Al
3
O
2
* 2SiO
2
(yer ish harorati 1550°C) va V-
gelinit 2CaO
Al
3
O
2
.
SiO
2
(erish harorati 1590°C). Birikmalar 8 ta 2 va uch komponentli
B
h
h=a+b+c
C
A
a
c
b
A
B
C
%A
%C
%B
%C
%A
%B
%A
%B
%C
172
evtektikalar hosil qiladi. Bu evtektikalar eng past erish haroratlariga egadir.
Kremniy dioksidi burchagi oldida (diagrammaning yuqori qismida) uch
komponentli sistemani qatlamlanish mintaqasi bordir. Diagrammada bu mintaqa
shtrixlangan. Diagrammadagi likvidus chizig‘idagi o‘qlar, eritmani sovitishda
durlanish yo‘lini ta’riflaydi. O tarkibdagi eritmani durlanish yo‘llari 8.2-rasm
keltirilgan. Ushbu rasmda CaO - SiO
2
- Al
2
O
3
diagrammasini bir qismi
tasvirlangan.
Diagrammadagi O nuqta joylashgan mintaqada A kimyoviy birikmasi
mavjuddir. Eritmani harorati pasayishda (tarkibi O ga mos) taxminan 1450°C
eritmadan qiyin eriydigan A birikmaning durlari ajralib chiqadi. Bu holatda
sistemada muvozanatda A durlari va suyuqlik bo‘ladi. Eritmada A durlari
kamayishi bilan qilgan suyuklikning tarkibi KOA chizig‘i bo‘yicha o‘zgaradi.
Eritmaning sovish davrida suyuqlikning tarkibi N nuqtaga yaqinlashadi, ya’ni
AON to‘g‘ri chiziqni yee
1
ikki komponentli evtektika chizig‘i bilan uchrashgan
nuqtaga javob beradi.
O nuqtadagi tarkib sonini NA chiziqni uzunligiga teng deb qabul qilamiz.
Unda richag qoidasiga binoan, 1300°C dan pastroq haroratda durlarning ajralib
chiqgan soni OM kesimga to‘g‘ri keladi. N tarkibdagi suyuqlikning qolgan soni
esa, OA to‘g‘ri chiziq kesimi bilan belgilanadi. Sovitishning davomida N tarkibli
eritmadan ikki komponentli E evtektikasi ajralib chiqadi. Ushbu evtektika qo‘shni
mintaqalarda joylashgan A tarkibdagi kimyoviy birikma va CaO
SiO
2
lardan iborat
bo‘lgan.
Qolgan suyuklikning miqdorligi N nuqtadan ye nuqta tomon o‘zgaradi (bu
o‘zgarish Е chizig‘ida joylashgan).
Ikki komponentli evtektikani kristallanish harorati bu holatda o‘zgaradi,
chunki sistema mono variantdir. Fazalarning soni har bir harorat uchun richag
qoidasi bo‘yicha aniqlash mumkin. Nuqta ye uch komponentli evtektikaga javob
beradi, qaysida ushbu sistemaning eng past erish harorati uchraydi - 1165°C.
Ushbu haroratgacha suyuqlik sovitilganda eritma to‘liq uch komponentli
evtektika to‘rida kristallanadi. Bu evtektika quyidagi kimyoviy birikmalardan
173
iboratdir: A, SiO
2
va CaO
SiO
2
.N tarkibdagi eritmani sonini E kesim bilan qabul
qilsak, u vaqtda ikki komponentli evtektikaning soni Me chiziq bilan aniqlanadi,
uch komponentli evtektikaning soni esa N E chiziqning uzunligi bilan belgilanadi.
Shunday qilib O nuqtali eritmaning kristallanish yakunida A tarkibli kristallar, ikki
komponentli va uch komponentli evtektikalar mavjuddir. Uch komponetli
evtektikaning kristallanishi o‘zgarmas haroratda o‘tadi, chunki sistema
nonvariantlidir.
Temir oksidi bo‘lgan uch komponentli diagrammalar rangli metallurgiyada
uchraydigan shlakrlarning asosidir. FeO - Fe
2
O
3
- SiO
2
. Eng past erish haroratiga
ega bo‘lgan tarkiblar SiO
2
- 25-30 % ga javob beradi.
Shlaklarning bu tarkiblari mis shteynini konverterlashda va boshqa
metallurgik jarayonlarda uchraydi. Bu sistemalar ancha kam o‘rganilgan, chunki
bularga havodagi kislorodni parsial bosimi katta ta’sir
qiladi.
Faza tarkibi va erish haroratga kislorodni parsial bosim ta’sirini o‘rganish
katta ahamiyatga ega. Masalan 1250°C qizitilgan eritmaning tarkibi FeO - SiO
2
tomonida joylashib 20% li kremniy dioksidiga javob beradigan bo‘lsin. Unda
kislorodni parsial bosimini 10~
7
dan 10
3
Pa gacha ko‘tarilishi figurativ nuqtani
FeO - Fe
2
O
3
tomoniga parallel chiziq bo‘yicha siljishga olib keladi va 10
3
Pa
izobarasi bilan to‘qnashadi. Bunda nuqta magnetitni kristallanish mintaqasida
bo‘ladi. Yangi holatdagi kristallanish harorati 1480°C javob beradi. Shlak
geterogen holatiga o‘tib
,
oddiy metallurgik jarayonlarda uni eritish imkoniyati
bo‘lmaydi.
Bu diagrammalardan shunday xulosa qilish mumkinki, agarda shlakda temir
oksidlari bo‘lsa, ularni o‘ta oksidlanishiga yo‘l qo‘yish mumkin emas. Eritmani
oksidlanishi judayam tez o‘tadi-sistemada kislorodni biroz bosimini ko‘payishi
eritmada uch valentli temirni ko‘payishiga olib keladi. Rangli metallurgiyani
amaliyoti shuni ko‘rsatadiki, konverter shlaklarda magnetitni miqdorligi 20 %
gacha ko‘tariladi. Metallurgiyada ko‘p uchraydigan uch komponentli sistemalarni
diagrammali tuzilgan. Bu diagrammalardan foydalanib eng past haroratlarda
eriydigan tarkiblarni aniqlab amaliy ish olib borish mumkin.
174
Al
2
O
3
va CaO larni shlakka qo‘shilishi ularni kristallanish haroratini
pasaytiradi, MgO ni qo‘shimcha berish esa aksincha ko‘paytiradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
