Payvandlash jihozlari

2.3.2-rasm. Ustunchasimon kristallitlarning uch turi o‘sishi tasviri.

Suyuq metall legirlovchi elementlar va aralashmalar ko‘p hol- larda qattiq metaldagiga qaraganda yaxshi eriydi. Shuning uchun kristallanish jarayonida aralashmalarning likvatsiyasi sodir bo‘la- di, ular eritmadan ajralib chiqadi va silliq va katakli kristallitlar- ning chegaralari bo‘ylab hamda dendritlarning shoxlari orasidagi bo‘shliqda to‘planadi. Aralashmalarning likvatsion yupqa qatlam- chalari hosil bo‘ladi, kimyoviy o‘zaro kristallanish va kristallitlar ichra bir xilmaslik yuzaga keladi. Xuddi shu tarzda kristallanish qatlamlari chegarasida kimyoviy bir xilmaslik yuzaga keladi.
Likvatsiya yupqa qatlamlarining metali ancha oson eriydigan bo‘ladi va ko‘pincha mustahkamligi va plastikligi kristallitlar- ning metalinikiga qaraganda past bo‘ladi. Shuning uchun chok metalining kimyoviy bir xilmasligi uning mexanik xossalarini yo- monlashtiradi. Kristallitlar chegarasida oltingugurt va fosforning to‘planishi, ayniqsa, xavflidir. Aralashmalar asosan kristallitlar- ning chegaralarini zaiflashtirganligidan yuklamaning yo‘nalishiga qarab chok metali xossalarida farqlar yuzaga keladi (xossalarning anizatropiyasi): kristallitlar ko‘proq o‘sadigan yo‘nalishda me- xanik xossalar perpendikular yo‘nalishdagiga qaraganda yuqori- roq bo‘ladi.
Eng kam kimyoviy bir xilmaslik silliq o‘sishda yuzaga keladi: kristallanish tezligi kichik bo‘lganligidan aralashmalarni qotish fronti bilan surib chiqariladi va kristallitlar o‘rtasidagi chegara yupqa bo‘ladi. Aralashmalarning ko‘p qismi kristallitlar che- garasida va katakli o‘sishda kataklarning yondosh chegaralarida qoladi. Dendritsimon o‘sishda kimyoviy bir xilmaslik eng katta bo‘ladi. Mustaqil kristallitlar orasida ham likvatsiya yupqa qat- lamchalari hosil bo‘ladi, biroq bu yerda ularning xavfi kam. Bu kristallitlar ko‘proq o‘sadigan yo‘nalishi yo‘q, yupqa qatlamchalar qotgan metalda bir tekis taqsimlangan. Shunday qilib, payvand chokning sifati uchun dendritsimon kristallitlar eng xavflidir. Shuning uchun chok metalining mayda donali bo‘lishi uchun, kimyoviy bir xilmasligi kam bo‘lishi muhimdir. Bunga payvand- lash vannasiga elementlar-modifikatorlar yoki qattiq zarralar kiritib erishish mumkin, ular mustaqil kristallitlar uchun markaz bo‘lib xizmat qiladi.
Chok strukturasini maydalashning boshqa yo’li — vannaga o‘zgaruvchan elektr maydoni yoki ultratovush bilan fizik ta’sir etishdir. Bunda vanna hajmida tebranishlar hosil bo‘ladi, issiq metall to‘lqinlari o‘sayotgan ustunchasimon kristallitlarni sindi- rib ketadi, ularning siniqlari to‘la erishga ulgurmasdan yangi kristallanish markazlari bo‘lib xizmat qiladi: struktura mayda- lashadi. Ustunchasimon kristallitlar uchlarining yemirilishiga metalning tebranishi natijasida ularda paydo bo‘ladigan mexanik kuchlanishlar sabab bo‘ladi. Yoy bilan payvandlashda elektr may- doni hosil qiluvchi solenoid vanna ustida shunday o‘rnatiladi- ki, uning o‘qi elektrod o‘qi bilan ustma-ust tushadi — elektrodga nisbatan bo‘ylama maydon hosil bo‘ladi. Ultratovush payvand- lash vannasiga qiyin eriydigan sterjen orqali kiritiladi, uning bir uchini payvandlash vannasining oxirgi qismidagi suyuq metal- da joylashtiriladi, ikkinchi uchini esa ultratovush tebranishlari generatorining konsentratoriga bikir qilib mahkamlab qo‘yiladi. Eriydigan elektrodlar bilan payvandlashda konsentratorga pay- vandlash gorelkasining mundshtugini ulab qo‘yish mumkin.
Payvandlash gorelkasining yoki eriydigan elektrodning past chastotali tebranishlar bilan ham strukturaviy maydalash mumkin.

3. 
   Termik ta’sir zonasining hosil bo‘lishi va tuzilishi
   

Chok metali qotishi bilan undagi struktura o‘zgarishlari tu- gamaydi. Masalan, po‘latni payvandlashda birlamchi kristallitlar ular hosil bo’lgan zahotiyoq yuqori haroratlarda (750-1500°C) mavjud bo’ladigan austenitdan — uglerod bilan legirlovchi ele- mentlarning g — temirdagi qattiq eritmasidan iborat bo’ladi.
Sovitish jarayonida austenit parchalanib, po‘latning tarkibi va sovitish tezligiga qarab boshqa fazalarga: plastiklik ferritga, ancha mustahkam perlitga va mustahkam, biroq, plastikligi kam mar- tensitga aylanadi.
Payvandlash zonasini sovitish tezligi, odatda, katta va struk- tura o‘zgarishlari oxirigacha yuz berishga ulgurmaydi. Binobarin, payvand birikmani sovitish tezligini o‘zgartirib, uni qizdirib yoki sun’iy sovitib, ba’zi chegaralarda chok metalining ikkilamchi kristallanishini va uning mexanik xossalarini ba’zi chegaralarda boshqarish mumkin. Qizdirish manbayi ajratib chiqaradigan is- siqlik payvandlashda asosiy metalga tarqaladi. Uning hududlari payvandlash vannasi chegarasida erish haroratigacha qiziydi va vannadan uzoqda atrof-muhit haroratida bo‘ladi. Bu hol metall strukturasiga ta’sir etmay qolmaydi. Metalni qizdirish va sovitish natijasida asosiy metall strukturasining va xossalarining o‘zgari- shi yuz beradigan zonasini termik ta’sir zonasi (TTZ) deb ataladi. Ayni nuqta haroratining vaqt mobaynida o‘zgarishi termik sikl deb ataladi. TTZ ning har qaysi nuqtasi payvandlashda o‘zining termik sikliga ega bo‘ladi. Demak, TTZ dagi metall payvandlash natijasida bir necha tur termik ishlovlarga duchor bo‘ladi. Shu- ning uchun TTZ da strukturasi va xossalari turlicha aniq ajralib turadigan hududlar borligi kuzatiladi.
Har qaysi payvandlanadigan material TTZsida o‘zining, shu material uchun xos bo‘lgan, struktura hududlari bo‘ladi. TTZ ning bunday strukturasi bir xilmasligi kam uglerodli po‘latni eritib payvandlashda yaqqol ko‘rinib turadi (2.3.3-rasm). Chok metaliga bevosita to’la erimagan hududi tutashib turadi. Bu — chok metalidan bevosita asosiy metalga o‘tadigan yupqa (bir ne- cha mikronga teng) polosacha bo‘lib, asosiy metalning qisman erigan donalaridan iborat bo‘ladi. To‘liq erimagan hudud metali kimyoviy jihatdan bir xil emas, unda kuchlanishlar ta’sir qiladi. Undan keyin qizib ketish hududi 2 keladi. Bu hududda metall 1130°C dan yuqori haroratlargacha qiziydi, donlar kuchli o‘sib ulguradi va sovitilganida maydalanmaydi. Bu yerda donlarning chegaralari bo‘yicha emas, balki ularning ichida ignalar yoki plas- tinkalar ko’rinishidagi plastik faza — ferrit ajralib chiqishi mum- kin. Bunday struktura vidmanshted struktura deb ataladi. Uning mexanik xossalari yomon, xususan zarbiy qovushoqligi past. To‘liq erimagan hudud va o‘ta qizigan zona birgalikda chok atrofi zonasi deb ataladi. 900—1100°C da me’yorlash (to'la qayta kristallanish) hududlari hosil bo‘ladi, uning strukturasi mayda donli bo‘ladi. Bu hududda metalning yuqori haroratda turishi davomiyligi uncha ko‘p emas, don o‘sib ulgurmaydi, sovitilganda esa maydalanadi. Shuning uchun, metall bu yerda eng yuqori mexanik xossalarga ega bo‘ladi. Chala kristalizatsiyalash hududi 4 haroratlar diapa- zoni 723—900°C bilan belgilanadi. Bu hududda oxirgi struktura qayta kristallanishga ulgurmagan yirik donlardan va ular orasida joylashgan qayta kristallanishda hosil bo‘lgan mayda donlardan iborat bo‘ladi. Metall bu yerda mexanik xossalari bo‘yicha normal­lash hududi 3 dagiga qaraganda yomon, biroq o‘ta qizish hudud- dagiga qaraganda yaxshiroq. Rekristalizatsiya hududi 5 da metall 500—723°C haroratgacha qiziydi. Yoyning strukturasi o'zgarmay- di, biroq sovuq holida prokatka qilingan metall, yoki termik ishlov berilgandan keyin (masalan, toblashdan keyin) legirlangan metall payvandlangan bo‘lsa, u holda bu hududda metalning boshlang‘ich strukturasi tiklanadi. Bunda mustahkamlik biroz kamayadi, biroq metalning plastikligi ortadi.
500°C haroratdan past haroratgacha hudud 6 da strukturaning o‘zgarishi yuz bermaydi. Biroq, metall bu yerda metalni qo‘shni hududlari isitib turganidan juda sekin soviydi va shuning uchun 100°C haroratgacha donlarning chegaralari bo‘yicha aralashma- larning mikroskopik zarrachalari ajralishi mumkin. Bu hodisa metallning eskirishi deb ataladi. Eskirish natijasida qovushqoq- lik kamayadi, bunga payvandlash vaqtida metalning issiqlikdan kengayishi oqibatida hosil bo‘ladigan plastik deformatsiyalar ham



t, c

1100
Me’yorlash hudud
⁴ Chala kristalizat 900 yalash hudud 7 700.
ekristalizatsiya * hudud _500.
Mo‘rtlik к л д400 hudud

2 To’liq erimagan hudud^0 Qizib ketish hudud

1500

T.°C

3.