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

1-§. ЦЕМЕНТИТЛАШ (УГЛЕРОДЛАШ)

Пўлатнинг сиртқи қатламини углеродга туйинтириш процесси углеродлаш, бошқача қилиб айтганда, цементитлаш деб аталади. Цементитлаш процесси қадимдан маълум. XIX асрнинг урталаригача пўлат темирга углеродни диффузилаш йули билан олиниб келар ва бундай пўлат цемент пўлат деб аталар эди. Цементит деган ном хам ана шундан келиб чиққан. Аммо яқинлардагина бу процесс илмий асосга қуйилди.

Пўлатнинг сиртқи қатлами углерод билан туйинтирилганда унинг шу қатлами куп углеродли пўлатга айланади ва, одатда, цементитлаш учун кам углеродли пўлат олинганлигидан, цементитланиб, сунгра тобланган пўлатнинг марказий қисми юмшоқ ва қовушоқлигича қолади.
Цементитлашнинг уч хил усули бор. Булардан бири қаттиқ мухитда цементитлаш, иккинчиси газ мухитда, учинчиси эса суюқ мухитда цементитлаш усулидир.
Қаттиқ мухитда цементитлаш. Бу усулдан фойдаланиладиган булса, герметик беркиладиган пўлат яшик олйниб, унга бир қават карбюризатор—углеродловчи модда (листа кумир ва бошқа қушимчалар — карбонатлар) солиниб, унинг устига цементитланадиган деталлар териб чиқилади-да, устидан яна карбюризатор солинади, яшик ана шу тартибда тулдйриб чиқилгандан кейин қопқоғи яхшилаб беркитилади. Шундан кейин яшик печда 900—950°С гача қиздирилади. Яшикдаги карбюризатор булаклари орасида хаво булганлиги учун шу хаво таркибидаги кислород кумир (углерод) билан реакцияга киришади, реакция натижасида углерод (IV)-оксид СО₂ эмас, балки углерод (II)-оксид СО хосил булади, чунки СО₂ хосил булиши учун яшик ичидаги хаво кислороди кифоя қилмайди, яшикка эса, у герметик беркилганлиги учун, ташқаридан хаво кира олмайди. 900—950°С температураларда углерод (II)-оксид барқарор булмайди ва, шунинг учун, темирга текканда пapчаланиб, атом ҳолидаги углеродни ажратиб чиқаради:

2С0 = С0₂+ C .

Ажралиб чиққан углерод атоми темир (пўлат) сиртига диффузиланади.

Писта кумирга карбонатлар масалан, барий карбонат (ВаСОз), натрий карбонат, (Nа₂СОз), калий карбонат (К₂СО₃) қушилса, карбюризатор активлашади, чунки бунда карбонатларнинг парчаланиши натижасида карбонат ангидрид хосил бўлиб, у кумир билан реакцияга киришади:
ВаС0₃= ВаО + С0₂,
С0₂+ С = 2СО.

Ишлаб чиқариш корхоналарининг термик цехларида ишлатиладиган қаттиқ карбюризаторларга, одатда, оғирлик жихатидан 40% гача карбонатлар қушилган булади,

К,аттиқ карбюризаторда цементитлаш процесси узоқ чўзиладиган процессдир. Бу процесс хосил қилиниши керак булган диффузион қатламнинг қалинлигига қараб, бир неча ун соат давом этиши мумкин. Масалан, деталнинг сиртқи қатламини 1 мм чуқурликкача цементитлаш учун бир неча соат вақт керак булади.
Цементитланиш чуқурлигининг температура хамда вақтга қараб узгаришини курсатувчи эгри чизиқлар 195- расмда тасвирланган.

195- расм. Цементитланиш чуқурлигининг температура хамда вақтга қараб

узгаришини курсатувчи эгри чизиқлар. Деталь хром-никель-молибденли
пўлатдан ясалган; карбюризатор 65 % пиета кумир, - 23 % кокс ва 12 %
барий карбонатдан иборат (Н. А. Минкевич).

Қаттиқ карбюризатор воситасида цементитлаш процессининг узоқ давом этишига асосий сабаб шуки, иссиқликни яхши ўтказмайдиган карбюризаторли яшикнинг ички қатламларига иссиқликнинг утиши анча қийин булади. Цементитлаш процессини тезлатиш учун газ ёки суюқ мухитдан фойдаланилади.