5. poladin termiKİ VƏ KİMYƏVİ termiKİ emali t e. n., dosent, E. M. CavadostrreplN

5. POLADIN TERMİKİ VƏ KİMYƏVİ TERMİKİ EMALI
T.e.n. , dosent, E.M.Cavadov
P L A N:
1.Poladın termik emalının nəzəri əsasları. Termiki emalda baş verən faza çevril-mələri. Anstenitin izotermik çevrilmə diaqramı;
2. Poladın termiki emalının texnologiyası. Termiki emal növlərinin təsnifatı.
3. Tabalma və normallaşdırma. Poladın tablandırılması, onun müxtəlif növləri. Poladın tabənsildilməsi;
4. Poladın termomexaniki emalı. Maşın hissələrinin səthi möhkəmləndirilmə üsulları. Səthi tablandırma;
5. Kimyyəvi –termiki emalın əsasları. Semetlənmə, azaotlama, sionlama. Dif-fuzion metallama.
Ə D Ə B İ Y Y A T
1. R.İ.Şükürov. Metalşünaslıq. Bakı. Çaşıoğlu., 2002.
2. Гуляев А.П. Металловедение.: M., «Металлургия», 1986.
3. Смитлз. Металлы., Пер. с английск. 1986.
Metal və ərintilərdən hazırlanmış hissələri müəyyən temperaturadək qızdırıb, soyutmaqla onların daxili quruluşunu –strukturunu dəyişib, həmin hissələrdə istənilən xassələri almaq məqsədilə aparılan əməliyyata termiki emal deyilir.
Termiki emal –metaldan hazırlanmış məmulatların xassələrini lazımi istiqamətdə dəyişmək üçün ən geniş yayılmış üsuldur. Bu emal metallurgiyada məmulların tex-noloji xassələrini yaxşılaşdırmaq məqsədilə həm aralıq əməliyyat və həmçinin də onların istismar xarakteristikasını təmin etmək üçün kompleks xassələri (mexaniki, fiziki, kimyəvi) verən son əməliyyat kimi tətbiq edilir.Metallurgiya (yun. metallurgeo -yerdan qazib chiqaraman) - rudalardan yoki tarkibida metall boʻlgan moddalardan metallar ajratib olish va metall qotishmalarga tegishli xossalar "berish" haqidagi fan; sanoat tarmogʻi.
Termiki emal rejiminin əsas parametrləri metalların maksimum qızma tempe-raturu (tmax), həmin temperaturda saxlama müddəti (τs), qızma, soyuma müddətləri (τq, τsoy) və sürətləridir (Vq,Vsoy). Ona görə də istənilən termiki emal rejimini temperatur və zaman koordinat sistemində (t –τ) aşağıdakı kimi təsvir etmək olar (Şəkil 1).
Şəkil 1. Termiki emal qrafiki.
Bu qrafiklə qızdırma temperaturunu, qızma və soyuma müddətini, maksimum temperaturada saxlama müddətini, qızma və soyumanın həqiqi (Vh) və orta sürətini (Vor), istehsal tsiklinin ümumivaxtını təyin etmək mümkündür. Qrafiki olaraq Vh, verilmiş t-da qızma və soyuma əyrilərinə çəkilmiş toxunan xəttin absis oxu ilə yaratdığı bucağınm tg-si ilə təyin olunur. Orta qızma və soyuma
düsturları ilə təyin edilir.
Termiki emalın növünü zamandan asılı olaraq t-un dəyişmə xarakteri ilə deyil, 1-ci növbədə qızdırma və soyuma zamanı metalda əmələ gələn qalıcı (dayanıqlı) strukturla təyin edirlər. Sonuncu əlamətə əsaslanaraq polad və ərintilərin termiki emalı əsasən aşağıdakı qruplara bölünür.
Birinci qrup. Bura ilkin emallar nəticəsində qeyri- müvazinət halında (döyənəklik, qeyri- bircinslik, elastik deformasiyanın bərabər paylanmaması) olan metalı qızdırmaqla onu müvazinət vəziyyətinə gətirmə prosesləri aiddir. Qızdırma metalı müvazinət halına salan prosesləri sürətləndiri. Belə əməliyyatlara yumşaltma deyilir, iki növü vardır.
İkinci qrup. Əgər qızdırma zamanı ərintidə faza çevrilməsi baş veribsə, belə ərintini soyutduqda əks çevrilmənin tamamlığı soyuma sürətindən asılı olacaqdır. Nəzəri olaraq təsəvvür etmək olar ki, sürətlə soyuma nəticəsində əks çevrilmə baş verməyib və otaq temperaturunda ərintinin halı onun yüksək temperaturda olan halını göstərir. Belə əməliyyata tablama deyilir.
Üçüncü qrup. Tablanmış ərintinin halı dayanıqlı deyildir. Belə ərintidə hətta temperaturun təsiri olmadan da gedə bilən proseslər onun halını müvazinət vəziy-yətinə yaxınlaşdıra bilər. Ərintinin qızdırılması atomların hərəkətini sürətləndirdiyin-dən, tablanmış metal daha çox müvazinət vəziyyətinə yaxınlaşır. Tablanmış metalı faza çevrilməsi temperaturdan aşağı temperatura qədər qızdırma tabəksiltmə adlanır.
Dördüncü qrup. Metallar müxtəlif elementləri özlərində həll etmə qabiliyyətinə malikdirlər.Metallar (yun. metalleuo - qaziyman, yerdan qazib olaman) - oddiy sharoitda yuqori elektr oʻtkazuvchanligi, issiq oʻtkazuvchanligi, elektr oʻtkazuvchanligi, elektr magnit toʻlqinlarini yaxshi qaytarishi, plastikligi kabi oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan oddiy moddalar. M. Yüksək temperaturda metalları əhatə edən maddələrin fəal atomları onların səthinə diffuziya edib, tərkibi və strukturu dəyişilmiş təbəqə əmələ gətirir. Belə prosesə kimyəvi –termiki emal deyilir.
Beşinci qrup. Hal-hazırda vahid texnoloji prosesdə birləşən deformasiya və struktur çevrilməsi əməliyyatı geniş yayılmışdır. Burada mexaniki deformasiya ilə termiki emalın birləşmiş əməliyyatı nəzərdə tutulur. Belə prosesə termomexaniki emal (TME) deyilir.
Beləliklə, termiki emalın əsas növləri aşağıdakılardır:
Yumşaltma – ilkin emallar nəticəsində qeyri- müvazinət halında olan metalı qızdırmaqla onun strukturunun müvazinət vəziyyətinə gətirən termiki emal prosesinə deyilir.
Tablama –metalı faza çevrilməsi tem-dan yuxarı tem-ra qədər qızdıraraq, yüksək sürətlə soyutma nəticəsində qeyri- mevazinətdə olan strukturun alınması üçün tətbiq olunan termiki emal prosesinə deyilir.
Tabəksiltmə - tablanmış metalı faza çevrilməsi tem-dan aşağı temperatura qədər qızdırmaqla daha davamlı struktur almaq üçün tətbiq olunan termiki emal əməliy-yatına deyilir.
Kimyəvi – termik emal, ərintiləri müvafiq kimyəvi sahələrdə qızdırmaqla, onların səthlərinin tərkib və strukturunu dəyişdirmək üçün tətbiq olunan termiki emal prosesinə deyilir.
Termomexaniki emnal, deformasiyadan sonra alınan döyənəkliyin təsirini bu və ya başqa formada saxlamaq üçün aparılan termiki emal prosesinə deyilir.
Poladda faza (struktur) çevrilməsinə səbəb şəraitin, məsələn temperaturun, dəyişilməsilə bir halın digərinə görə daha çox sərbəstlik enerjisinə malik olmasıdır.
Struktur (faza) çevrilməsini öyrəndikdə nəzərə almalıyıq ki, poladda əsasən aşağıdakı üç struktur olur:
austenit (A) – karbonun γ –dəmirdə bərk məhlulu Feγ (C);
martensit (M) - karbonun α –dəmirdə ifrat doymuş bərk məhlulu Feγ (C);
perlit (P) – ferrit (F) və sementitin (Fe3C) mexaniki, evtektoid qatışığı -Feα Fe3C;
Onlardan birinin o birisinə keçməsi əsas çevrilmə adlanır.
Poladın termiki emalında əsas çevrilmələr aşağıdakılardır:
1. Poladı AS1 –dən yuxarı qızdırarkən, perlit austenitə çevrilir. Çünki bu şəraitdə austenit ən az sərbəstlik enerjisinə malikdir:
və ya
2. Austenit halında olan poladı kiçik sürətlə soyutduqda Ar1-dən aşağı tem-da austenit perlitə çevrilir:
və ya
3. Austenit halında olan poladı yüksək sürətlə soyutduqda Ar1-dən çox aşağı Mb t-da austenit martensitə çevrilir:
və ya
4. Martensiti Ası tem-na qədər qızdırdıqda o, perlitə, yəni ferrit- karbid qatışığına çevrilir:
və ya
Buna səbəb bütün t-da martensitin sərbəst enerjisinin perlitinkindən çox olma-sıdır.
Termiki emal nəzəriyyəsi dedikdə, çevrilmədə strukturların formalaşma proses-lərinin və qeyri-müvazinət halında olan ərintilərin sruktur xüsusiyyətlərinin təsviri başa düşülür.
Termiki emalda gedən prosesləri aydınlaşdlrmaq üçün rus alimləri S.,Şteynberq, N.T.Qudsov, N.A.Minkeviç, V.D.Sadovski, Q.V.Kurdyumov,A.P.Qulyqayev, ameri-kan alimləri R.Mel, E.Beyn, alman F.Vefer, Q.Essor, Q.Qanneman və başqaları müxtəlif tərkibli poladlarda, müxtəlif t-da çevrilmə kinetikasını və ona təsir edən amilləri öyrənib müasir çevrilmə əsaslarını və termiki emalın nəzəriyyəsini vermişlər.
Əksər hallarda termiki emalda poladı qızdırmaqda məqsəd austenit strukturunu almaqdır. Austentin yaranması diffuziyalı prosesinin əsas müddəalarına tabedir.
Karbonlu poladlarda perlitin austenitə çevrilməsi Fe-C diaqramında uyğun olaraq, məmulu yalnız çox kiçik sürətlə qızdırdıqda Ası – tem-da baş verə bilər. Adi şəraitdə qızdırılma aparıldıqda perlitin austenitə çavrilməsi gecikiz və ifrat qızma nəticəsində Ası – tem-dan bir qədər yuxarıda baş verir. Çevrilmə eyni vaxtda gedən iki prosesdən: α → γ allotropik şəkildəyişməsindən və austenitdə sementitin həll olmasından ibarətdir.
Perlitin austenitə çevrilməsini izah etmək üçün çevrilmə diaqramından istifadə edilir. Bu diaqram müxtəlif tem-da çevrilmə haqqında təsəvvür yaradır. Diaqram qurmaq üçün polad nümunələri Ası – dən yuxarı, müəyyən t – dək sürətlə qızdırılır və orada bir müddət izotermiki saxlamaqla perlitin anstenitə çevrilməsinin başlanğıc və son vaxtını təyin edirlər. Alınan nöqtələri sistemində qeyd etdikdən sonra kristallaşmanın başlanğıc və son nöqtələrinə uyğun olaraq əyri xətlərlə birləşdirdikdə, perlitin anstenitə çevrilmə diaqramı alınır (şəkil 2). Çevrilmənin başlanğıcını göstərən 1 əyrisindən solda müəyyən müddət çevrilmə olunur, perlit anstenitə çevrilmək üçün hazırlanır. Bu dövrə inunbasiya dövri deyilir. Həmin əyrinin sağında isə ferrit və sementitin sərhəddində anstenit özəkləri yaranır. 2 əyrisi perlitin anstenitə çevrilməsinin sonunu göstərir. Anstenit yarandıqdan sonra o, bircinsli olmur və strukturda müəyyən qədər sementit qalır. Bu sementitin anstenitdə həll olması və eynicinsli anstenitin yaranması prosesi 2 əyrisindən sağda baş verir.
Şəkil 2. Evtektoid tərkibli poladda perlitin anstenitə çevrilməsi diaqramı
Şəkildən göründüyü kimi, izotermiki qızdırma t – ru artdıqca perlitin anstenitə çevrilməsi qısa müddətdə gedir.
Poladı müxtəlif sürətlərlə qızdırdıqda (fasiləsiz) perlitin anstenitə çevrilməsi deyil, müəyyən temperatur intervalında gedir. Poladın azdırılma [temperaturu] sürəti artdıqca () perlitin anstenitə çevrilməsi daha yüksək t – da və daha az müddətdə sona çatır. Əgər qızdırma aşağı sürətlə olarsa, oxu çevrilmə əyrilərini aşağı t –da və nöqtələrində kəsər. Qızdırma sürəti artdıqca, oxları çevrilmə əyrisini nisbətən yuxarı t –da, uyğun olaraq və nöqtələrində kəsəcək. Qızdırma sürətinin perlitin anstenitə çevrilməsi üçün böyük təcrübi əhəmiyyəti vardır. Qızdırma sürəti artdıqca anstenit dənəsinin ölçüsü kiçilir. Belə ki, qızdırma sürəti 13oC/dəq olduqda dənin ən böyük diametri 11 mkm, 116oC/dəq olduqda 8 mkm, 1000oC/dəqiqə olduqda isə 6 mkm olur.
Tərkibində karbidəmələgətirici elementlər (Cr, W, Mo, V, Ti, Zr və b.) olan poladı qızdırarkən legirli sementitin və ya legirləyici elementlərin karbidlərinin yaranması nəticəsində perlitin anstenitə çevrilməsi ləng gedir. Bu onunla əlaqədardır ki, legirləyici elementlərin anstenitə diffuziyası karbonla müqayisədə xeyli kiçikdir. Yalnız Ni və Mn perlitin anstenitə çevrilməsini sürətləndirir.
Anstenit dənələrinin ölçüsü qızdırılmış poladın mühüm struktur xüsusiyyətidir.
Bir sıra termiki və təzyiqlə emal proseslərindən sonra poladın zərbə özlülüyü, plastikliyi və s. xassələri anstenit dənəsinin ölçüsündən asılıdır.
Anstenit dənəsinin ölçüsü 15 ballı şkalaya bölünür. Dənəvariliyi 1...5 olan iridənəli, 6...15 olan poladlar isə xırdadənəli hesab edilirlər. Şkala üzrə təyin olunmuş polad dənəsinin ölçüsü (balı) N ilə, 1mm2 – də yerləşən dənələrin sayı n arasında n=8x2N asılılığı vardır.
Bir qayda olaraq sakit poladları irsi xırdadənəli, qaynayan poladları isə irsi iridənəli hazırlayırlar.
Anstenitin perlitə çevrilmə prosesini daha aydın təsəvvür etmək üçün izotermiki çevrilmə diaqramı qurulur.
Bunun üçün bir markadan olan kiçik polad nümunələri As3 t –dan yuxarı anstenit strukturu alanadək qızdırılır. Sonra onlar bir – bir Arı nöqtəsindən aşağı 700, 600, 500, 400, 300oC t –dək sürətlə soyudularaq, həmin t –da anstenit tam parçalananadək saxlanılır. Parçalanma dərəcəsi mikroskop, maqnit və dilatemetrik üsullarla müəyyən edilir.
Seçilmiş t –da zamandan asılı olaraq anstenitin çevrilmə miqdarını göstərən kinetik əyrilər qurulur (Şəkil 3.a). Şəkildən göründüyü kimi bir müddət anstenitdən parçalanması getmir. Onun çevrilməsi nöqtələrində başlayıb müəyyən zamandan sonra nöqtələrində başa çatır. Anstenitin ferrit – sementit qatışığına (perlitə) çevrilməsinin başlanğıc və son nöqtələrini koordinat sisteminə köçürüb, çevrilmənin başlanğıc nöqtələrini bir əyri xətlə, sonunu isə digər əyri xətlə birləşdirdikdə şəkil 3.b –də göstərilən diaqram alınır. Şəkildə anstenitin ferrit – sementit qatışığına ifrat soyuma dərəcəsindən asılı olaraq çevrilmə müddəti, (göstərilir) başqa sözlə ifrat soyudulmuş anstenitin sabit t –da çevrilmə müddəti göstərilir. Belə diaqrama anstenitin çevrilmə diaqramı deyilir. Diaqramda 1 əyrisi anstenitin çevrilməsinin başlanğıcını, 2 əyrisi isə çevrilmənin sonu göstərir. Bi diaqram C şəklinə bənzədiyi üçün bəzi hallarda ona “C” şəkilli diaqram da deyilir. 1 əyrisindən solda qalan sahə inkubasiya dövrü olub, anstenitin perlitə çevrilməsinin hansı müddətdən sonra başlamasını göstərir, yəni ifrat soyudulmuş anstenitin çevrilməyə qarşı dayanıqlığını xarakterizə edir. Çevrilmə t –nu aşağı saldıqca anstenitin dayanıqlığı azalır və 500...550oC –də min. qiymətə çatır. Daha sonra aşağı t –da dayanıqlıq yenidən artmağa başlayır.
Anstenitin dayanıqlığı az olan t –da, bizim halda 500...550oC –də, çevrilmə ən kiçik müddətdə başlanır və qurtarır. Bu t –da çevrilmə müddəti C –lu poladlarda 1...1,2 san. olur. Buna görə anstenitin 600oC –dən aşağı tem –da çevrilməsini təmin etmək üçün onu (poladı) 600...500oC t –ur intervalında çox yüksək sürətlə soyutmaq lazımdır. Bu sürət poladda C – nun miq –dan asılı olaraq 800 -200oC/san. arasında götürülür. C –nun miqdarı az olduqda soyutma sürəti də artır.
Çox böyük ifrat soyutma dərəcəsində, müəyyən t –dan (Mb nöqtəsi) başlayaraq atomların yerdəyişməsi çətinləşdiyindən, C – nun diffuziyasının qarşısı tam alınır, anstenit, ferrit –sementit qatışığına parçalana bilmir. Bu halda anstenitin diffuziyasız çevrilməsi baş verir, yəni Feα Feα -ə çevrilir. Lakin soyuma sürəti yüksək olduğundan, diffuziya prosesi çətinləşir və bu zaman C atomları Feα kristal qəfəsində məcburən qalırlar, yəni anstenit – karbonun Feα –də ifrat doymuş bərk məhluluna – martensitə çevrilir. Martensitdə karbonun miqdarı anstenitdə olduğu qədər qalır. Martensit çevrilməsinin başlanğıc nöqtəsi Mb ilə işarə olunur. İzotermiki diaqramında olan Mb horizontal xətti diffuziyasız martensit çevrilməsinin başlanğıc t –nu göstərir. Martensit [alman alimi A. Martensin şərəfinə adlanır] çevrilməsinin mexanizmi ferrit –sementit qatışığından ibarət olan perlit və s. strukturların alınma mexa-nizmindən fərqlənir.
Şəkil 3. Anstenitin izotermiki çevrilmə diaqramının qurulması
(0,8%C polad üçün):
a – kinetik əyrilər; b – anstenit izotermiki çevrilmə diaqramı.
Anstenitin çevrilmə məhsullarının strukturları və xassələri onun çevrilmə t –dan asılıdır. Ona görə də ifrat soyuma dərəcəsindən asılı olaraq anstenit üç t –ur sahəsində çevrilməyə məruz qala bilər: perlit, aralıq və martensit sahələri.
Perlit sahəsi Ar1 (727oC) temperaturundan 500...550oC –dək sahəni əhatə edir. Aralıq sahədə çevrilmə 500...550oC –dən martensit çevrilməsinin başlanğıcınadək olan (Mb nöqtəsi) tem –da baş verir. Bu t –ur intervalında anstenit – sementit və C –la bir qədər ifrat doymuş, iynəvari quruluşa malik olan fazanın qatışığına çevrilir. Belə quruluşa beynit deyilir (E. Beynitin şərəfinə). Martensit sahəsində anstenit Mb xəttinə uyğun gələn t –dan aşağı ifrat soyudulduqda iynəvari quruluşa malik martensitə çevrilir.
İfrat soyuma dərəcəsi nisbətən çox olduqda C atomunun diffuziya hərəkəti azalır və soyudulmuş anstenitdə bir –birinə yaxın məsafədə yeni xırda ferrit və sementit lövhələri yaranır. Nisbətən dispers olan bu struktura sorbit (Sorbi adlanan alimin şərəfinə) deyilir. İfrat soyuma dərəcəsi daha çox olduqda anstenit daha dispers ferrit – sementit qatışığına çevrilir ki, buna da troostit (Trust (Trost) adlı alimin şərəfinə) deyilir. Bu strukturun lövhələrini yalnız elektron mikroskoplarında müşahidə etmək olar. Lövhələrarası məsafə perlitdə 0,6...1,0 mkm, sarbitdə 0,25...0,30 mkm və troostitdə 0,10...0,15 mkm olur.
Perlit, sorbit və troostit hər biri ferrit –sementit qatışığı olub, bir –birindən yalnız disperslik dərəcəsinə görə fərqlənirlər.
Beləliklə, C –nun miqdarından və ifrat soyuma dərəcəsindən asılı olaraq anstenitin çevrilmə sahələri aşağıdakılardır:
I – anstenitin perlitə çevrilməsi;
II - əvvəlcədən ferritin ayrılması və sonra anstenitin perlitə çevrilməsi;
III - əvvəlcədən sementitin ayrılması və sonra anstenitin –perlitə çevrilməsi;
IV – anstenitin – beynitə çevrilməsi;
V – anstenitin – martensitə və qalıcı anstenitin beynitə çevrilməsi;
VI – anstenitin – martensitə çevrilməsi;
VII – çevrilmədən anstenitin ifrat soyudulmuş halda qalması.
Şəkil 4. C –lu poladlarda ifrat soyudulmuş anstenitin çevrilməsinin
ümumiləşdirici diaqramı
Ətintilərin termamexaniki emalı yeni termiki emal üsulu olub, adi termiki emala (tablama və tabəksiltmə) nisbətən məmulun mexaniki və istismar xassələrinin daha yüksək alınmasını təmin etdiyindən geniş yayılmışdır. Belə emal, əsasən şəkil 5 –də göstərilən yüksək və aşağı t –lu termomexaniki emal üsullarına bölünür.
Bu emalın mahiyyəti strukturu anstenit halında olan poladı deformasiya etdikdən sonra tablamaya uğratmaqdan ibarətdir. Termomexaniki emal plastiki deformasiya ilə faza çevrilməsini, yəni iki möhkəmləndirici mexanizmi özündə birləşdirən əməliyyatdır. Burada deformasiya təsirindən anstenitdə dislokasiya sıxlığı artır və anstenitdə yaranan bu dəyişiklik tablama zamanı martensitə (çevrilir) verilir. Nəti-cədə polad martensit çevrilməsi hesabına və deformasiya olunmuş anstenitdən mar-tensitə keçən dislokasiya sıxlığının artmasına görə möhkəmlənir. Beləliklə, poladın termomexaniki emalından sonra yüksək mexaniki xassələrə malik olmasına səbəb martensitdə dislokasiya sıxlığının artması, martensit kristallarının xırdalanaraq bir-birilə qarşılıqlı əlaqədə olan ayrı-ayrı fraqmentlərə çevrilməsidir. Tədqiqatlar göstərir ki, anstenitin plastiki deformasiyası zamanı yaranan dislokasiya strukturu “irs” olaraq martensitə keçir ki, bu da poladın möhkəmliyini artırır.
Şəkil 5. YTME, İTME (a) və ATME (b) sxemləri:
1- yüksək və aşağı tem- da deformasiya uyradılmış anstenit sahələri;
2- deformasiya və tablama (YTME; vATME); 3- deformasiya,
yüksək sürətlə qızdırma və tablama (İTME); 4- deformasiyanın
tem-ur intervalı; 5- aşağı tem-u tabəksiltmə; 6- rekristallaşma
tem-r intervalı (TREK); 7- anstenit izotermik çevril əyriləri.
Maşınqayırmada istifadə olunan poladların 80%-i müxtəlif növ termiki emal əməliyyatlarınauğradılır. Termiki emalın əsas növləri: tablama, tabəksiltmə, yumşalt-ma və normallaşdırmadır. Konstruksiya poladını tablamaq və tabəksiltməkdən məqsəd onun möhkəmliyini, bərkliyini, mümkün olan həddə qədər plastikliyini və özlülüyünü, bəzi hallarda isə yeyilməyədözümlülüyünü, alət poladlarında isə onların bərkliyini, yeyilməyədözümlülüyünü və möhkəmliyini artırmaqdır. 5500C-dən yuxarı temperaturda məmulun səthində yaranan közərmə rənglərinin dəyişməsi ilə məmulun temperaturunu təyin etmək olar:
Közərmə rəngləri Temperatur, 0C.
Tünd qəhvəyi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
Qəhvəyi –qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630
Qara tünd –qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740
Tünd qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770
Açıq tünd –qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800
Açıq –qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850
Aydın açıq- qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 900
Sarı –qırmızı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950
Sarı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000
Açıq –sarı . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1100
Sarı – ağ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200
Ağ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1300
Ümumi qızdırma müddəti (τüm) verilmiş temperatura qədər qızdırma müd-dətindən (τq) və həmin tem-da saxlama müddətindən (τs) ibarət olub düsturu ilə hesablanır.
Qızdırma müddətini təqribi olaraq:
(1)
burada D1 – hissənin mm-lə ölçü xarakteristikasıdır.
K1 – qızdırıcı sahə əmsalıdır, qaz yanacağı üçün 2, duz məhlulu üçün 1,
maye metal üçün 0,5 qəbul olunur;
K2 – qızdırılan hissənin quruluş əmsalıdır. Kürə üçün 1, silindr üçün 2,
paralelepiped üçün 2,5; lövhə üçün 4 götürülür;
K3 – hissəsinin bərabər qızma əmsalıdır. Hər tərəfli qızmada 1, bir
tərəfli qızmada 4 qəbul edir.
Yüksək t –da metalın səthi ilə onu əhatə edən mühitin qarşılıqlı kimyəvi əlaqəsi olur. Burada iki prosesin xüsusi əhəmiyyəti vardır: poladın karbonsuzlaşması – səthi təbəqələrdə C –nun C O2 = CO2 reaksiyası üzrə yanması ilə əlaqədardır; poladın oksidləşməsi –səthdə dəmir oksidin, qəlpənin əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Bu iki proses qızma t –dan, poladın tərkibindən və pəstahı əhatə edən qaz mühitin asılıdır.
Soyuducu tablama prosesində lazımi en kəsikdə martensit strukturunun alın-masını təmin etməklə yanaşı tablanan məmulda qüsurların (çat, əyilmə və s.) yaranmasına yol verməməlidir. Aşağıdakı tablama mühitləri: 18oC su; 50oC sn; 75oC; 10%NaCl 90% H2O; 18oC suda yağın amulsiyası; sabunlu su; mineral yağ.
Əsas tablama növləri (poladın):
- fasiləsiz və ya bir soyuducuda tablama;
- iki mühitdə fasiləli tablama;
- pilləli tablama;
- izotermiki tablama;
- su çilənməklə tablama;
- öz – özünə tabəksilən tablama
Tabəksiltmə t –dan (aşağı) asılı olaraq məmulun səthində yaranan müxtəlif rənglərə qaçagan rənglər deyilir. Qaçağan rənglərlə məmulun səthində tabəksiltmə t –nu dəqiq də olmasa, təyin etmək olar. Qaçağan rənglərlə tabəksiltmə iki üsulla aparılır. 1-ci üsulda anstenit halına qədər qızdırılmış alətin yalnız işçi yerini suda tablandırırlar. Sonra onu sudan çıxarıb, suya salınmamış hissəsinin t –ru hesabına işçi yerinin qızmasını gözləyirlər. İstənilən tabəksiltmə t –nun alınmasını qaçağan rəng-lərlə təyin edirlər.
Tərkibində 0,4...0,5% -dən çox C olan poladları tablandırdıqda strukturda mar-tensitlə yanaşı müəyyən qədər qalıq anstenit olur. Qalıq anstenit poladın bərkliyini və yeyilməyə qarşı müqavimətini azaldır və eyni zamanda Oo –dən aşağı t –da işləyən məmullarda özbaşına martensitə çevrildiyindən ölçülərini dəyişir. Bu arzuedilməzdir, odur ki, qalıq anstenitin miqdarını azaltmaq məqsədilə tablandırılmış poladı mənfi t –da termiki emal prosesinə məruz edirlər. Buna soyuq emal deyilir. Soyuq emal martensit çevrilməsinin son t –ru Oo –dən (MS < 0) aşağı olan poladlarda tətbiq edilir. Soyuducu mühit olaraq bərk karbon qazı (CO2 –quru buz) ilə etil spirtinin qarışı-ğından (-78,5oC) və maye azotdan (-183oC) istifadə edilir.
Tablanmış poladı ona uyğun AS1 t –dan aşağı qızdıraraq həmin t –da bir müddət saxladıqdan sonra lazımi sürətlə soyudulmasına tabəksiltmə prosesi deyilir. Tabək-siltmədə poladı qızdırarkən müəyyən həcmlərdə elastiki deformasiya plastiki defor-masiyaya çevrildiyindən daxili gərginlik azalır.
Poladın xassələrinə olan tələbatdan asılı olaraq tabəksiltmənin üç növü vardır:
- Aşağı t –lu tabəksiltmə (250oC);
- orta t –lu tabəksiltmə (350...500oC);
- yüksək t –lu tabəksiltmə (500...680oC).
İki növ yumşaltma var:
I növ yumşaltma. Buraya aiddir:
- Rekristallaşma yumşaltması;
- bərkliyi azaltmaq üçün yumşaltma;
- qalıq gərginliyi çıxarmaq üçün yumşaltma.
II növ yumşaltma (yenidən faza kristallaşması):
- tam yumşaltma;
- Natamam yumşaltma;
- dənəli perlit və ya sferoidləşdirici yumşaltma;
- izotermiki yumşaltma;
- homogen – diffuzion yumşaltma;
Normallaşdırmanın mahiyyəti poladı tərkibindən asılı olaraq AS3 və ASm böhran nöqtələrindən 40...500C yuxarı tem-dək qızdıraraq, sobada həmin tem-da bir müddət saxladıqdan sonra havada soyutmaqdan ibarətdir.
Poladın səthi möhkəmləndirilməsi:
- səthi tablandırma üsulları;
- səthi döyənək yaratma üsulları;
- kimyəvi –termiki emal üsulları.
əmulun səthindən daxilinə doğru müəyyən qalınlıqda tablanmasına səthi tab-lanma deyilir. Burada da aşağıdakı üsullar tətbiq edilir: alov ilə səthi tablama; duz və ya qurğuşun vannalarda qızdırmaqla səthi tablamaq; elektrolitlərdə qızdırma ilə səthi tablama; lazerlə qızdırmaqla (qazlar –He, Ar, Ne, Kr, CO2) səthitablama; yüksək-tezlikli cərəyanla tablama.
Polad hissələrin səthini döyənək etmək üçün qırmaüfürən aparatdan istifadə edirlər. Mexaniki və termiki emal olunmuş, tamamilə hazır məmulların səthinə otaq tem-da böyük sürətlə qırma üfürdükdə, hər bir qırma kiçik çəkic kimi metalın səthini çuxurlamaqla deformasiya edir. Nəticədə metalın səthi döymək olduğundan onun xassələri dəyişir və dərinliyi 0,2...0,4 mm olan möhkəmlənmiş təbəqə alınır. (ressorlar, yaylar və s. bu üsulla emal edildikdə yorulma həddini 50% artırmaq olur).
Metalların səthini yüksəktezlikli cərəyanla (YTC) tablamaya nisbətən kimyəvi- termik emal bir neçə xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malikdir. Kimyəvi- termiki emalda (KTE) aşağıdakı üç proses:
- dossosasiya prosesi (fəal atomlar yaranır);
- absorbsiya (atomların udulması-həll olması);
- diffuziya (absorbsiya olunmuş atomların səthindən məmulun daxilinə nüfuz etməsidir).
Diffuziya əmsalı tem-dan asılı olaraq:
(2)
A – kristal qəfəsdən asılı olan əmsal;
Q – autivasiya enerjisi;
e – log -əsası;
R – qaz sabiti;
T – mütləq temperatur.
Kimyəvi- termiki emalın aşağıdakı üç növü vardır:
- qeyri-metallarla diffüzion zənginləşdirmə;
- diffuzion metallaşdırma;
- elementlərin diffuziya ilə kənar edilməsi.
Birinci qrupa: sementləmə, azotlama, sionlama, borlama, silisiumlama, sulfid-ləmə;
İkinci qrupa: alüminiumlama, xromlama, sinkləmə, misləmə, titanlama, beril-liumlama.
Üçüncu qrup: hidrogensizləşdirmə, oksigensizləşdirmə karbonsuzlaşdırma və s. aiddirlər.
Poladın səthi qatının C-la zənginləşdirilməsi prosesinə sementləmə deyilir. Burada məqsəd səthin bərkliyini, yeyilməyə qarşı davamlılığını və yorulmaq möh-kəmliyini artırmaqdır.
Polad hissələrin bərkliyini, yeyilməyə qarşı davamlılığını, yorulma həddini və korroziyaya qarşı miqavimətini azotlama ilə xeyli artırmaq məqsədilə yerinə yetirilir.
Azotlama – maye mühitdə və ion mühitdə yerinə yetirilə bilir.
Poladın səthinin eyni zamanda C və N zənginləşdirilməsi prosesinə - sianlama (CN) deyilir. Məqsəd polad hissələrin səthinin bərkliyini və yeyilməyə qarşı davamlığını artırmaqdır. Bərk, maye və qaz mühitində CN – nı aparmaq mümkündür.
Poladın səthinin borla (B) müvafiq bor sahəsində zənginləşdirmə prosesinə - borlama deyilir. Borlama nəticəsində səthdə yüksək bərklik (1800...2000 HV) yaranır, eyni zamanda yeyilmə və müxtəlif mühitlərdə korroziyaya qarşı müqavimət də yüksəlir (neft –palçıq nasoslarının oymaqlarının, turboburların hissələrinin və s. davam artırılmasında tətbiq edilir).
Solisiumlama polad və çuqun hissələrinin səthinin Si –la zənginləşdirmə prosesidir. Si –la polada dəniz suyunda, azot, sulfat və xlorid turşularında korroziyaya qarşı yüksək dayanıqlıq və yeyilməyə qarşı müqavimət verir.
Metallarla diffuzion zənginləşdirmə üsulları aşağıdakılardır:
- diffuziya ediləcək ərinmiş elementə səthi zənginləşdirilən məmulun salınması. Bu halda diffuziya ediləcək elementin ərimə t –ru məmulun metalının ərimə t –dan aşağı olmalıdır (Al, Zn);
- elektroliz və elektrolizsiz diffuziya ediləcək elementin ərinmiş duzlarında metalın səthinin zənginləşdirilməsi;
- sublimasiya (buxardan – mayeyə keçmə) fazasında buxarlanma ilə alınan diffuziya ediləcək elementlə metalın səthinin zənginləşdirilməsi;
- diffuziya ediləcək elementin hallogen birləşmələri olan qaz fazasından kontaktlı və kontaktsız üsulla metalın səthinin zənginləşdirilməsi.
Diffuzion metallaşdırmanın istehsalatda geniş yayılmış üsulları Al –ma, Zn –mə, Cr –ma və s. –dir.
Elementlərin diffuziya ilə kənar edilməsi. Məqsəd – metalları vakuum şəraitində qızdırmaqla onları zərərli qarışıqlardan azad etməkdir.
Metalların səthinə karbidlərin, nitridlərin, boridlərin, silisidlərin və metallik örtüklərin çökdürülməsində məqsəd – zərbə qüvvələrinin təsiri altında işləməyən hissələrin səthinə qeyd olunan maddələri çökdürməklə onların yeyilməyə, qəlpə əmələ gətirməyə, korroziyaya qarşı davamlığını yüksək dərəcədə artırmaq olar.
Məsələn
|