Reja: Aluminiy va uning qotishm alari

Mavzu: Rangli metallar. Rangli metall qotishmalarining turlari.
Reja:
Aluminiy va uning qotishm alari
Deformatsiyalanadigan aluminiy qotishmalari
Mis va uning qotishmalari
Latunlar
Bronzalar
Alum iniy (A l) - kumushsimon oq rangdagi, elektr va issiqlik o‘tkazuvchanligi katta boMgan, yengil metalldir; uning zichligi 2700 kg/m3, tozaligiga qarab suyuqlanish temperaturasi 660-667°C chegarada o‘zgaradi. Yumshatilgan aluminiyning mustahkamligi kichik (ctv =80- 100 MPa), qattiqligi past (HB 20-40), lekin plastikligi yuqori (d =30- 45%). Aluminiy bosim ostida yaxshi ishlanadi, payvandlanadi, lekin kesib ishlanishi yomon. Atmosfera va chuchuk suvda korroziyaga chidamliligi yuqori. Havoda aluminiy tez oksidlanib, yupqa pishiq oksid pardasi bilan qoplanadi. Bu parda esa metall qatlamiga kislorod o‘tkazmaydi va uni korroziyalanishdan saqlaydi. Aluminiy tarkibida aluminiy oksida boMgan boksit, neftelin, alunit kabi rudalardan olinadi. Boksitning kimyoviy tarkibi Na2(K2)0-A l20 3- 2Si02 formula bilan ifodalanadi. Boksit tarkibida 30-70% glinozem A120 3, 2-20% kremnozem S i02, 2-50% temir ikki oksidi Fe20 3 va 0,1- 10% titan oksida T i0 2 boMadi. Al ishlab chiqarish ikkita asosiy jarayondan tashkil topadi: boksitdan glinozem A l2Oz olinadi va suyultirilgan kriolit (Na2AlF6) da glinozem eritmasidan elektroliz usuli bilan metall aluminiy tiklanadi. 8-10% glinozem, shuningdek, A1F3 va NaF qo‘shilgan kriolit elektrolit xizmatini o ‘taydi. Elektroliz natijasida hosil boMadigan suyuq aluminiy vanna tubida elektrolit qatlami ostida to‘pianadi. U aluminiy xomashyosi deb ataladi. Al xomashyosi tarkibida metall (Fe, Si, Cu, Zn va hokazo) va nometall (SI, A120 3 va hokazo) aralashmalar, shuningdek, gazlar-kislorod, vodorod, karbonat angidrid va is gazlari boMadi. Bu aralashmalar, kovshdagi suyuq aluminiy xomashyosini xlorlab ketkaziladi. Bunda hosil boMadigan bug‘simon aluminiy xloridi A1C13 suyultirilgan aluminiy orqali o‘tib, aralashma donalarining pufakchalarini ilashtirib, aluminiyda erigan gazlar bilan birgalikda ularni olib chiqadi. Xlor bilan rafmirlangandan (tozalangandan) so‘ng, aluminiy quymalari hosil qilinib, iste’molchilargajo‘natiladi. 124 Tozaligiga ko‘ra aluminiyning juda toza - A999 (99,999% A), yuqori darajada toza - A995 (99,995% A), A99 (99,99% A), A97 (99,97% A), A95 (99,95% A) vatexnik toza A85, A8, A7, A6, A5 va AO (99,0% A) davlat standard bo‘yicha xillari boMadi. Aluminiyning boshqa metall va nometallar (mis, marganes, magniy, kremniy, temir, nikel, titan, berilliy va boshqalar) bilan qotishmalari konstruksion materiallar sifatida keng qoMlaniladi. Al qotishmalarida toza aluminiyning yaxshi xossalari bilan birga, legirlovchi qo‘shimchalarning yuqori mustahkamlik xossalari mujassamlangan. Legirlash va termik ishlov berish natijasida aluminiyning mustahkamligi ctv 100 dan 500 MPa gacha, qattiqligi HB 20 dan 150 gacha oshadi. Barcha Al qotishmalari deformatsiyalanadigan va quymakorlik xillarga boMinadi.
Deformatsiyalanadigan aluminiy qotishmalari shtamplash, presslash, bolg‘alash orqali listlar, tasmalar, shakldor profillar, simlar va turli detallar olishda ishlatiladi. Deformatsiyalanadigan aluminiy qotishmalari kimyoviy tarkibiga ko‘ra 7 ta guruhga boMinadi, ulaming tarkibida 2-3 ta va undan ham ko‘proq legirlovchi element boMib, har biridan 0,2-4% gacha boMadi. Masalan, Al ning Mg va Mn bilan qotishmasi yoki Al ning Cu, Mg, Mn bilan qotishmasi shular jumlasidandir. Deformatsiyalanadigan qotishmalar termik ishlash yoMi bilan puxtalanadigan va puxtalab boMmaydigan xillarga boMinadi. Mexanik va termik ishlov beriladigan deformatsiyalanadigan qotishmalar ishlov berish xarakterini ko‘rsatuvchi harflar bilan belgilanadi (7.1-jadval). Termik ishlash yoMi bilan puxtalab boMmaydigan qotishmalarga Al ning Mn bilan (АМц) hamda magniy va marganes bilan (АМц) qotishmalari kiradi. Ulaming mustahkamliga juda past, korroziyaga chidamliligi yuqori, payvandlanuvchanligi, plastikligi yaxshi (7.1-jadval). Termik ishlash yoMi bilan puxtalanadigan qotishmalar (7.1-jadval) termik ishlov berish natijasida, yuqori mexanik xossalarga erishadi, korroziyaga qarshiligi yaxshilanadi. Aluminiyning mis, magniy, marganes bilan qotishmalari (dyuraluminiy) va aluminiyning mis, magniy, marganes hamda rux bilan qotishmalari (yuqori mustahkamlikdagi qotishmalar) keng tarqalgan.
Dyuraluminiy Д harfi bilan markalanadi, undan keyin turuvchi raqam qotishmaning shartli nomerini bildiradi. Dyuraluminiyga termik ishlov berish toblashdan, tabiiy yoki sun’iy eskirtirishdan iborat. Toblash uchun qotishmalar 500°C gacha qizdiriladi va suvda sovitiladi. Dyuraluminiy xona temperaturasida 5-7 sutka davomida tabiiy eskirtiriladi. Dyuraluminiyni tabiiy eskirtirishda mustahkamligining o‘zgarishi 7.1-rasmda ko‘rsatilgan. Sun’iy eskirtirish 150-180°C temperaturada 2-4 soat davomida bajariladi. Mustahkamligi bir xil bo‘lgani holda, tabiiy eskirtirilgan dyuraluminiynir^ plastikligi va korroziyaga chidamliligi sun’iy eskirtirilganlariga qaraganda yuqori boMadi. Toblashda aluminiy qotishmalarini qizdirishning o‘ziga xos tomoni shundan iboratki, temperatura +5°C aniqlikda saqlanishi, o ‘ta qizib ketishiga yo‘l qo‘ymaslik va termik ishlov berishda yuqori samaraga erishishdan iborat. Dyuraluminiy samolyotsozlik sanoatida va qurilishda ko‘p ishlatiladi. Masalan, Д16 markali qotishmadan samolyotlaming qoplamalari, lonjeronlari, avtomashinalarning kuzovlari yasaladi.
Quymakorlik qotishmalar tarkibida deformatsiyalanadigan qotishmalardagi kabi legirlovchi elementlar mavjud, faqat ularning miqdori k o ‘proq boMadi. Quymakorlik qotishm alar shakldor quymalar olish uchun ishlatiladi. Quymakorlik aluminiy qotishmalarining 35 tamarkasi (AJI) ishlab chiqariladi, ulaming kimyoviy tarkibiga ko‘ra 5 ta guruhga bo‘lish mumkin. Masalan, kremniyli aluminiylar (AJTT, АЛУ, АЛ9) yoki magniyli aluminiylar (АЛ8, АЛВ, АЛ22 va boshqalar) bo‘ladi. Quymakorlik aluminiy qotishmalari АЛ harflari va raqamlar bilan markalanadi. Raqam qotishmani shartli nomerini ko‘rsatadi. Aluminiy va kremniy asosidagi qotishmalar siluminlar deb ataladi. Siluminlarni mexanik va quymakorlik xossalari yaxshi, suyuq holatda oquvchanligi yuqori, kirishuvchanlikka kichik, mustahkamligi yetarli darajada katta, plastikligi .^oniqarli. Aluminiy va magniy asosida tayyorlangan qotishmalarning solishtirma mustahkamligi hamda korroziyaga chidamliligi yuqori, kesib yaxshi ishlanadi. Quymakorlik aluminiy qotishmalarining xossalari quyish usuli va termik ishlov berish usuliga bog‘liq. Kuyishda qotayotgan quymani sovitish tezligi yoki uni toblashdagi sovitish tezligi katta ahamiyatga ega. Umuman sovitishni tezlatish mustahkamlik xossalarini oshiradi. Shuning uchun kokilga (metall qolipga) quyilgan qotishmalaminig mexanik xossalari qum - gilli qolipga quyilgan qotishmalarnikidan yuqori bo‘ladi (7.2 - jadval). Aluminiy kuymakorlik qotishmalari deformatsiyalanadigan qotishmalarga nisbatan dag‘al va yirik donali strukturaga ega. Bu ularni termik ishlash tartibini belgilaydi. Toblash uchun silumin 520-540°C temperaturagacha qizdiriladi va qo‘shimchalar to‘la erishi uchun uzoq muddat (5-10 soat) ushlab turiladi. Sun’iy eskirtirish 150-180° da 10-20 soat davomida bajariladi.
Sanoatda qoMlanishiga ko‘ra mis rangli metallar ichida birinchi o‘rinlardan birini egallaydi. Bu uning issiqlik va elektr o‘tkazuvchanligi, plastikligining yuqoriligi bilan tushuntiriladi. Misga sovuqlayin va issiqlayin bosim ostida yaxshi ishlov berish mumkin, uning korroziyagabardoshligi ham yuqori. Rudalarda misning miqdori uncha ko‘p emas, 0,5 dan 5% gacha, shuning uchun mda boyitiladi. Avval konsentrat olinadi, so‘ngra u oltingugurt miqdorini kamaytirish maqsadida o ‘tda pishiriladi, keyin qaytarish pechlarida suyuqlantiriladi. Olingan mis shteyni konvertorda yana qayta suyuqlantiriladi va tarkibida 98,4-99,4% mis bo‘Igan xomaki mis olinadi. Shundan keyin 129 zararli aralashmalarni chiqazib yuborish maqsadida, u rafmatsiya qilib tozalanadi. Bunda mis miqdori 99,5-99,95% ga yetadi. Shunday qilib tozalangan mis elektroliz qilinadi va sof elektrotexnik mis olinadi. Zararli aralashmalarning miqdoriga qarab misning olti markasi bor. MOO dan (tarkibida 99,99% mis bo‘ladi) M4 gacha (mis 99% boMadi). Toza mis pushtiqizil rangda bo‘ladi, uning zichligi 8,93 g/sm3, suyuqlanish temperaturasi 1083°C. Pishirilgan holda a v=250 MPa, 5=45-60%, qattiqligi 60HB. Elektr o‘tkazuvchanligi yuqori boMganligidan mis elektr va radiotexnika sanoatida simlar montaj va o‘ram simlari, pribor va apparatlarining tok o‘tkazuvchi detallarini tayyorlashda, elektr vakuum texnikasida keng qoMlaniladi, konstruksion material sifatida kamdan-kam hollarda ishlatiladi. Sanoatda misning boshqa elementlar bilan qotishmalari boMmish latun va bronza ko‘p ishlatiladi.
Misning 4 dan 45% gacha miqdorda rux bilan qotishmasiga latun deyiladi. Latunning mexanik xossalari, masalan, mustahkamligi misnikiga qaraganda yuqori, kesib va bosim ostida yaxshi ishlov berish mumkin. Latunning nisbatan arzon turishi, uning afzalligi hisoblanadi. Sababi latunning tarkibidagi rux misga nisbatan ancha arzondir. Tarkibida 45% rux boMgan latunning maksimal mustahkamligi crv=350 MPa, tarkibida 32% rux boMgan Л68 markali latunning maksimal plastikligi 5=55 %ga teng. Tarkibiga ko‘ra oddiy va maxsus latunlar boMadi: oddiy latunning tarkibida faqat mis bilan rux bor; maxsus latunnikida esa ulardan tashqari nikel, qo‘rg‘oshin, qalay, kremniy va boshqa elementlar ham boMadi. Maxsus latunlar mustahkamligining yuqoriligi, korroziyagabardoshligi va texnologik xossalarining yaxshiligi bilan ajralib turadi. Ishlatishiga ko‘ra quyma va deformatsiyalandigan (bosim ostida ishlov beriladigan) latunlar mavjud. Latunni markalashda quyidagi belgilar qabul qilingan: JI harfi latunligini, undan keyingi raqam esa qotishma tarkibidagi mis miqdorini bildiradi. Masalan, Л62 markali latunning tarkibi 62% mis, qolgani ruxdan iborat. Maxsus latunlarni markalashda ligerlovchi elementlarni quyidagicha belgilash qabul qilingan: A - aluminiy, Мц - marganes, К - kremniy, О - qalay, С - 130 qo‘rg‘oshin, H - nikel, Ж - temir. Л - harfidan keyingi dastlabki ikki raqam mis miqdorini, qolgan raqamlar esa aralashmalarning miqdorini bildiradi. Masalan, ЛМ цЖ 52-4-1 markali latun tarkibi 52% mis, 4% marganes, 1 % temir, qolgani ruxdan iborat. ГОСТ 15527 - 070 (CTCEB 379 - 76) ga muvofiq oddiy latunlaming quyidagi markalari ishlab chiqariladi: Л96, Л90, Л85, Л70, Л68, Л63, Л60. Tarkibida 90, 80, 70 va 68% mis boMgan latunlar ko‘proq ishlatiladi. Л90, Л85 markali latunlar tompak deb yuritiladi. Latunning bosim ostida ishlpv beriladigan Л68 va Л70 markalari gilza patronlari, Л90 va Л85 markalari esa tasma, truba, radiatorlar ishlab chiqarishda qoMlaniladi. Maxsus quyma latunlar (ГОСТ 17711 - 80) vtulkalar, podshipniklar (masalan, latunning ЛАЖ 60-1-1Л markasi), quyma armaturalar, dengiz suvi ta’sirida boMadigan kema armaturasining detallarini tayyorlash uchun ishlatiladi. Mashinasozlikda korcoziyagabardosh detallar uchun ЛК8 -ЗЛ, ЛА67-2,5 va hokazo markali latunlar qoMlaniladi. Bosim ostida ishlov berib, truba, sim pokovkalar tayyorlash uchun ЛА77-2, ЛАН -6-5, Л070-1 markali maxsus latunlardan foydalaniladi. Latunlarga sovuqlayin va issiqlayin yaxshilab ishlov berish mumkin, Ichki kuchlanishlami yo‘qotish uchun sovuqlayin bosim ostida ishlov berib tayyorlangan buyumlar 400-500°C temperaturada yumshatiladi. Yumshoq latun olish uchun u 600-700°C temperaturagacha qizdiriladi va sekin sovitiladi. Qattiq latun olish uchun esa tez sovitish zarur hisoblanadi.
Misning qalay, aluminiy, nikel kabi elementlar bilan hosil qilgan qotishmasi bronza deb ataladi. Tarkibiga ko‘ra qalayli va qalaysiz bronzalar boMadi. Bronzalar yaxshi quymakorlik xossalariga ega, ularni cho‘kishi boshqa quymalamikiga qaraganda uch marta kichikdir. Bronzalarga bosim ostida va kesib yaxshi ishlov berish mumkin. Ko‘pgina bronzalar korroziyagabardoshligining yaxshiligi bilan ajralib turadi, bundan tashqari, ular antifriksion qotishma sifatida ham keng koMamda ishlatiladi. Bronzalarni markalash tamoyili ham latunlarnikiga o‘xshash. Br harfi bronzani bildiradi. Br harfidan keyin keladigan harflar qotishma tarkibiga kiradigan elementlarni, raqamlar esa elementlaming 131 % da ifodalangan miqdorini bildiradi. Masalan, БрОЦС8-4-3 markali bronza tarkibida 8% qalay, 4% rux, 3% qo‘rg‘oshin, qolgani misdan iborat qalayli bronzadir. Qalayli bronzalarning mexanik (a v=150/350 MPa, 5=3/15%, 60-90 HB), antifriksion xossalari, korroziyagabardoshligi yuqori, yaxshi quyiladi va kesib ishlov beriladi. Qalayli bronzalarning sifatini, chunonchi antifriksion xossasini va ishlanuvchanligini yaxshilash uchun unga qo‘rg‘oshin, quymakorlik xossasini yaxshilash uchun rux, quymakorlik, mexanik va antifriksion xossalarini ko‘tarish uchun fosfor qo‘shiladi. Vazifasiga ko‘ra quymakorlik va deformatsiyalanadigan qalayli bronzalar bo‘ladi. ГОСТ 5011-83 ga ko‘ra quyma bronzalarning quyidagi markalari mavjud: БрЦСН4-7-5-1, БрОЦСЗ-12-5, БрОЦС4-5-17. Ular dengiz va chuchuk suv sharoitida ishlaydigan mashina detallarini, antifriksion detallar (podshipniklaming vkladishlarini) tayyorlash uchun ishlatiladi. БрОФ65-1,5 - prujina, membrana, antifriksion detallar uchun qo‘llaniladi; БрОЦ4-3, БрОЦС4-4-2,5 - yassi va silindrik prujinalar, antifriksion detallar tayyorlash uchun foydalaniladi. Qalay-qimmat va kamyob material bo‘lganidan, qalaysiz bronzalardan, chunonchi, tarkibida misdan tashqari aluminiy yoki kremniy, beriliy, qo‘rg‘oshin, temir va boshqa elementlar bo‘lgan bronzadan foydalaniladi. ГОСТ18175-78 ga muvofiq aluminiyli bronzalarning quyidagi markalari boiadi: БрА5, БрАЖ9-2, БрАЖ М ц-10-3-1, БрАЖН 10-4-4. Bronzalaming bu markalaridan pokovkalar, trubalar, simlar va boshqalar tayyorlashda ishlatiladi. Marganesli bronzalarning mustahkamligi kamroq, lekin plastikligi yuqori, korroziyaga qarshiligi yaxshi, 400-500°C temperaturada ham mexanik xossalarini saqlaydi. Aluminiyli bronzalar mexanik xossalari, korroziyaga qarshiligiga ko‘ra qalayli bronzalardan ustun turadi, lekin uning quymakorlik xossalari pastroq. Kremniyli bronzalarning БрКМ цЗ-1, БрКН 1-3, БрКМцЗ- l markalari qimmat turadigan qalayli va beriyliyli bronzalarning o‘rnini bosadi. Ular bosim ostida, kesib yaxshi ishlanadi, payvandlanadi, elastiklik va korroziyagabardoshlik xossalari yuqori. Ular 250°C temperaturagacha hamda agressiv muhitlarda ishlatiladigan prujinalar va priborlaming prujinalanuvchi detallarini tayyorlashda ishlatiladi. БрСЗО markali qo‘rg‘oshinli hamda qalay qo‘shilgan БрО С 2-5-1,5, БрОС8-12 132 markali bronzalar korroziyaga qarshi xossalarining va issiqlik o‘tkazuvchanligining yuqoriligi bilan ajralib turadi. Ular og‘ir yuklanadigan podshipniklar tayyorlashda ishlatiladi. БрСЗО markali bronzadan turbina va boshqa tezyurar mashinalarning podshipniklarini ishlab chiqarishda foydalaniladi.
|