ФМ окулык казакша

А1 - PSK сызығы (7270C)- ПА

А2 – МО сызығы (7680С, Кюри нуктесі ) – магниттік түрленулер.

А3 –GOS сызығы (Көміртектің қортпадағы мөлшеріне байланысты ауыспалы температура) – Ф А түрленуі.

Аст – SE сызығы (Көміртектің қортпадағы мөлшеріне байланысты ауыспалы температура) – ІІ реттік цементиттің бөлінуінің басталуы (кейде А3деп белгіленеді)

Түрленулер қыздырғанда және суытқанда әртүрлі температурада орындалатындықтан, бұл процестерді бір – бірінен ажырата білу үшін қосымша белгіленулер енгізеді. Қыздырғанда С әріпін енгізеді, яғни Ас, суытқанда –r әріпімен, яғни Аr

Теміркөміртекті қорытпалардың құрылымы.

Темір – цементит жүйесіндегі барлық қорытпалар құрылымдық белгілері бойынша екі үлкен топқа бөлінеді: болат және шойын Құрамында 0,02% аз көміртектен тұратын қорытпалар ерекше топты құрайды, оларды

техникалық темір деп атайды. Қорытпалардың микроструктуралары 9.2 суретте көрсетілген. Мұндай қортпалардың құрылымы кристализация аяқталған соң не феррит бидайларынан (9.2а сур.) (көміртектің мөлшері 0,006% аз болғанда),не феррит бидайларынан және феррит бидайларының қорларында орналасқан цементит кристалдарынан (көміртектің мөлшері 0,006% - дан 0,02% дейін болғанда) тұрады.

Көміртекті болаттар деп құрамында 0,02..2,14% көміртегі бар, кристалдану нәтижесінде аустенит түзитін темір көміртекті қорытпа.

Көміртекті болаттар, әсіресе аустенит күйінде жоғары пластикалыққа ие.

Болаттардағы құрылымы аустениттің қайта кристалдануы нәтижесінде қалыптасады.Болаттардың микроқұрылымы 9.3 суретте көрсетілген.

Көміртектің мөлшері мен болаттың құрылымы бойынша эвтектойдқа дейінгі (0,02%2,114%) құрылымы перлит + ІІ цементит (П+ЦІІ) болып бөлінеді. Цементитті тор

перлит түйіршіктерін айнала орналасады.

Перлит құрамында көміртек мөлшері 0,8%, цементитте 6,67%.

Осыларды ескере отырып қорытпалардың микроқұрылымы бойынша эвтектойдқа дейінгі

Сур.9.3.Болаттардың микроқұрылымы:а-(ф+П) эвтектоидқа дейнгі болат;б- эвтектоидті болат(пластинкалы перлит);в- эвтектоидті болат(түйіршеті перлит);г- эвтектоидтан кейнгі болат;

(0,02% 0,8%), құрылым Ф+П (Ф+77) (9.3 сур). Эвтектоидты (С0,8%) құрылымы перлит (П), перлит пластикалы және түйіршікті болуы мүмкін. (9.38 және 9.3 в сур.), эвтектойдтан кейінгі (0,8% 2,14%) құрылымы перлит +ІІ цементит (П+ЦІІ), болып

бөлінеді. Цементитті тор перлит түйіршіктерін айнала орналасады. Перлит құрылымында көміртек мөлшері 0,8%, цементитте 6,67%.

53

Осыларды ескере отырып, қорытпалардың микроқұрылымы бойынша қорытпа құрамына кіретін көміртек мөлшерін жуықтап анықтауға болады. Феррит құрамындағы көміртектің аз ерігіштігіне байланысты, оның құрамында көміртек жоқ деп есептеуге болады.

Құрамында көміртек мөлшері 2,14 % (6,67% дейін) жоғары кристалдану нәтижесінде эвтектика (ледебурит) түзитін темір көміртекті қорытпа шойын деп атайды.

Құрамында тез балқығыш ледебурит шойынның литейные қасиетін жоғарлатады. Сәкесінше темір – цементит күй диаграммасы мен кристалданатын шойындар. Морт сынғыштыққа ие болып келеді. Олардың сынығының түсі – күміс тәрізді – ақ.

Мұндай шойындар ақ шойындар деп атайды.

(П+Л+ЦІІ), эвтектикалық (С4,3%) құрылымы ледебурит (9.4 б сур.) эвтектикадан Ақ

шойынның микроқұрылымы 9.4 суретте көрсетілген. Ақ шойынның микроқұрылымы 9.4 суретте көрсетілген.

Эвтектикаға дейінгі ақ шойындардың құрылымында суытқанда, аустениттің құрамының өзгеруінен пайда болатын ІІ ретті цементит бар. (ES сызығы).

ІІ ретті цементит құрылымында ледебуриттің құрамына кіретін цементитпен араласады. Қалыпты температурада болат пен шойынның фазалық құрамы бірдей, екеуі де феррит пен цементиттен тұрады. Алайда болаттар мен ақ шойындардың қасиеттерінде бірдей айырмашылықтар бар. Сонымен, Ғе3-С жүйесі қортпаларының қасиеттерін анықтайтын негізгі фактор олардың құрылымы.

Бақылау сұрақтары:

1.Теміркөміртекті қорытпа дегеніміз не?

2.Теміркөміртекті қорытпа компоненттері

3.Теміркөміртекті қорытпа құрылымы

4.Техникалық таза темір дегеніміз не?

5.Болат пен шойын айырмашылығы

Глоссарий

1.Сұйық фаза – сұйық күйінде темір көміртегімен кез –келген пропорцияда әрекеттесіп, біркелкі сұйық фаза түзеді.

2.Цементит (Ғе3С) – темірдің көміртекпен химиялық қосылысы (темір карбиді) құрамында

6,67% С бар.

3.Аустенит (А) (С) – көміртектің γ темірге енгізетін қатты ерітіндісі. 4.Феррит – көміртектің α темірге енгізілген қатты ерітіндісі.

5.Темір – өтпелі ашық күміс түсті металл. Жоғарғы балқу температурасына ие -

. Қатты күйде темір екі модификацияға ие бола алады.

54

Сур.10.1.Болаттың қасиетіне комиртектің әсері

Болаттағы көміртегі мөлшерінің өсу нәтижесінде оның құрамындағы цементит мөлшері артып, сонымен қатар феррит мөлшері кеми түседі. Құрамдас бөліктерінің арақатынасының өзгеруі пластикалығының азаюына, сонымен қатар беріктілігі мен қаттылығының артуына әкеп соқтырады. Беріктілігі құрамындағы көміртек мөлшерінің 10 %-ға дейін болғанда ғана өседі, содан кейін ол төмендейді, себебі екіншілік цементиттің бұзық торы түзіледі.

Көміртек тұтқырлыққа әсер етеді. Көміртегіні арттырған жағдайда морт сынғыштық артып екпінді тұтқырлығы азаяды.

Электркедергісі мен коэрцитивті күш артып, магнит өтімділігі мен магнит индукциясының тығыздығы азаяды.

Көміртек одан басқа технологиялық құрамына да әсер етеді. Көміртегі мөлшерінің артуы болаттың литейлі құрамын нашарлатады ( құрамындағы көміртек мөлшері 0,4 %-ға шейін болаттар қолданылады); мысалы қысыммен, балқығыштығымен және кесумен өңделуі. Тағы да айта кететін болсақ, құрамындағы аз көміртекті болаттарда кесумен қатар өңделеді.

Қоспалардыңәсер етуі.

1.Тұрақты қоспалар кремний, марганец, күкірт, фосфор. Марганец пен кремний болат балқу процесінде қышқылсыздандыру мақсатында енгізіледі, олар технологиялық қоспалар болып табылады.Марганец құрамы 0,5...0,8 %-дан аспайды. Марганец беріктілікті арттырады, пластикалықты төмендетпейді, күкірттің әсерінен пайда болған болаттың морт сынғыштығын азайтады. Күкіртпен марганец сульфидін MnS түзіп, темір сульфидінің FeS құрамын азайтады. Марганец сульфидтері бөлек қоспалар ретінде орналасады, олар деформацияланып прокатканың барлық ұзындығы бойына созылымды болып келеді.Кремний құрамы 0,35...0,4 %-дан аспайды. Кремний, металды газсыздандырып, құйманың тығыздығын арттырады. Кремний феррит құрамында балқып, болаттың беріктілігін арттырады, сонымен қатар аққыштық шегі де артады. Бірақ кейбір кездерде пластикалығының төмендеуі байқалады, бұл болаттың ұзаруын төмендетеды. Фосфордың болат құрамындағы үлесі 0,025...0,045 % құрайды. Фосфор феритте еріп, кристалдық торды тоздырады да аққыштық шегі мен беріктілік шегін арттырады, бірақ пластикалығы мен тұтқырлығын азайтады. Фосфор құрамының әрбір 0,01 % өсуі морт сынғыштық шегін 20...25 °С арттыра түседі. Фосфор ликвацияға бейімділік қасиетіне йе, сондықтан да құйма ортасында орналасқан аймақтарда тым төмендетілген тұтқырлыққа йе. Кейбір болаттар үшін фосфор құрамын 0,10...0,15 % дейін арттыруға болады, себебі бұл кезде кесумен өңдеуге оңай. S- пластикалық, балқығыштық және коррозиялық төзімділік төмендейді. Р- кристалл торын бұзады.

Болаттың құрамындағы күкірттің үлесі 0,025..0,06 % құрайды.

Күкірт – зиянды қоспа, болатқа шойын арқылы түседі. Темірмен әректтескенде химиялық қосылыс – күкірт сульфидін түзеді FeS. Темірмен қосылып жеңіл қорытпалы эвтектика түзеді, қайнау температурасы 988°С. Қыздырғанда не темірді соққанда эвтектика балқиды,

56

дәндер арасындағы байланыс үзіледі. Эвтектика орналасқан жерлерінің деформациялануы кезінде жарықшалар мен тесіктер пайда болуы мүмкін, сондықтан жоғары температурадағы дайындаманың бұзылуы байқалады. Красноломкость – жоғары температурада мортсынғыш пайда болады.Күкірт механикалық қасиеті төмендетеді, әсіресе соққы тұтқырлықты және пластикалылықты, сонымен қатар төзімділік шегін. Ол сонымен қатар пісуді төмендетіп және де коррозиялық күйін төмендетеді.

2.Жасырын қоспалар – газдар ( азот, оттегі, сутегі) – темірге балқу кезінде түзеді. Азот және оттегі болаттың құрамында сынғыш күйде, яғни металл емес күйде болып келеді:

қышқылдар ( FeO, SiO2, Al2O3) нитриттер ( Fe2N) қатты ерітінді түрінде немесе бос күйде, дефекттарда жайғасады ( раковиндер, жарықтарда). Дайындама енгізу ( азот N4 ,оттегі О) төменгі температурада мортсынғыштік (хладноломкость) табалдырығын жоғарлатып, мортсынғыштың бұзылуына қарсы тұрады.

Болатта балқытылған сутегі өте зиянды болады, нәтижесінде болат сынғыш болып келеді. Ол катанды дайындама және поковтың түзілуіне алып келіп соқтырады.

Флокендер – овальді немесе дөңгелек формадағы жұқа жарық, дақ түрінде келуі – күміс түсті жапалақ.

Өндірісте металлды флокенмен қолдануға болмайды, сварка кезінде салқын жарықтар тұрақты металда пайда болады.

Егер сутегі жоғары қабатта орналасса, онда ол 150...180 градуста жойылады, вакуумда жақсырақ ~ 10~,, 10~ ммрт.ст..

Жасырын қоспаны жою үшін вакуумды қолданады.

3.Арнайы қоспалар – берілген қасиет алу үшін металға арнайы енгізіледі. Қоспалар лигерлен элементтер дейміз, ал болат – легирленген болат.

Легирлинген элементтерді тағайындау

Хром негізгі легирлеуші элемент болып табылады (0,8... 1,2)%. Ол қыздырғандықты (прокаливаемость) күшейтеді, есебінде жоғары дәрежелі және тұрақты қатты болат алынады.Хромитті темірдің төменгі температурада мортсынғыштік (хладноломкость) арттырады. +20...-60С

Марганец - қыздырғандықты үлкейтеді, бірақта дәннің өсуіне себеп болады, және де төменгі температурада мортсынғыштік (хладноломкость) табалдырықты арттырады. +40...-

60С.

Титан ( ~0,1%) хромомаргенцті болатпен майдалау арқылы дәнді шығарады. Молибденнің кіріспесі ( 0,15...0,46%) хромды болаттар қыздырғандықты арттырады,

төменгі температурада мортсынғыштік (хладноломкость) табалдырық төмендейді -20 дан... - 120С. Молибден статикалы үлкейеді, динамикалық және берікті болат шаршайды, ішкі қышқылдану септігінен қорғайды. Сонымен қатар, никельдің қатысуымен молибден болаттың мортсыну септігін төмендетеді.

Ванадий өз мөлшерінде ( 0,1...0,3)% хромды болатта дәнді майдалап отырып, олардың беріктігімен және тұтқырлығын жоғарлатады.

Никельдің хромды темірінің кіріспесі, өз кезегінде беріктігімен және қыздырғандықты жоғарлата отырып, төменгі температурада мортсынғыштік табалдырығын төмендетеді, бірақта мортсынғыштың бейімделуін арттырады. Хромоникельді болат, өте жақсы қасиетке ие. Бірақ никель таптыртпайтын элемент, сондықтан да оларды қолдану шегі бар.

Көп мөлшерлі никельдің орнына мысты қолдануға болады, ол тұтқырлықты төмендетпейді.

Хромомарганецті болатпен кремнийді лигерлеу кезінде сильхром болат алынады ( 20ХГС, 30ХГСА). Болат өз кезегінде үйлесу жағынан өте беріктігімен және тұтқырлығымен белгілі, жақсы қайнатылады, штамталып және кесілуімен өңделеді. Кремний соққы тұтқырлықпен және температуралық артық тұтқырлықты жоғарлатады.

Корғасын қосып, кальций –кесуді өңдеумен жақсартады. Термиялық өңдеу кезінде нығайту арқылы комплексті механикалық қасиетті жақсартады.

Болатта легирлеуші элементтерді реттеу.

57

Көбінесе легирлеуші элементтер теміроксидінің фазасында ериді (феррит, аустенит, цементит), немесе арнайы карбид түзейді. Легирлеуші элементтердің еруі, негізінде темір атомдарымен сол элементтердің атомдарымен араласуы кезінде жүзеге асады. Бұл атомдар торда қуат береді, сондықтан олардың периоды өзгереді. Тор көлемінің өзгерісі феррит қасиетінің өзгеруіне алып келіп соғады – беріктік жоғарлайды, пластикалылығы төмендейді. Хром, молибден және вольфрам беріктігін азайтады,кремний, марганец,никельге қарағанда,. Молибден және вольфрам, сонымен қатар кремний және марганец белгілі мөлшерде тұтқырлықты төмендетеді.

Болатта карбиттер металл болып келеді, Менделеев кестесіндегі темірдің сол жағында орналасқан (хром, ванадий, титан), электронды жолақты құрастырып үлгерген.

Процесте карбид құраушы оттегі өзінің валенттік электронын металл атомындағы электрон жолағының толуына береді, содан кейін металдың валенттік электроны металдық қатынас орнатады, сондықтан карбидтердің металдық қасиеттеріне себеп болады.

Көміртегі мен темірдің атомдық радиусының қатынасы 0,59 артық болса химиялық қосылысты береді: Fe3C, Mn3C, Cr23C6, Cr7C3, Fe3W3C~ бізге қиын кристалдық торды береді және аустенитте балқиды.

Көміртегі мен темірдің атомдық радиусының қатынасы 0,59 кем болса еңгізу фазаларды береді: Mo2C, WC, VC, TiC, TaC, W2C – бізге жай криталдық торды беріп, аустенитте қыин балқиды.

Барлық карбидтер жоғары қаттылығымен және температуралық балқуымен ерекшеленеді.

Классификация және болатты маркілеу. Болат классификациясы

Болаттар көп түрімен классификацияланады. 1.Химиялық құрамымен: комиртекті және лигерленген 2.Көміртегі құрамымен:

-төменгі көміртекті, көміртегі болуының 0,25-ке% дейн -орташа көміртекті , көміртегі болуының 0,3...О,б% дейн - жоғарға көміртекті, көміртегінің болуы 0,7% астам

3.Тең құрылысымен: эвтектоидқа дейін, эвтектоидты, эвтектоидтан кейінгі.

4.Сапасы бойынша:сапалы мөлшер көрсеткіші жағынан зиянды қоспа: күкірт және фосфор:

-0,04S , P< 0.08% - комиртекті болатты жай сапалы

- 0,03 S , P< 0,04%- сапалы болат

5.Балқыту тәсіліне қарай: -мартен пештерде; -ауа конверторларында;

-электр пештерінде: электр доғалық, индукциондық және т.б. 6.Мақсатына қарай:

-конструкциондық-машиналардың бөлшектері мен механизмдерін жасау үшін қолданылады; -құрал-жабдықтық-әр-түрлі құрал-жабдықтарды жасау үшін қолданылады;

-арнайы-ерекше қасиеттері бар болаттар: электротехникалық, ерекше магниттік қасиеттерімен және т.б.

Болаттардың маркіленуі

Болаттардың қабылдалған әріптік-сандық белгіленуі қарапайым сапалы көміртекті

болаттар(ГОСТ 380).

Болаттарда күкірт пен фосфордың көп мөлшері кездеседі: СТ.2кп.,Ст.3кп.,Ст.4сп. болып маркіленеді. СТ-берілген болат тобының индексі. 0-ден 6-ға дейінгі сандар-бұл болат маркісінің шартты нөмірі. Маркі номірінің ұлғайған сайын болаттың төзімділігі жоғарылайды, ал икемділігі төмендейді.

Жеткізу кепілдігіне қарай болаттың 3 тобы белгілі: А, Б және В топтары. А тобы болаттары үшін жеткізу кезінде механикалық қасиеттеріне кепілдік беріледі, ал А тобындағы белгілеуде индекс көрсетілмейді. Б тобындағы болаттар үшін химиялық

58

құрамына кепілдік беріледі. В тобы болаттары үшін механикалық қасиеттерине де, химиялық құрамына да кепілдік беріледі. кп, пс, сп индекстері болаттың қышқылдану дәрежесін көрсетеді: кп-қайнау дәрежесі, пс-жартылай қалыпты, сп-қалыпты.

Сапалы көміртекті болаттар

Механикалық қасиеттері мен химиялық құрамы бойынша кепілдендірілген сапалы болаттар жеткізіледі(В тобы). Қышқылдану дәрежесі, негізінен қалыпты. Конструкциондықсапалық көміртекті болаттар. Екі таңбалы санмен, яғни құрамындағы жүздік пайыздық үлесіндегі көміртекпен маркіленеді. Қышқылдану дәрежесі көрсетіледі, егер ол қалыптыдан ерекшеленсе ғана.

Болат 08 кп, болат 10 пс, болат 45. Көміртектің үлесі, сәйкесінше, 0,8%, 0,10%,0,45. Құрал-жабдықтық-сапалық көміртекті болаттары У әрпімен және құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесіндей(көміртекті құрал-жабдықтық болат) болатын санмен маркерленеді. Болат У8, болат У13. Көміртектің үлесі, сәйкесінше, 0,8% және 1,3%. Құрал-жабдықтық-жоғары сапалық көміртекті болат. Құрал-жабдықтық-сапалық көміртекті болат тәрізді маркіленеді, тек маркі соңында (болаттың жоғары сапалы екендігін көрсету үшін А әрпі көрсеіледі) Болат У10А.

Сапалы және жоғары сапалы легирленген болаттар. Сандық-әріптік түрде таңбаланады. Легирленетин элементтер шартты түрде таңбаланады. Орыс алфавитіндегі әріптермен белгіленеді. Легирленетин элементтердің белгіленуі: Х-хром, Н-никель, М- молибден, В-вольфрам, К-кобальт, Т-титан, А-азот(маркінің ортасында көрсетіледі), Г- марганец, Д-медь,Ф-ванадий, С-кремний, II-фосфор, Р-бор, Ц-цирконий, Ю-алюминй.

Легирленген конструкционды болаттар.

Болат15Х25Н19ВС2. Маркінің басында екі таңбалы сан, құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесін көрсетеді. Одан әрі легирленетін элементтер көрсетіледі. Элементке шамалы ғана жетер жетпейтін сан оның пайыздағы құрамын білдіреді. Егер сан болмаса, онда элемент құрамы 1,5%-дан аспайды. Көрсетілген маркіде болаттың құрамында көміртегінің 0,15%, хромның 25%, никельдің 19%, вольфрамның 1,5%, кремнийдің 2 % бар екенін көрсетеді. Жоғары сапалы легирленген болаттарды белгілеу үшін маркі соңында А символы қойылады.

Легирленген құрал-жабдықтық болаттар.

Болат 9ХС, болат ХВГ.Маркі басындағы біртаңбалы, құрамындағы көміртегі пайыздың жүздік үлесін көрсетеді. Құрамындағы көміртегі 1%-дан аспайды. Одан әрі легирленетін элементтер көрсетіледі. Кейбір болаттар стандартты емес болып таңбаланады. Тез кесілетін құрал-жабдықтық болаттар. Болат Р18. Р-берілген болат тобының индексі(rapid-жылдамдық). Құрамындағы көміртегі 1%. Бұл сан негізгі легирленетін элементті-вльфрамды көрсетеді. Көрсетілген болат құрамындағы вольфрам-18%. Егер болаттар құрамында легирленетін элементтер болса, олардың құрамда болуы сәйкесінше элементтің белгіленуінен кейін ғана көрсетіледі. Шар тәрізді подшипникті болаттар. Болат ШХ6, болат ШХ15ГС. Ш- берілген болат тобының индексі. Х-болаттағы хромның барлығын көрсетеді. Келесі сан хромның пайыздың жүздік үлесін көрсетеді, сәйкесінше көрсетілген болаттардағы үлес 0,6% және 1,5%. Сонымен қатар болат құрамына кіретін легирлейтін элементтер де көрсетіледі. Құрамындағы көміртегі 1%.-дан асады.

Бақылау сұрақтары.

1.Болаттағы легирлеуші элементтердің таралуы.

2.Болаттардың жіктелуі.

3.Болаттардың таңбалануы.

4.Қосымша лигерлеуші элементтерді ата.

5.Жасырын қоспалар дегеніміз не

6.Сапалы және жоғары сапалы легирленген болаттар.

7.Сапалы көмірсутекті болаттар туралы не айта аласың

8.Легирленген инструментальды болаттар.

9.Көміртегі мен қоспалардың болат құрамына әсер етуі.

59

10.Шарлы-подшипникті болаттар.

Глоссарий.

1.Көміртекті болаттар негізгі болаттар болып саналады.

2.Арнайы қоспалар – берілген қасиет алу үшін металға арнайы енгізіледі. 3.Флокендер – овальді немесе дөңгелек формадағы жұқа жарық. 4.Тұрақты қоспалар кремний, марганец, күкірт, фосфор

11 Дәріс Шойындар. Темір-графит күй диаграммасы. Сұр шойынның құрылымы,

қасиеті, жіктелуі және маркалануы.

1. Шойындардың жіктелуі.

2.Темір-графит күй диаграммасы.

3.Графиттелу процесі.

4.Сұр шойынның құрылымы, қасиеті, жіктелуі және маркалануы. 5.Шойын құрамының графит процесіне әсері.

6.Құймалардың механикалық қасиетіне графиттің әсері.

7.Графиттің пайдалы әсерлері

8.Сұр шойын

9.Шарлы графитті аса берік шойын.

10.Соғылымды шойын

11.Ағартылған және басқа да шойындар.

Шойындардың жіктелуі

Шойындардың болаттан айырмашылығы: құрамында жоғары көміртегінің және қоспалардың болуы: технологиялық көрсеткіштері бойынша құю қасиеті жоғары пластикалық деформацияға аз икемді болуы, пісіру конструкциясында қолданылмайды.

Шойындарды көміртегінің күйіне байланысты келесідей ажыратады:

●Ақ шойын – көміртегі байланысқан түрінде болады, бұзғанда ақ түсті және металдық жылтыр болып келеді.

●Сұр шойын – барлық көміртегі және оның көп бөлігі бос күйінде, графит түрінде болады, ал 0,8 % көміртегі байланысқан түрінде болады. Графиттің көп мөлшеріне байланысты оның сынығы сұр түс береді.

●Жарым – жартысы – көміртегінің жартысы бос күйінде, графит түрінде болады, 2 %-н астам көміртегі цементит түрінде болады. Техникада аз қолданылады.

Темір-графит күй диаграммасы.

Өзгеру нәтижесінде көміртегі темірмен химиялық байланысқа қана түсіп қоймай, жай күйде графит түрінде болініп шығады. Сұйық фаза, аустенит және феррит графитпен тепе – тең күйде болуы мүмкін. Темір-графит күй диаграммасы 11.1 суретте штрихты сызықтармен көрсетілген.Диаграмма сызықтары темір-цементит диаграмма сызықтарынан жоғары орналасқан. Эвтектикалық және эвтектоидттық айналу температурасы 1153˚С және 738˚С. С, Е, S нүктелері – солға жылжытылған және сәйкесінше С-ң 4,24; 2,11 және 0,7 % концентрацияда болады.

60

Сур.11.1.Темир-комиртекті жүйелі диаграмма:түтас сызықтарцементтитті системасы;пунктир -графитті

Жоғары температурада цементит графит бөлу арқыры бөлінеді, сондықтан темір – цементит күй – жағдай диаграммасы метастабильді, ал темір – графит диаграммасы – стабильді. Темір және көміртек қорытпаларында графиттің түзілу процесі – графитизация деп аталады.

Графитизация процесі

Графит – бұл көміртектің полиморфты модификациясы. Графит құрамында 100% көміртегі болуына байланысты, сұйық фаза және аустенит құрамы бойынша графиттен гөрі цементитке жақын. Сәйкесінше, цементиттің сұйық фазасының және аустениттің түзілуі графитке қарағанда жеңіл жүруі керек.

Басқа жағынан, қыздыру кезінде цементит темірмен көміртегіге ыдырайды. Сәйкесінше, графит цементитке қарағанда аса стабильді фаза болып келеді.

Графиттің шойынан түзілуінің екі жолы бар:

1.Қолайлы графиттің сұйық фазасынан түзілуі қолайлы жағдайда тікелей болады (сұйық фаза графит кристализациясының дайын ортасының болуы және өте жай суыту).

2.Бұрын түзілген цементиттің ыдырауында. 738˚С-н жоғары температурада цементит схема бойынша аустенит пен графит қоспасына ыдырайды.

Fe3C → 3Fey(C) + C (графит)

738˚С төмен температурада цементиттің ыдырауы схема бойынша іске асады.

Fe3C → 3Fea(C) + C (графит)

Цементиттің ыдырау сатысы суытудың аз жылдамдығында көбірек болады.

Эвтектика құрамына кіретін сұйық фазадағы, сонымен қатар цементиттің және бірінші ретті цементиттің ыдырауындағы графитизацияны, графитизацияның бірінші сатысы деп атайды. Екінші ретті графитизацияның аустениттен бөлінуін – графитизацияның өткінші сатысы деп атайды.

Перлит құрамына кіретін цементиттің нәтижесінде түзілген графитизацияның, сонымен қатар эвтектоидттық түзілуі – графитизацияның екінші сатысы деп атайды.

Шойын құрылымы графитизация сатысына байланысты, яғни ондағы көміртегінің белгілі-бір мөлшерінің байланысқан түрде болуына

61

Сур.11.2.Графиттау кезіндегі құрулған құрылым схемасы

738˚С-н жоғары температурада ұстау цементиттің графитизацисына әкеліп соғады .

Егер процесті толық аяқтаса, онда жоғары температурада құрылым аустениттен және графиттен құралатын болады, ал суытқаннан кейін перлит пен графиттен тұрады.

1-ші ретті графитизация процесі аяқталмаған болса, онда 738˚ С-н жоғары температурада құрылым аустенит, графит және цементиттен тұрады, ал одан төмен температурада перлит, графит және цементиттен тұрады.

Критикалық нүкте арқылы өтуінде аустениттің перлитке ауысуын және критикалық төмен температурада ұстау перлит құрамындағы цементиттің ыдырауына әкеп соғады. Егер процесс толығымен аяқталса құрам ферриттен және графиттен, ал процесс аяқталмаған жағдайда перлит, графиттен және ферриттен тұрады.

Сұр шойынның құрамы, қасиеті, жіктелуі және маркалануы.

Сур.11.3.Графиттың қоспасының формасына және металдық негізіне байланысты шойынның микроқұрылым схемасы

62