Лекции каз по тпмп 1-дәріс. Кіріспе
Күкірттің, фосфордың дәнекерлеу сапасына әсері
жүктеу/скачать 4.11 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Қысыммен дәнекерлеу кезінде қосылыстың түзілу механизмі
| Күкірттің, фосфордың дәнекерлеу сапасына әсері. Күкірт темірмен өзара әрекеттесе
отырып, күкіртті қосылыстар түзеді. Кристалданған кезде FeS темір сульфиді балқу температурасы 940 С болатын FeS - Fe эвтектиканы құрайды. Эвтектика кристалданатын темір түйіршіктері арасында орналасады және ыстықтай жарықшақтар (қызусынғыштық) тудырады. Фосфор жік металында FeP және FeP 2 темір фосфидтері түрінде болады және суық жарықшақтардың пайда болуына ықпал етеді. Фосфидтер болаттың соққы және суық жарықшақтардың пайда болуына ықпал етеді. Фосфордың зиянды әсерін азайту үшін дәнекерлеу ваннасына фосфорды темірде ерімейтін қосылыстарды байланыстыруға және оларды қожға жоюға қабілетті элементтерді (кальцийді немесе марганецті) енгізеді. Қысыммен дәнекерлеу кезінде қосылыстың түзілу механизмі Қысыммен дәнекерлеу кезінде қосылыс механизмі бірнеше өзара байланысқан кезеңдерден тұрады: дәнекерленетін беттердің жанасуы; беттік тотықтық және адсорбцияланған үлдірлердің жойылуы; беттік қабаттарды белсендіру (дәнекерленетін материалдардың деформацияланауы, көлемді диффузиялық процестер, қайта кристалдану есебінен); басында беттік, сосын көлемді металл байланыстардың туындауы. Кез келген металды, оң зарядталған иондардың (мінсіз жағдайда кристалл тор түйіндерінде орналасқан) және иондармен ұдайы өзара әрекетте болатын бос электрондар жиынтығы ретінде беруге болады. Осы өзара әрекеттесу металл дененің тұтастығын анықтайды. Екі металл дене беттерінің атом аралық күштер әсер ететін қашықтыққа жақындасуы кезінде осы беттер арасында осындай өзара әрекеттесу туындауы мүмкін. Бір денедегі металл атомдары басқа дененің атомдарымен қосылысуға тырысады. Бітісе келе олар жеткілікті түрде үлкен біртұтас кешендер түзеді. Мінсіз таза, тегіс және параллель беттердің жақындасуы кезінде металл байланыстардың өздігінен туындауы (қосымша энергия енгізбестен) туындауы теориялық түрде мүмкін. Осының нәтижесінде механикалық қасиеттері бойынша негізгі металға жол бермейтін қосылыстар алуға болады. Нақты беттер металл байланыстардың туындауына кедергі болатын тотықтардың, адсорбцияланған майлар мен газдардың үлдірлерімен әрқашан жабылған. Кез келген тіпті жылтыратылған беттер қатаң параллель қойылуы мүмкін емес және микротегіс еместік шығыңқылары (биіктігі 0,01…0,1 мкм) және 76 ойықтары болады. Сондықтан нақты беттердің түйісуі кезінде толық жанасуды қамтамасыз ету мүмкін емес. Нақты беттердің бастапқы жанасуы микротегіс еместік қырларында орналасқан жеке нүктелер бойынша жүреді. Беттер арасындағы түйісуде дискретті сипат болады. Түйісудің қосынды ауданының өлшемдері физика-химиялық қасиеттеріне және беттердің микрогеометриясына тәуелді болады және түйісудің теориялық ауданының 0,01…1% құрайды. Нақты түйісудің осындай ауданы кезінде туындаған жеке металл байланыстар (ұстасудың жеке ошақтары) қосылыстың талап етілген беріктігін қамтамасыз ете алмайды. Осы ошақтарды дәнекерленген қосылыс деп атауға болмайды, оларды дәнекерленген қосылыстың бастапқы кезеңі деп қарастыруға болады. Толық құнды дәнекерленген қосылысты алу үшін беттерді, тұрақты байланыс тудыруға жеткілікті r 0 (r 0 = 0,0001…0,0005 мкм) қашықтыққа жақындату керек. Атомдардың өзара әрекеттесу энергиясы минимум болуы керек. Жүйенің энергетикалық баланс теңдеуінің түрі мынадай: E = U – TS, (3.1) мұнда E – бос энергия; U – жүйенің ішкі энергиясы; T – қосылыс температурасы; S – эн- тропия. Баланс теңдеуінен, егер атомдар потенциал энергия минимумына сәйкес келетін қашықтықта орналасатын болса, онда жүйе анағұрлым төзімді болатыны шығады. Осы қашықтықты арттыру немесе азайту атом аралық өзара әрекеттесу энергиясының ұлғаюына алып келеді. Беттер арасындағы саңылауларда нақты беттердің бастапқы жанасуы кезінде нақты металл беттерінің үстінде болатын адсорбцияланған қатпарлардың металл және газ неме- се сұйықтық молекулалары арасындағы адгезиялық байланыс қана орнатылады. Беттердің ұстасуын және одан әрі дәнекерленуін дамыту үшін бетке микрошығыңқылар- ды иілімді деформациялауға мүмкіндік беретін қысыммен әсер ету немесе бетті қыздыру керек, бұл кристалл тор бөлшектерінің белсендігіне және жылжымалылығына алып келеді. Иілімді деформациялау және қыздыру қосылыс аймағында энергияның, түйіспелі денелердің беттік қабаттарының қайта құрылуын қамтамасыз ететіндей шоғырлануын тудырады. Берік және сенімді қосылысты алу үшін қосылыс аймағын ауданы бойынша, сондай-ақ, тереңдігі бойынша кеңейту қажет. Нақты беттердің қосылу аймағын кеңейту өзара диффузия есебінен жүзеге асырылады. Қосылысатын беттердің физика-химиялық қасиеттерінде айтар- лықтай айырма кезінде осы аймақ химиялық байланыстар мен құрамының қайта құрылу аймағы болуы мүмкін. Аймақта кристалл тор типі мен параметрлерінің өзгеруі, ал осыған орай дәне- керлеу жігінің физика-химиялық қасиеттерінің өзгеруі жүруі мүмкін. жүктеу/скачать 4.11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|