Материалтану
жүктеу/скачать 2.36 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 7.2 Аспаптар мен жабдықтар
- 7.3 Теориялық мәліметтер
- 7 .5 Есеп беру үлгісі
- 8.2 Аспаптар мен материалдар
- 8.3 Теориялық мәліметтер
- Қыздыру температурасы, 0 С Үлгілердің пішіні шеңбер
|
6.6 Бақылау сұрақтары 6.6.1 Болат деп қандай қорытпа аталады? 6.6.2 Көміртекті болаттың құрамындағы компоненттерді ата. 6.6.3 Болаттың механикалық қасиетіне көміртегінің тигізер әсері. 6.6.4 Болаттың құрылымын құрастырушыларға сипаттама. 6.6.5 Болаттың сапасына не әсер етеді және оның себебі неде? 6.6.6 Болатты қолданылуына қарай класқа бөлу, таңбалау принциптері. 6.6.7 Болаттың құрылымы бойынша таңбасын қалай табуға болады? 6.6.8 Болаттың құрамында көміртегі қалай орналасады? 6.6.9 Болаттың механикалық қасиетіне оның құрамындағы тұрақты кірмелердің шекті мөлшерлері және тигізер әсерлері.
7 Зертханалық жұмыс «ШОЙЫНДАРДЫҢ МИКРОҚҰРЫЛЫМЫН ОҚЫП, ТАЛДАУ» 7.1 Жұмыстың мақсаты 7.1.1 Шойындардың микроқұрылымымен танысу 7.1.2 Құрылымы бойынша шойындардың түрін ажырата білу 7.1.3 Металдық негізі бойынша шойындарды класқа бөлу 7.1.4 Шойындарды таңбалау принциптерін игеру 7.1.5 Құрылымдарын суретпен бейнелеп үйрену
7.2.2 МИМ-7, МИМ-8 микроскоптары. 7.2.3 Металдардың микроқұрылымдары көрсетілген фотоальбом. 7.2.4 Мемлекеттік стандарттар 7.3 Теориялық мәліметтер Шойын деп құрамында 2,14% - дан астам көміртегі бар темір мен көміртегінің қорытпасы аталады. Көміртегіден басқа шойынның құрамында тұрақты кірме ретінде марганец, кремний, күкірт, фосфор мемлекеттік стандарттармен шектелген мөлшерде болады. Көміртегінің орналасуына байланысты шойын 2 топқа бөлінеді: 1 топ - көміртегі химиялық байланыс - цементит түрінде орналасатын қорытпа ақ шойынға жатады. 2 топ - көміртегі бос - графит түрінде орналасатын қорытпа сұр шойынға жатады. Сұр шойынның құрамында кремнийдің мөлшері көп болғандықтан, көміртек бос күйінде (графит) кездеседі. Оның сынығы сұр түсті, өзі аздап жұмсақтау. Сұр шойынды конструкциялық материал ретінде қолданады. Кейде оны құйма шойын деп те атайды. 7.3.1 Ақ шойын Ақ шойынның құрамындағы көміртек темірмен химия қосылыс түрінде (Fe3C) кездесетіндіктен, оның сынығы ақ түсті болады. Ақ шойын болат қорыту өндірісінің негізгі шикізаты болып табылады. Қазіргі кезде ол домна пешінде қорытылатын барлық шойынның 80-85%-ына тең. Механикалық және технологиялық қасиеттері жағынан машина жасауда қолдануға жарамайды, өйткені ол морт, қатты. Соғып, кесіп, пісіруге жарамайды, құйылу қасиеті жоғары. Ақ шойынның құрылымындағы фазалық өзгерістерді темір-көміртегі диаграммасы арқылы оқуға болады. Сұйық қорытпаны суытқанда шойынның құрылымында екі рет фазалық өзгерістер өтеді. Олардың мәні: ECF сызығы – 11470C, LC,4,3% с ↔ [АЕ,2,14%С + ЦF,6,67%С] – эвтектика ледебурит түзіледі; PSK сызығы – 7270С, АS,0,8%С ↔ [ФP,0,02%С + Цk,6,67%С] – эвтектоид перлит түзіледі. Ақ шойынның құрамында міндетті түрде ледебурит болады. Тек 1147 - 7270С аралығында ол аустенит пен цементиттің механикалық қоспасы да, 7270С-тан төменгі температурада перлит пен цементиттің механикалық қоспасы. Құрамындағы көміртегінің мөлшеріне қарай ақ шойын келесі кластарға бөлінеді: - эвтектикаға дейінгі Fe + ( 2,0 - 4,3)%C, құрылымы ледебурит, перлит, цементит; - эвтектикалы Fe + 4,3%C, құрылымы ледебурит; - эвтектикадан кейінгі Fe + (4,3 - 6,67)%C, құрылымы ледебурит, цементит.
Балқыған шойынды баяу суытқанда қорытпадағы көміртегі тілімшекті графит түрінде бөлініп шығады да, ерітіндіде бос орналасқан күйінде кристалданады. Бұл өнім сұр шойын деп аталады. Сұр шойынның құрамында кремнийдің мөлшері көп болғандықтан, көміртек бос күйінде (графит) кездеседі. Оның сынығы сұр түсті, өзі аздап жұмсақтау. Сұр шойынды конструкциялық материал ретінде қолданады. Кейде оны құйма шойын деп те атайды. Коррозияға төзімді, созылымдылығы өте төмен, соққы күштеріне шыдамсыз. Тілімшек тәрізді графит (7.1,а -суреті) түскен күштің әсерінен жарықшаның басталуына түрткі болады.  
а) б)
а) – графиті тілімшекті сұр шойын; б) – графиті шар тәрізді аса берік шойын 7.1-сурет. Сұр және аса берік шойындар Аса берік шойын сұр шойынға модификат енгізу арқылы өндіріледі. Сұр шойынның бойындағы кемшілікті жою үшін металлург-ғалымдар 20 ғасырдың ортасында балқып тұрған сұр шойынға модификатор ретінде магний енгізген. Модификатордың әсерінен қорытпа кристалдану кезінде тілімшекті графит домаланып шар тәрізді пішін құрады. Шар тәрізді графиттің аумағында сыртқы әсерлерден туындайтын кернеулер азайады да жарықшаның туындау және даму қаупі төмендейді, щойынның механикалық қасиеті жоғарылайды (7.1,б-суреті). Соғылымды шойын ақ шойынды ұзақ уақыт (60 сағат) жасыту арқылы өндіріледі. Құрамындағы графиттің пішіні үлпек тәрізді. Металдық негізі негізінде ферриттен, кей жағдайларда перлиттен тұрады. Соғылымды шойын созылмалы және тұтқыр. Созуға және соққыға қарсылық көрсетер беріктігі жоғары. Соғылымды шойынды пішіні күрделі тетіктерді, соққы және тербеліс күштері түсетін бөлшектерді жасауда кеңінен қолданады. Осы аталған шойындардың бір- бірінен айырмашылығы: құрамындағы графиттің пішінінде. Сұр шойындағы графит-тілімшекті; соғылымды шойындағы графит – үлпекті; аса берік шойындағы графит - шар тәрізді домалақ. Шойындардың құрылымының металдық негізі темірдегі көміртегінің мөлшеріне қарай жіктеледі: Феритті класта - 0,025%C, көміртегі байланысып орналасады. Ферритті + перлитті класта - 0,02-0,8%С, көміртегі байланысты күйде. Сұр, соғылымды, аса берік шойындардың таңбалары, металдық негізінің құрылымдары, механикалық қасиеттері 1412-85, 7293-85, 1215-79 МСТарымен бекітілген. 7.4 Тапсырма 7.4.1 Шойынның микроқұрылымын салу. 7.4.2 Шойынның түрлерін анықтау. 7.4.3 Шойынды металдық негізіне қарай класқа бөлу. 7.4.4 Таңбалап үйрену. 7  .5 Есеп беру үлгісі
Ц  ементит 1. Шойынның құрылымдары
2. Шойынның түрі л т феррит
п 7.6 Бақылау сұрақтары 7.6.1 Қандай қорытпа шойын деп аталады? 7.6.2 Шойынның түрлерін атаңыз. 7.6.3 Шойындағы графиттің пішіндері. 7.6.4 Шойынның механикалық қасиетіне графиттің пішінінің тигізер әсері. 7.6.5 Шойынды құрылымына қарай класқа бөліңіз. 7.6.6 Шойынның механикалық қасиетіне оның металдық негізінің көрсетер әсері. 7.6.7 Соғылымды шойынды алу жолдары. 7.6.8 Аса берік шойынды алу жолдары. 7.6.9 Сұр, соғылымды, аса берік шойындарды таңбалау принциптері.
8 Зертханалық жұмыс «КӨМІРТЕКТІ БОЛАТТЫ ТЕРМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ» 8.1 Жұмыстың мақсаты 8.1.1 Көміртекті болатты термиялық өңдеу процесімен таныстыру 8.1.2 Болатты шынықтыру және босату кезінде көміртегінің мөлшеріне қарай қасиетінің өзгеруіне қорытынды беру 8.1.3 Термиялық өңделген болаттың қаттылығы суыну жылдамдығына байланысты өзгеруін анықтау.
8.2.2 Көміртекті болат үлгілері (эвтектоидтқа дейінгі, эвтектоидты, эвтектоидтан кейінгі). 8.2.3 Қаттылықты өлшеуіш құралдар (ТШ және ТК типті). 8.2.4 Болатты суытуға арналған сұйықтар (су және май) құйылған арнаулы ыдыстар. 8.2.5 Қысқыштар. 8.2.6 Егеу қағаздары. 8.3 Теориялық мәліметтер Көміртекті болаттың механикалық қасиеттері құрамындағы көміртегінің пайыздық мөлшеріне байланысты анықталатынын көміртекті болаттың құрылымын талдау жұмысында оқылған. Болаттың қасиетін құрамындағы көміртегінің мөлшерін өзгертпей термиялық өңдеу арқылы кеңінен өзгертуге болады. Металды белгіленген температураға дейін қыздырып, осы температурада есепті уақыт ұстағаннан кейін әр түрлі жылдамдықпен суыту процестері термиялық өңдеу аталады. Термиялық өңдеу түрлеріне жасыту, шынықтыру және босату жатады. Болатты тепе-теңдіктегі күйіне жеткізу үшін аустенитке өзгеруіне дейін қыздырып, соңынан өте баяу суыту (8.1-суреті, пешпен бірге, V1 жылдамдығы) арқылы жасыту жүргізіледі. Жасыту процесінен туындайтын негізгі өнім аустениттің ыдырауының t А1(727oС) өнімі - перлит.
Дайын бұйымдардың, тетіктердің жұмысқа жарамдылығын қамтамасыз ететін ең тиімді механикалық қасиеттері шынықтыру және босату процестерінен тұратын термиялық өңдеудің нәтижесінде қалыптасады. Шынықтыру - болатты аустенитке өзгеруіне дейін қыздырып, белгіленген уақыт ұстап, соңынан шапшаң суыту (V Vк жылдамдығымен) процесінен тұратын термиялық өңдеу. Шынықтырудың негізгі мақсаты болаттың қаттылығы мен беріктігін ең жоғарғы деңгейге көтеру. 
V – суыну жылдамдығы; V1 8.1- сурет. Асыра суытылған аустениттің изотермиялық ыдырау диаграммасы («С – диаграммасы»). Эвтектоидтық болат үшін, 0,8%С. Жоғарыда көрсетілгендей А1 нүктесінен төменде асыра суытылған аустенит тұрақсызданып ферритті-цементитті қоспа түзіп ыдырайды. Ыдырауының басталу және аяқталу уақыттарын 8.1-суреттегі диаграммадан көруге болады. Диаграмма бойынша әртүрлі жылдамдықпен суытқан аустениттен әртүрлі құрылым алуға болады. Суыту жылдамдығы Vкр жылдамдықтан төмен болса әртүрлі мөлшердегі ферритті– цементитті механикалық қоспа түзіледі. Аустениттің ыдырауынан туындаған ферритті– цементитті түйіршіктердің бөлшектілігі ыдырау температурасына, демек аустениттің асыра суыну дәрежесіне байланысты қалыптасады. Ыдырау температурасы төмендеген сайын пайда болатын кристалдардың диффузиялық өсу жылдамдығы шапшаң төмендей бастайды, демек ферритті-цементитті қоспаның түйіршіктері ұсақтай береді де, қаттылығы көтеріледі. Сондықтан перлит типтес үш құрылым ажыратылады: перлит (d= 0.8мкм, НRC13), сорбит (d=0.3мкм, НRC26), троостит (d=0.1мкм, НRC42); олардың құрылысы бірдей (үшеуі де феррит пен цементиттің тілімшелерінің қоспасы), бірақ түйіршек бөлшектіліктері әртүрлі, сондықтан қаттылықтары бірдей емес. Термиялық өңдеу нәтижесінде жаңадан пайда болған өнімнің құрылысы мен қасиеті аустениттің ыдырауына немесе полиморфты өзгеруіне байланысты қалыптасады. Мұндай өгерістер жоғары температура аралығында (720...500С) өтетін болғандықтан диффузиялық процеске негізделген. Аустенитті Vк жылдамдығымен (8.1-суреті) асыра суыну процесінде ферритті-цементитті қоспаға ыдырап үлгермейді, демек суынуы өте төмен температураға жетеді. Мұндай жылдамдықпен суынуы (Vк- ыдырау сызығын жанап өтеді) шынықтырудың межелі жылдамдығы аталады. Болатты V Vкр жылдамдығымен суытқанда аустениттің асыра суыну температурасында диффузия процесінің жүруі мүмкін емес. Мұндай жағдайда аустениттің полиморфты () өзгеруі диффузиясыз мартенситке өзгереді. Демек көміртегінің мөлшері бастапқы фазада (аустенитте) қандай болса соңғы фазада (мартенситте) сондай болады. Сондықтан мартенсит – көміртегінің -Fe –дегі аса қаныққан қатты ерітіндісі. Сол себепті көміртегінің мөлшері 0,02 %C тұратын ферриттің (-Fe) кристалдық торынан өзгешелігі мартенситтің кристалдық торының бір бойы созылған, тетрагональді (8.2,б – суреті).
а) ферриттің кристалдық торы, с/а = 1: б) мартенситтің кристалдық торы с/а > 1 8.2 – сурет. Көміртегінің альфа-темірдегі ену қатты ерітінділері
Сөйтіп, шынықтыру кернеулерін термиялық және құрылымдық кернеулер құрайды. 8.3.1 Қыздыру температурасын тағайындау Эвтектоидты және эвтектоидқа дейінгі болатты қыздырғанда құрылымы аустенитке өзгереді, ал эвтектоидттан кейінгі болатты қыздыруда құрылымы аустенит + цементит болып қалыптасады. Көміртекті болаттың қыздыру температурасы темір-цементит диаграммасына сүйеніп есептелінеді (8.3- сурет). 
8.3-сурет. Шынықтыру температурасын тағайындауға тиімді аралықтар (штрихпен толтырылған аудан) көрсетілген темір-цементит диаграммасының сол жақ төменгі бөлігі Эвтектоидқа дейінгі болатты қыздыру температурасын анықтау үшін келесі өрнек қолданылады: t=А3+(30.....50)°С; эвтектоидты және эвтектоидтан кейінгі болаттар үшін: t = А1 + (30.....50)°С. 8.1- кесте. Көміртекті болаттарды зертханалық электрпештерінде қыздыруға есепті уақыт мөлшері (мин.)
жүктеу/скачать 2.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||
едебурит 4. Шойынның таңбасы 
ілімшекті графит
ерлит