Материалтану

Жездің құрамына мырыштан басқа легірлеуші элементтер енгізіледі. Cu – Zn жүйесіндегі жез екікомпонентті, Cu – Zn және легірлеуші элементтер жүйесіндегі жез көпкомпонентті аталады. Көпкомпонентті жездің құрамында мыс пен мырыштан басқа алюминий, никель, темір, марганец, қалайы, кремний, қорғасын болуы мүмкін.

Құрамындағы әрбір элемент жездің қасиетіне өз әсерін тигізеді. Al, Mn, Ni, Sn. Fe, Si жездің беріктігін, қаттылығын, тотқа желінбеуін және құйылу қабілетін көтереді, Pb жездің кесіп өңделуін жеңілдетеді.

Құрылымы бойынша өнеркәсіптік жездер бір фазалы немесе α-жездер (мырыштың мыста еру мөлшері 39%), және екі фазалы (α+β)-жездер (мырыштың мөлшері 39-47%) болып, технологиялық қасиеттері бойынша – қысыммен өңделетін (деформацияланатын) және құймалы болып жіктеледі. Мұндай жіктеу, құрамындағы мырыштың мөлшеріне байланысты жездің қасиеттерінің өзгеруіне негізделген. Мырыштың мыста еру деңгейін диаграмма арқылы бақылауға болады (10.3- сурет).

453-470⁰ температурасынан төмен орналасқан β^/ -фазасы (үзікті сызығы) мыстьң атомы кубтың түйінінде, ал мырыштың атомы кубтың ортасында ретті орналасқан қатты ерітіндіге жатады. 453-470⁰ температура аралығында атомдардың реттік орналасуы бұзылады. CuZn негізді ретсіз орналасқан қатты ерітінді β әрпімен белгіленеді.

Атомдары ретсіз орналасқан қатты ерітінді атомдары реттікпен орналасқан фазаға өзгергенде оның созымталдығы күрт төмендеп морттық қасиеті көтеріледі. Мұндай қорытпаны өңдеу қиынға түседі, сондықтан екі фазалы жезден бұйымдар жасау оларды ыстықтай басып өңдеу арқылы жүргізіледі.

Жезді таңбалау Л әрпінен (латунь) басталады, әрі қарай цифрмен құрамындағы мыстың мөлшері, болса легірлеуші элементтер жазылады. Мысалы, Л62 таңбасында 62% мыс, қалғаны мырыш. Легірлеуші элементтер келесідей жазылады:

Sn - О (олово); Pb – C (свинец) ; Fe – Ж (железо);

P – Ф (фосфор); Zn- Ц (цинк); Mn – Мц (марганец);

Mg – Мг (магний); Al – А (алюминий); Ni – Н (никель);

Si – К (кремний).

Көп компонентті жезді ажырату мысалы: ЛАЖ60-1-1, Л- жез, 60%Cu , 1%Al, 1% Fe, қалғаны Zn.



а)

-----→ Zn, %

б)
10.3-сурет. Мыс-мырыш диаграммасы (а); мырыштың мөлшеріне байланысты жездің механикалық қасиетінің өзгеруі (б).

Қола - мыстың мырыштан басқа элементтермен қорытпасы. Қоланы химиялық құрамына байланысты - қалайылы және қалайысыз (алюминийлі, кремнийлі, бериллилі, ж.б) қола болып ажыратылады. Құрамының және құрылымының өзгеру жолы жезбен ұқсас құрамына байланысты өзгереді. Жез сияқты бірфазалы (α) және екіфазалы құрылымдар құрайды, технологиялық қасиеттеріне байланысты қысыммен өңделетін және құймалы кластарға бөлінеді. Мысалға қалайылы қоланы қарастыралық.

Қалайылы қола - құрамында 12%-ға дейін қалайы, қалғаны мыс немесе үстеме мөлшерде мырыш, қорғасын, фосфор және басқа элементтер кіретін көп компонентті қорытпа (10.4-сурет).

10.4-сурет. Мыс-қалайы диаграммасы (а); қалайының мөлшеріне байланысты қалайылы қоланың механикалық қасиетінің өзгеруі (б).

Құрамындағы қалайының мөлшері 6-7%-дан астам, бірақ 14%-дан кем қоланың микроқұрылымы α-қатты ерітінді мен эвтектоидтан (α + β) тұрады. Мұндай қоланың механикалық қасиеті жоғары, серпімді және үйкеліске төзімді.

Қалайылы қоланың бір кемшілігі- қымбаттылығы. Сондықтан оның орнына көбінесе қалайылы емес қолалар тобына жататын алюминийлі қола жұмсалады.

Алюминийлі қоланың құрамына марганец, темір, никель, қорғасын енгізіледі. Марганец коррозияға төзімділігін, никель мен темір беріктігін көтереді, қорғасын антифрикциялық қасиетін және кесіп өңдеуге бейімділігін арттырады. Құрамындағы алюминийдің мөлшері 11%-ға дейін жетеді. Құрамына 10%-ға дейін алюминий енгізілген қорытпаның микроқұрылымы α-қатты ерітінді мен β-фазаның ыдырауынан өнген эвтектоидтан (α + γ^/) тұрады.

γ^/ - Cu₃₂Al₁₉ электронды қосылыстан туындаған қатты ерітінді.

10.5- сурет. Мыс- алюминий диаграммасы
Машина жасау саласынла қалайылы немесе алюминийлі қоладан басқа кремнийлі және берилийлі қолалар пайдаланылуы мүмкін. Аталған қолалардың механикалық қасиеттері алюминийлі қолаға жақындау.

Қоланы таңбалау реті келесідей:

Қалайылы қола, БрО3Ц12С5- Бр-бронза (қола), О-олово (қалайы)-3%, Ц-цинк (мырыш) -12%, С- свинец (қорғасын)- 5%, қалғаны мыс.

Алюминийлі қола, БрА9Мц2Л - Бр –қола, А- алюминий-9%, Мц- марганец- 2%, Л- литейная (құймалы);

Берилийлі қола, БрБ2 – Бр- қола, Б- бериллий-2%.
Жез және қоланың кейбір таңбалары мен механикалық қасиеттері көрсетілген кесте Б Қосымшада берілген.
10.4 Тапсырма
10.4.1 Алюминий және мыс негізді қорытпалардың микроқұрылымдарының суреттерін микроскоптан салу.

10.4.2 Алюминий-мыс диаграммасын салып, қорытпаның құрылымын анықтау.

10.4.3 Алюминий–кремний диаграммасын салып, қорытпаның құрылымын анықтау.

10.4.4 Мыс-қалайы диаграммасы бойынша қорытпаның құрылымын анықтау.

10.4.5 Алюминий және мыс негізді қорытпалардың таңбалары бойынша құрамын табыңыз

10.4.6 Алюминий және мыс негізді қорытпалардың термиялық өңдеу түрлерін анықтаңыз

10.4.7 Мыс негізді қорытпалардың механикалық қасиеттерінің өзгеру графиктерін салу, қорытынды беру.
10.5 Бақылау сұрақтары
10.5.1 Қандай металдар түсті металдар тобына жатады?

10.5.2 Алюминий негізді қорытпалардың аттары және анықтамалары

10.5.3 Алюминий негізді қорытпаларды таңбалау принциптері

10.5.4 Алюминий негізді қорытпаларды класқа бөлу

10.5.4 Мыс негізді қорытпалардың аттары және анықтамалары

10.5.5 Мыс негізді қорытпаларды класқа бөлу

10.5.6 Мыс негізді қорытпаларды таңбалау принциптері

10.5.7 Мыс негізді қорытпалардың құрылымдарының қалыптасу жолы

ӘДЕБИЕТТЕР

2. Туленденова Н.Қ. – Материалтану, Лекциялар конспектісі – Өскемен, 2013. – 117 б.

3. Туленденова Н.Қ. Материалтану. Электрондық оқулық, Өскемен, ШҚМТУ, 2009.

Қосымша

материаловедению и термической обработке металлов, –М. Машиностроение, 1981г.

5.Фетисов Г.П., Гарифуллин Ф.А.Материаловедение и технология металлов. – 2008.-617с

6. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990.- 527 с.

7. Геллер Ю. А. Материаловедение /Ю.А.Геллер, А.Г. Рахштадт. -М:

Металлургия, 1989. 455 с.

8. Оханов Е.Л.,Самсаев М.Б. Материалтану және конструкциялық

материалдар технологиясы. Алматы, 2009, 229б.

9. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. - Оборонгиз, 1980

10. Никифоров В.М. Технология металлов и других конструкционных

материалов. -Санкт- Петербург: Политехника, 2003г.-383с.

11. Шадричев Е.В., Сивенков А.В., Горшкова Т.П. Материаловедение и технология конструкционных материалов, изд-во СЗТУ, 2008.

12. Орысша - қазақша сөздік. -1,2 т. Қазақ совет энциклопедиясының бас редакциясы / Жалпы редакциясын басқарған Ғ.Ғ.Мұсабаев. – Алматы, 1978, 1 т. -575 б., 2 т. – 588 б.

13. Казахско-русский - русско-казахский терминологический

словарь.Машиностроение, т.7; Горное дело, т. 19. - М.: Респуб. гос. изд-во

Рауан.- Алматы, 2000.

14. Анықтама сөздігі / Құраст. М.Қасымбеков т.б. – Алматы: Қазақстан, 1992. 134 б.

15. Седов Ю.Е., Справочник молодого термиста / Ю.Е.Седов, А.М.Адаскин. М.: Высшая школа, 1986. - 238 с.

16. Туленденова Н.Қ – Материалтанудан қысқаша терминологиялық

түсініктеме -сөздік, Өскемен, 1993ж.

17. Брандон Д., Каплан У., Мир материалов и технологий. Микростуктура

материалов.Методы исследования и контроля, - М: Техносфера, 2006, 375с.

18. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна. Справочник под редакцией А.Г. Рахштадта – М.: «Интермет Инжиниринг», т.3, 2007.- 919с

Қосымша А

* Шариктің диаметрі 10 мм; жүктеменің салмағы 30 000 Н; қаттылықтың өлшем бірлігі - МПа.

Қосымша Б
Жездің кейбір маркасы, механикалық қасиеті, қолданылуы.

Маркасы	Механикалық қасиеті
	В,МПа	δ %
Деформацияланатын жез
Л 90 ЛАЖ60-1-1 ЛЖМц50-1-1 ЛС59	260 450 450 400	44 45 50 45
Құйылмалы жез
ЛК80-3Л ЛАЖМц66-6-3-2 ЛКС80-3-3	250 600 250	10 7 7

Қола	В,МПа	%	Қолданылуы
Деформацияланатын қола (ГОСТ 5017- 74)
БрОФ6,5-0,4 БрОЦ4-3 БрОЦС4-2,5	400 330 350	65 40 35	Серіппелер, мембраналар, жалпақ және жұмыр серіппелер. Үйкеліссіз бөлшектер.
Құйылмалы қола
БрОЗЦ12С5 Бр05ЦНС5 Бр04Ц4С17	200 175 150	5 4 12	Арматуралар