2. темір – КӨміртекті қорытпалар

Төмен көміртекті жайбарақат 08-25 таңбалы болаттар жақсыпісіріледі. Салқын қалыптауда жəне жоғары беріктікті қажет етпейтінбөлшектер үшін қолданылады.15, 20, 25 болаттары жүктемелермен тозғанша жұмыс жасайтынцементтелетін жəне циандалатын бөлшектер үшін қолданылады. Химия-термиялық жəне термиялық өңдеуден кейін қатты, тозутөзімді беткі қабатқажəне тұтқыр өзекке ие болады.Орта көміртекті 30-60 таңбалы болаттар жоғары беріктікке ие, төменкөміртектілерге қарағанда аса иілгіш емес. Олар машиналар менмеханизмдердің аса кең тізімдерін дайындау үшін қолданылады.58 болаты (55ПП) Мn, Cr, Si мөлшері аз болғандықтан төмен

шынықтырушылығымен (ПП) ерекшеленеді. Сол себепті 1-2 мм тереңдіккешынығады. Өзегі болса тұтқыр болып қалады. Мұндай болат цементтелгендердің орнына қолданылады.Орта көміртекті серіппелі 65 – 85 жəне 60Г – 80Г таңбалы болаттар серіппелерді, рессорлар мен басқа да серіппелі бөлшектерлі əзірлеуде

қолданылады.Аспапты болат көбіне электр пештерінде балқиды жəне аспаптарды(кесу, өлшеу, соғу жəне т.б.) жасауда қолданылады. Аспапты болат сапалы жəне жоғары сапалы болып бөлінеді. «У» əрпімен сапалы болатты

белгілейді жəне санмен көміртектің мөлшерін ондық пайызбен белгілейді.Үлгі ретінде У7, У8 жəне У13-ке дейін қарастырайық.63Аспаптық жоғары сапалы болат құрамында сапалыға қарағанда азыраққоспа (күкірт, фосфор) болады. Бұндай болатты таңбалауда А əрпін жазыпқояды. Мысалы, УЗА.Болаттың бұл таңбасын өндіру технологиясы аспаптың тағайындалуымен термиялық өңдеуге байланысты бола бастады. Көміртекті болат металлургияда қолданылатын ең кең тараған өнім.Құрылыста, машина жəне құрылғы жасауда, аспап өндірісінде кеңінен

қолданылады.Көміртекті болаттар – құрамындағы көміртек темірге негізгіқоспа ретінде қолданылатын болаттар. Көміртекті болаттардыңқасиеттері көміртектің мөлшеріне байланысты.Көміртекті болаттардың құрамында аздаған мөлшердегі қоспаларболуы мүмкін: зиян жəне пайдалы. Зиян қоспалар болатқа металлургиялықшикізаттардан, жанармайдан, оттөзімділіктерден, атмосферадан түседі, алпайдалы қоспаларды болатқа тотықсыздану жəне қасиеттерін жақсарту үшінəдейілеп енгізеді.Күкірт, фосфор, оттегі, азот, сутегі зиянды қоспалар болып саналады.

Күкірт (мөлшері 0,04%-дан аспауы керек) болаттың пісірімділігін жəне жемірілуге төзімділігін нашарлатады, болаттың беріктігі мениілгіштігін, қажалуға төтеп бере алуын жəне жемірілуге төзімділігін

төмендетеді.Фосфор (мөлшері 0,035%-дан аспауы керек) болаттың суыққатөзімділігіне кері əсер етеді. Яғни оның төменгі температурадағы (0°С-дентөмен) сынғыштығын қатты арттырады.Оттегі, азот жəне сутегі де болаттың сынғыштығын арттырып,иілгіштігі мен соққы тұтқырлығын төмендетеді.Пайдалы қоспаларға марганец (0,25-ден 0,8%-ға дейін) пен кремний(0,4%) жатады. Бұл қоспалар белгіленген шекте болаттың қасиетіне айтарлықтай əсер етпейді. Олардың мөлшерінің артуымен (кремнийдің 0,8%-дан жоғары, марганецтің 0,1%-дан жоғары) болаттың қаттылығы менберіктігі артады. Ондай болат қосындыланған болып саналады. Марганец пен кремний болатты жақсы қышқылсыздандырушы болып табылады.Марганец қалдыққа бөлінетін MnS түзіп, күкірттің зиянды əсерін тоқтатады.

Сурет 1.10 – 0,02 %-ға дейінгі көміртегі бар болаттың кристалдану

сызбасы

а) уақыт б) ферриттің бірінші түйірлері, в) кристалданудың

аяқталуы, сұйық сатыны ферритпен ауыстыру г) аустениттің бөлінуінің

басы, д) 100% аустенит, е) аустениттен ферриттің бөлінуінің басы, ж)

100% феррит, з) цементиттің бөлінуі.

1 Шойын, шойынның түрлері, жіктелуі, құрамы, қасиеттері,

таңбалануы жəне қолданылуы.

Қазіргі уақытта шойын қолданылмайтын адам өмірінде бірде-бір сала жоқ. Ол адамзат баласына ертеден бері белгілі жəне практикалық тұрғыдан өзін жақсы танытты. Шойын құймасы көптеген бөлшектердің, түйіндер мен

механизмдердің негізі болып табылады, ал кейбір жағдайларда өзіне жүктелген қызметті орындай алатын толыққанды бұйым болып саналады.Бұл тарауда біз осы құрамында темірі бар бірігуді қарастырамыз,шойынның қандай түрлері бар екенін анықтаймыз, олардың химиялық жəне физикалық ерекшеліктерін қарастырамыз. Шойын – ол темір мен көміртектіңқорытпасы. Онда Fe 90%-дан асады, ал С 6,67%-дан көп емес жəне 2,14%-дан аз емес. Ондағы көміртек цементит немесе графит түрінде болуы мүмкін.Көміртек қорытпаға жоғары беріктік береді, алайда, сонымен қатар

созымдылығы мен иілгіштігін төмендетеді. Осыған сəйкес шойын сынғыш материал болып есептеледі.

Шойынның белгілі таңбаларына бірігуге белгілі бір қасиеттер беругеқабілетті арнайы қоспалар қосады. Никель, хром, ванадий, алюминийдіқоспалауыш элементтер ретінде қолданады.Жер қабатындағы төртінші ең кеңінен таралған элемент – темір. Оныпайдалану 6000 жыл бұрын басталды. Өте əмбебап жəне ең қатты жəне арзан металдардың бірі болып табылады. Ол өнеркəсіп төңкерісінің маңызды негізі болды. Бірақ ол сонымен қатар өсімдік əлемі мен жануарлар əлеміндегі маңызды элемент болып саналады. Көміртектің түрлі (аз) мөлшерімен бірге үйлестікте темір қаттырақ беріктеніп, болатқа өтеді. Ол өз кезегінде адамдардың өмірлерінде күнделікті қолданатын заттарында үлкен

сұрыпталымда ас үй жабдықтарынан бастап əскери кемелерге дейін, зəулім үйлерден ғарыштық зымырантасығыштарға дейін қолданылады. Шойындар келесідей түрлерге жітеледі: ақ, жарты, сұр қатпарлы

графитпен, жоғары беріктілікті шар тəрізді графитпен, қақтауға төзімді.Əрбір түрін жеке қарастырайық.Ақ шойын деп барлық көміртегі химиялық байланыста болатын шойынды айтады. Ол қатты жəне сынғыш келеді. Сондықтан машина жасауда көп қолданыла бермейді. Сонымен қатар ақ шойын қандай да бір өңдеуді қажет етпейтін бөлшектерді құбылту үшін қолданылады. Дегенмен шойынның бұл түрі қырнауды қажақтаспен жібереді.

Ақ шойын қарапайым жəне қоспалы бола алады. Дəнекерлеуге қиын беріледі, өйткені салқындату немесе қыздыру кезінде əртүрлі сызаттар пайда болады. Сонымен қатар, дəнекерлеудің қалыпқа келетін нүктесінде

құрылымның бір текті болмауы себебінен. .Ақ тозуға төзімді шойындарды өткінші салқындауда сұйық

қорытпаның бастапқы кристалдану нəтижесінде алады. Оларды құрғақ үйкеліс шартымен жұмыс үшін (мысалы, тежегіш қалыбы) немесе жоғары тозуға төзімді жəне қызуға төзімді бөлшектерді (илемдік орнақ араласпасы)

өндіру үшін пайдаланады. Айтпақшы, ақ шойын өз атауын алу себебі оның сынық жерінің сыртқы келбеті ашық-кристалды, сəулелі беткі қабат.Ақ шойынның құрылымы ледебурит, перлит жəне қайталама цементиттің жинағы болып көрінеді. Егер ол шойынды қоспалауға ұшыратса,онда перлит трооститке, аустенитке немесе мартенситке ауысады.Жарты шойын. Металдық қорытпаның бұл түрі туралы да айта кеткен жөн. Оған карбидті эвтектика мен құрылымында графиттің үйлесімділігі тəн.Жалпы алғанда толыққанды құрылымы келесідей: графит, перлит, ледебурит.Егер жарты шойынды термиялық өңдеуге немесе қоспалауға ұшыратса, онда ол аустенит, мартенсит немесе шанышпалы трооститтің түзілуіне əкеп соғады.Шойынның бұл түрі өте сынғыш келеді. Сондықтан оның қолданылуышектеулі. Атауын сынығындағы кристалдық құрылым бөліктерінің бұлыңғыр жəне ашық аумақтарының үйлесімділігінен алған. Ең кең таралғаны – сұр шойын (ГОСТ 1412-85,). Оның құрамында шамамен 3,5% көміртек, 1,9-дан 2,5%-ға дейін кремний, 0,8%-ға дейін марганец, 0,3%-ға дейін фосфор жəне кемі 0,12% күкірт. Мұндай шойындағы графит иілгіш пішінге ие. Графиттің пластинкалары қатты босаңсытатын əсерге ие жəне сондықтан сұр шойынға өте төмен соққы тұтқырлығы жəне қатыстық ұзарудың түгелдей жоқтығы тəн (көрсеткіш 0,5%-дан төмен

шаманы құрайды). Сұр шойын өңдеуге жақсы ұшырайды. Қорытпаның құрылымы келесідей болуы мүмкін: ферритті-графитті; ферритті-перлитті-графитті;перлитті-графитті. Қысуға сұр шойын созылуға қарағанда жақсы əрекет

етеді. Сонымен қатар ол жақсы пісіріледі. Бірақ оған алдын ала қыздырылу керек, ал қоспа материал ретінде кремний мен көміртектің көп мөлшері бар арнайы шойын өзектерін пайдаланған жөн. Алдын ала қыздырусыз

дəнекерлеу қиындау болады. Өйткені шойынның жапсарласу аумағында шойынды ағарту болып жатады. Сұр шойыннан соққы жүктемесі жоқ кезде жұмыс жасайтын бөлшектерді (тегершік, қақпақ, тұғыр) əзірлейді.