67. Босаңдату түрлері.

Шынықтырылған болатты қыздыру температурасына байланысты босаңдатудың үш түрі ажыратылады: төмен температуралық, орташа температуралық және жоғары температуралық.

Төмен температуралық босаңдату деп шынықтырылған болатты 250⁰ С-ке дейін қыздырып, сол температурада біраз ұстап тұрып, ауада суытуды айтады. Нәтижесінде, ішкі кернеулер азайып, жоғары қаттылығы сақталады (HRC 587…63). Босаңдатудың бұл түрі кескіш аспаптар мен жоғары қаттылық және тозуға төзімділікті талап ететін бөлшектерде қолданылады.

Орташа температуралық босаңдату деп шынықтырылған болатты 350...450⁰С дейін қыздырып, сол температурада біраз ұстап тұрып, ауада суытуды айтады. Оның нәтижесінде болаттың қаттылығы төмендейді, (HRC 40…50), тұтқырлығы жоғарылайды. Ішкі кернеулер азаяды. Сонымен қатар тұрақтылау троостит, троостосорбит құрылымдары түзіледі. Орташа температуралық босаңдату серіппелер, рессорлар, штамптар, соғу аспаптары т.б. үшін қолданылады.

Жоғары температуралық босаңдату деп шынықтырылған болатты 450...650⁰С –ке дейін қыздырып, сол температурада біраз ұстап тұрып, ауада суытуды айтады. Нәтижесінде, болаттың тұтқырлығы ең үлкен шамасына жетеді, беріктігі жеткілікті шамада болады, ал қаттылығы едәуір төмендейді. Ішкі кернеулер жойылады. Болатттың құрылымы сорбитке түрленеді. Оны босаңдату сорбиті деп атайды. Машина бөлшектерін шынықтырып, жоғары температуралық босаңдату – өте кең қолданылатын әдіс. Оны жақсарту деп атайды. Жақсарту құрамында 0,3...0,5% көміртегі бар конструкциялық болаттарға жүргізіледі.

68. Болатты цементтеу.Цементациялау деп болаттың бет қабатын көміртегімен диффузиялық қанықтыруды айтады. Цементациялау құрамында көміртегі аз 0,1-0,2пайыз болаттарға қолданылады. Цементациялаудың қалыңдығы әдетте 1-2мм-ге тең кейде одан да көп. Цеметациялау дәрежесі болып сол бет қабатындағы орташа көмірьегі мөлшері табылады. Бет қабатындағы көміртегінің мөлшері көбінесе 1,2пайыз аспайды. Цементациялаудан кейін бұйымды шынықтырады, сонан соң төменгі температурада босаңдатады. Бұл бұйым беті қабаты қаттылығының жоғарылығын ал ортасының жұмсақ болып қалуын қамтамасыз етеді. Цементациялау қатты, сұйық, және газ күйіндегі карбюризаторларда жүргізіледі. Қатты карбюрзаторларда цементациялауда бұйым металл жәшіктерге орналастырылып, үстіне ағаш көмірі мен карбонаттар салынады. Жәшік отқа төзңмдң балшықпен сыланып, пешке салынады. Цементациялауды 900-950⁰С температурасында жүргізеді. Үдерістің өту уақыты жәшік өлшеміне байланысты. 10-нан 20 сағатқа дейін болады. Термиялық өңдеуде оны әуелі ауада суытады да, 760-780⁰С температурасында шынықтырады, сонан соң 160-180⁰С босаңдатады. Газбен цементациялау өңделетін бөлшектерді жаппай өндірісте өңдегенде қолданады. Цементациялау жабық, саңылаусыз, газ келтірілетін арнайы тетіктері бар пештерде көміртегі атмосферада жүргізіледі. Мұнда табиғи немесе жасанды газдар қолданылады. Газбен цементациялау 900-1000⁰С температурада жүргізіледі. Нәтижесінде 6-12 сағат аралығында металдың бет қабаты 1,5-2,5мм тереңдікке дейін цементацияланады. Сұйыққа цементациялауда карбюризатор ретінде балқытылған көмір қышқылы, натрий тұздары мен кремний карбидінің қоспасы қолданылады. Онда бет қабаты 0,2-0,3мм тереңдікке дейін цементацияланады.

69. Болатты циандау. Циандау деп металл беті қабатын азот және көміртегімен бірге қанықтыру үдерісін айтады. Циандалған қабаттың қаттылығы мен тозуға төзімділігі қажу беріктігі және коррозияға төзімділігі жоғары болады. Бұл жағдайда азот пен көміртегінің диффузия үдерісі олармен бөлек-бөлек қанықтырудағыдан тезірек өтеді, сондықтан циандау үдерісі 0,5-2 сағат аралығында жүреді. Циандаудың екі түрін: жоғары және төменгі температуралық циандауды ажыратады. Жоғары температуралық циандауда бұйым беті қабаты көміртегімен көбірек, ал азотпен азырақ қанығады. Өңдеуден кейін бөлшек шынықтыру мен төменгі босаңдатудан өтеді. Төмен температуралық циандауда бөлшек беті қабаты азотпен көбірек, ал көміртегімен азырақ қанығады. Циандацдың цементациялаудан ацырмашылығы – мұнда коррозияға төзімділігі артады. Циандаумен тез кескіш болаттан жасалған термиялық өңдеуден өткен аспаптардың өңдеу нәтижесінде беріктігі артады. Циандауда көбінесе бейтарап немесе цианды тұздардың ерітінділерінде жүргізіледі.

70. Болатты азоттау. Азоттау деп бөлшектің бет қабатын азотпен диффузиялық қанықтыруды айтады. Мұнда бөлшек бет қабатының қаттылығы мен тозуға төзімділігі және коррозияға беріктігі артады. Азоттау үдерісі 500-600⁰С – ке тең температурада аммиак атмосферасында жүргізіледі. Бөлінген азот атомдары әуелі бұйым беті қабатына енеді, әрі қарай тереңірек сіңеді. Азотталған бет қабатының қылыңдығы 0,2-0,4мм шамасында. Азотталған бөлшектің тозуға төзімділігі шынықтырылған немесе цементацияланған бөлшектің тозуға төзімділігінен жоғары болады. Азоттаумен моторлар және сорғылар цилиндрлері, тісті дөңгелектер, қысыммен құюға арналған прескалыптар, босаңдату және ең соңғы механикалық өңдеуден кейін жүргізіледі. Азоттаудан кейін болаттың құрылымы сорбит болады. Азотталған бөлшектің түсі сұр болады.

71. Мыс қорытпалары. Конструкциялық мыс қорытпалары-жез бен қола.

Жез – деп мыстың мырышпен қорытпасын айтады. Оның қасиеті таза мысқа жақын, бурақ пластикалық қасиеті мен беріктігі одан жоғары. Қорытпа құрамындағы мырыш мөлшері артқан сайын, оның морттылығы өседі, беріктігі төмендейді, оны конструкциялық материал ретінде қолдануға болмайды. Сондықтан жез құрамында мырыш мөлшері 42 пайыздан аспауы керек. Жез жай және арнайы деп бөлінеді, жай жез мыс пен мырыштан тұрады да, оны Л әрпімен белгілейді. Мысалы, Л68 оның құрамында 68пайыз Cu болады. Арнайы жезге қасиеттерін жақсарту үшін никель, темір, алюминий және басқа элементтер қосады. Өндірісте келесі маркалы жай жездер шығарылады: Л62, Л68, Л70, Л80, Л85, Л90, Л96. Олардан жұқа табақтар, таспалар және дайын өнімдер жасайды. Л80 маркалы жездің түсі алтынға ұқсайды, сондықтан ол зергерлік салада қолданылады. Құрамында мысы көп жездер томпақ деп аталады. Л80, Л85, Л90, Л96, Л70 маркалы жезді патрондық дейді, ол жақсы штампталады, прокатталады, престеледі. Жездің σ= 30МПа, δ= 40пайыз.

Арнайы жездер былайша таңбаланады: ЛС 59-1, құрамы 40пайыз Zn, 1-2% Pb тұрады. Өндңрңсте мына маркалы арнайы жездер шығарылады: ЛС59-1, ЛС74-3, ЛС64-2, ЛС63-1, ЛС60-1, ЛО70-1, ЛО62-1, ЛО60-1, ЛА77-2, ЛМЦ, ЛН65-5. Олардан таспалар, құбырлар, сымдар, суда тотығуға төзімді және сұйыққа төзімді бөлшектер жасайды.

72. Қола Қола – деп мыстың мырыштан басқа металдармен қорытпасы қола деп аталады. Қола легирлеуші элементтеріне байланысты қалайылы, алюминийлі, кремнийлі, бериллийлі және т.б. болады. Қоланың құйылу қасиеттері жақсы, оның отыруы болатқа қарағанда 2-3 есе кем. Қоланың әсіресе тотығуға төзімділігі, пластикалық қасиеті мен қысыммен өңделуі жақсы. Қола Бр әріптерімен одан әрі құрамындағы легирлеуші элементтердің мөлшерін көрсететін сандармен белгіленеді. Мысалы БрОЦС8-4-3, құрамында 8% Sn, 4% Zn, 3% Pb, және қалғаны мыс 85пайыз.Қалайылық қола атмосфера, теңіз суы және басқа ерітінділердің әсеріне қарсы тұрады. Өндірісте келесі маркалар: Бр ОЦСН3-7-5-1, БрОЦС3-7-5 және басқалар шығарылады.

73. Пісірудің әдістері. Пісіру деп қосылатын бөліктердің арасында атомаралық байланыс орнатып, ажырамайтын қосылыс алуды айтады. Ол машина жасауда, металл өңдеуде және құрылыс саласында металдар мен қорытпаларды өзара және металл емес материалдармен біріктіріп қосу үшін кеңінен қолданылады.

Қазіргі кезде пісірудің көптеген тәсілдері мен түрлері бар. Олардың бәрі қосылатын беттерді қосу әдістері бойынша немесе қолданылатын энергия түрлері бойынша жіктеледі. Қосу әдістері бойынша пісіруді екі негізгі тәсілге бөлуге болады: балқытумен пісіру, қысыммен пісіру. Балқытумен пісіруде пісірілетін бұйымдардың жиектері мен олардың арасындағы саңылауы толтыруға арналған қосымша металл балқытылады. Сұйық күйдегі материал атомдарының қозғалысы нәтижесінде жалпы пісіру ваннасы пайда болуына байланысты бұйым жиектері қосылады. Пісіру ваннасының металы кристалданғанда, ол балқыған бұйым жиектерімен бірігіп, берік пісіру жапсарын түзеді. Қысыммен пісіруде бұйымдардың қосылуы олардың қосылатын беттерін бірге пластикалық деформациялау негізінде іске асырылады. Пластикалық деформация сыртқы күн түсуі әсерінен пайда болады. Қысыммен пісірудің түрлеріне диффузиялық, түйіспелі, индукциялық, ультрадыбысты пісірулер, сонымен қатар үйкеліспен пісіру, жарылыспен пісіру және конденсаторлық пісіру жатады. Пісіріп, әртүрлі конструкциялар жасағанда қосудың келесі түрлерін қолданады: түйістіріп қосу, беттестіріп қосу, тойтармалы қосу, бұрыштық қосу және таврлық қосу.

Электр доғасымен пісіру – балқытып пісірудің бір түрі. Пісірудің бұл түрінде жылу көзі ретінде электр доғасы қолданылады. Электр доғасы дегеніміз – иондалған газдық ортадағы қуатты электр разряды. Электр доғасының жануы кезінде көп жылу және сәуле бөлініп шығады. Қалыпты жағдайда электрод пен бұйым арасындағы саңылауда ауа болғандықтан, электр тогы өтпейді. Ауа газдарына зарядталған иондар мен электрондар пайда болғанда ғана, онда электр тогы жүреді. Сондықтан электрод пен бқйымның арасындағы арақашықтықта ток жүріп, электр доғасы жануы үшін ол аралықтағы ауаны иондау керек. Ол үшін электродты бір мезетке бүйыммен түйістіреді. Электр өрісі әсерінен қозғалған электрондар булар және газдардың бейтарап молекулаларымен әсерлесуі нәтижесінде оң және теріс зарядталған иондар мен электрондар пайда болады. Пісіруде тік немесе кері полярлық қолданылады. Тік полярлықта ток көзінің минусы электродқа, ал плюсы пісірілетін бөлшекке қосылады. Кері полярлыққа плюсы электродқа, ал минусы бөлшекке қосылады.

74. Газбен пісіру. Газбен пісіруде бөлшектердің ажырамайтын қосылысын алу үшін, жанғыш газ-оттегі, қосымша металл және флюс қажет. Жанғыш газ ретінде ацетилен, пропан, метан, сутегі т.б. газдар мен бензин, керосин булары қолданылады. Бұлардың ішінде кең қолданылатыны-ацетилен газы. Басқа газдарға қарағанда, ол жанғанда ең жоғары температура береді және оны алу әдісі де жеңіл. Техникалық ацетилен С₂Н₂ кальций карбидіне Са₂С сумен әсер еткенде бөлініп шығады. 1 келі кальций карбиді ыдырағанда 300-320 литр ацетилен бөлінеді.

Ацетилен көп уақыт мыс немесе күміспен жанасып тұрса және 0,175 МПа қысымда жарылысқа бейімді. Оттегі қалыпты жағдайда иіссіз және түсі жоқ газ. Оттегі өзі жанбайды, бірақ жануды белсенді түрде қолдайды. Қосымша металл сым, шыбық немесе тілім түрінде болады. Ол пісіру саңылауын толтыруға арналған.

Оның химиялық құрамы пісірілетін металдың құрамына ұқсас болуы қажет. Пісіру флюстері-пісіру кезінде балқыған металға қосылып, пісіру сапасын жақсартуға арналған металл емес заттар. Олар пісірілетін металл тотықтарымен қож түзіп, металл бетін ауа әсерінен қорғайды. Флюс ретінде бура, бор қышқылы т.б. ұолданылады. Флюс құрамы пісірілетін металдың түріне байланысты алынады. Көміртегі болаттарды пісіргенде, флюстер қолданылмайды. Жоғары легирленген болаттарды, түсті металдарды пісіргенде, флюс баяу балқитын тотықтарды алып тастау үшін қолданылады.

75. Электр доғасымен пісіру. Электр доғасымен пісіру – балқытып пісірудің бір түрі. Пісірудің бұл түрінде жылу көзі ретінде электр доғасы қолданылады. Электр доғасы дегеніміз – иондалған газдық ортадағы қуатты электр разряды. Электр доғасының жануы кезінде көп жылу және сәуле бөлініп шығады. Қалыпты жағдайда электрод пен бұйым арасындағы саңылауда ауа болғандықтан, электр тогы өтпейді. Ауа газдарына зарядталған иондар мен электрондар пайда болғанда ғана, онда электр тогы жүреді. Сондықтан электрод пен бқйымның арасындағы арақашықтықта ток жүріп, электр доғасы жануы үшін ол аралықтағы ауаны иондау керек. Ол үшін электродты бір мезетке бүйыммен түйістіреді. Электр өрісі әсерінен қозғалған электрондар булар және газдардың бейтарап молекулаларымен әсерлесуі нәтижесінде оң және теріс зарядталған иондар мен электрондар пайда болады. Пісіруде тік немесе кері полярлық қолданылады. Тік полярлықта ток көзінің минусы электродқа, ал плюсы пісірілетін бөлшекке қосылады. Кері полярлыққа плюсы электродқа, ал минусы бөлшекке қосылады.

76. Металдардың физикалық қасиеттері. Металдар мен қорытпалардың физикалық қасиеттеріне түсі балқу температурасы, тығыздығы, сызықтық және көлемдік ұлғаю коэффициенті, электр өткізгіштігі мен жылу өткізгіштігі, магниттік қасиеті жатады.

Металдардың физ. Қасиетіне жататындар мыналар:түсі,тығыздығы,балқу темп-сы,көлденең және ұлғаю коэф-ті,электрөткізгіштігі мен жылуөткізгіштігі, және т.б. физ. Қасиеттеріне жатады. Қорытпалардың физ. Қасиеттері олардың құрамымен құрылысына байланысты болады.

Түсідегеніміз- металға түс жарық сәулелерге тойтарыс береді.Мысал:мыс- қызғылт.

Тығыздық дегеніміз–көлемдік бірліктегі металдың салмағы. Барлық металдар тығыздықтарына байланыс-ты ауыр және жеңіл болады.

Балқу темп-сы дегеніміз металдың қатты қатты күйден сұйық күйге өтуін айтамыз.

Баяу балқитын металдар балқу темп- айырып таниды(вольфрам – 3416 ⁰С,титан – 1725 ⁰С және т.б.) және тез балқитындар (қалайы -232 ⁰С,қорғасын -327⁰С, мырыш- 419,5 ⁰С,алюминий -660 ⁰С)

Жылу өткізгіштік – деп көбірек қыздырылған денеден, кемірек қыздырылған металдардың участкелеріне жылуды өткізу бейімбілігінатайды. Мыс, алюминий және күмістер жылу өткізгіштігі үлкен болады. Темірдің жылу өткізгіштігі алюминиймен салыстырғанда үш есе төмен, ал мыспен салыстырғанда өткізгіштігі бес есе төмен. Бөлшектерге арналған материалдарды таңдау кезінде жылу өткізгіштік қасиетінің үлкен мағынасы болады. Мысалы, егер металл жылуды жаман өткізсе, қыздырғанда және жылдам салқындатқанда (термиялық өндеу, дәнекерлеу) онда жарылған сызаттар құрайды. СИ бірліктерінде жылу өткізгіштік мөлшерлілігін Вт (м К) белгілейді.

Металлдардың электрлік ток өткізу қабілттілігін екі өзара қарама-қарасы тұрған мінездемелермен бағалайды – электр өткізгіштікпен электрокедергісі. Электрлік өткізгіштік СИ жүйесінде сименспен (См) бағаланады, ал салыстырмалы электр өткізгіштік-См/м, осыған ұқсас электр кедергісі омдарда (Ом) көрсетеді, ал салыстырмалы электр кедергісін – Ом/м көрсетеді. Жақсы электр өткізгіштік қасиет қажеті, месалы, ток – тасмалдайтын сымдар (мыс, алюминий). Электр қыздырғышқұралдарды және ошақтарды даярлау кезінде жоғары электр кедергісі бар қорытпалар қажет (нихром, константан, манганин). Металдың температураларын жоғарылаумен оның электр өткізгіштігі азаяды, ал төмендеумен – үлкейеді.

77. Металлургиялық отын. Металлургиялық агрегаттарда табиғи және жасанды отындардың қатты, сұйық және газ күйіндегі түрлері пайдаланылады. Отынның маңызды сипаттамаларына оның жылу шығарғыштығы жатады, ол-отын бірілігінің толық жанғандағы бөлінетін жылу мөлшері. Отын сапасын анықтағанда оның бастапқы жану температурасын, күлділігін және басқа да сипаттамаларын ескеру қажет. Металлургиялық отындардың негізгі түрлеріне кокс, мазут және газдар жатады.

78. Шойынды балқыту. Шойын домна пеші деп аталатын шахталық пеште балқытады. Домна пештерінің пайдалы 1300м³, 2000м³, 2700м³, 3200м³, 5000м³ болады. Мысалы пайдалы көлемі 1300м³ пеште тәулігіне 1800т шойын өндірілсе, көлемі 5000м³ пеште 6000т шойын өндіріледі. Домна пешіне төгетін шихтаның бір порциясын «колоша» деп атайды, сол себептен пештің бұл бөлігін колошник деп атаған. Көлденең қимасы ең үлкен бөлігі распар, ал төменгі бөлігі көрік деп аталады. Көрікте жану үдерісі жүріп балқыған шойын мен кож жиналады. Көріктің ұлтаны лещадь деп аталады. Колошник пен распардың ортасындағы пеш кеңістігі шахта деп, ал распар мен көріктің арасындағы бөлік иіндері деп аталады. Домна пеші қалыңдығы 35-40мм болат беттерден пісіріліп жасалады. Ішінен пештің төменгі бөлігі көміртекті блоктармен, ал үстіңгі бөлігі шамот кірпішімен астарланған.

Астардың қалыңдығы 1,5-2м дейін болады және ол кірпіштің арасында орналасқан металдан жасалған салқындатқышқа ағатын сумен суытылады. Домна пешінің колошингінде екі конустан тұратын төгу аппараты орналасқан. Оның құрылымы жанудың нәтижесінде пештің жоғарғы жағына көтерілетін колошник газы мен шаңды сыртқа шығармай пешке шихта төгуді қамтамасыз етеді. Шихта алдымен төгетін тесігті жауып тұрған кіші конустың үстіне төгіледі. Бқл кезде үлкен конуста төгу тесігінің төменгі жағын жауып тұрады. Кіші конусты төмен түсіргенде шихта үлкен конустың бетіне түседі. Сонан соң кіші конус көтеріліп төгу тесігін жабады, ал үлкен конусты төмен түсіргенде шихта шахтаға төгіледі. Колошник газы арнайы құбыр арқылы тазалауға жіберіледі сонан соң ол отын ретінде ауа қыздыруға арналған каупер деп аталатын жабдықтарға қолданылады. Көріктің жоғарғы жағында пешті айналдыра ауа беретін құбыр орналасқан. Одан қыздырылған және 35% оттегімен байытылған ауа шеңбер бойымен орналасқан, фурма деп аталатын, шілтерлер арқылы домна пешінің ішіне беріледі. Олардың саны 12-160болады. Фурмалар мыстан жасалып сумен суытылады.

79. Домна өндірісінің өнімдері. Домна өндірісінің негізгі өніміне шойын, ал қосалқы өнімдеріне кож, колошник газы және колошник шаңы жатады. Домна пештерінде қайта өңделетін, құйылатын және арнайы шойындар өндіріледі. Қайта өңделетін шойындар М1, М2, М3 маркалы, Б1, Б2, т.б. маркалы болып бөлінеді. Оларды сұйық күйінде болат өндіруде қолданады. Құйылатын шойындар домна пешінен бөліп құю машиналарына жіберіліп пешінен бөліп құю машиналарына жіберіліп чушка деп аталатын құймалар алынады. Оларды құйма құю цехтарында қолданылады. Құйылатын шойынның маркалары ЛК1, ЛК2, ЛК7. Арнайы шойындар ферроқорытпалар легирленген болаттарды өндіргенде қоспа ретінде қолданады. Оларға құрамында 70-75% марганец бар ферромарганец, құрамында 9-13% кремний бар ферросилиций т.б. жатады.

Кож цемент өндіруде құрылыс блоктары мен кірпіштерін жасауға жол салуда қолданылады. Тазартылған колошник газы отын ретінде, ол колошник шаңы аглоремат және окатыш алуда қолданылады. 1тонна шойын алу үшін 1,9т темір рудасы, 0,6т кокс, 0,06т флюс және 2т ауа қажет. 1тонна шойын мен бірге орташа шамамен 0,5т кож, 3т колошник газы алынады. Домнада алынатын өнімнің 2-3 пайызы ферроқорытпалар. Домна пешінде қосымша өнім ретінде кож бен колошник газы алынады. Қождан қожды мақта, қожды блок, цемент алынады.

80. Болат өндірісінің конвертер әдісі. Конвертер деп ішкі отқа төзімді кіршішпен астарланған болат ретортаны айтады. Конвертерде болат алу әдісін 1954-1956 ж ағылшын Г. Бессемер бірінші болып қолданған. Бастапқыда бұл әдіс бойыеша болат болғанда, конвертерге құйылған сұйық шойынды астынан ауамен үрлеген. Ауадағы оттегімен әрекеттесіп, шойындағы көміртегі кремний, марганец т.б. қоспалар Тотығып, бөлін а шығып шойын болатқа айналады. Көміртегі, кремний, марганец т.б. қоспалар тотыққанда, қосымша көп жылу бөлініп шығады. Сондықтан бұл әдіс отынды қажет етпейді. Қазіргі заманда ауаның орнына техникалық оттегі қолданылады. Бұл әдіс оттегі-конвертерлік әдіс деп аталады. Зауыттардыі көбінде түбі жабық доломит немесе хорм-магнезит кірпішімен астарланған көлемі 250-400 тонналық конвертерлер қолданылады. Оттегі конвертерге сумен суытылатын вертикаль фурма арқылы беріледі. Фурма сұйық шойын деңгейінен 1200-2000мм жоғары орналасқан. Яғни оттегі ескі әдістегідей шойын қабатынан өтпей, тек қана үстіңгі бетіне беріледі. Конвертердің жұмыс циклі оның ішіне металл сынықтарын, кейде темір рудасын салудан басталады. Сонан соң сұйық шойын құйылады. Металл конвертер көлемінің 1/5 бөлігін толтырғанда, фосфорлы байланыстыру үшін әк тас қосылады. Сонан соң конвертерге оттегі үрленеді. Оттегі ағысының механикалық әсерінен металл ваннасы араласады. Ол үшін электронды есептеу машинасын пайдаланып, автоматты бақылау жасайды. Одан кейін конвертерді бұрып, дайын болатты шөмішке құйып алады. Оттегі конвертерінде жылдам тотығатын легирлеуші элементтері бар болаттарды алу қиын. Сондықтан бұл конвертерлерді легирлеуші элементтердің шамасы 2-3% аспайтын болаттар қорытылады. Легирлеуші элементтерді бөлек электр пештерінде ерітіп, шөмішке құйып қосады. Оттегі конвертерінде қоспалардың тотықтануы өте жылдам жүретіндіктен, болат алу технологиялық циклі 50-60 мин жүреді. Оның ішінде оттегімен үрлеу уақыты 18-30 мин. Бір тонна болат өндіру 50-60м³ оттегі жұмсалады.

81. Күй диаграммасы туралы ұғым. Қорытпаның қасиеттері оның құрылымына тәуелді. Температура өзгергенде қорытпаның құрылым өзгереді, яғни қасиеттері де өзгереді. Күй диаграммасы д/з тепе-теңдік жағдайдағы комп-тер конц-сын ж/е темп-ға байл-ты қорыт-ң фазалық құрамы мен құылымын көрсетуші графикалық сызба. Қорытпаның құрылымы, құрамы және температурасы арасындағы тәуелділікті «күй диаграммасы» деп аталатын кестемен көрсетуге болады.

Кез-келген қорытпаны зерттеу оның күй диаграммасын тұрғызып, талдаудан басталады.

Күй диаграммалары қорытпалардың суыну қисықтарының дағдарыс нүктелері бойынша, тәжірибе арқылы салынады.

Қорытпаның күй диаграммасы бойынша оның кристалдану температурасын, қатты күйде түрленуін және әр температурадағы құрылымын анықтауға болады. Ал олрады анықтаудың нәтижесінде қорытпаның механикалық, физикалық және химиялық қасиеттеріне баға беріп, термиялық өңдеудің пісірудің, қысым арқылы өңдеудің режимдерін тағайындауға болады.

82. Фазалар ережесі (Гиббс заңы). Кристалдану мен балқу үдерісін түсіну үшін, металл қорытпалардың суыну мен қыздыру қисық сызықтарының және күй диаграммасының дұрыстығын тексеру үшін, фазалар ережесін қолданады. Фазалар ережесі жүйенің фаза, коспонент және еркіндік дәрежесі арасындағы сандық байлынысын орнатады. Жүйенің еркіндік дәрежесінің саны деп жүйенің фаза санын өзгертпей, күйін өзгерте алатын сыртқы және ішкі себептердің санын айтады. Еркіндік дәрежесі (С) мына формуламен анықталады: С=К+Р-А, мұндағы: К – компоненттер саны, Р – тепе-теңдіктің сыртқы өзгермелі факторлар саны, Ф – фазалар саны.

Сыртқы факторларға температура мен қысым жатады. Металл қорытпаларында барлық түрленіп, айналулар тұрақты атмосфералық қысымда өтеді де, сыртқы факторларға температура ғана жатады. Сондықтан фазалар ережесі бұл жағдайда былай жазылады: С= К+І-Ф, Еркіндік д»режесі нөлден аз болмайтындықтан, К-Ф+І≥0. Одан Ф= К+І шығады.

Яғни тепе-теңдік күйдегі қорытпадағы фазалар саны компоненттер саны плюс бірден аспайды. Онда екі компоненттен тұратын жүйеде тепе-теңдік күйде үш фаза ғана болуы мүмкін, ал үш компоненттік жүйеде төрт фаза болады. Егер тепе-теңдік фаза саны ең көп болса, онда С=0. Мұндай тепе-теңдік нонвариантты деп аталады. Нонварианттық тепе-теңдікте қорытпа белгілі бір шартта: тұрақты температурада және барлық фазалардың белгілі бір құрамында ғана бола алады, яғни түрлену қандайда да бір тұрақты температурада басталып, аяқталады. Мысалы, таза металл – қатаю темепратурасында екі фазадан тұратын бір компонентті жүйе. Бұл жағдайда жүйе нонвариантты: С= 1+1-2=0. Яғни қатаю үдерісі тұрақты температурада жүреді. Егер фазалар саны ең үлкен шамадан бірге кемісе, еркіндік саны бір санына өседі. Мұндай жүйе моновариантты деп аталады.

83. Диаграммаларды тұрғызу (салу). Cu – Ni қорытпаларының күй диаграммасы компоненттері қатты күйңнде бір-бірінде шексіз еритін типті диаграммалар қатарына жатады, АСВ қисығы ликвидус, АДВ қисығы солидус деп аталады. Компоненттері қатты күйінде шексіз еритін металдардың кристалдық торларының түрлері бірдей және параметрлерінің айырмашылығы аз болуы керек. Мысалы, мыс пен никельдің кристалдық торлары – бүйірлі центрленген куб, параметрлері – 0,36н.м. Бұл қорытпа қатқанда, қорытпа кристалдары екі заттың атомдарынан құрылады, яғни қатты ерітінді түзіледі. Диаграммада ликвидус пен солидус сызықтары көлбеу болып шыққан, ол кристалдану кезінде сұйық фазамен бірге қатты фазаның да құрамы өзгеретінін көрсетеді. Ликвидус пен солидус арасындағы арақашықтық неғұрлым үлкен болса, ликвация да соғұрлым жоғары болады.

84. Болаттардың классификациясы мен маркілеу. Көміртектік болаттың механикалық қасиетіне көміртегі мөлшері күшті әсер ететін фактор болып саналады. Көміртегі көбейген сайын оның мықтылығы, қаттылығы, тозу тұрақтылы,ы жоғарылай түседі, бірақ созымдылығы, ұруға жабысқақатығы тқмендей түседі және дәнекерлігі нашарлайды. Болаттар маркаларын белгілерде нұсқаулары болуы мүмкін: жеткізілетін болаттар тобы бойынша (А-механикалық қасиеттері бойынша; Б-химиялық құрылымы бойынша; В-механикалық қасиеттері және химиялық құрамы бойынша қосымша талаптарға сәйкес); өндіру тәсілі (М-мартеналық, Б-бессемеровтық, К-оттегілі-конвертерлік); қосымша индекстер (СП-тыныш болат, ПС-шала тыныш болат, КП-қайнамалы болат).

Тыныш болат сапалылау келеді, бірақ құны қайнамалыдан 12-15пайыз қымбат. Шала тыныш болат қасиеті бойынша тыныш және қайнамалы болаттар аралығынан орын алады.

Кәдімгі сападағы көміртектік болатты термоөңдеусіз қолдана береді.

85. Көміртектің болаттар қасиетіне әсері. Көміртек болаттың технологиялық қасиеттерін – кесу арқылы және қысыммен өңделуін, пісірілуін өзгертеді.

Жылу өткізгіштігінің төмендеуі мен бекемделуі салдарынан көміртек мөлшерінің артуы болаттың кесу арқылы өңделуін төмендетуге әкеп соқтырады. Өте берік болаттан жаңқа кесіп алғанда онан бөлінетін жылу мөлшері арта түседі де, бұл жылу аспаптың беріктігін төмендетіп, оның жұмсаруына әкеп соқтырады.

Сонымен қатар аз көміртекті тұтқыр болатта бетінің нашар болуының әрі жаңқасының қиындықпен жонылуының салдарынан нашар өңделеді. Құрамында 0,3-0,4% болатын болат кесу арқылы жақсы өңделеді.

Көміртек мөлшерін арттырған сайын болаттың технологиялық пластикалығы, яғни ыстық күйде, әсіресе суық күйде деформациялау қабілеттілігі төмендейді. Болаттың күрделі суықтай штамптау үшін көміртектің мөлшерін 0,1% шектейді.

Көміртек болаттың пісірілуін де қиындатады. Аз көміртекті болат жақсы пісіргіштігімен ерекше көзге түседі. Орташа әсіресе жоғары көміртекті болаттарды пісіру оны қыздыру, баяу суыту және басқа технологиялық операцияларды қолдануды талап етеді, ал бұл операциялар ыстықтай және суықтай жарықшақтардың пайда болуынан сақтандырады.

86. Тұрақты қосылмалардың әсері. Болаттағы тұрақты қоспалар: марганец, кремний, күкірт, фосфор, сондай-ақ газдар: оттегі, сутегі және азот. Марганец – пайдалы қоспа, ол болатқа оны тотықсыздандыру үшін енгізіледі де онда 0,3-0,8% мөлшерінде қалып қояды. Марганец оттек пен күкіртті зиянды әсерін азайтады. Кремний – пайдалы қоспа, ол болатқа тотықсыздандырғыш ретінде енгізіледі де, онда 0,4% дейінгі мөлшерде қалып қояды. Күкірт – зиянды қоспа, ол болаттың қызуға сынғыштығын, оны қысыммен ыстықтай өңдеген кездегі морт сынғыштығын тудырады. Күкірт болатта сульфид түрінде болады. Ыстықтай деформацияланғанда түйіршіктердің шекаралары балқиды да, болат морт сынып бұзылады.

Болаттың қызуға сынғыштығының марганец қорғап қалады, әрі ол күкіртті жеңіл балқығыш эвтектиканың түзілуіне жол бермейтін MnS сульфидіне байланыстырады.

Болаттың қызуға сынғыштығын жоя отырып MnS сульфидтері басқа да металл емес кірмелер (оксидтер, нитридтер және т.б.) секілді, болат құрылысының біртектігін бұзады, пластикалығы мен тұтқырлығын, қажу беріктігін төмендетеді, пісірілгіштігі мен коррозияға төзімділігі нашарлатады. Сондықтан күкірттің болаттығы мөлшері қатаң шектеледі. Күкірттің пайдалы әсері болатты кесу арқылы өңдеуді жақсартуға ғана білінеді.

87. Зиянды қосылмалардың әсері. Фосфор – зиянды қоспа. Ол ферритті еріп, оны нығайта бірақ төмендетілген температурада болаттың тұтқырлығын кемітеді, яғни суыққа сынғыштығын тудырады. Мұнымен қатар фосфор болаттың суыққа сынғыштық табалдырығы деп аталатын болаттың морт сынғыштық күйге айналатын температуралық аралығын арттырады. Болаттағы көміртек неғұрлым көп болса, болаттың фосфор туғызатын морт сынғыштығы соғұрлым жоғары болады.

Оттек, азот және сутек – зиянды жасырын қоспалар. Олардың болатқа тигізетін әсері болаттың пластикалығының төмендеуімен және оның морт сынып бұзылуына бейімділігінің артуымен өте айқын білінеді.

Оттеттік болаттың қызуға сынғыштығы мен суыққа сынғыштығын туғызады әрі оның беріктігін төмендетеді. Азоттың көп мөлшері болаттың деформациялық ескеруіне әкеп соқтырады.

Суықтай деформацияланған болаттағы азот атомдары дислокацияларда жиналады да, дислокацияларды қоршап алып, Котрелл атмосферасын түзеді. Бұл жағдайда болат берік болат түсіп, пластикалығы азая береді. Болаттың ескіруі бөлме температурасында баяу дамып 250⁰С дейін қыздырғанда үдей түседі.

Сутек қатты ерітінді де болады немесе кеуектермен дислокацияларда жинақталады. Сутектің әсерінен болған болаттың морт сынғыштығы материалдың беріктігі жоғарылаған сайын шұғыл білінеді. Болаттың өте күшті морт сынғыштығы мартенситтік құрылымы бар. Шынықтырылған болаттарда байқалады, ал ол аустенитті болттарда болмайды.

Сутектің көп мөлшері флогенге әкеп соқтыруы мүмкін. Бұл – жоғары қысым нәтижесінде болатын ішкі жарылыс, мұндай жарылысты ерігіштіктің төмендеу салдарынан кеуектен бөлініп шығатын сутек дамытады.

88. Жабық және кездейсоқ қосылмалар. Жабық қоспалар – оттегі, сутегі және азот. Олар болатта өте аз мөлшерде болады.

Кездейсоқ қоспалар – мысалы, күшала, қорғасын және басқа элементтер. Олардың болаттағы мқлшері болат өндіру, технологиялық үдерістерге байлагысты.

89. Арнайы қосылмалар. Арнайы қоспалар – болат құрамына пайдаланудағы керекті қасиеттерін алу үшін қолданады.

Болатқа қосылатын тұрақты қоспалар: марганец, кремний, күкірт, фосфор, сондай-ақ газдар: оттегі, сутегі және азот

Марганец – пайдалы қоспа, ол болатқа оны тотықсыздандыру үшін енгізіледі де, онда 0,3-0,8 % мөлшерінде қалып қояды. Марганец оттек пен күкірттің зиянды әсерін азайтады

Кремний – пайдалы қоспа, ол болатқа тотықсыздандырғыш ретінде енгізіледі де онда 0,4 % - ға дейінгі мөлшерде қалып қояды.

Күкірт зиянды қоспа, ол болаттың қызуға сынғыштығын оны қысыммен ыстықтый өңдеген кездегі морт сынғыштығын тудырады.Күкірт болатта сульфид түрінде болады. Ыстықтай деформацияланғанда түйіршіктердің шекаралары балқиды да болат морт сынып бұзылады.

Болаттың қызуға сынғыштығынан марганец қорғап қалады, әрі ол күкіртті жеңіл балқығыш эвтектиканың түзілуіне жол бермейтін MnS сульфидіне байланыстырады.

Болаттың қызуға сынғыштығын жоя отырып MnS сульфидтерібасқа да металл емес кірмелер (оксидтер, нитридтер, т.б.) сияқтыболат құрылысының біртектігін бұзады, пластикалығы мен тұтқырлығын, қажу беріктігін төмендетеді, пісірілгіштігі мен коррозияға төзімділігін төмендетеді. Сондықтан күкірттің болаттағы мөлшері қатаң шектеледі. Күкітрттің пайдалы әсері болатты кесу арқылы өңдеуді жақсартуда ғана білінеді.

Фосфор – зиянды қоспа, ол ферритте еріп оны нығайтады, бірақ төмендетілген темп-да болаттың тұтқырлығын кемітеді, яғни суыққа сынғыштығын тудырады. Бұнымен қатар фосфор болаттың суыққа сынғыштық табалдырығы деп аиталатын, болаттың морт сынғыштық күйге айналатын темп-лық аралығын арттырады. Болаттығы көміртек неғұрлым көп болса, болаттың фосфор туғызатын морт сынғыштығы соғұрлұм жоғ болады.

Оттек, азот, сутек – зиянды жасырын қоспалар, олардың болатқа тигізетін әсері, болаттың пластикалылығының төмендеуіне ж/е оның морт сынып бұзылуына бейімділігінің артуымен өте айқын білінеді.

Оттектік болаттың қызуға сынғыштығы мен суыққа сынғыштығын туғызады әрі оның беріктігін төмендетеді. Азоттың көп мөлшері болаттың деформациялық ескіруіне әкеп соғады.

90. Химиялық құрамы бойынша классификация. Хромды 2% дейін қосылады. Ол феррит пен цементтитте еріп, болаттың мехникалық қасиеттеріне қолайлы әсер етеді. Оған қоса хром тапшы емес легирлеуші элементтердің қатарына жатады. Бұл оның конструкциялық болаттарда кең қолданылатындығын алдын ала белгілейді.

Никель – өте бағалы, сонымен қатар тапшы легирлеуші элемент. Оны болаттың құрамына 1-5% дейін қосады.

Марганец – феррит пен цементиттің аралығында таралатын арзан легирлеуші элемент. Оны болаттың құрамына 1,5% дейін қосады да, никельді алмастырушы ретінде жиі қолданады. Ол болаттың аққыштық шегін едәуір арттырады, алайда болаттың өте қызып кетуіне сезімтал келеді, сондықтан болат түйіршіктерін ұсақтау үшін онымен қоса карбит түзіші элементтер енгізіледі.

Кремний – арзан, карбит түзбейтін элемент, оның мөлшері 2%-пен шектеледі. Кремний аққыштық шегін анағұрлым арттырып, болаттың жұмсару кезіндегі босаңсуын біраз қиындатады. Кремниийдің мөлшері 1%-дан артқанда болаттың тұтқырлығын азайтады да, оның суыққа сынғыштық сатысын жоғарылатады.

Молибден мен вольфрам – қымбат әрі тапшы карбит түзуші, элементтер олардың көп бөлігі цементитте ериді. 0,2-0,4% Мо және 0,8-1,2% W енгізгендегі негізгі мақсат-жұмсарту кезіндегі екінші текті морт сынғыштыққа бейімділігін азайту, комплексті түрде легирленген болаттардың қасиеттерін олардың түйірщіктерін ұсақтау есебінен жақсарту, жұмсартуға төзімділігін арттыру, шынықтыру тереңдігін еселеу.

Ванадий мен титан – күшті карбит түзгіштер, құрамында хром, марганец, никель болаттың түйіршіктерін ұсату мақсатымен олардың аз ғана мөлшерде (0,3% Wжәне 0,1 Ti) қосады. Мұндай элементтердің көп мөлшерін болаттың құрамына енгізуге рұқсат етілмейді, өйткені олар қыздыру кезінде қиындықпен еритін арнаулы карбиттердің пайда болуына әкеп соқтырады. Артық карбиттер болаттық шындалу тереңдігін төмендетеді.

Бор – болаттың шындалу тереңдігін арттыру үшін аз ғана мөлшерде (0,002-0,005%) енгізіледі.