51. Легірленген болаттардағы мартенситтің құрылымы мен қасиеттері.

Мартенсит — полиморфтық түрлену қасиеттері тән шынықтырылған металл қорытпалар мен таза металдарда байқалатын микроқұрылым. М. — шынықтырылған болаттың негізгі құрылымдық құраушысы; темірдегі көміртектің қатты ерітіндісі, концентрациясы негіздік аустениттегідей. М-тік құрылымды болат өте берік келеді. М. жылжымалы диффузионсыз фазалық өзгерістердің нәтижесінде пайда болады. Болаттан жасалған бұйымдардың жоғары құралымдық беріктігі, олардан дайындалатын материалдарға қойылатын басты талаптарға (аса берік әрі морт сынбайтын) сай болуы керек. Мұндай талаптарға көміртексіз, құрамында 8 — 25% никелі және кобальт, молибден, титан, алюминий сияқты элементтері бар, шынықтыру арқылы нығайтылған М-ті ескіретін болат сай келеді. Болаттың ескіруі — олардың құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруіне байланысты. Болат ескіргенде, оның беріктігі мен қаттылығы артып, ал майысу, жаншылу қасиеті кеми береді. Түсті қорытпаларда (мыс — алюминий — никель, алтын — кадмий) жылусеріппелі М-ті кристалдар пайда болуы мүмкін. Бұларды суыту кезінде М-ті кристалдардың өлшемі ұлғаяды, ал қыздыру барысында керісінше азаяды.Бұл жағдай кері М-тік өзгерістердің пайда болуымен түсіндіріледі. 

Легірлеуші болат мартенситтік сыныпталуда перлиттің құлау аймағы оңға жылжытылған, сондықтан қисық жылдамдықпен суыту қиылыспайды, яғни құламайтын А мартенситтің айналу температурасына дейін қайта суытылады. Бұндай құрылымдық болат- мартенсит.

Температуралық аймақта мартекситтік айналым төмендейді.

61. 21) Легірленген болаттардың сыныпталуы және ентаңбалануы

Перлитті сыныпқа құрамында перлиті бар болаттар жатады. Осы топқа эвтектоидқа дейінгі, эвтектоидты және эвтектоидтан кейінгі болаттар жатады.

Аустенитті сыныпқа тепе-теңдік құрылымы аустенит болатын көміртекпен бірге аустениттің құрамына легірлеуші құрауыштар да енеді.

Аустенитті болаттарды түзейтін легірлеуші құрауыштар, мысалы: Mn, Ni

А₄- нүктесінің температурасын жоғарылататын және А₃- температурасын да төмендететін гамма-фазалық аймағын кеңітетін легірлеуші құрауыштар жатады.

Ферритті сыныпқа жататын легірлеуші болаттардың құрылымы- феррит. Осындай топты түзетін құрауыштарға Cr, W, Mb, А₄-те төмендетеді, А₃-те жоғарылатады және гамма-фаза аймағында жабылады. Жартылай ферритті және жартылай аустенитті жоғары құрылымды болатта легірлеуші элементтер пайда болады, олардың құрылымы ферриттен және аустениттен тұрады, бұл болатта альфа-гамма айналым жиі өтеді.

Ледибуритті сыныпталудың құрылымы құйма күйінде ледибурит эфтектикалы болады. Бұл болаттардың құрылымын ақ шойын деп қарастыруға болады, бірақ салыстырмалы аз құрамды көміртек (2% С-ке дейін) болады және пластикалық деформацияға ұшырайтын болаттарға жатқызуға болады.

Темір – көміртек – қосынды құралғыш үштік жүйедегі құрылымдық сынып бойынша болаттардың сыныпталуы.

Легірленген болат құрылымы бойынша суытқаннан кейін ауада 3 негізгі сыныпқа бөлінеді: перлитті, ЛЭ аз құрамдалуымен сипатталады, мартекситті, ЛЭ едәуір көп құрамдалумен сипатталады, аусиенитті, ЛЭ жоғары құрамды болып сипатталады.

Болаттардың ентаңбалануы. Сапасы бойынша болаттарды келесі топтарға бөлуге болады. Құрамына тәуелді зиянды қоспа: күкірт және фосфорлық болат мыналарға бөлінеді:

9. Жай болаттың сапасы, құрамында 0,06℅ күкірт және 0,07℅ фосфор;

10. Сапалы - әр қайсысы бөлек 0,035℅ күкірт және фосфор;

11. Жоғары сапалы – 0,025℅ күкірт және фосфор;

12. Ерекше жоғары сапалы – 0,025℅ фосфор және 0,015℅ күкірт.

4.Қышқылдану дәрежесі. Болаттардан оттегіні жою дәрежесі, яғни оның қышқылдану дәрежесі бар болғанда:

1. Тыныш болат, яғни толық қышқылдану, бұдай болаттардың таңбасының соңында «Сп» әріпімен белгіленеді;

2. Қайнаған болат, әлсіз қышқылдар «Кп» әрпімен таңбаланады;

3. Жоғарыда айтылған екі болаттың арасында аралық жағдайда орналасқан жартылай тыныш болат «пс» әрпімен белгіленеді.

Жай сапалы болаттарды жеткізуі бойынша 3 топқа бөлінеді:

10. А тобының болаттары тұтынушыларға механикалақ құрамы бойынша жеткізіледі (мұндай болат фосфор немесе күкірттің жоғары сапасына ие болуы мүмкін)

11. Б тобының болаттары – химиялық құрамы бойынша

12. В тобының болаттары – кепілдікпен берілген механикалық қасиеті мен химиялық құрамы.

Легірлеуші элемент әріппен белгіленгеннен кейін сан тұрса, онда ол осы элементтің құрамын процентпен көрсетеді. Егер сан болмаса, онда болаттың құрамында 0,8-1,5℅ легірлеуші элемент болады, ванадий мен молибденді ескермегенде (әдетте құрамында тұз 0,2-0,3℅) сол сияқты бор (Р әріпті болатта 0,0010℅ төмен болмауы керек)

Жоғары сапалы болаттың таңбасы соңында А әрпімен белгіленеді (бұл әріп таңбаның ортасында азот бар екенін көрсетеді, ол болатқа әдейі негізделген) ерекше жоғары сапалының таңбасынан кейін, 3 әріптен кейін «Ш» әрпімен жазылады.

Шарикті мойынтіректі болат «ШХ» таңбаланған әріптен кейін хромның құрамында үлесі ондық процент екенін көрсетеді:

Тез кесілетін болат – «Р» әрпімен белгіленеді, келесі сан құрамында қанша процент вольфрам бар екенін көрсетеді:

Автоматты болат – А әрпімен және санмен белгінеді, орташа көміртектің құрамын үлесін жүздік процентте көрсетеді

62. Материалдың серпімді және пластикалық деформациясы. Деформацияның кесте сызбалары. Металдың кристалдық құрылымының ақау түрлері. Пластикалық деформацияның сырғанау және қосарласу механизмдері. Материалдың теоретикалық беріктігі.

Деформация-дегеніміз кернеу әсерінен дененің өлшемі мен формасының өзгеріске ұшырауы.

 

Сүр.1.Әсер етуші кернеулердің σ металл деформациясына ε тәуелділік диаграммасы.

 

Деформация диаграммасында серпімді деформация OА сызығымен сипатталады.

Егер нормальды кернеу атомаралық байланыс күштер сипаттамаларымен бағытталса, онда үзу жолымен әлсіз бұзылу байқалады.

Пластикалық немесе қалдықты деформация- дегеніміз кернеу тудыратын әрекеттер тоқтағаннан кейінгі деформация. Пластикалық деформация кезінде кернеудің бір бөлігі екіншісіне қатысты жанама кернеудің әсерінен орын ауыстырады. Жүкті алған кезде жылжу сақталады, яғни пластикалық деформация өтеді(11.4-сурет). Пластикалық деформация нәтижесінде жылжу аркылы тұткырлыкты бұзылу байкалуы мүмкін.

Металдардың созылу диаграммасы. Металдағы өтіп жатқан серпімді деформацияның өзгеруі.

Деформациялық жағдайда материалдын механикалық құрамы материалдың сыртқы әсерлерден бұзылуын анықтайды .Жүктеу әсеріне байланысты механикалық құрамы мынадай түрлермен анықталады:

1.статикалық жүктеу -жүктелуі жай және қалыпты өседі

2.динамикалық жүктеу -жүктеу қарқынды жылдамдықпен өседі және өзіне тән сипаттамалары бар.

3.кайталама немесе циклды жүктеу-жүктеуі жұмыс кезінде көп ретті және бағыты бойынша жиі ауысып отырады.

Беріктік- материалдың деформацияға және бұзылуға қарсы тұруы.

Сынақ созылу диаграммасын жазатын арнайы машинада жүргізіледі.

Материал үлгісінде болатын жүктеудін осуін қорытындылайық. Диаграммада оа сызығы серпимді деформация Гук заңына тауелді жүреді. Серпімді деформацияға сәйкес келетін а нүктесіндегі кернеуді пропорциональды шегі деп атаймыз.

Пропорциональдышегі деформация мен кернеу арасындағы сызықтық тәуелділікті сақтайтын жоғарғы кернеу.

Пропорциональдышегінен жоғары кернеу кезінде тепе тең пластикалық деформация өтеді. Практика жүзінде серпімсіз жағдайға өту нүктесін белгілеу мүмкін емес болғандықтан, серпімді деформация ала алатын жоғары кернеу шартты серпімділік шегін белгілейді. Қалдықты деформация өте аз болғандағы кернеуді есептейді.

Қалдықты деформацияның -аққыштық шегі- белгіленуі:

 

Өту шегі материалдың аз пластикалық деформацияға қарсы тұруын мінездейді. Материалдың табиғатына байланысты физикалық шартты шегі қолданылады. Физикалық өту шегі бұл тұрақты жүктелгендегі деформацияның үлкеюінен пайда болатын кернеу. Өту пластикалық материалдарға байланысты. Бірақ қорытпа мен металдың көп бөлігі өту аймағына жатпайды. Шартты өту шегі бұл қалдықты деформацияны тудыратын кернеу -аққыштық шегі

Физикалық немесе шартты өту шегі материалдың ең қажетті есептеу мінездемесі болып табылады. Бөлшекке әсер ететін кернеу өту шегінен кем болу керек. Барлық жағынан пластикалық деформация тең көлемді өту шегіне дейін жалғасады. Пластикалық деформация в нүктесінің өте әлсіз жерінде –мойын (шейка) құрылуы басталады, ол қуатты үлгінің жергілікті басылуы болып табылады. Өту шегі бұл жоғары жүктелуге сәйкес келетін және уақытша жоғарылауға қарсы тұратын кернеу. Мойынның (шейка) қалыптасуы пластикалық материалдарға тән, олардың созылу диаграммасы максимальды мәнге ие.

Беріктік шегі бұл машина деформациясына қарсы мәндерінің тепе теңдігін мінездейтін беріктілік.В нүктесіндегі мойынның дамуы барысында С нүктесіне ауырлық түсіп бұзылу байқалады. Негізгі бұзылуға қарсылық үлгінің бұзылу үақытында материалды ұстап тұратын максимальды кернеу. Бұзылуға негізгі қарсылық үлгінің көлденең қимасының түпкі аймағына қатысты анықталатын болғандықтан, беріктік шегінен барынша үлкен болады.