3-mavzu. Rangli metallar va ularning qotishmalari. Reja

(4.1-jadval).

Markasi		Mustah-kamlik chegarasi(MPa)	Nisbiy cho’zilish δ %	Qattiqlik darajasi HB	Ishlatilishi
^jr	Deformasiyalanadigan latunlar
L 90 L80		250 320	45 52	53 53	truba, flaneslar va bobshka
L68		320	55	554	Issiqlik almashuvchi 250°C suvda ishlaydigan aparatlarda
Quymakorlikdagi latunlar
LS59		200	20	80	Vtulkalar, armatura va murakkab shakldagi quymalar
LMsJ58-22		350	8	80	antifriksion qotishma podshipniklar va ftulkalar
LMsJ55-3-1		500	10	100	Dengiz kemalarining vintlari, issiqlikda ishlaydigan armaturalar 300°C
LAb7-2,5		400	15	90	Karroziya bardosh detallar
LAJMs		650	7	150	Og’ir sharoitda ishlaydigan chervyak vintlari.

Bronzanig markalari mexanik xususiyati va ishlatilishi.

4.2-jadval.

Markasi	Mustahkamlik chegarasi σv MPa	Nisbiy Cho’zilish Δ %	Qattiqlik darajasi NV	Ishlatilishi
Br OSSN 3-7-5-1	210	5	50	Armaturaning detallari (klapanlari, suvda, xavoda, parda) 250° S da ishlaydigan
BrOSS 5-5	180	4 4	60	Ishqalanishga qarshi ishlaydigan detallar (antifrikasion armaturalar)
BrAJ9-4 BrAJ9-4L	500-700 350-450	20 8-12	80 90-100	Turli muxitda ishlaydigan detallar (dengiz suvidan tashqari) 250°C
BrAMs 9-9-2L	400	20	80	Dengiz suvida ishlaydigan detallar (kema vinti, parragi)
BrB2’	900 -1000	2-4	70-90	Prujinalar va purjinali detallar
BrAMs 10-2 BrOF 10-1	500 250 250	12 1-2	110 100	Sirpanuvchi podshipniklar

Marganesli bronzalar (BrMs5). Bu bronzalar nisbatan pastroq mexanik xususiyatga ega. S’hu bilan birga yuqori korroziya bardoshlik va plastiklini yuqori temperaturada saqlaydi, ya’ni mexanik xususiyati o’zgarmaydi.
Qo’rg’oshinli bronzalar (BrS30) korroziya bardoshlik bilan yaxshi issiqlik o’tkazuvchanlik, qalayli bronzaga nisbatan to’rt marta oshiq ko’p kuchlanishga ega bo’lgan podshipniklarni tayyorlashda ishlatiladi.
Bereyliyli bronzalar (BrB2) – issiqlik bilan ishlov bergandan so’ng σ_v=1250 Mpa, qattiqligi esa NV=350 zarbiy qovushqoqligi, issiqlik bardoshligi yuqori bo’lgani uchun bu bronzalardan muhim ish bajaradigan detallar tayyorlanadi.
Kremniyli bronzalar (BrKN1-3, BrKMsZ) - bereyli bronzalar qimmat bo’lgani uchun uning o’rniga ishlatiladi.
Misning nikel’ bilan qotishmalari. Bu qotishimalar mis asosida legirlovchi element nikel’ bo’lib xizmat qiladi. Ishlatilishiga qarab kostruksionlikka va elektrotexniylikka bo’linadi.
Kunali (mis-nikel’-alyuminiy) tarkibida 6-13% nikel, 1,5-3% - alyuminiy, qolgani esa misdan iborat bo’ladi. Kunaliga termik (toblash va qaritish) ishlov beriladi.
Kunali yuqori mexanik xususiyatga javob beradigan detallar prujina va bir qator elektrotexnik detallar tayyorlashda ishlatiladi, neyzilberi (mis-nikel’-rux). Bu qotishma yokimli oq rangda bo’lib, uning tarkibida 15% nikel’, 20% rux, qolganini mis tashkil qiladi. Bu qotishma - havoda korroziyaga bardosh beradi, shuning uchun uni asbobsozlikda va soasozlikda keng ishlatiladi.
Melixiorlar mis, nikel va kam temir va 1% marganes qotishmasidan tashkil topadi. YUqori korroziyaga bardoshlilik xususiyatiga ega, ayniqsa dengiz sho’r suviga bardosh beradi, ulardan issiqlik almashinuvchi apparatlar, shtamplab tayyorlanadigan soasozlik detallarini tayyorlashda ishlatiladi.
Kopel mis-nikel 43%, marganes - 0,5% maxsus termo-elektrodlik apparatlar, shtamplab tayyorlanadi.
Manganik mis-nikel 3%, marganes -12% li qotishma bo’lib yuqori elektr qarshilikka ega bo’lgani uchun elektr isitgich elementlari tayyorlanadi.
Konstantan mis-nikel 40%, marganes 1,5% li bu qotishma bo’lib ham maganikdek xizmat qiladi.
Alyuminiy va uni ishlab chiqarish.
Alyuminiyning olinishi. Sanoatda ishlatilishi uchun alyuminiy rudalari boksid va nefelinlardan foydalaniladi.
Boksidning kimyoviy tarkibi:
30-70%- alyuminiy oksidi Al₂Oz
2-20%- kremniy oksidi SiO₂
2-5 %- temir oksidi Fe₂O₃
1-10%- titan oksidi TiO₂
Alyuminiyning olinishi ikki asosiy usullardan iborat: boksiddan alyuminiy oksidini olib tiklash-oksiddan ajralib metalli alyuminiyni elektroliz usulida Al₂O₃ dan, kriolitdan (Na₃AlF₆) eritilgan holida olinadi.
Natijada alyuminiy vannaning tagida suyuq holda elektrolit ostida to’planib qoladi. Bunga qora alyuminiy deb aytiladi. Uning tarkibida (Fe, Si, Si, Zn va boshqalar) va metallmaslardan esa (S, Al₂O₃) aralashmalar shuningdek gazlar - kislorod, vodorod, uglerod oksidlari bo’ladi. Bu aralashmalarni xlorlash bilan (aralashma orasidan xlor purkash) natijasida ajratib olinadi. Parsimon A1S1z xlorlik alyuminiy puffakcha holida suyuq, alyuminiy orasidan o’tib o’zi bilan kerakmas elementlarni ham gaz bilan birga olib chiqadi.
Xlor bilan rafinlashdan so’ng alyuminiy qoliplarga quyilib ishlatilishga jo’natiladi.
Birlamchi alyuminiy uchta gruppaga (GOST 11069-74) juda ham toza (markasi A999), yuqori toza va Техникаda ishlatiluvchi alyuminiyga bo’linadi. Ko’rsatilgan standartda sakkizta markasi, aralashmalar miqdori 0,15-1 % gacha bo’ladi. Markalarini nomi ularning tozaligini ko’rsatadi. Masalan, A8 metallning tarkibida 99,88 % - alyuminiy, marka A 99 da esa - 99,99%.
Техникаda ishlatiluvchi toza alyuminiyni olish uchun chala tozalangan alyuminiyni elektrolitik rafinlash bilan olinadi.
Alyuminiy engil metall, oq-kumush rangda, yaxshi elektr va issiqlik o’tkazuvchan xususiyatiga ega. Yelektr solishtirma qarshiligi ρ=2,92·10^-8 Mn/m².
Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffisenti λ=206,23 vt/m, erish temperaturasi Tep=660⁰-667⁰C. YUmshatilgan alyuminiy kam mustahkamlikka ega σ_v=80-100 Mpa, qattiqligi NV=20-40, yuqori plastiklik xususiyatga ega bo’ladi δ=35-40%.
Alyuminiy bosim bilan yaxshi ishlanadi, payvandlanadi, keskichda esa yomon ishlanadi. Zavodda alyuminiy tez oksidlanadi va yuza qavatida yupqa oksid (Al₂O₃) pardasini hosil qiladi. U esa kislorod o’tkazmaydi va alyuminiyni korroziyadan yaxshi saqlaydi.
Konstruksion meaterial sifatida alyuminiy boshqa metall va metallmaslar bilan qotishma hosil qiladi mis, nikel’, magniy, marganes, kremniy, temir, titan, berilliy va boshqalarning qotishmalari Техникаda, xalq-xo’jaligida keng ishlatiladi. Alyuminiyning qotishmalari o’zida alyuminiyning xususiyatini saqlab qolish bilan legirlovchi elementlarni ham o’ziga oladi. Temir, nikel, titan, alyuminiy qotishmalarini o’tga chidamliligini oshiradi. Mis, marganes, magniy issiqlik bilan ishlashda qattiqlik darajasini bir necha marotaba oshiradi.
σ_v=100-500 MPA/ qattiqligi esa HB=20-150.
Alyuminiy qotishmalarning hammasi deformasiyalanadigan va quymakorlikda ishlatiladiganlarga bo’linadi.
2. Deformasiyalanadigan alyuminiy qotishmalar. Deformasiyalanadigan alyuminiylik qotishmalar presslash va bolg’alash bilan varaklar, lenta, sim va turli shakldagi profil’ olinib va ular ximiyaviy tarkibga qarab 7 gruppaga bo’linadi: tarkibidagi 2-3 va undan ortiq legirlovchi komponentlar bo’lib, ularning har birini miqdori esa 0,2-4% gacha bo’lishi mumkin. Masalan, alyuminiyning magniy marganes, alyuminiy mis bilan, yoki magniy-marganes bilan qotishmasi.
Deformasiyalanadigan alyuminiy qotishmalari o’z navbatida ikkiga - termik ishlash yo’li bilan puxtalanib bo’lmaydigan va termik ishlash yo’li bilan puxtalanadigan qotishmalarga bo’linadi.
Termik ishlash yo’li bilan puxtalanib bo’lmaydigan qotishmalar. Alyuminiyning marganes va magniy bilan qotishmasi. Bu qotishmalar yuqori korroziyaga bardoshlik va o’rtacha puxtalikka ega bo’ladi. Yaxshi va plastiktik payvandlash xususiyatiga ega. Alyuminiyning bu qotishmalaridan chuqur shtampovka bilan detallar tayyorlanadi va nagaratovka usulida, ya’ni sovuq holda plastik deformasiyalashda puxtalanadi.
Ularning markalari AMs, AMg, AMgZ, AMg5, AMg7, tarkibida Mn - 0,6-1,6 %, Mg - 0,05-7,5 %, Si - 0,4-0,8 %, Fe - 0,4-0,7 %, Cu - 0,l-0,5 % bo’ladi.
Termik ishlash yo’li bilan puxtalanadigan qotishmalar. Alyuminiyning termik ishlash yo’li bilan puxtalanadigan qotishmalari sanoatda va xalk-xo’jaligida eng ko’p ishlatiladi, ularni duralyuminiy deb aytiladi.
Duralyuminiy tarkibida asosan Si va Mg u Al-Cu-Mg sistemadagi qotishmalar jumlasiga kiradi, undan tashqari legirlovchi aralashmalarga temir, kremniy, magniy, rux kiradi. Yuqori mexanik xususiyatga ega bo’ladi.
Duralyuminiy "D" xarfi bilan markalanadi, uning orqasiga qo’yilgan raqam shartli qotishmaning tartibini ko’rsatadi.
Termik ishlashda uni toblab so’ngra sun’iy yoki tabiiy yo’l bilan eskirtiriladi /otpusk/ qilinadi. Toblashda qotishmani 500°C qizdirib, so’ngra suvda sovitiladi tabiiy usulda eskirtiriladi, ya’ni toblangandan so’ng uy temperaturasida 5-7 sutka ushlab turiladi.
AMs qotishmaning xossalari.
4.3-jadval.

Qotishmaning markasi	Mexanik asoslari σok
	σv kg/mm^2	σok kg/mm^2	σv %	HB
AMs M	13	5	23	30
AMs P	16	13	10	40
AMs N	22	18	5	55

Yeslatma: markaning oxiridagi M xarfi qotishmaning yumshatilganligini, P xarfi chala naklyoplanganligi, N xarfi esa kuchli naklyopkaligini ko’rsatadi.
Alyuminiyning termik ishlash yo’li bilan puxtalab bo’lmaydigan ba’zi qotishmalar markasi va ximiyaviy tarkibi:
4.4-jadval.

	Yelementlar miqdori hisobida
	Mn	Mg	Si	Fe	Su
AMs	1,0-1,6	0,05	0,6	0,7	0,2
AMg	0,15-0,4	2,0-2,8	0,4	0,4	0,1
AMgZ	0,3-0,6	3,2-3,8	0,5-0,8	0,5	0,5
AMg5	0,3-0,6	4,0-5,5	0,5	0,5	0,5
AMg7	0,3-0,6	6,0-7,5	0,5	0,5	0,5

Yeslatma: markasining oxiridagi raqam magniyning o’rtacha miqdorini bildiradi.
Agarda sun’iy usulda eskirtirishni 150⁰ C180°C da bajarilsa 2-4 soat sarflanadi. Bir xil mustahkamlikdagi duralyumin tabiiy usulda eskirtirilgani sun’iyga nisbatan korroziyaga bardoshligi plastigligi va yuqoriroq bo’ladi.
Duralyuminiyning korroziyaga bardoshligi kamroq bo’ladi, shuning uchun ularni plakerlanadi. Bu usulda qotishmalarni korroziyadan himoya qilishda ularning sirtiga toza alyuminiy qoplash, ya’ni quyma duralyuminiy yoki V95 qotishmasi sirtiga alyuminiy tunkasi o’rab, uni qizdiriladi. Bunga plakirlash deb aytiladi. YAxshilab plakirlangan qotishmaning xossasi toza alyuminiy kabi va korroziya bardosh xususiyatga ega bo’ladi. Duralyuminiy qizdirganda temperatura katta axamiyatga ega bo’lib, agar temperatura oshsa yoki kamaysa (t=5⁰C) kerakli xususiyat olinmaydi.
Duralyuminiyning ximiyaviy tarkibi.
4.5-jadval.

Duralyuminiyning markasi	Yelementlar miqdori % hisobida
	Cu	Mg	Mp	Si	Fe	Zn	Ni
D 1	3,8-4,8	0,4-0,8	0,4-0,8	0,7	0,7	0,3	01
D b	4,6-5,2	0,65 -1	0,5-1	0,5	0,5	0,3	0,1
D 16	3,8-4,5	1,2-1,8	0,3-0,9	0,5	0,5	0,3	0,1

Alyuminiyning quymakorlikda ishlatiladigan qotishmalari.
Quymachilikda ishlatiladigan qotishmalar tarkibida deformasiyalanadigan alyuminiyning tarkibidek faqat legirlovchi elementlar 9-13% gacha bo’ladi. Bu qotishmalarni ko’p ishlatiladigani alyuminiy kremniy (Al+Si) bilan bo’lgan qotishmasi. Unga SILUMINlar deb aytiladi. Quymada ishlatiladigan qotishmalar ko’proq murakkab shakldagi quyma detallarni olishda ishlatiladi. Hozirgi vaqtda deyarli 35 xil quymada ishlatiladigan alyuminiy qotishmalari bor, ular AL harfi bilan belgilanadi. Ximiyaviy tarkibiga qarab 5 gruppaga bo’linadi.
Misol, alyuminiy kremniy bilan (AL2, AL4, AL9) yoki alyuminiy magniy bilan (AL8, AL 13, AL22 va boshqa) harflarning ohiridagi raqam qotishmaning shartli tartibini ko’rsatadi.
Bu qotishmalar yuqori mexanik va quymachilikdagi xususiyati, ya’ni suyuq holda – suyuqokuvchanlik, kam kengayish va torayish koefisientiga, yaxshi mexanik xossaga ega bo’ladi. Alyuminiy va magniy asosidagi qotishmalar yaxshi mexanik xususiyatga ega bo’lib, yaxshi kesib ishlanadi.
Alyuminiy qotishmalari qaysi usulda quyilishi va termik ishlovi katta axamiyatga ega. Agarda qotishma tez sovitilsa mustahkamligi oshib boradi. S’Huning uchun metall qolipga quyilgan alyuminiy qotishmasi yuqori mexanik xususiyatga ega bo’ladi, chunki qum bilan erga quyilgan qotishma sovishi kokelga nisbatan sekin bo’ladi. Agarda alyuminiyning markalarida ZM, BM, KM, K, D, 3, V bo’lsa, ular qaysi usulda quyilganligini ko’rsatadi. 3 - qum va er, V - eruvchi model yordamida, K - kokel’, D - bosim, M -modifikasiyalangan.
Quyma alyuminiy qotishmalari deformasiyalanganga nisbatan yirik donachalaridan iborat bo’ladi va ularning termik ishlovini aniqlovchi omil bo’lib hisoblanadi. Siluminlarni toblash uchun 520-540°C qizdirib uzoq vaqt (5-10 soat) ushlab turiladi, natijada tarkibidagi aralashmalar eriydi. Sun’iy usulda eskirtirilganda 150-180°C da 10-20 soat davom etadi.
Mexanik xususiyatni yaxshilash uchun siluminni tarkibida 5% dan oshiq kremniy bo’lsa natriy bilan modifikasiyalanadi.
Buning uchun eritmaga umumiy xajmdan 1-3% natriy tuzi (2/3NaF+1/3 NaCl) qotishmalar tarkibiga kiritiladi.
Natijada kristallanish temperatukrasi pasayadi va uning donachasi maydalanadi
Magniy va titan ishlab chiqarish usullari
Magniy va uning qotishmalari. Magniy Техникаda ishlatiladigan barcha rangli metallar ichida engil metal bo’lib, uning solishtirma og’irligi 1,640 kg/m³, erish temperaturasi 680°C . Техникаda ishlatidigan toza magniy past, cho’ziluvchanlikka, issiqlik va elektr o’tkazuvchanlikka ega.
Magniy olishda ko’proq karnallit ishlatiladi (MgCl₂ KC1 6H₂O) magnizit (MgSOz) dolmit (SaSOz MgSOz) va ba’zi sanoatlardagi chiqindilar bunga misol bo’lib, titan olingandan qolgan chiqindi kiradi.
Mexanik xususiyatini yaxshilash uchun magniyga alyuminiy, kremniy, marganes, toriy, seriy, rux, sirkoniylar qo’shiladi.
Техникаda ishlatiladigan toza magniy 99,8-99,9% bo’ladi.
Xususiyati va ishlatilishi. Magniy detalini olinishga qarab quymakorlik va deformasiyalanadiganga bo’linadi.
Quymakorlikda magniylik qotishmalar (GOST 2856-68) bo’yicha ishlatiladi. Ularni ML-harflari va raqamlari bilan belgilanadi, bunda raqamlar qotishmani tartib nomerini ko’rsatadi. Masalan, ML5
Magniylik quymalarni toblab eskirtirish ham mumkin bo’ladi.
Magniylik qotishmalardan yuqori kuchlanishga bardosh beruvchi detallar, aviasiyada, mashinasozlikda karter ferma va boshqa detallar tayyorlanadi.
Deformasiyalanadigan magniyli qotishmalar /GOST14957-76/.
Ulardan ko’proq xalq xo’jaligi uchun xom ashyo tayyorlanadi (varaqa, lenta, truba va turli shakldagi prokatlar).
Bu qotishmalar quyidagicha markalanadi: MA, ketidagi raqamlar tartib nomerini ko’rsatadi, masalan, MA5. Qotishmalar aviasiyada ishlatiladigan detal olishda qo’llaniladi. Kam korroziyaga bardoshli xususiyatga ega bo’lgani uchun bu qotishmalardan tayyorlangan detallar oksidlanib, so’ngra yuzasi lak bilan qoplanadi.
NAZORAT SAVOLLARI:
1. Sanoatda rangli metallarni o’rni.
2. Mis, alyuminiy, magni va titan qotishmalarini olish usullarini izoxlang
3. Rangli metallarni xossa va xususiyatlarini izoxlang.


Adabiyotlar
1. Арзамасов В.Б., Черепахин А.А. и др.., Технология конструкционных материалов. Учебниk.- M.: 2008 – 284 с.
2. A.A. Дальский «Технология конструкционных материалов». Учебниие пособие.- M.: Техника 2008 – 300 s.
3.2. William D. Callister, Jr., David G. Rethwisch. Materials science and engineering /Wiley and Sons. UK, 2014. – 896b
4. V.A. Mirboboev «Konstruksion materiallar texnologiyasi», Darslik, T.:O’zbekiston. 2004 -532 bet.