Болаттар классификациясы

Ерекшеліктері

Ерте заманнан адам баласының өмір тіршілігіне қажетті материалдардың қатарына кең және көп қолданылатын металдардың орны әрқашан ерекше болған. Бүған гректердің адамзат тарихын замандардың аттарына (алтын, күміс, қола, темір ғасырларын) сәйкес бөлуі және археологиялық қазбаларда табылған металл бүйымдары (соғылған мыс әшекейлері, ауыл шаруашылық қүрал-сайманы), сонымен бірге, қазіргі заман техникаларында металдардың және қорытпалардың жаппай қолданылуы дәлел бола алады. Мүның себебі металдардың басқа материалдарға қарағанда көп жағдайда өзгермейтін пайдалы ерекше қасиеттеріне байланысты. Металдар - конструкциялық материалдардың сыныптары ретінде ерекше сипаттаушы қасиеттердің атауына ие:

• «Металл жарқылы» (жақсы шағылыстырғыштық қабілеті);

• Пластикалық иілімділігі;

• Жоғары жылу өткізгіштігі;

• Жоғары электр өткізгіштігі.

Осы қасиеттері металдар қүрылымдарының ерекшеліктерін ескертеді. Металдың күйінің теориясына сәйкес, металл дүрыс зарядталған түйіндерден (ядролардан) қүрылып, оның орбиталары арқылы электрондарға айналатын зат. Соңғы деңгейдегі электрондардың саны аз және олар түйінмен әлсіз байланыста. Бүл электрондар металл көлемінің барлық жерінде орналасу мүмкіншілігіне ие, демек атомдардың бүтін жиынтығына жатады. Сайып келгенде, «электрондық газдың» болуымен пластикалық, жылу өткізгіштік және электр өткізгіштік жағдайлары қамтамасыз етіледі.

Барлық металдар, әдеттегі шарттарда қата бастаганда, кристалдық зат ретінде сипатталып, яғни олардағы атомдар орналасуы айқын ретпен - мерзімділікпен, әртүрлі бағыттармен, сол сияқты әртүрлі жазықтықтармен сипатталады. Бүл дегеніміз кристалдық тор ретіндегі үғымды береді. Басқаша айтқанда, кристалдық тор - кеңістік қүрайтын тор, әр түйіндерде қатты зат қүраушы кішкентай бөлшектер орналасқан.

Элементарлық ұя - атомдардың аз сандары бар, қайта-қайта тасымалдаумен кеңістікте барлық кристалды салуға болатын көлемнің бөлігі.

Элементарлық үя кристалл қүрылымдарының ерекшеліктері туралы сипаттама береді. Кристалдың негізгі параметрлері төменгідей:

- элементарлық үяның қабырғаларының өлшемдері. а, Ь, с – тор кезеңдері - жақын орналасқан атомдардың орталарының ара қашықтықтары. Бір бағытта қатал айқын іркіледі.

- үйлестік сан (К), тордағы атомдардың жақын арасының бірдей арақашықтығында орналасқан атомдардың санын көрсетеді.

- тордың бір элементарлық үясына келетін атомдардың саны торнегізі (базисі) деп аталады.

- кристалдық тордағы атомдардың орам тығыздығы - атомдармен толған көлем, шартты түрде қатты шарлар сияқты қаралатын. Оны атомдармен толған көлемнің, үя көлеміне қатынасы арқылы анықтайды. (көлемді - ортаға келтірілген кубтық торлар үшін -0,68, қырлы - ортаға келтірілген кубтық торлар үшін -0,74).

-

1 –көлеміне центрленген куб торы, (ОЦК); 2 – қабырғаға центрленген куб торы, (ГЦК); 3 – гексагоналды тығыздалған тор, (ГПУ).

1 – сурет. Элементарлық ұяшықтар

 

Дене қасиеттері қайта қүрылған атомдардың табиғатына және сол атомдардың өзара әсер ету күшіне байланысты болады. Атомдардың аралық тартылыс күштері олардың ара қашықтықтарына тәуелді анықталады. Аморфты денелерде атомдар тәртіпсіз орналасқандықтан, кеңістігінде атомдардың ара қашықтығы әртүрлі бағыттарда бірдей, демек қасиеттері де бірдей болады, яғни аморфтыденелер изотропты болады.

Кристалдық денелерде кеңістікте атомдар дүрыс орналасады,атомдардың ара қашықтықғы әртүрлі бағыттарда бірдей емес және олардың тартылыс күштері бірдей емес, сондықтан қасиеттері бірдей болмайды. Қасиеттердің бағыттарға тәуелділігі анизотропия деп аталады.

Анизотропия қүбылысын түсіну үшін кристалдағы кристаллографиялық жазықтықтары мене кристаллографиялық бағыттарын бөлу қажет. Кристалдық тор түйіндері арқылы өтетін жазықтық, кристаллографиялық жазықтық деп аталады. Кристалдық тор түйіндері арқылы өтетін түзу кристалло-графиялық бағыт деп аталады.

Сыртқы әсерлерге байланысты (қысым, температура) кейбір металдардың әртүрлі кристалдық түрде болу қабілеттілігі аллотропиялығы немесе полиморфтығы деп аталады. Тордың әрбір түрі өзімен аллотропиялық түр өзгеру немесе модификациялану болып есептелінеді. Температураға тәуелділіктен аллотропиялық түр өзгеру үлгісіне темір жатады (Ғе).

Түрақты температурада бір модификациядан басқа түріне айналуы үдерісі күшті әсерлі жылулықпен жалғасады. Түр өзгертілген бөлшектерде, металдың негізгі белгілерінің көрсеткіші түрінде грек әліпбиінің әріптерімен белгіленеді.

Қысымның өзгеру салдарынан аллотропиялық түр өзгерудің үлгісі көміртегі болып табылады: төменгі қысымның әсерінен графит қүрылады, ал жоғарғы қысымнан - алмас. Полиморфтық қүбылысты қолданып, термиялық өвдеудің көмегіарқылы қорытпаларды беріктендіруге және жүмсартуға болады.

Кейбір металдар магниттік өріс әрекетінің салдарынан магниттеледі. Магниттік өріс алғаннан кейін де олар қалдық магниттікке ие болады. Бүл қүбылыс темірде алғашқы рет табылған және ферромагниттік деп аталды. Ферромагниктерге темір, кобальт, никель және басқа металдар жатады. Қыздыру салдарынан металдардың ферромагниттік қасиеттері бірте-бірте азаяды: басында әлсіз, содан соң өте көп және белгілі темрературада (Кюри нүктесі) жоғалады (темір үшін Кюри нүктесі - 768°С). Бүл температурадан жоғары болғанда металдар парамагнетиктер болады. Магниттікке айналулар кристалдық тордың немесе микроқүрылымның өзгеруіне емес, олар электрондар арасындағы өзара әсерлерінің қасиеттерінің өзгерулеріне байланысты.

2 Дәріс. Металдар мен қорытпалардың кристалдануы.

Кез келген зат үш агрегаттық күйде бола алады: қатты, сүйық, газ тәрізді. Егер жаңа шартты күйінің түрақты энергия қоры азырақ болса, бір күйден басқа түріне ауысуы мүмкін, Сыртқы шарттардың әртүрлі өзгеруінен, сүйық пен кристалдық күйдің бос энергиясы күрделі түрлі заңмен өзгереді.

Кристалдану үдерісі басталу үшін қажетті үдеріс жүйеге термодинамикалық пайдалы болып, жүйедегі бос энергияның азаюымен сүйемелденеді.

Сүйықтықтың кристалдануы тепе-теңдік температураларынан төмен суытуы тоңазытылуы деп аталып, тоңазыту дәрежесімен сипатталады (AT):

ΔT = Т_теор – Т_кр.

Тоңазыту дәрежесі металдың табиғатына, оның ластану дәрежесіне, (метал тазарақ болса, тоңазыту дәрежесі көбірек), салқындату жылдамдығына (суыту жылдамдығы жоғарырақ болса, тоңазыту дәрежесі көбірек) тәуелді болады.

Барлық кристалдық денелерді қыздырғанда қатты күйден сүйыққа ауысудың айқын шекарасы байқалады. Осындай шекара сүйық күйден қаттыға ауысу кезінде де болады. Кристалдану — бул суйық фазада кристалдық тор бөліктерінің пайда болу процесі және құрылган орталықтардан кристалдардың өсуі.

Жүйенің бос энергиясының аз мәнінде термодинамикалық түрақты күйде болғанда кристалдану басталады. Уақыт - температура координаталар жүйесінде металдың сүйық күйден кристалдық жағдайға өту үдерісін қисықпен бейнелеуге болады.

Т_теор - кристаллданудың теориялық температурасы;

Т_кр- кристаллданудың нақты температурасы.

2 - сурет. Таза металды суыту қисығы

 

Температураның баяу төмендеуімен металдың сүйық күй-жағдайында 1 нүктеге дейін суыту процесі жүреді. 1-2 аралығында жылу шығарумен жалғасқан кристалдану үдерісі жүреді, ол жасырын жылулы кристалдану деп аталады. Ол кеңістікке жылуын тарату арқылы орны толып, сондықтан температура түрақты болып қалады. 2 нүктеде кристалдану тоқтап, температура қайтадан төмендеп, металл қатты күй-жағдайда суытылады.

Металдардың кристалдану механизмі мен заңдылықтары

Сүйық металда температура лайықты төмендеуінің салдарынан кіші кристалдар - кристалдану орталықтары немесе дәндер қүрыла бастайды. Алдымен олардың өсуіне қажетті металдың бос энергиясы азаюы қажет, болмаған жағдайда дәндер еріп кетеді. Дәндердің еркін өсуіне қажетті ең аз өлшем сын өлшемі деп аталады, ал дән - түрақты.

 

3 - сурет. Қатты фазадагы дәндер өлшемдерінің

жуйе энергиясына тәуелділігі

Сүйық күй-жағдайдан кристалдық жағдайға өту сүйық пен кристалды бөлу беттерін қүруға арналған энергия шығындарын талап етеді. Кристалдану процесі жүзеге асады, егер де бөлу беттерін қүруға арналған энергиядан қатты күй-жағдайға өтуде көбірек жоғалтатын болса, қатты фазадағы дәндердің өлшеміне байланысты энергияның тәуелділігі 3 - суретте келтірілген.

Кристалдану орталықтары бастапқы фазада бір-бірінен байланыссыз кездейсоқ орындарда қүрылады. Басында кристалдар дүрыс түрлі болып, бірақ басқа кристалдармен қағысу және бітіп кетуіне байланысты түрі бүзылады. Оның өсуі қоректенуші ортаға еркін мүмкіншілігі бар бағыттарда жалғасады. Кристалдану біткеннен кейін поликристалды дене алынады.

Үсақ түйірлі қүрылым алу шарттары

Үсақ түйірлі қүрылым алудың тиімді шарттары төмендегідей болады: кристалдану орталықтарының саны барынша көп және кристалдардың өсуінің жылдамдығы аз болуы тиіс.

Кристалдану кезінде түйірлердің өлшемі, дайын кристалдану орталықтарының міндетін атқаратын ерімейтін қоспалардың кішкентай бөлшектерінің санына тәуелді болады - тотықтар, нитридтер, сульфидтер. Кішкентай бөлшектер көбірек болса, кристалданған металдардың түйірлері солғүрлым үсағырақ болады. Калыптардың қабырғаларының тегіс болмауы, кедір-бүдырлар металдың кристалдану жылдамдығын үлкейтеді. Сүйық металдарға бөгде заттарды (модификаторларды) қосып, үсақ түйірлі қүрылымды алуға болады. Оны модификациялау деп атайды. Әсер ететін механизмімен бөлінеді:

1. Сүйық металда ерімейтін заттар - қосымша кристалдану орталықтары ретінде алынады.

2.Металда еритін, өсіп түрған кристалдардың беттерін қоршап, олардың өсуіне кедергі болатын белсенді заттар.

Құйма металдың қүрылымы

Барынша көп тоңазыту шарттарында кристалдану қабықты аймақта жүреді. Кристалдану жылдамдығы кристалдану орталықтарының көп болуымен анықталады. Үсақ түйірлі қүрылым құрылады. Қабықты аумақ астында сүйық металл аз тоңазыту шарттарында орналасады. Орталықтардың саны шектеліп, кристалдану процесі олардың үлкен өлшемге дейін қарқынды өсуі арқылы іске асады Екінші аймақта кристалдардың өсуі бағытталған сипатта болады. Олар қалыптың қабырғаларына перпендикуляр өсіп ағаш тәрізді кристалдарды қүрайды. Олар дендриттер деп аталады. Дендриттер жылу шығу бағытына жақын бағытта өседі.

Құйма үш аймақтан түрады:

1. Үсақ кристалды қабықты аймақ;

2. Бағана тәрізді кристалдар аймағы;

3. Ірі тең ості кристалдардың ішкі аймағы.

 

 

4 - сурет. Құйма болат нобайы

 

5 - сурет. Д.К. Черновтың дендрит нобайы

 

Кристалданбаған металдардан жылу шығуы құманың ортасында әртүрлі бағыттарда теңеседі, орталық аймақта кездейсоқ бағытталған ірі дендриттер қүрылады. Кристалдану барысында бағана тәрізді кристалдар аймағы тоғысады, бүл қүбылыс транскристалдану деп аталады.

3 Дәріс. Металдардың механикалық қасиеттері

Механикалық қасиеттер – бұл, пайдалану шарты мен оның анықталған жағдайында түсетiн күштердiң әсерi арқылы материалдың күйiн анықтайтын қасиетi. Сынайтын материалда пайда болатын кернеулi күйдiң сипатына және күш түсiру шарттарына байланысты механикалық сынаулардың бiрнеше түрлерi болады:

- статикалық сынау (үлгiге күш баяу қойылады да бiркелкi өседi): созып сынау, сығып сынау, бұрап сынау, қаттылыққа сынау;

- динамикалық сынау (күш соққымен және үлкен жылдамдықпен әсер етедi): соққы созылу, соққы ию;

- циклдік сынау (айнымалы күш түсiргенде): жию, ию немесе бұрау.

Статикалық сынаудағы механикалық қасиеттерi. Осы сынау нәтижесiнде

алынған күш-ұзару (Р -D l) координаттары кернеу-деформация (s-e) диаграммасымен ауыстырылады.

Сурет 6 -Машинадан алынған Сурет 7– Созу созу диаграммасы: P-Dl координаттарда диаграммасы: s -e координаттарда салынған салынған

Қаттылыққа сынау арқылы НВ, HRC, HRB, HRA, HV шамаларын анықтайды.

Металдармен қорытпалардың қосылыстарының Бриннелль, Роквелл және Виккерс әдістері бойынша қаттылығын анықтау

Металл қаттылығын анықтауда бірнеше тәсіл қолданылады. Өндірісте және ғылыми-зерттеу мекемелерде жиі қолданылатын ол Бринелль, Роквелл, Виккерс тәсілдері мен микроқаттылықты анықтау.

Бринелль тәсілі. Металға сыртқы дененің енуіне оның көрсететін қарсы әсер күшін қаттылық деп атайды. Бринелль әдісінде металдың қаттылығын оған шынықтырылған болат шарикті белгілі күшпен батыру арқылы анықтайды. Бринелль машинасы диаметрі 2,5; 5; 10 мм үш түрлі шарикпен жабдықталады.

Металдың қаттылығы мен қалыңдығына байланысты сәйкес шарикпен машинаға қойылған үлгіге күш түсіріліп, үлгі сол күштің әсерінде шамалы уақыт ұсталғаннан кейін алынады. Нәтижеде сыналған үлгінің бетінде шариктың таңбасы (ойық) қалады. Неғұрлым металл жұмсақ болса, солғұрлым үлгіге шарик тереңірек батырылады. Қаттылық үлгіге түсірілген күштің үлгіде қалдырылған таңбасының бет ауданына қатынасымен анықталады. Бринелль әдісі бойынша анықталған қаттылық НВ әріптерімен белгіленіп, келесі формула бойынша есептеліп шығарылады:

НВ = н/м²,

Мұнда Р – үлгіге түсірілген күш;

S – шариктің үлгідегі таңбасының ауданы.

 

Шариктің үлгідегі таңбасы шар сегменті болғандықтан, оның ауданы S = 2πRH болады,

Мұнда R – шариктің радиусы,

h – ойықтың тереңдігі,

π – пи саны.

 

Сурет 8 – Бринелль әдісі бойынша қаттылықты анықтау

 

Ойықтың тереңдігін (h) сегменттің диаметрімен (d) өрнектесек шар сегментінің ауданы мына формуламен анықталады:

S = .

 

Осы формуланы бастапқы формулаға қойсақ, Бриннелль бойынша қаттылықты анықтаудың техникада қолданылатын формула келіп шығады:

НВ = (н/м²).

 

Шарик металға түсірілген күштің шамасы да байланысты. Мысалы, қара металдар үшін күшпен шариктың диаметарінің арасындағы Р = 30D², қола, мыс, жез үшін Р = 10D², алюминий қорытпалары үшін Р = 2,5D² өрнегімен анықталады.

Роквелл әдісі. Сыналатын металл үлгісінің бетіне төбесіндегі бұрышы 2π/3 радианға (120°) тең, алмастан жасалған конус немесе диаметрі1,59 мм шынықтырылған болаттан жасалған шарик белгілі күшпен алдын ала және ақтық рет батырылады. Алдын ала батырғанда үлгіге әсер ететін күштің шамасы Р₁ = 100 Н, ақтық рет алмас конус батырғанда Р₂ = 1500 Н (С шкаласы) немесе 600 Н (А шкаласы), ал шарикпен сынағанда Р₂ = 100 Н (В шкаласы) болады. Қаттылық (НR) Роквелл әдісі бойынша келесі формуламен анықталады:

HR = ,

 

Мұнда h₁, h₂ – Р₁, Р₂ күштерінің әсерінен конус немесе болат шариктың металға ену тереңдіктері (мм-мен алынған),

k - өлшемдігін көрсететін тұрақты сан (мм-мен алынған),

С – Роквелл машинасы шкаласының бір бөлімінің бағасы (0,002 мм).

 

Формуладан Роквелл әдісі бойынша анықталған қаттылық өлшемсіз сан екндігін білу қиын емес. Қаттылық Роквелл машинасының үш шкаласының бірімен анықталады. Роквелл әдісі бойынша анықталған қаттылық НR әріптерімен белгіленіп, R әрпінен соң қаттылық белгілі бір шкала әрпі қосылып жазылады: HRA, HRB, HRC (Роквелл машинасының А, В және С шкалаларына сәйкес).

Роквелл машинасында металды алмас конуспен немесе шынықтырылған шарикпен сынау металдың қаттылығына байланысты. Жұмсақ, аз көміртекті болаттардың қаттылығын болат шарикті металға 100 Н күшпен (В шкаласы), қатты және морттық қасиеті жоғары қорытпаларды алмас конусты металға 600 Н күшпен (А шкаласы), ал көп көміртекті шынықтырылған болаттың қаттылығын алмас конусты металға 1500 Н күшпен батыру арқылы (С шкаласы) анықтайды. Жұқа темір табақтарры мен беті термохимиялық өңдеуден өткен металдардың қаттылығын алдын ала 30 Н, ақтық рет 150, 250, 300Н күш түсіру арқылы анықтайды.

Виккерс әдісі. Бұл әдісте қарама-қарсы қырларының төбесіндегі 136°-қа тең, төрт қырлы алмастан жасалған пирамида үлгіге батырылады. Пирамида металдың қаттылығына, қалыңдығына, өлшеміне байланысты 50,100, 300, 500, 1000, 1200 Н-дық күшпен батырылады. Виккерс әдісінде де металдың қаттылығы оған түсірілген күштің таңба бетінің ауданына қатынасымен анықталады:

HV = (Н/м²),

мұнда Р – металға түсірілген күш, Н,

d – таңба диагоналінің ұзындығы,

α – пирамиданың төбесіндегі бұрыш.

 

Динамикалық сынаудағы анықтайтын механикалық қасиеттер: соққы

тұтқырлығы (КС, КСV, KCU, KCT) және суықтықта сынғыштық шегi.

Соққы тұтқырлығы былай есептеледi: KC=A/F₀, мұндағы А – деформация мен бұзылудың жұмысы; F ₀ – көлденен қимасының ауданы. Өлшем бiрлiгi – Дж/м² » 10кгс×м/см²; Дж/см² » 0,1кгс×м/см². Соққы тұтқырлығы металдың морт сынғыштыққа бейiмдiлiгiн сипаттайды.

Динамикалық сынау арқылы екi маңызды байланыстарды анықтайды:

Т _морт және Т _тұтқ температуралардың аралығы – суықтықта сынғыштық шегi деп аталады. Ол төменгi температураға тең болса, морт сынғыштыққа бейiмдiлiгiнiң мүмкiндiгi жоғары болады. Бiрақ бұл сипаттамасы металдардың тұрақтысы емес, ол құрамға, қоспалардың құрамына, сынау шарттарына тәуелдi.

Циклдық (қажу) сынау арқылы материалдың төзiмдiлiгi (s_R) анықталады. Металдың циклды күшке кедергiсi оның статикалық күшке кедергiсiнен өзгеше. Детальдың бұзылуына керектi кернеу, циклдың саны өскен сайын азаяды да анықталған цикл саны, берiктiктiң статикалық шегiн 1/3-ден 3/5-ке дейiн құрайтын шамаға дейiн төмендетедi. Қойылатын кернеудiң максимал шамасы бұзылуға қажет цикл саны арасындағы қатынас тәуелдiлiгiмен айқындалады.

Деформацияланған металдың құрылымы мен қасиеттерiне қыздырудың әсерi. Пластикалық деформация металды құрылымы тұрақсыз күйге әкеледi (тойтарма). Шамалы ғана қыздырудың өзi (мысалы Fe үшiн 300-400°С) дислокоациялардың өзара жойылуымен iшкi кернеулердiң азаю нәтижесiнде, олардың кескiнi бұзылады. Бұл процестi қайту немесе тынығу деп атайды. Нәтижесiнде қаттылық пен берiктiк азаяды (20-30%-ға), ал созылымдылық арта түседi.

Тынығумен бiрге полигонизация процесi бiрге жүруi мүмкiн. Полигонизация – түйiршiк iшiндегi ретсiз орналасқан дислокациялар бiр қатарға орналасып, қуысты, құрылысты құрайтын дислокациялар жиналады.

Өте жоғары температураларда қайта кристалдану процесi өтедi. Ал жаңа түйiршiктердiң пайда болу процесi былайша түзiледi: Т _{қ. крист.}= a Т _балқу, мұндағы a - коэффициентi, металдың тазалығына байланысты. Металл тазалығы жоғары болған сайын, соғұрлым Т _{қ.крист} төмен болады. Жай техникалық таза металдарда a = 0,3¸0,4. Қорытпаларда қайта кристалдану температурасы таза металдардың қайта кристалдану температурасынан жоғары және 0,8 Т _балқу. Өте таза металдарда 0,1¸0,2 Т _балқу жетуі мүмкiн. Қайта кристалданудан кейiн металдың құралымы мен оның қасиеттерi деформацияға дейiнгi күйдегiдей болады. Мысалы: Fe үшiн Т _{қ. крист.}= 450°С; Cu металл үшiн Т _{қ. крист.}= 270°С; Al үшiн Т _{қ. крист.}= 50°С; Zn металл үшiн Т _{қ. крист.}= 20°С.

Қайта кристалдану температурасы деформацияның дәрежесiне байланысты. Неғұрлым деформация дәрежесi үлкен болса, яғни құрылым қателерi көп болса, соғұрлым ол тұрақсыз және қайта кристалдану процесi жеңiлденедi, қайта кристалдану температурасы азаяды.

 

4 Дәріс тақырыбы. Қорытпалар және олардың тұрлері. Екі компонентті күй диаграммалар.

Екі немесе одан көп белшектерді балқыту арқылы алынған зат қорытпа деген үғымды береді. Қорытпаларды даярлаудың басқа тәсілдері болуы мүмкін: пісіру, электролиздік, қысу. Бүл жағдайлардан алынған заттар жалған қорытпа деп аталады. Тек металл бөлшектерінен даярланған қорытпа және металл қасиеттеріне ие металдық қорытпалар деп аталады. Қүрамы және өңдеу әдісіне қарай өзгеретін, өзгермелі кешенді қасиеттерге ие қорытпалар болады.

Жүйе - бақылауға және зерттеуге арналған денелерден бөлінген топ. Металтану металдар және металл қорытпалардың жүйелерін қамтиды. Таза металл қарапайым бір компонентті жүйе, ал қорытпаның қүрылымы екі және көбірек компоненттерден түруына байланысты күрделі жүйе деп аталады.

Затты құрастырушы — жүйені құрушы болып есептелінеді. құраушылар зерттелетін температура аралығында құрама бөлімдерінде қатыспаған таза заттар және химиялық қосылыстар болады.

Фаза - жүйеніц біркелкі бөлігі, беттік бөлімдегі жүйелерде басқа бөліктерден жеке, осы арқылы өткенде құрылымы мен қасиеттері тез өзгереді.

Варианттылығы (С)(бостандық дәрежелерінің саны) - бүл ішкі және сыртқы әсерлердің саны (температура, қысым, концентрация), жүйедеі фазалардың санын өзгертпей өзгертуге болады.

Егер варианттылығы С = 1 (көпварианты жүйе), фазалардың саны өзгермейтін кейбір шектерде бір факторларын өзгерту мүмкін. Егер варианттылығы С = 0 (нонварианты жүйе), жүйедегі фазалардың санын өзгертпей, сыртқы әсерлерді өзгертуге болмайды.

Қүраушылар саны (Қ) мен фазалардың саны (Ф) және жүйенің варианттылығы (С) аралығында математикалық байланыс болады. Бүл фазалардың ережесі немесе Гиббс заңы.

С = К - Ф + 2

Егер барлық айналулар түрақты қысымда болатын болса, онда сан өзгергіштері азаяды:

С = К - Ф + 1

Мүнда: С - бостандық дәрежелерінің саны, Қ – қүраушылардың саны, Ф - фазалардың саны, 1- температураның өзгеру мүмкіншілігін ескеретін сан.

 

Металл қорытпаларының қүрылымы, қорытпа қүрамына қандай қүраушылар әрекеттестікке кіретініне тәуелді болады. Дәлірек барлық металдар сүйық күйде бір-бірімен және кез келген мөлшерде ерінтінді күйіне түсе алады. Қорытпалар қүрылу кезінде олардың қатаюы барысында оны қоспалаушылар әртүрлі әрекеттстікте болуы мүмкін.

Қоспалаушылардың әрекеттестік сипаттамасына байланысты қорытпалар төменгідей белінеді:

1. Механикалық қоспасы;

2. Химиялық қосылыс;

3. Қатты ерітінділер.

Механикалық қоспа қорытпалары оны қоспалаушылар қатты күй-жағдайда өзара сруге қабілетті емес және химиялық реакция арқылы қосылуға кірмейтін жағдайда қүрылады. Бөлшектер арасындағы қүрылым мен қасиеттерінің маңызды айырмашылығы болғанда, егер біркелкі атомдар арасындағы тартылыс күші ортектілерге қарағанда көбірек артық болса қүрылады. Қоспалаушылардың қүрамындағы кристалдардан қорытпа түзеледі. Қорытпаларда оны қүраушылардың кристалдық торлары сақталады. Егер әртекті атомдар арасындағы тартылыс күші біртекті атомдар арасындағыдан көбірек артық болған жағдайда, химиялық қосылған қорытпалар бөлшектер арасындағы қүрылым мен қасиеттері маңызды айырмашылығы болғанда қүрылады.

Күй-жағдай диаграммасы

Кез келген қорытпалардың концентрация мен температурасына тәуелділіктегі жүйеде сипатталатын күй-жағдайларын графикалық бейнелеу арқылы куйінің диаграммасын береді (5.5 - сурет)

Сурет 9 – Қатты күйдегі компоненттердің шектелмеген ерігіштігіндегі цорытпалар куйініц диаграммасы (а); үлгідегі қорытпалардың салқындату сызықтары (б)

 

Сурет 10 - Ерігіштігі болмаған қатты күйдегі компонентті қорытпалар күйінің диаграммасы (а) және қорытпалардың салқындату сызықтары (б)

Сурет 11 - Қатты күйдегі компоненттерінің шек қойылган ерігіштіктегі қорытпалардық күйінің диаграммасы (а) және ерекше қорытпалардың салқындату сызықтары (б)

Сурет 12 - Компоненттер химиялық қосылыстарды құрастыратын қорытпалардың күйінің диаграммасы

Сурет 13 - Қатты күйдегі фазалық айналуда сыналатын қорытпалар күйінің диаграммасы (а) және қорытпаның салқындатуының қисық сызығы (б)

Сурет 14 - Үлгі күйдегі диаграммалар мен қорытпалар қасиеттерінің арасындағы байланыс

 

5 дәріс тақырыбы. Темір көміртекті күй диаграммасы. Темір негізіндегі қорытпалар.

Металл қорытпалардың күй диаграммаларының ішінде темір – көміртегі күй диаграммасының үлкен маңызы бар. Өйткені, техникада металды материалдардың ішінде көміртекті темір қорытпалары аса кең қолданылады.

Темір – көміртекті қорытпалардың күй диаграммасының екі түрі бар: темір – темір карбиді (Ғе₃С) системасындағы түрленулерді сипаттайтын түрі тұрақсыз және темір – графит системасындағы түрленулерді сипаттайтын түрі тұрақты деп аталады.

Барлық аз көміртекті қорытпалар үшін кристалдану кезіндегі түрленулер тұрақсыз диаграмма бойынша жүреді. Жоғары көміртекті қорытпаларда алғашқы кристалдану кезіндегі түрленулер көбіне тұрақты диаграмма бойынша, ал одан әрі қатты күйде суыту барысында тұрақсыз диаграммамен өтеді.

Қорытпалардың басым көпшілігі үшін түрленулер темір – темір карбиді күй диаграммасы бойынша өтетіндіктен, бұл күйдің маңызы айрықша деп есептелінеді. Өйткені, темір карбиді цементит (Fe₃C) түрінде болғандықтан, темір-көміртекті қорытпалардың тұрақсыз диаграммасын темір – цементит (Fe – Fe₃C) күй диаграммасы деп атауға болады.

Темір көміртекті қорытпаларының компоненттері мен фазалары. Темір мен көміртегі – полиморфты элементтер. Темір периодтық системаның VIII группасына жатады. Темірдің атомдық нөмірі 26, атомдық салмағы 55,85; ферромагнитті ауыспалы металл. Балқу температурасы 1539 °С. Темірдің екі аллотропиялық модификациясы бар.

Техникалық темірдің құрамында С, Mn, Si, S, H, P, O, N, Cu, Cr, Ni сияқты әртүрлі табиғи қоспалар кездеседі. Бұл қоспалар темірдің құрамында қорыту кезінде рудадан, отыннан, ауадан өтеді. Құрамы 99,9% темір қалғаны 0,1% қоспалары техникалық темірдің қаттылығы НВ900 МПа.

Көміртегі периодтық системаның IV тобына жатады да, оның графит және алмас болып келетін екі модификациясы болады. Қалыпты жағдайда графит тұрақты болып келеді, ал алмас оның тұрақсыз модификациясы болып саналады. Қысым мен температура жоғары болған кезде синтетикалық алмас алуға пайдаланылатын алмас тұрақты болып келеді. Фаза көміртекті темір қорытпаларында сұйық ерітінді, феррит, аустенит, цементтит және графит түріндегі бос көміртегі болып кездеседі.

Феррит – a – Fe – ге көміртегі енгізілген қатты ерітінді. Оның көлемге орталықтанған кубтық торы болады да, көміртектің ерігіштігі төмен болып келеді. Ферриттің төменгі және жоғары температуралы түрлері бар. Төменгі температуралы ферритте көміртектің шекті концентрациясы 0,02%, ал жоғары температуралы ферритте 0,1% болады. Феррит – жұмсақ, пластикалық фаза.

Аустенит – g–Fe көміртегі ендірілген қатты ерітінді. Оның атомаралық саңылаулары көлемге орталықтан кубтық торымен салыстырғанда 2 есе үлкен келеді, әрі қырға орталықтанған кубтық торы болады. g–Fe–де көміртегінің ерігіштігі жоғары, ол 2,14% жетеді.

Цементит – темірдің көміртегімен химиялық қосылысы (Fe₃C). Оның құрамында 6,67%C және атомдары тығыз орналасқан күрделі ромбылық торы болады. Қалыпты жағдайда цементит қатты және морт болады.

Графит – бұл темір–көміртекті қорытпаларында көміртегінің еркін күйде болуы. Оның гексагональдық кристалдық торы болады

 

Темір-цементит (метатұрақты тепе – тең) күй диаграммасы

Темір–цементит күй диаграммасының жалпы сипаттамасы. Темір–цементит күй диаграммасы (сурет) қорытпа концентрациясының таза темірден цементитке дейінге түрленуі мен фазалық құрамын сипаттайды.

 

15 – сурет. Темір – цементит (Ғе - Ғе₃С) күй диаграммасы

Аустенит пен цементиттің эвтектикалық қоспасы ледебурит (4,3%C), ал феррит пен цементиттің эвтектоидты қоспасы – перлит (0,8%C) деп аталады.

Құрамында 0,02 – ден 0,8 % С бар болаттарды эвтектоидқа дейінгі болаттар деп атайды. Онда жоғарыда айтылғандай кристалданудан кейін тек аустениттен тұратын құрылым түрленуге ұшырап, екі фазалы құрылымға ыдырайды, яғни феррит пен перлиттен тұрады (А → Ф + П).

Эвтектоидты түрлену тұрақты температурада жүреді (727°С). Құрамында 0,8 %С бар құрылым эвтектоидтық деп аталады. Мұнда 727°С температурада болаттағы барлық аустенит перлитке түрленеді.

Құрамында 0,8 – ден 2,14 % С болаттарды эвтектоидтан кейінгі деп атайды. SЕ сызығының жоғары бұл қорытпаларда тек аустенит болады.

Көміртекті темір қорытпалары екі топқа: құрамында 2,14% дейін көміртегі болуын болат деп, ал 2,14% астам көміртегінің болуын шойын деп атайды.

Teмip – графит жүйесiнде эвтек­тика 1153°С – да түзіледi Оның құрамында 4,26% С болады және аустенит пен графиттен тұрады. Бұл графитті эвтектика деп аталады.

Көміртегінің мөлшері 2,14% – ке дейін болатын көміртекті темір қорытпаларын болаттар деп атайды. Құрамында темір мен көміртегіден басқа да қоспалар кездеседі: Mn, Si, S, H, P, O, N – технологиясына байланысты болады, ал Cu, Cr, Ni және т.б. элементтер – кездейсоқ қоспалар болады.

Шойындар құрылымына байланысты шойындар: ақ, сұр, аса берік және соғылымды болып бөлінеді.

Ақ шойындар эвтектикаға дейінгі (2,14–4,3%), эвтектикалық (4,3%) және эвтектикадан кейінгі (4,3–6,67%) болып бөлінеді.

Сұр шойын: құрамындағы көміртегі темірмен механикалық қоспа – пластиналы графит түрінде болады. Сұр шойын – техникалық шойын болып табылады. Оның құрамында 1,2 – 3,5% Si бар.

Соғылымды шойынның тұтқырлығы жоғары. Соғылымды шойын құйма күйінде ақ шойындар қатарына жатады. Құрамындағы темірдің карбидін бөліп, бос графит алу үшін термиялық өңдеуден өткізеді.

Аса берік шойын – магниймен және цериймен модификациялаумен алады. Беріктігі жоғары шойынның құрылымы сұр шойын сияқты ферритті, феррит–перлитті, перлитті болып келеді.

6 дәріс тақырыбы. Металдарды термиялық өңдеу және оның түрлері.

Металдар мен металл қорытпаларының физика-химиялық қасиеттерін өзгерту үшін оларды термиялық әдіспен өңдейді. Термиялық өңдеудің кез келгені қыздыру, белгілі бір температурада ұстап тұру, суыту сияқты үш кезеңнен тұрады.

Металдың кыздыру температурасы мен суыну жылдамдығын өзгерту арқылы оның құрылымдық өзгеріс жылдамдығын арттыруға немесе кемітуге болады.

Термиялық өңдеудің түрлері. Термиялық өңдеудің барлық түрі бес топқа бөлінеді: 1) Бірінші тектік қыздырып өңдеу; 2) Екінші тектік қыздырып өңдеу; 3) Шынықтыру; 4) Жұмсарту; 5) Химиялық – термиялық өңдеу.

 

Қыздырып өңдеу

Бірінші тектік қыздырып өңдеу болаттың бастапқы күйіне және оның температурасына байланысты гомогенизациялық қыздырып өңдеу, қайта кристалдануға қыздырып өңдеу және қалдық кернеуді жоюға қыздырып өңдеу деп бөлінеді.

Гомогенизациялық (диффузиялық) қыздырып өңдеу. Бұл түрін легірленген болаттардың морттық сынуына әкелуін жоғарлататын дендритті және ішкі кристалдық ликвацияны кеміту мақсатымен қолданады. Дендритті ликвация легірленген болаттардың пластикалылығы мен тұтқырлығын төмендетеді. Сондықтан тек кішкентай құймаларын ғана емес, ірі құймаларын да гомогенизациялық қыздырып өңдеуге ұшыратады. Гомогенизациялық күйдіруде температура өте жоғары (1100 – 1200 °С) болады, өйткені тек осы жағдайда болаттың бөлек көлеміндегі құрамын теңестіретін толық диффузиялық процесс жүреді.

Екінші тектік қыздырып өңдеу (фазалық өзгерістер) болаттарды немесе нүктелерінен жоғары температураға дейін қыздырып, осы температуралда ұстап тұрып, содан соң өте жәй жылдамдықпен суыту нәтижесінен тепе – тең құрылымды күйге әкелетін фазалық түрленуді айтады.

Қыздырып өңдеудің мынандай түрлері бар: толық, изотермиялық, толық емес және төменгі.

Толық емес қыздырып өңдеу толықтан айырмашылығы, болатты төменірек температураға дейін ( нүктесінен азырақ жоғары) қыздырумен орындайды.

Болаттарды нормальдау. Фазалық қайта кристалдануға қыздырып өңдеу сияқты нормальдануға көбiне қысыммен ыстықтай өңделгеннен кейінгі конструкциялық болаттар және фасонды болат құймалар ұшырайды. Нормальдану күйдіруден негiзiнде суыну жағдайымен ерекшеленедi; А с₃ температурасынан 50—70°С жоғары болатын температураға дейiн қыздырғаннан кейiн болатты тынық ауада суытады.

Болаттарды шынықтыру кезіндегі жағдайлардың көпшілігінде қаттылығы өте жоғары болатын құрылым, яғни мартенситті құрылымнан тұрады. Қаттылықтары тең болған кезде мартенситті жұмсартудан алынған құрылымның механикалық қасиеттерінің кешені, аустениттің ыдырау нәтижесінде алынған құрылымдардың механикалық қасиеттерінің кешенінен жақсырақ болады.

Шынықтыру кезiндегi қыздыру температурасы. Қыздырып өңдеу шарттары бойынша шынықтыруды: толық шынықтыру және шала шынықтыру деп ажырату iсi қабылданған. Толық шынықтыру кезiнде болатты бiр фазалық аустениттiк күйге көшiредi, яғни оны А _С3 немесе А _ст межелiк температурасынан жоғары қыздырады, ал шала шынықтыруу кезiнде болат межелiк аралық – А _С1 және А _С3 (А _ст) арасындағы – температураларға дейiн қыздырылады. Шынықтырудан кейін мартенситтік құрылымға ие болады.

Болаттарды жұмсартудың тәжірибелік мақсаты әр түрлi болуы мүмкiн.

Көмiртектi және аз легiрленген болаттарды жұмсарту. Жұмсартуға қарсылық жасайтын жоғары кедергiсi (қызуға төзiмдiлiгі) жоқ болаттарға қолданылатын жұмсартуды, қыздыру температурасына байланысты: төменгi температуралы, орташа температуралы және жоғары температуралы жұмсарту деп атайды.

Төменгi температуралы жұмсарту шынықтырылған болатты 150–250°С температураға дейiн қыздыру арқылы жүзеге асырылады. 200–250°С жұмсарту температурасында қаттылық айрықша төмендейдi, бiрақ жұмсарған мартенситке тән жоғары мәнi сақталады.

Орташа температуралы жұмсарту шынықтырылған болатты 350–500°С температураға дейiн қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Осындай температураларда жұмсартуда жұмсартылған троостит түзiледi, бұл шынықтырылған болаттың қаттылығын елерлiктей төмендетуге әкеп соқтырады.

Жоғары температуралы жұмсарту шынықтырылған болатты 500–650°С температураға дейiн, ал А _С1 температурасын арттыратын және жұмсартуға қарсылық жасайтын кедергiнi айрықша арттыратын, құрамында легiрлеушi элементтер болатын болаттарды өте жоғары температураға дейiн қыздыру арқалы жүзеге асырылады. Осындай температураларда жұмсартылған сорбит құрылымы түзiледi.

Металды бөлшектердің беткі бөлігін сыртқы ортадан диффузиялау жолымен келген қайсы–бір элементпен қанықтыруға әкелетін технологиялық процестерді химиялық – термиялық өңдеу деп атайды.

Химиялық–термиялық өңдеудің мақсаты: тозуға төзімділігі мен қажуға беріктігін арттыру, электрохимиялық немесе газ коррозиясына қарсылық көрсететін кедергіні арттыру болып табылады.

Болаттарды цементтендіру б олатты бөлшектердің беткі қабатының көміртегімен диффузиялық аса қанығу процесін цементтендіру деп атайды.

Болаттарды нитроцементтендіру болатты бұйымдардың беткi қабатын көмiртегімен және азотпен қоса диффузиялық аса қанықтыруды нитроцементтендipy (циандау) деп атайды.

Болаттарды азоттау процесі 500–600⁰С температурада аммиак атмосферасында жүргізіледі. Бұл температурада аммиак мына: 2NH₃ = 2N + 3H₂ реакция бойынша ыдырайды. Оның нәтижесінде бөлінген азот атомы болаттың бетіне енеді. Азотталған болатын 200°С–қа дейін аммиак ағынында, сонан соң ауада қалыпты температураға дейін суытылады. Азотталған металл бетінің қалыңдығы 0,2–0,4 мм шамасында болады.

Диффузиялық металдау болаттар мен корытпалардың беткі қабатын хроммен, алюминиймен және басқа да металдармен, сондай-ақ кремниймен, бормен қанықтыруды беттiк диффузиялық легірлеу деп атайды.

Металдармен диффузиялық қанықтыруды кейде диффузиялық металдандыру деп те атайды. Хроммен, алюминиймен, кремниймен диффузияланған қорғаныш қабаттар, көбiне, болаттардың және жаңа техникада пайдаланылатын, қиын балқитын металдар негiзiнде қорытылатын қорытпалардың ыстыққа төзiмдiлiгiн артты­ру үшiн орындалады.

 

7 дәріс тақырыбы. Легірленген болаттар мен қорытпалар. Олардың классификациясы және маркалануы.

Легірлеуші әлементтер болаттың конструкциялық беріктігін арттыру үшін ендіріледі. Болаттың механикалык касиеттерін жаксарту - легірлеуші әлементтердің ферриттік қасиеттеріне, карбидтік фазаның дисперциялығына, жұмсарту кезіндегі мартенситтің тұрактылығына, болаттың шыңдалуына, онын түйіршіктерінің өлшеміне тигізетін әсерімен камтамасыз етілген.

Легірлеуші әлементтердің көпшілігі болат түйіршіктерін ұсақтайды, бұл жарықшақты дамыту жұмысын арттыруға және суыкқа сынғыштык таоалдырығын төмендетуге мүмкіндік туғызады.

Болаттар классификациясы

Болатты химиялық кұрамы, атқаратын қызметі, сапасы, тотықсыздандырудәрежесі және құрылымы бойынша былай жұпталады.

Химиялық құрамы бойынша болатты көміртегі және легірленген болатқа жүптайды. Көміртек концентрациясы бойыпша бұл екеуі де аз көміртекті (<0,3%С), орташа көміртекті (0,3-0,7%С) және жоғары көміртекті (>0,7%С) болатқа бөлінеді. Қүрамына енгізілген злементтеріне қарай легірленген болат хромды, марганецті, хром-никельді, хром-кремний-марганецті және басқа да көптеген болаттарға бөлінеді. Қүрамына енгізілген элементтердің мөлшеріне қарай оларды аз, орташа және жоғары легірленген болаттарға ажыратып бөледі. Аз легірленген болаттағы легірлеуші элементтердің мөлшері 2,5% аспайды, ал орташа легірленген болаттағы мөлшері 2,5%-10% дейін, жоғары легірленген болаттағысы 10% көбірек болады.

Атқаратын қызметі бойынша болат конструкциялық, аспаптық (құрал-саймандық) және ерекше қасиеті бар арнайы жұмсалатын болаттарға классификацияланады. Конструкциялық болат құрылыстык ғимараттарды, машиналар мен қондырғылардың белшектерін жасауға арналған болаттың ең кең тараған тобы болып есептелінеді. Олардың ішінен цементтендірілетін, жақсаратын, аса берік және рессорлы-серіппелі болаттарды атап корсетуге болады. Аспаптық болат кескіш және өлшеуіш аспаптарға, суықтай және ыстықтай болаттарға белінеді. Арнайы жұмсалатын болаттарға коррозияға төзімді (тоттанбайтын), қызуға төзімді, қызуға берік, электрлік-техникалық және басқа да болаттар жатады.

Сапасы бойынша болаттың сапасы кәдімгідей, сапалы, жоғары сапалы және ерекше жоғары сапалы болаттарға жүпталады.

Болаттың сапасы дегеніміз - оны өндірудің металлургиялық үрдісімен анықталынатын қасиеттерінің жиынтығы. Болаттың химиялық қүрамының, қүрылысы мен қасиеттерінің біртектестігі, сондай-ақ технологиялығы кобіне оның қүрамындағы газдарға (оттек, сутек, азот) және зиянды қоспаларға -күкірт пен фосфорға байланысты.

Тотықсыздандыру дәрежесі бойынша және қатаю сипаты бойынша болат тынық, жартылай тынық жэне қайнаған болаттарға классификацияланады.

Легірленген болатты тынык болаттан, ал көміртекті болатты тынык, жартылай тынық және қайнаған болаттардан өндіреді.

Құрылымы бойынша болат күйдірілген және нормальданған күйінде классификацияланады. Күйдірілген (тепе-теңдік) күйдегі болатты құрамына байланысты алты класқа бөледі: 1) эвтектоидтқа дейінгі (күрылымында артык феррит болатын); 2) эвтектоидтық (қүрылымы перлиттен түратын); 3) эвтектоидттан кейінгі (қүрылымында аустениттен бөлініп шығатын туынды карбид болатын); 4) ледебуриттік (күрамында алғашқы эвтектикалық карбид болатып); 5) аустенитті; 6) ферриттік болаттар.

Болаттарды маркалау

Сапасы кәдімгідей болаттардан басқа көміртекті болаттар көміртегінің молшері бойынша маркіленеді. Легірленген болаттың маркасы оның химиялык қүрамып белгілейтіи әріптер меп цифрлардың үйлесуінен қүралады. МЕСТ бойынша: хром -X, никель - Н, марганец - Г, кремний - С, молибден - М, вольфрам - В, титан - Т, ванадий - Ф, алюминий - Ю, мыс - Д, ниобий - Б, бор - Р, кобальт-К әріптерімен белгіленетіндігі қабылданған. Әріптерден кейін тұрған цифр легірлеуші элементтің шамамен алынған мөлшерін пайыз есебімен көрсетеді. Егер цифр жазылмаса, онда легірлеуші элемент бір пайыздан кем немесе соған жуык болады.

Конструкциялық легірленген болаттардағы марканың алдыңғы екі цифры көміртектің мөлшерін пайыздың жүздік үлесімен керсетеді. Мысалы, 20ХНЗА маркалы болатта орташа есеппен: 0,20% С, 1% Сr және 3% Nі болады. Маркасының соңындағы А әрпі болаттың жоғары сапалы екенін көрсетеді. Ерекше жогары сапалы болат маркасының соңында Ш әрпі болады (мысалы, 38ХГС-Ш).

Аспаптық болаттардағы марканың алдыңғы бір цифры кеміртектің мөлшерін пайыздың ондық үлесімен көрсетеді. Оларда 1% немесе онан көбірек көміртегі болғанда марканың бастапқы цифры жазылмайды. Мысалы, ХВ4 маркалы болатта 1% кебірек С, ~ 1% Сг және 4%W болады.

Таңбаларды ыкшамдау үшін күрделі легірленген болаттардың маркаларындағы бірқатар цифрлар да жазылмайды. Мысалы, 38Х2М10А маркалы болат 38ХМ10А деп белгіленеді.

Болаттардың кейбір топтарында қосымша белгілеулер болады: шарикті – подшипникті болаттар маркасы Ш әрпімен, тез кесуге арналған болаттар Р әрпімен. электротехникалық болаттар Э әрпімен, магниттік қатты болаттар А әрпімен, автоматтық болаттар А әрпімен басталады. "Электросталь" зауыты қорытып шығаратын, стандартсыз легірленген болаттар сол сияқты ЭИ (зерттелетін электрлік болат) немесе ЭП (П-сыналатын) әрпімен және рет санымен (мысалы, ЭИ415, ЭП716 т.с.с.) маркаланады. Өнеркәсіпте игерілгеннен кейін шартты белгілер болаттың шамамен алынған күрамын көрсететін маркаға алмастырылады.

Копструкциялық болаттар

Жауапты конструкцияларды, машиналар мен аспаптардың бөлшектерін жасау үшін қолданылатын конструкциялық болаттар мынандай талаптарды қанағаттандыруға тиіс:

1) жоғары конструкциялық беріктікке, яғни қызмет атқару жағдайына материалдардың үзақ әрі сенімді жүмысын камтамасыз ететін механикалық касиеттердің белгілі бір комплексіне ие болуға;

2) қысыммен және кесу арқылы жақсы еңделуге, жақсы пісірілуге, яғни техпологиялық қасиеті болуға тиіс.

Легірленген болаттар үшін оның күрамында мүмкіндігінше қымбат әрі тапшы легірлеуші элементтердің аз болуы да маңызды мәселе.

Конструкциялық беріктікті қамтамасыз ету талабы ең шешуші талап болып табылады.

Цементтендірлетін конструкциялық болаттар. Бүлардың қатарына азкөміртекті (0,1-0,3%С), аз және орташа легірленген болаттар, көміртекпен қаныққан, шыңдалған және төменгі температурада жүмсартылғаннан кейін олар өзегі түтқыр, бірақ айтарлықтай берік кезіндегі болат бетінің аса қаттылығын (НRС58 - 63) қамтамасыз етеді. Бүл болаттар тозып жүмыс атқаратын әрі айнымалы және соққы күштері түсетін машиналар мен аспаптардың бөлшектерін (тісті дөңгелектер, жұдырықша бөлшектер т.с.с.) жасауга арналған. Мұндай бөлшектердің жұмыс атқару қабілеті олардың беткі қабаты мен өзегінің қасиеттеріне байланысты болады. Беткі қабаттың қасиеті көміртек мөлшерімсн анықталады,

Жақсартылатын легірленген болаттар, Қүрамында 0,3-0