Пісіру ваннасының кристалдауы

Доғалы пісіру кезінде пісіру жігі пісіру ваннасының балқытылған металды кристалдауы тəсілмен қалыптасады. Кристалдау деп кристалдың сҧйықтан қатты кҥйге өтуі кезінде металл кристалдарының балқытпадан пайда болуы процесін атайды. Бҧл ретте пайда болатын металл кристалдары кристалит деп атайды.

Пісіру ваннасын шартты тҥрде екі аймаққа бөлу мҥмкін: алдыңғы (бас) жəне артқы (артқы). Алдыңғы бөлігінде доға жанады жəне металдың қыздыруы мен балқытуы өтеді, ал артқы жағында балқыманың салқындатуы мен кристалдануы өтеді. Жік пайда болу процесінде бастапқы жəне екіншілік кристалдануды

ажыратады. Бастапқы кристалдану деп бастапқы кристаллиттердің (тҥйірлердің) қҧрылуымен металдың сҧйық кҥйден қатты кҥйге тікелей өтуін айтады. Қатайған металдың салқындатуы кезінде болатын бастапқы кристаллиттердің тҥрлендіруі , олардағы қҧрылымдық өзгерістері екіншілік кристалдау деп атайды. Бастапқы кристалдау салқындау мен қатудың жоғары жылдамдықтар кезінде өтеді. Жылу пісіру ваннаны айналдыратын негізгі металға бөлінеді. Жалпы тҥрде кристалдау процесі екі кезеңнен тҧрады: кристалдау

орталықтарының ( ҧрықтардың) қҧрылуы жəне осы орталықтардың өсуі, яғни кристаллиттердің қҧрылуы. Жік металының бастапқы кристалдану кезінде кристалдану орталықтары ретінде пісіру ваннасын айналдыратын негізгі талдың балқытылған тҥйірлердің беттері шығады. Бҧл ретте негізгі метал жəне жік металы арасында жалпы тҥйірлер қҧрылады. Негізгі металдың тҥйірлері арасындағы бөлімнің шартты бетін пісіру кезіндегі балқыту аймағы деп атайды.

Қату процесі кезінде балқытпада жаңа кристалдану орталықтары – қоспалардың баяу балқитын бөлшектері, тҥйірлердің сынықтары жəне т.б. пайда болуы мҥмкін.

Көпқабатты пісіру кезінде кристалдану орталықтары алдыңғы қабаттың өскен кристаллиттердің беттері болып табылады. Кристаллиттердің өсуі олардың беттеріне қоршаған балқымадан жекелеген атомдардың қосылуы нəтижесінде орын алады. Пішініне ж əне кристаллиттердің орналасуына байланысты қатайған жік металының қҧрылымында жік металының бағаналы жəне тҥйіршікті қҧрылымдарды ажыратады. Бағаналы қҧрылым кезінде кристаллиттер белгілі бір бағдарға ие – жылуды əкету бағытына қарсы бір бағытта созылған.

Жік металының тҥйіршікті қҧрылым кезінде кристаллиттер анық бағдарға ие емес, ал пішіні бойынша көп қырлы денеге ҧқсас. Осындай қҧрылым əдетте негізгі металға тəн, сондай-ақ, пісіру ваннасы ҥлкен болатын жəне балқыманы салқындатудың жылдамдығы төмен болатын жіктерде кездесуі мҥмкін. Сондықтан кристалданған металл жігі көпшілік жағдайда бағаналы қҧрылымға ие. Пісіру шарттарына байланысты бағаналы кристаллиттердің мөлшерлері кең шегінде өзгереді. Доғалық пісіру кезінде олардың көлденең қимадағы мөлшері əдетте 0,3...3,0 мм қҧрайды.

Пісіру ваннасы металының бастапқы кристалдануы ҥзілмелі сипатқа ие. Кристалдау басталғаннан кейін біраз уақыттан кейін металл балқытудың жасырын жылудың шығуына байланысты кристаллиттердің өсуінде тоқтау пайда болады. Жылуды бҧруына қарай өсу процесі келесі тоқтауға дейін қайтадан тездетіледі. Барлық ванналардың толық қатқанынша осылай қайталанады. Бҧның нəтижесінде пісірілген жіктер оларға тəн қабатты қҧрылымға ие (6.1-сурет). Ваннаның көлеміне жəне жылу бҧру жағдайларына байланысты кристалдану қабаттардың қалыңдығы оннан бір бөліктен бірнеше миллиметрге дейін болуы мҥмкін. Әр келесі қабаттың бағаналы кристаллитеттері

6.1-сурет. Пісіру ваннасында

балқытпаның кристалдану схемасы:

1 — кристалды қабаттар;

2 —өсу кристаллиттері;

3 —балқыту аймағы;

 4 — негізгі металл

алдыңғы қатардағы кристаллитдің жалғауы болып табылады. Нəтижесінде пайда болатын кристаллиттер қабаттан қабатқа өсіп шыққандай көрінеді.

Жік металында кристаллиттердің алынатын қҧрылымның жəне орналасудың сипаты пісіру ваннасының пішінімен жəне оны кристалдау схемасымен анықталады. Кристаллиттер балқыту шекарасына перпендикулярлы, жылу бҧрудың қарама-қарсы бағытында өседі. Пісіру ванналарын тар, терең балқытумен кристалдануы кезінде кристаллиттер қарсы жатқан қабырғалардан бір-бірінің алдынан өседі (6.2-сурет, а). Бҧл ретте кристалдану шебі алдында тҥрлі қоспалар жиналады. Нəтижесінде ваннадың қарама-қарсы жақтардан өсіп жатқан кристаллиттер шыңдарының тҥйісу орнында жік осі бойынша əртҥрлі қосулар орналасуы мҥмкін əлсірету аймағы пайда болады. Азғантай балқытуы бар кең пісіру ваннасының қатуы кезінде (6.2-сурет, б) кристалдану схемасы айтарлықтай ерекшеленеді – кристаллиттер шыңдарымен емес, бҥйір қырымен қосылады, ал кристалдану шебі алдында шоғырланған қоспалар жіктің бетіне қоқыс тҥрінде шығады. Осындай жіктер жарықтардың пайда болуына төзімді.

Кристалдану процесі кезінде ваннадың сҧйық металының қҧрамы ҥздіксіз өзгереді , сондықтан кристалданумен бірге онда кристалиттердің ішінде де, қатып қалған кристаллиттердің арасында жəне қалған сҧйық ерітіндіде де біртекті қҧрамға ҧмтылатын диффузиялық ҥдеріс дамиды. Алайда кристалиттердің баяулау болып табылатын өсу мен диффузия процестердің жылдамдығындағы айырмашылықтардың салдарынан қҧрамның толық теңестіруі орын алмайды. Бҧл пісірілетін жіктің элементтерін бөлу кезінде бірқалыпты еместіктің – жік металының химиялық əртектіліктің пайда болуына əкеледі. Макроскоптық жəне микроскоптық əртектіліктерді ажыратады. Макроскоптық əртектілік металдың жекелеген облыстарда жік қимасы бойынша (аймақтық ликвация/таратылуы) қҧрамдардың əртектілігімен сипатталады. Микроскоптық əртектілік кезінде

жеке кристаллиттердің шегінде (микроскоптық ликвация/таратылуы) металл қҧрамының əртектілігі байқалады

6.2-сурет. Пісіру ваннасының пішініне байланысты кристалдану схемасы: а — енсіз терең балқытумен; б— кең балқытудың аз тереңдігімен

Ликвация/таралудың арқасында жік металының химиялық əртектілігі қҧрылады. Жік металы қҧрылымының зерттеуі жəне талдауы көлденең жəне бойлық қималардың арнайы дайындалған тілімтастарда оның кристалдық қҧрылымының анықтау арқылы

жҥргізіледі. Бҧл ретте макроқҧрылымдарды жəне микроқҧрылымдарды ажыратады. Макроқұрылым деп тексеру кезінде қҧралсыз көзбен немесе ҥлкейткіш əйнек жəне бинокулярлы микроскоп арқылы шағын ҧлғайтулармен анықталатын жік металының қҧрылымын айтады. Бҧл ретте металдың жалпы сипатын (бағаналы, тҥйіршікті), пісірімнің пішінін, ақаулардың болуын (тесіктер, жарықтар, қосылыстар жəне т.б.) анықтау мҥмкін. Жік металының микроқҧрылымы ҧлғайтудың жоғары деңгейлі металграфикалық микроскоп көмегімен тілімтастарда анықталатын оның жіңішке қҧрылымын (кристаллиттердің қҧрылымы, ішкідендриттік ликвацияның жəне шағын ақаулардың болуы) сипаттайды.

Ұй тапсырма ЭЛЕКТР ДОҒАЛЫ ПІСІРУ 45-47 б.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров