С. А. Вологжанина, А. Ф. Иголкин материалтану оқУ ҚҰралы

4.3. 
Шойын
Шойынның түрлері. Темір мен көміртек қоспасының құрамында 2,14 % көміртек 
құрайтын қорытпа шойын деп аталады. Болатқа қарағанда шойынның құрамында көміртек 
анағұрлым жоғары, кристалдануын эвтетика пайда болғанда тоқтатады, пластикалық пішін 
өзгерісіне ұшырауы төменірек жəне құйылу қасиеті жоғарырақ. Олардың технологиялық 
қасиеті құрылымында эвтетиканың болуына негізделген. Шойынның бағасы болаттың 
бағасынан арзанырақ.
Шойынды домна пешінде, шахта пешінде (вагранка), электрпештерде балқытады. 
Домна пешінде балқытылатын шойын шекті, арнайы (ферроқорытпа) жəне құймалы 
шойын болады. Шекті жəне арнайы шойындар болатпен шойынды қайтара қорыту үшін 
пайдаланады. Ал, шахта пешін жəне электрпештерде құйылмалы шойын балқытылады. 
Балқытылған шойынның тек шамамен 20 % құйма жасауға пайдалынылады. Құймалы 
шойынның құрамында көміртек 40% дан аспайды. Көміртектен басқа күкірт, фосфор, 
марганец жəне кремний қоспалары болады. Жəне қоспалардың мөлшері көміртекті болаттан 
қарағанда жоғарырақ болады.
Көміртектің бөлінуінің пішіндеріне байлансты шойынның мынандай түрлерге бөледі. 
1.
Ақ шойын, барлық көміртек біріктірілген күйде цементит Fe
3
C түрінде болады. 
Шойын сынығы ақ тусті жəне өзіне тəн жылтырлау болады. 
2.
Жартыкеш шойын, негізгі көміртек мөлшері (0,8 % аса) цементит (темірдің 
көміртекпен қосылысы) күйінде болады. Шойынның құрылымы перлит, ледебурит жəне 
қатпарлы графит тəріздес болады.
3.
Сұр шойын, барлық көміртек немесе оның көп мөлшері бос күйінде қатпарлы 
граффит түрінде болады. Ал, көміртектің құрамы біріктірілген күйде цементит түрінде 
болып 0,8 % құрайды.. 
4.
Беті ағартылған шойын, металдың негізгі мөлшері сұр шойынның құрылымыдай, ал 
беткі қабаты ақ шойынның құрылымындай. Ағартылған қабатты қалың қабырғалы улкен 
бөлшектерді металды пішіндерге құю кезінде алады. Ақ шойынның құрылымы салқындату 
жылдамдығын азайтып, беткі қабатынан алынғанында ақырындап сұр шойынның 
құрылымына өтеді. Беткі қабатты шойын микроқұрылымында көп мөлшерде қатты жəне 
сынғын цементит болады. Соның арқасында тозуға төзімді болады. Сондықтан, беті 
ағартылған шойынды тозуға төзімді бөлшектерде қолданады. Мысалы, илемдеу орнақтарда, 
ұн тарту біліктерінде, ағартылған қималы вагонның дөңгелектерінде, тұмсығы жəне жүзі 
ағартылған соқа түренідерін жасауда. Ағарту - құю қалыбын тоңазытқышқа металл бұйым 
түрінде қойғанда, суыту жылдамдығын жоғарлату жолымен жасалуы мүмкін. 
147 

5.
Жоғары берікті шойын, графит шар тəрізді пішінде болады.
6.
Таптауға көнгіш шойын, көміртек ұлпатəріздес графит турінде болады. Таптауға 
көнгіш шойынды ақ шойынды босаңдату жолымен алады. 
Шойынды графиттендіру үрдісі. Графиттендіру деп, темірмен көміртекті қоытпасын 
кристалдандыру немесе салқындатқанда бөлінетін графит үрдісін айтады. Графит шойынның 
қату кезінде сұйық күйіненде, қатты күйінде де құрылуы мүмкін. 
Графиттің құрылуын темір - графит жүйесінің жағдайы диаграммасы көсетеді (4.7 сур). 
С
'D'
 
СЫЗЫҒЫНАН ТӨМЕН АЛҒАШҚЫ ГРАФИТ ҚҰРЫЛАДЫ
,
Е 
'С
 
'F'
сызығында эвтектикалық 
графит и по линии 
Р
 
'S'K'
сызығында эвтектоидтық графит. 
Шойынның графиттенуі бірнеше факторларға əсер етеді. Оларға шойында графиттену 
ортасының бар болуы, суыту жылдамдығы жəне шойынның химиялық құрамы жатады. 
Қатқан шойында графиттін құрылуы энергетика тарапынан шамалы, себебі, жаңа 
фазааралық бет құрылғанда бос энергияның өсуі көбірек, кристалданудың азаюына 
қарағанда. Графит ұрығының құрылуы графиттену орталығы сұйық күйде өлшенген жəне 
аустенитте кезкелген кішкене қосылыстармен қоспаға байланысты жеңілдетіледі. Мұндай 
кішене бөлшектер Al2O3, SiO2 оксидтерден, AlN нитрадтардан тұрады немесе графиттің 
ерімеген бөлшетері болуы мүмкін. Графиттену орталығының кристалды торының параметрі, 
графиттің кристалды торының параметріне жақын болуы тиіс.
Суыту жылдамдығының əсеріне негізделуі шойынның графиттенуі диффузионды үрдіс 
болып табылады жəне баяу журеді. Графиттену үрдісінің біршама ұзақтығы бірнеше сатының 
орындалуына негізделген: сұйық күйде жəне аустенитте графиттенудің орталығының пайда 
болуы, көміртек атомының графиттену орталығына қарай диффузиялануы жəне графит 
бөлінуінің өсуі. Цементитің графиттенуінде міндетті түрде аустенитте алдынала таралған 
Fe
3
C жəне еріген көміртек қосылады. Шойынды неғұрлым аз салқындатса, графиттену үрдісі 
соғұрлым артады. 
Бірдей шойын құймасында əртүрлі құрылымды болуы мүмкін. Құйманың жұқа 
бөліктерінде, қалың бөліктерге қарағанда кристалдану жəне суыту жылдамдығы жоғары 
болғандықтан, шойынның графиттену деңгейі аздау болады. Тез салқындатқаннан ақ 
шойынды, ал баяу салқындатқаннан сұр шойынды алуға болады. 
Кей жағдайда, қаттылықты жоғарлату үшін жəне тозуға кедергі жасау үшін шойын 
құймада арнайы ағартылған аймақ алынады. Ол үшін құю қалыпқа металл тоңазытқыштары 
қойылады. Ол пайда болған цементиттің тез қатып, тез салқындатуын қамтамасыз етеді. 
148 

Бұлай əдетте, тұмсығы жəне жүзі жағын тоңазытқышқа салып шойын түрендерін 
дайындайды. 
Шойынның құрамына кіретін қоспалардан графиттендіруге тек кремний оң əсерін 
тигізеді. Шойынның құрамында кремний 0,5... 5 % болуы мүмкін. Кремнийдің құрамын 
өзгерту арқылы əртүрлі құрылымды жəне əртүрлі құрамды шойындар алуға болады. 
Жүргізілген 4.10 суреттегі диаграмма бойынша шойынның құрылымының көміртек жəне 
кремнийдің мөлшеріне жəне құйма қалыңдығына тəуелділігін байқауға болады. 
Шойынның құрамына кіретін басқа элементтерден марганец, күкірт жəне фосфор 
маңызды рөл атқарады 
Марганец шойынды ағартуға икемін ұлғайтып графиттенуге бөгет жасайды. Марганец 
шойынның құрамында əдетте 0,5.1% дан аспайды.
Күкірт – шойында зиян қоспа. Оның ағарту əсері марганецке қарағанда 5-6 есежоғары. 
Одан бөлек, күкірт сұйық-аққыштығын төмендетіп, газ көпіршікренін пайда болуына əкеліп, 
шөгуін көбейтіп, жарылуға əкеп соғады.
Фосфор қоспасының шойынға əсері болатқа əсеріне қарағанда əлдеқайда өзгеше. 
Алайда, фосфор графиттенуге əсерін тигізбесе де, маңызды қоспа болып саналады. Ол 
фосфидті эвтектиканың оңай балқытылуын (950.980 °С) пайда болдырып, сұр шойынның 
сұйық-аққыштығын арттырады 
Әдетте мынандай шойын құрамын пайдаланылады, %: 3... 3,7 С; 1... 3 Si; 0,5... 1 Mn; 0,3 
Р жəне 0,15 S аз. 

жүктеу/скачать 8,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: