Leidsid 20 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "3 terase legeerivat elementi". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
sulam, volfram, koobalt, sulamistemperatuur, metall, volframi, legeeriva, legeerivad, keeb, 2927, agregaatolek, keraamiliste, niitide, nikli, konteinerid, pliist, tehnoloogilisedElise Vainokivi LEGEERIVATE ELEMENTIDE MÕJU TERASE OMADUSTELE Kodutöö nr. 2 Juhendaja: lektor Aleksander Lill Esitatud:......................................... Kontrollitud:.................................. Punkte:........................................... Kuressaare 2020 Sisukord 1. Koobalt (Co) ...................................................................................................................3 1.1. MÕJU TERASE OMADUSTELE ............................................................................3 1.2. OMADUSED ...........................................................................................................3 1.3. KASUTUSALAD ....................................................................................................3 2
Ferriidis lahustunud räni tõstab terase voolavuspiiri ja halvendab terase külmdeformeeritavust. Muud kasutusalad – Suurem osa sellest kasutatakse terase rafineerimisel, alumiiniumi valamisel ja kõrgkvaliteetses keemiatööstuses. Suuremat tähtsust omab siiski väike hulk räni, mida kasutatakse pooljuhtidena elektroonikas, arvuti süsteemides ning teistes laialtlevinud tehnoloogiates. Nikkel (Ni) – Nikkel on lihtainena hõbevalge, kollaka läikega plastne metall. Ta on hästi töödeldav, kuid juba vähesed lisandid, eriti väävel ja hapnik, halvendavad oluliselt mehaanilisi omadusi ja korrosioonikindlust. Nikkel on ferromagneetik, Curie’ punkt on 631K. Mõju terase omadustele – terase sitkuse, külmhaprusläve ja korrosioonikindluse tõus. Muud kasutusalad - Osa metallist toodetakse ferroniklina (sulam rauaga, mida saab kasutada teiste Ni-sulamite saamisel). Rõhuv enamus nikli toodangust kasutatakse ära nii raua- kui ka
LEGEERIVAD ELEMENDID TERASES Volfram (W) Volfram on valkjashall raske metall, sellel on metallidest kõrgeim sulamistemperatuur 3695 K (3422 °C) ja väga väike soojuspaisumistegur. Volframi lisamine terasele tõstab materjali kõvadust ning kulumiskindlust ka kõrgetel temperatuuridel, mis tõttu on volfram põhilisand (kuni 18%) kiirlõiketerastes. Kuna wolframi lisamine aitab kaasa karbiidide tekkimisel, saab volframiga legeeritud terast kasutada edukalt ka tööriistaterasena. Termotöötlusel aitab volfram sarnaselt paljudele legeerivatele elementidele takistada austeniiditera kasvu ning suurendada läbikarastavust. Volframi kasutatakse veel ka hõõglampide hõõgniitides, röntgentorude anoodides, kaarleekelektroodides
Raud. Fe. Ferrum Raud (Ferrum) on keemiline element järjenumbriga 26. Raud asub Perioodilisussüsteemi VIII B rühmas ja 4. perioodis. Tal on neli stabiilset isotoopi massiarvudega 54, 56, 57 ja 58. Omadustelt on raud metall. Normaaltingimustel on raud tahke aine tihedusega 7,87 g/cm 3. Raua sulamistemperatuur on 1535 Celsiuse kraadi. Raud esineb madalal rõhul nelja kristallmodifikatsioonina olenevalt temperatuurist. Raud on inimesele tuntud väga ammu. Oli ju pärast pronksiaega rauaaeg, mis Eestiski algas juba e. m. a. Metallidest on levikult raud teisel kohal pärast alumiiniumi, kuid toodangult esikohal, sest on kõige kättesaadavam metall.
Maria Paat LEGEERTERASED REFERAAT Õppeaines: TEHNOMATERJALID Mehaanikateaduskond Õpperühm: TI-21a Juhendaja: T. Pihl Tallinn 2012 SISUKORD SISSEJUHATUS Teras on sitke ning läikiv metallide sulam, mille põhiliseks komponendiks on raud, kuid sinna on lisatud ka teisi ühendeid nagu näiteks süsinikku kuni 2,14%. Kõik me oleme näinud ja teame mis on roostevaba teras, kuid paljud ei tea, et selline terase liik on saadud just legeerimise teel. Legeerimiseks nimetakse struktuuri muutvate ning teatavaid kindlaid füüsikalis-, keemilis- või mehaanilisi omadusi andvate lisandite, niinimetatud legeerivate elementide manustamine metallisulamile (antud juhul terastele)
elektronkontsentratsioon. Karbiidi, nitriidid ja boriidid ülemineku grupi metallid (Fe, Mn, Cr, Mo, W jt) moodustavad väikese aatomi raadiusega mittemetallidega (C, N, B, H) sisendusfaasidena tuntud keemilisi ühendeid, kusjuures metalli ja mittemetalli aatomi raadiuste erinevus on suur (RM/RX 1,7 või RX/RM 0,59). Sisendusfaaside komponentide aatomite arvu suhe on lihtne täisarvkordne ja selliste keemiliste ühendite valemiteks on M4X, M2X, MX, MX2 jne (kus M on metall ja X on mittemetall) ja nende kristallvõred on sarnased sisendustardlahuste kristallvõredega (tavaliselt esinevad võretüübid K8, K12 või H12). Sisendusfaase süsinikuga nim. karbiidideks, lämmastikuga nitriidideks, booriga boriidideks jne. Tuntuimaks sisendusfaasiks rauasüsiniku- sulameis on Fe3C (raudkarbiid), kus raua ja süsiniku aatomite suhe (baasaatomite suhe) on 0,60. Kui rauale on omane kuupvõre (K8 või K12), süsinikule
Erinevad faasid on üksteisest eraldatud piirpinnaga, erinevatel faasidel on erinevad omadused, näiteks teistsugune tihedus, kristallistruktuur või värvus. On olemas homogeenseid ja heterogeenseid sulamisüsteeme, mis koosnevad vastavalt ühest ja kahest faasist. Sageli käsitletakse faase kui aine erinevaid olekuid (vedel, tahke, gaasiline, plasma). Tegelikult hõlmab faas nii aine olekut kui ka oleku sees toimuvaid struktuurimuutusi. Kui näiteks sulam läheb vedelast olekust tahkesse, siis muutub ka selle faas. Aga ühes agregaatolekus olev aine võib olla mitmes teineteisest erinevas faasis. Näiteks grafiit ja teemant on sama aine erinevad faasid - keemiline koostis on identne, aga aine struktuur on erinev. Protsessi, kus aine läheb ühest faasist teise, nimetatakse faasisiirdeks, mille tunnuseks on aine omaduste oluline muutus. Soojushulka, mis neeldub või eraldub aine massiühiku kohta, nimetatakse siirdesoojuseks
(tavaliselt kuni 4%). Väävel ja fosfor. Väävel ja fosfor on Peale süsiniku on terastes ja malmides alati terases kahjulikeks lisandeiks. Rauaga moodustab teisi lisandeid, mis on jäänud sulameisse nende väävel keemilise ühendi – raudsulfiidi FeS, mis saamise käigus – need on tavalisandid, ja spet- tardolekus praktiliselt rauas ei lahustu, kuid lahustub siaalselt lisatud – need on legeerivad elemendid. vedelmetallis. Keemiline ühend FeS moodustab Nii sisaldab süsinikteras tavalisandeina mangaani, rauaga kergsulava eutektikumi, mis terase räni, fosforit, väävlit. Nende mõju võib olla märkimis- kuumtöötluse temperatuuril (1000...1200 °C) sulab, väärne, kuigi süsinikteraste omadused on määratud muutes terase hapraks teradevaheliste sidemete eelkõige nende süsinikusisaldusega. nõrgenemise tõttu
911 °C ruumkesendatud kuupvõrest tahkkesen- keskel; datuks ja temperatuuril 1392 °C tagasi ruumkesen- d) põhitahkkesendatud lisaks võreelemendi datuks. tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel. Eri kristallivõre tüüpides võib paikneda enam Metall mittemetall aatomeid kui neid mahub kristallivõre sõlmpunkti- desse. Enamikul kasutatavatel metallidel on kuubi- Metallid on ained, millel on tahkes olekus line või heksagonaalne kristallivõre: iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning - ruumkesendatud kuupvõre: Cr, Fe, Mn, Mo,
lämmastikku; viimaseid lisatakse terastele teradevahelise korrosiooni vältimiseks). Roostevabast terasest valmistatakse korrodeerivas keskkonnas töötavaid masinaosi, ehitusdetaile, arsti- ja köögiriistu jne. 12) Kuumuskindlad terased ja nende omadused. Kasutamine. Kuumuskindlad terased Terase kuumuskindluse (kuumuspüsivus+ kuumustugevus) tagab eelkõige kroomiga legeerimine. Kroom jt. legeerivad elemendid moodustavad tihedad oksiidid nagu Cr2O3, Al2O3 või SiO2. Mida suurem on Cr-, Al- või Si-sisaldus rauas, seda kõrgem on selle kuumuspüsivus. Kuumuspüsivuse temperatuuril 900 °C annab ca 10% Cr, 1000 °C juures aga on vajalik Cr-sisaldus juba 25%. Kuumustugevuse tagamiseks legeeritakse teraseid lisaks kroomile räni, molübdeeni, nikli jt. elemen- tidega. Terastest, mis on mõeldud tööks kõrgetel temperatuuridel (350...500 °C), moodustavad suure
taandamisjääkidena jm). Võimalike lisandite sisaldus pea olema alla tabelis 1 toodud piirsisalduse. Tabel 1. Lisandite piirsisaldus mittelegeeterastes Element Al Bi Co Cu Cr Mn Mo Nb Ni Pb Se Ti V W Piirsisaldus 0,3 0,1 0,3 0,4 0,3 1,65 0,08 0,06 0,3 0,4 0,1 0,05 0,1 0,3 % Legeerterastes ületab vähemalt ühe legeeriva (st terase koostise lisatud) elemendi sisaldus tabelis 1 toodu ja teras ei kuulu roostevabade teraste alla. Roostevabades terastes peab kroomi sisaldus olema vähemalt 10,5% ja süsiniku sisaldus alla 1,2%. Kasutamise otstarbest lähtudes nõuab aga mõningate lisandite sisaldus eripiiranguid alla tabelis 1 näidatu, näiteks on auto kere valmistamiseks kasutatavas plekis vajalik piiratud ränisisaldus (üle 0,02%) 5. MITTELEGEERTERASTE LIIGITUS
protsentides, näiteks 0,2% – tähis Rp0,2.Tugevusnäitajate Peale süsiniku on terastes ja malmides alatiteisi lisandeid, mis on põhidimensioon on N/m2,tavaliselt kasutatakse N/mm2 (MPa). jäänud sulameisse nende saamise käigus – need on tavalisandid, ja Plastsusnäitajatest määratakse katsetamisel spetsiaalselt tõmbele: lisatud – need on legeerivad elemendid. Nii sisaldab süsinikteras tavalisandeina mangaani, räni, a) katkevenivus A% kus Lo – teimiku fosforit, väävlit. algmõõtepikkus,L – teimiku lõppmõõtepikkus C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus, pärastpurunemist; tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu
kindla konstruktsioonmaterjalina. Seepärast lisatakse rasksulavatele ühenditele Fe- grupi metalle. Kermiste omadused sôltuvad mitmest faktorist, kuid eelkôige karbiidi ja sideaine vahekorrast ning nende kõvadusest, nendevahlise piiri tugevusest ja struk- tuurist (poorsus, karbiiditerade suurus ja kuju, karbiiditerade ja sideaine jagunemine, mikropraod, võõrad lisandid). Keemilise koostise järgi jaotatakse kermised volframi baasil sulamid e.kõvasulamid ja volframita sulamid e. kermised. Volframi baasil kõvasulamid jaotatakse alljärgnevalt: - WC-Co sulamid, - WC-TiC-Co sulamid, - WC-TiC-TaC(NbC)-Co sulamid. Volframita kermised jaotatakse: - TiC-NiMo kermised, - Ti(CN)-NiMo kermised - TiC-teras kermised (Ferro-TiC), - Cr3C2-Ni kermised. --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
46. Konserveerimisvedelikud, 47. Lõike- ja jahutusvedelikud, 48. Abrasiivmaterjalid, 49. Tuleohutuse alused Materjalide omadused Materjali tihedus. Tiheduseks nim antud materjali massi ruumalaühiku kohta. = m / V (kG/m³) ; · raud = 7870 kG/m³, · vask = 8960 kG/m³, · alumiinium = 2700 kG/m³, · plii = 11340 kG/m³, · elavhõbe = 13520 kG/m³ · titaan = 4500 kG/m³ ; · tina = 7300 kG/m³ ; · volfram = 19300 kG/m³. Materjali sulamistemperatuur. Sulamis temperatuuriks nim niisugust temperatuuri, mille juures materjal muutub tahkest olekust vedelaks. · volfram = 3410ºC, · raud = 1539ºC; · vask = 1083ºC; · alumiinium = 660ºC; · titaan = 1665ºC ; · tina = 220ºC; · plii = 327ºC; · plastid = 60....200ºC ; · alumiiniumoksiid = 2050ºC; · elavhõbe = - 40ºC. Elektrijuhtivus
46. Konserveerimisvedelikud, 47. Lõike- ja jahutusvedelikud, 48. Abrasiivmaterjalid, 49. Tuleohutuse alused Materjalide omadused Materjali tihedus. Tiheduseks nim antud materjali massi ruumalaühiku kohta. = m / V (kG/m³) ; · raud = 7870 kG/m³, · vask = 8960 kG/m³, · alumiinium = 2700 kG/m³, · plii = 11340 kG/m³, · elavhõbe = 13520 kG/m³ · titaan = 4500 kG/m³ ; · tina = 7300 kG/m³ ; · volfram = 19300 kG/m³. Materjali sulamistemperatuur. Sulamis temperatuuriks nim niisugust temperatuuri, mille juures materjal muutub tahkest olekust vedelaks. · volfram = 3410ºC, · raud = 1539ºC; · vask = 1083ºC; · alumiinium = 660ºC; · titaan = 1665ºC ; · tina = 220ºC; · plii = 327ºC; · plastid = 60....200ºC ; · alumiiniumoksiid = 2050ºC; · elavhõbe = - 40ºC. Elektrijuhtivus
vastupidi. Aktiivsete metalliliste elementide oksiidid on tugevalt aluseliste omadustega, vähemaktiivsete metalliliste elementide oksiidid on enamasti nõrgalt aluseliste omadustega. Mittemetalliliste elementide oksiidid on enamasti happeliste omadustega (v.a üksikud erandid). Elementide metalliliste omaduste nõrgenedes ja mittemetalliliste omaduste tugevnedes oksiidide aluselised omadused nõrgenevad ja happelised omadused tugevnevad. Mida enam vasakul metall pingereas asub, seda: suurem on ta keemiline aktiivsus, seda kergemini ta oksüdeerub, loovutab elektrone. suurem on ta redutseerimisvõime; raskemini redutseeruvad metallioonid. Pingerea iga metall tõrjub kõik temast paremal asuvad metallid nende soolade lahustest välja. Näide: Zn + HCl ZnCl2+ H2 lahja H2SO4 ja sulfaadid väga nõrgad oksüdeerijad, oksüdeerimisvõime kasvab happesuse suurenemisega Metallid (aatomi väliskihil elektrone suht. vähe) käituvad keemilistes reaktsioonides
molekulis sidemeenergia kõrge: raskesti polariseeritav Neist omadustest tingitud vähene lahustuvus, madal keemis- ja sulamistemp. Atomaarne vesinik Protsess H2 → 2H (väga endotermil.) algab alles üle 2000C; täielikult atomaarne u. 5000C juures (elektrikaares) protsessid 2H → H2 ; H2 + ½O2 → H2O – äärmiselt eksotermil. Kuid atomaarne vesinik võib in statu nascendi vähesel määral tekkida paljudes protsessides (hape + metall, vabanemine metalli (Pd, Pt) pinnalt jmt.). Atomaarne vesinik – paljudes protsessides väga aktiivne redutseerimisreaktsioonid (Marshi reaktsioon) 2.1.4. Kasutamine ¤ peam. keemiatööstuses, eriti NH3, HCl, CH3OH sünteesil vedelate rasvade hüdrogeenimisel (sh. → margariin) vedel vesinik: raketikütus deuteerium ja raske vesi: tuumaenergeetikas, termotuumapommis vesiniku H2 või H (monovesinik) põlemine – metallide lõikamine, keevitamine 2.1.5. Ühendid
Keemiliselt inertsed, keskkonnamõjudele vastupidavad Lagunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel Madal elektrijuhtivus Mittemagnetilised 15. Nõuded karastusjookide taara materjalidele. 1) Peab hoidma CO2, mis on rõhu all 2) Olema mitte-toksiline ja mitte reageerima joogiga, soovitatavalt taaskasutatav 3) Suhteliselt tugev 4) Odav 5) Optiliselt läbipaistev 6) Toodetav erinevates värvitoonides Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester) 16. Komposiitide mõiste, näited. Koonsevad kahest või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid) Eesmärk omaduste kombineerimine, et saada parim. Looduslikud – puit, luud Sünteetilised – fiiberklaas (klaaskiud on ümbritsetud polümeerse materjaliga) 17. Kõrgtehnoloogilised materjalid. Elektroonika seadmed, arvutid, fiiberoptilised süsteemid, raketid, lennukid jne
kovalentsete sidemetega ainete vahel. Olek toatemperatuuril Tahke Vedelik või gaas Polaarsus Kõrge Madal Kuju Kindel kuju puudub Konkreetse kujuga Sulamistemperatuur Kõrge Madal Keemistemperatuur Kõrge Madal Vesinikside on täiendav keemiline side, mille moodustab ühe molekuli negatiivse osalaenguga elektronegatiivse elemendi (F, O, N) aatom teise molekuli positiivse osalaenguga vesinikuaatomiga. Vesiniksidemed tekivad peamiselt ainetes, milles vesinikuaatom on kovalentselt seotud tugevalt elektronegatiivse elemendi aatomiga
grafiidihelbekestena rauaosade vahel. Valumalmist tooted saadakse valamise teel. Ehitusel enamkasutatavad malmtooted on: kanalisatsioonitorud, toruliitmikud, keskkütteradiaatorid, ahjude ja pliitide metallosad jne. Keskmine valumalmi tõmbetugevus on ca 200N/mm2, paindetugevus ca 400N/mm2 ja survetugevus ca 750N/mm2. Malmi erimass on 7,1... 7,3g/cm3. Malmi tõmbetugevus on survetugevusest 3...4 korda väiksem ja seetõttu on malm habras metall ega saa teda kasutada kohtades, kus esineb suuri tõmbejõude või lööke. Toormalmi kasutatakse peamiselt terase tootmiseks. Ta on heleda murdepinnaga ja nimetatakse teda seetõttu ka valgeks malmiks. Hele värvus on tingitud sellest, et kogu malmis olev süsinik on rauaga keemiliselt ühinenud. Ta on veel hapram. Ehitusmaterjalide tootmiseks kasutatakse teda vähe. Erimalmid (ferrosulamid) on väga mitmesuguste omadustega ja leiavad ehitustehnikas vähe kasutamist 12
annaabi.ee 
