Metallide tehnoloogia, materjalid eksam 2015 (2)

Eesti Mereakadeemia - Materjaliteadus - Materjaliõpetus

5 VÄGA HEA

Lõik failist

Aatomi ehituse skeem

Materjalide aatomstruktuur
Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuri-ühikuks
on aatom , mis koosneb positiivselt laetud
tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest.
Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest ,
mille arv võrdub aatomnumbriga (järjenumbriga).
Aatommass määrab tahke aine e. tahkise tiheduse,
elektrijuhtivuse, soojusmahtuvuse, mõjub aga vähe
selle tugevusomadustele.

Materjalide füüsikalised omadused

Tihedus (density)
Sulamistemperatuur - on aine temperatuur, mille saavutades hakkab aine sulama või tahkuma.
Soojuspaisumine - on keha mõõtmete muutumine soojendamisel
Soojusjuhtivus – iseloomustab soojuse kandumist ühestosast teise paigalseisval aines.
Elektrijuhtivus – on aine võime juhtida elektrivoolu.
Magnetism on neile rakendatud magnetväljale reageerivate materjalide omadus.

Materjalide mehaanilised omadused

Kõvadus (hardness)– võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile; määratakse Brinelli , Rockwelli ja Vickersi meetodil. Vahel liigit. füüsikal omaduseks
Tugevus (strength)– võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri; tugevusnäitajad on voolavuspiir , tugevuspiir
Sitkus (ductility)– omadus taluda enne purunemist olulist deformeerimist (vastupidine omadus on haprus)
Plastsus (plastility)- võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist

Materjalide tehnoloogilised omadused
Valatavus, keevitatavus , Joodetavus, termotöödeldavus, lõiketöödeldavus , survetöödeldavus .

Mittepurustavad katsed, skeemid
kõvaduse määramise meetodid,
- radiograafiameetodid,
- ultrahelimeetodid,
- magnetmeetodid,
- kapillaarmeetodid,
Kõvaduse määramine Brinelli meetodil
Kõvaduse määramisel Brinelli meetodil surutakse
katsetavasse materjali karastatud teraskuul läbimõõduga
(D) kuni 10 mm ja jõuga (F) kuni 29400 N
(e. 3000 jõukilogrammi – kgf). Brinelli kõvadusarv
määratakse kuulile toimiva jõu ja sfäärilise jälje pindala
suhtena.
Kõvaduse määramine Rockwelli meetodil
Kõvadus Rockwelli meetodil määratakse sissesurumise
jälje sügavuse järgi: teraskuul läbimõõduga 1,6 mm ja jõud 980 N (100 kgf) – skaala B; teemantkoonus tipunurgaga 120° ja jõuga 580 N (60 kgf) või kõvasulamkoonus jõuga 1470 N (150 kgf). Kõvadust iseloomustab kuuli või koonuse materjalisse sissetungimise sügavus.
Kõvaduse määramine Vickersi meetodil
Vickersi meetod põhineb teemantpüramiidi sissesurumisel
materjali. See meetod võimaldab määrata
igasuguse kõvadusega metallide ja sulamite
kõvadust ning sobib õhukese metalli kõvaduse
määramiseks. Materjali sisse surutakse
neljatahuline püramiid tahkudevahelise nurgaga
136°, jõuga 9,8…980 N (1…100 kgf). Vickersi
kõvadusarv määratakse püramiidile toimiva jõu ja
jälje pindala suhtena.
Radiograafiakatse
Radiograafiameetod seisneb kontrollitava eseme
kiiritamisel röntgeni- ( lainepikkus alla 10 nm), või
gammakiirtega (lainepikkus ~0,1 nm). Materjalis või
tootes defektide määramine põhineb kiirguse neeldumise
erinevusel kontrollitavas kehas ja see fikseeritakse
röntgenfilmil. Radiograafiameetodeid kasutatakse
peamiselt keevisõmbluste kontrollimisel.
Ultrahelikatse
Ultrahelimeetod põhineb 2…4 MHz sagedusega
ultraheli kasutusel (ultraheliks loetakse akustilisi
mitteelektromagnetilisi laineid sagedusega üle
20 kHz). Erinevalt röntgeni- ja gammakiirgusest, mis
neeldub metallis paksusega juba mõni detsimeeter ,
levib ultraheli hästi ka mitme meetri paksuses
metallis.
Magnetpulberkatse
Magnetmeetod põhineb magnetvälja hajumisel
metallis asuvate tühikute või mittemetalsete lisandite
toimel. Meetodiga saab kontrollida ainult ferromagnetilisi
materjale.Meetod võimaldab avastada
defekte, mis asuvad kuni 6 mm sügavusel ja on
magnetvälja suunaga risti.
Kasutatakse magnetmeetodi kahte varianti :
kuiva ja märga.
Kapillaarkatse
Kapillaarmeetod põhineb vedeliku võimel imbuda
kapillaarjõudude toimel materjali defektidesse. See
on vanemaid ja lihtsamaid MPK meetodeid , mis
lubab leida kuni 1 μm läbimõõduga poore või pragusid.
Selleks kaetakse metalli üks pool kriitvärviga;
peale värvi kuivamist niisutatakse teist poolt
petrooleumiga.

Purustavad katsed, skeemid
Materjalide purustava katse tagajärjel purustatakse detail või selle materjalist valmistatud (valatud,pressitud, lõiketöödeldud) spetsiaalsed katsekehad – teimikud.
Tõmbeteim
Katsetamisel tõmbele määratakse tugevusnäitajatest:
a) tõmbetugevus Rm, see on maksimaaljõule Fm
vastav mehaaniline pinge
Rm = Fm/So,kus Fm - maksimaaljõud,So - teimiku algristlõikepindala.
b) voolavuspiir ReH (ülemine) ja ReL (alumine)
ReH - pinge väärtus, mille saavutamisel
esmakordselt täheldatakse jõu vähenemist,
ReL - pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel.c) tinglik voolavuspiir Rp – pinge, mille juuresjääkpikenemine saavutab etteantud väärtuse
protsentides, näiteks 0,2% – tähis Rp0,2.Tugevusnäitajate põhidimensioon on N/m2,tavaliselt kasutatakse N/mm2 (MPa).
Plastsusnäitajatest määratakse katsetamisel
tõmbele:

katkevenivus A%kus Lo – teimiku algmõõtepikkus,L – teimiku lõppmõõtepikkus pärastpurunemist;

b) katkeahenemine Z% kus So – teimiku algristlõikepindala,S – teimiku minimaalne ristlõikepindala
katkemiskohas.
Löökpaindeteim
Katsetamine löökpaindele on materjali sitkusnäitajate
määramise põhiline meetod.
Katsetamine löökpaindele võimaldab otsustada
selle üle, kas materjalil on kalduvus haprale
purunemisele. Katsetamine löökpaindele seisneb
keskelt soonitud ja mõlemast otsast toetatud teimiku
purustamises löökpendliga, määrates töö, mis kulub teimiku purustamiseks.
Kasutatakse löökpaindeteimil kahe soonekujuga teimikuid:
- V-kujuline soon profiilinurgaga 45°, sügavus 2 mm,
soone ümardusraadius 0,25 mm,
- U-kujuline soon, sügavus 5 mm, soone põhja
ümardusraadius 1 mm.
Katsetamine löökpaindele toimub löökpendliga.
Pendli teele asetatakse teimik. Katsetamisel
tõstetakse pendel ülemisse asendisse. Kui pendel
vabastatakse, langeb ta alla ja purustab teimiku.

Väsimuskõver
Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduvkorduvad
(tsüklilised) koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged),mis põhjustab pragude teket.

Metall ja mittemetallid
Metallidon ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning tavaliselt ka hea mehaaniline töödeldavus, suur plastsus ja elastsus . Metallide omadused on seletatavad aatomi tuumaga nõrgalt seotud vabade elektronide (valentselektronide) olemasoluga nende kristallivõre aatomite välimises elektronkihis.
Mittemetallid on suure elektronegatiivsusega elemendid, mis keemilistes reaktsioonides peamiselt liidavad elektrone. Perioodilisustabelis asuvad nad pea-alarühmades ülal paremal, k.a. vesinik , mis asub tavaliselt kõige esimese elemendina ülal vasakul. Mittemetallide hulka kuuluvad ka väärisgaasid, kuigi need ei liida elektrone, sest nende väline elektronkiht on maksimaalselt täitunud.

Raua süsiniku sulamid
Raud on metallidest tähtsaim, kuid puhtal kujul
kasutatakse teda vähe. Põhilised tehnomaterjalid
valmistatakse rauasulamitest. Nende kasutusala on
umbes kümme korda laiem kui teistel metallidel ja
nende sulamitel. Suurem osa rauasulamitest on
süsinikku sisaldavad sulamid – rauasüsinikusulamid,
mis jagunevad järgmiselt:
- terased, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%;
- malmid , mille süsinikusisaldus on üle 2,14%
(tavaliselt kuni 4%).
Peale süsiniku on terastes ja malmides alatiteisi lisandeid, mis on jäänud sulameisse nende saamise käigus – need on tavalisandid, ja spetsiaalselt
lisatud – need on legeerivad elemendid. Nii
sisaldab süsinikteras tavalisandeina mangaani, räni,
fosforit, väävlit.
C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus,
tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu väsimuspurunemisele;
vähenevad aga plastsus- ning
sitkusnäitajad.
Süsinik avaldab mõju ka terase külmahapruslävele,
soodustades terase haprumist madalatel
temperatuuridel .
C-sisalduse suurenemisega kaasneb terase
tiheduse vähenemine (puhta raua korral on see
7840 kg/m3, 1,5% C-sisaldusega terase korral 7640
kg/m3), kasvab eritakistus , vähenevad soojusjuhtivus
ja mõned magnetiliste omaduste näitajad.
Legeerivad elemendid
Peale süsiniku viiakse terastesse vajalike omaduste
saamiseks mitmesuguseid spetsiaalseid lisandeid –
legeerivaid elemente - Cr, Ni, W, V, Mo, Co jt.,
sealhulgas ka Mn ja Si, kui nende sisaldus ületab
tavalisandina terasesse viidu oma (s.o. Mn korral
1,65% ja Si korral üle 0,5%).
Legeerivate elementide mõju terastes
avaldub eelkõige järgmises:
- nad mõjutavad raua polümorfsete muutuste
ning eutektoidmuutuse temperatuure ja eutektoidi
süsinikusisaldust terastes,
- nad tõstavad ferriidi ja sellega terase tugevust,
- nad avaldavad mõju muutustele terase termotöötlusel
(austeniiditera kasvule, austeniidi
lagunemisele ja läbikarastuvusele).

Terased
Ehitusterased
Ehitusterastena kasutatakse suhteliselt väikese
süsiniku (kuni 0,2%) ja legeerivate elementide sisaldusega
(Si ja Mn 1…2%) teraseid. Reeglina kasutatakse
ehitusteraseid mitmesuguse ristlõikega
profiilmetallina (nurkteras, talad , latid, armatuur jt.)
ning valmistaja väljastatud olekus. Seetõttu ehitusterased
ei kuulu täiendavale termotöötlusele. Hea
keevitatavus on peamine tehnoloogiline omadus:
keevisõmbluses ei tohi tekkida külm- ega kuumpragusid
ja selle mehaanilised omadused peavad
olema lähedased põhimetalli omadustele.
Kuna paljud ehituskonstruktsioonid töötavad
tihti madalatel temperatuuridel ja dünaamilistel koormustel,
siis üheks tähtsamaks omaduste näitajakson külmahapruslävi.
Ehitusterastena kasutatakse:
• tavasüsinikteraseid,
• mangaanteraseid,
• peenterateraseid,
• parendatud teraseid,
• boorteraseid.
Masinaehitusterased
Tsementiiditavad terased
Tsementiiditavate terastena kasutatakse madalsüsinikteraseid
(0,1...0,25%C), mille kõvadus peale
tavakarastust on väike. Peale tsementiitimist (pinnakihi
rikastamist süsinikuga, C-sisaldus viiakse ca
1%-ni), karastamist ja madalnoolutamist on nende
pinnakõvadus 58...62 HRC, südamiku kõvadus aga
30...42HRC.
Tsementiiditavate teraste südamik peab olema
heade mehaaniliste omadustega, eriti tähtis on
kõrge voolavuspiir, mille tagab eelkõige peeneteraline
struktuur.
Parendatavad terased
Masinaosade valmistamiseks kasutatavad terased
peavad olema töökindlad, see tähendab, et nendel
peavad olema kõrged tugevusnäitajad Rm ja Rp0,2,
vastuvõetav külmahapruslävi ja löögisitkus KU.
Parendatavad terased on kesksüsinikterased
(0,3...0,5%C), milles on 3...5% legeerivaid elemente.
Nende termotöötlus seisneb karastamises
(reeglina õlisse, mõnikord sulasoolas või õhus) ja
kõrgnoolutamises temperatuuril 550...600 °C. Peale sellist termotöötlust omandab teras struktuuri, mis
talub hästi löökkoormusi.
Vedruterased
Keerd -, spiraal- ja lehtvedrusid ning teisi elastseid
detaile iseloomustab see, et neis kasutatakse ainult
terase elastsust; plastne deformatsioon on lubamatu.
Seega on vedrumaterjalile peamine nõue
kõrge voolavuspiir ja elastsusmoodul . Kuna vedrud
töötavad vahelduvtsüklilistel koormustel, siis on
tähtis ka vedruteraste väsimuspiir; sitkus- ja ka
plastsusnäitajad olulist rolli ei mängi.
Tööriistaterased
Tööriistaterased moodustavad teraste suure grupi,
mida iseloomustavad suur kõvadus, tugevus ja kulumiskindlus ,
s.o. omadused, mis on vajalikud metallide
lõike- ja survetöötlemisel, ja võime neid omadusi
kuumenemisel säilitada – soojuskindlus . Eelkõige
kõvaduse nõudest tulenevalt on tööriistateraste
süsinikusisaldus võrreldes konstruktsiooniterastega
suurem (reeglina 1…2%).

Fe-C3 faasidiagramm
Terastes esinevad järgmised faasid ja struktuurivormid.
a) Ferriit (F) – süsiniku tardlahus α- rauas .
Temperatuuril 727 °C lahustub α-rauas kuni
0,02% C (massi %), toatemperatuuril aga
kuni 0,01%. Ferriidil on ruumkesendatud
kuupvõre, väike tugevus ja kõvadus, kuid
suur plastsus.
b) Austeniit (A) on süsiniku tardlahus γ-rauas.
Süsiniku maksimaalne lahustuvus γ-rauas
on 2,14% temperatuuril 1147 °C,
temperatuuril 727 °C – 0,8%. Toatemperatuuril
austeniiti süsinikterastes ei esine,
sest ta laguneb 727 °C juures ferriidiks ja
tsementiidiks e. perliidiks.
c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutektoidsegu
süsinikusisaldusega 0,8%; esineb
neis rauasüsinikusulamites, milles
C>0,02%. Perliit tekib austeniidi (süsinikusisaldusega
0,8%) lagunemisel temperatuuril
727 °C:
A → P (F+T).
d) Tsementiit (T) on raua ja süsiniku keemiline
ühend raudkarbiid – Fe3C. Tema süsinikusisaldus
on 6,67% ja ta on rauasüsinikusulamite
struktuuriosadest kõige kõvem ja hapram. Austeniidist
selle C-sisalduse vähenemisel tekkiv
sekundaarne tsementiit on üleeutektoidses
terases tavaliselt heleda võrguna või terakeste
ahelana perliiditerade vahel või nõeltena nende
sees.

Terase struktuur
Terase puhul paigutuvad raua kristallivõresse
süsiniku või legeerivate elementide aatomid . Terase struktuuri
moodustavad terad , mille ulatuses kristallivõre on
orienteeritud üheselt. Tera suurus sõltub väga paljudest
mõjuritest (kuumutustemperatuur ja kestus,
jahutuskiirus , koostis jpt.) ja on piires 0,01…0,1 mm.
Tera struktuuri mõjutab ka terase survetöötlus .
Tihedus - 7800 kg/m3
Sulamistemperatuur Ts - 1539 °C
Tõmbetugevus Rm - Puhas Fe 250N/mm2, sulamid 3000 N/mm2
Korrosioonikindlus - hea

Metallide markeerimine
Eri riikides on metallide margitähistus erinev,
markeerimissüsteem on määratletud vastava riigisisese
standardiga (näit. Venemaal GOST, Saksamaal
DIN, Rootsis SS, Soomes SFS).Ent nüüd on
olemas ka rahvusvahelised eurostandardid (EN),
mis kehtivad kõigis Euroopa Liidu riikides ja laiemaltki.Eurostandardite hulk suureneb jõudsalt ja
neid kehtestatakse järjepidevalt riikide (rahvuslike)
standarditena. Nõnda toimitakse ka Eestis, sh.
metallide markeerimist sätestavate eurostandarditega.
Metalsete materjalide (teras, malm , mitteraudmetallid
ja mitterauasulamid) Euroopa markeerimissüsteemi
järgi, mis suures osas põhineb Saksa DINstandarditel,
kasutatakse kahte tähistust:
- materjali margitähist,
- materjali tunnusnumbrit.
Teraste margitähistus
Teraste margitähistussüsteem põhineb nende
kasutusala, mehaaniliste ja füüsikaliste omaduste
ning keemilise koostise iseloomustamisel ja selle
sätestab eurostandard EN10027.
Kasutusalade järgi on teraste margitähiste
põhilised sümbolid :
S – ehitusteras ,
P – surveotstarbeline teras,
L – torujuhtmeteras,
E – masinaehitusteras ,
B – betooniteras ( sarrusteras ),
Y – eelpingestatav betooniteras (sarrusteras),
R – relsiteras,
M – elektrotehniline teras jt.
Sümbolile järgneb number, mis näitab minimaalset
voolavuspiiri ReH või ReL, N/mm2 (S-, P-, L-, E- ja Bteraste
puhul, näit. S355), minimaalset tõmbetugevust
Rm (Y- ja R-terased, näit. R880) või magnetomadusi
iseloomustavad numbrid ja tähised (Mteraste
korral).

Vase markeerimine

Roostevabade teraste markeerimine
Roostevabad (korrosioonikindlad) terased
Korrosioonikindlatest terastest on enam levinud
kroomi (vähemalt 12%), niklit jt. legeerivaid elemente
sisaldavad terased.
Roostevabade terastena on tuntumad:
- kroomterased(sisaldavad 13…27% Cr, kusjuures
Cr-sisalduse kasvuga suureneb ka terase
korrosioonikindlus),
- kroomnikkelterased(legeeritud lisaks kroomile
nikliga ning võivad sisaldada titaani, nioobiumi,
lämmastikku; viimaseid lisatakse terastele teradevahelisekorrosiooni vältimiseks).
Nende markeerimine näiteks:
X5CrNiMo 17-12-2 - 17% Cr , 12% Ni , 2% Mo,
C max 0,08% , Si max 1,0% Mn max 2,0% P max 0,045% S max 0,03%
X12Cr13 C 0,12% Cr 14% , Rp0,2 250 N/mm2 Rm 400 N/mm2 A 20%

Tööriistaterased.
Tööriistaterased moodustavad teraste suure grupi,mida iseloomustavad suur kõvadus, tugevus ja kulumiskindlus,s.o. omadused, mis on vajalikud metallidelõike- ja survetöötlemisel, ja võime neid omadusikuumenemisel säilitada – soojuskindlus.
Mittesoojuskindlad
Tööks temperatuuridel kuni 200 °C
Süsiniktööriistaterased
Soojuskindlad terased
Tööks temperatuuridel kuni 300…500 °C
Kõrglegeeritud külmstantsiterased
Madallegeeritud kuumstantsiterased
Soojuskindlad terased
Tööks temperatuuridel kuni 500…600 °C
Kõrglegeeritud kiirlõiketerased
Karbiidterased

Titaan , kasutus
Titaan on üks levinumaid elemente looduses. Titaani tugevus ja kõvadus sõltuvad suurel määral ta puhtusest. Puhas titaan ja titaanisulamid on plastsed ning kergesti külmalt deformeeritavad; kuumsurvetöötlemisel tuleb aga kasutada toorikute kuumutamisel
ahjudes kaitsekeskkonda (tavaliselt argoon ). Samuti saab titaani keevitada ainult argooni keskkonnas. Titaanisulameid kasutatakse rohkesti (tänu nende suurele eritugevusele) lennukiehituses.
Kõrge korrosioonikindlus teeb nad heaks materjaliks laevaehituses, toiduainete- ja keemiatööstuse seadmeis ning meditsiinis.
Tihedus  4500 kg/m3
Sulamistemperatuur Ts - 1660 °C
Tõmbetugevus Rm - Puhas Ti 200…300
N/mm2,sulamid 1200 N/mm2
Korrosioonikindlus - suurepärane

Alumiinium , kasutusala
Alumiinium on enamlevinumaid elemente maakoores,
kuid olles väga aktiivne hapniku suhtes, esineb ta looduses ühendeina. Põhiliselt saadakse alumiiniumi mineraalist – boksiidist. Alumiinium on väga plastne ja vormitav paljude moodustega. Alumiiniumi hea elektrijuhtivus (60% puhta vase elektrijuhtivusest) soosib tema kasutamist paljudes elektrotehnika valdkondades.
Tihedus 2700 kg/m3
Sulamistemperatuur Ts - 660 °C
Tõmbetugevus Rm - Puhas Al 80…135 N/mm2, sulamid 600 N/mm2
Korrosioonikindlus – väga hea

Duralumiiniumi termotöötlus seisutamine enne kunstlikku vanandamist
Deformeeritavatest vanandatavatest sulamitest
tuntuim on duralumiinium (Al-Cu-Mg-sulam),
mille termotöötlus on võimalik tänu vase lahustuvuse
muutusele alumiiniumis temperatuuri alanedes
(väheneb 5,7%-lt 0,2%-ni). Karastamisele järgneva
vanandamise tulemusel (sele 1.42) tõuseb duralu— 32 -
miiniumi kõvadus ja tugevusnäitajad, vähenevad
aga plastsusnäitajad.
21.Vask, kasutusala
Vask
Vask on üks vanimaid inimkonnale teadaolevaid
metalle, mis sulameina (koos tinaga pronksidena)
on olnud kasutusel enam kui 5000 aastat. Tänapäeval
on palju väga kasulikke vasesulameid, kuid
metalli kõrgest hinnast tingituna on need paljudel
juhtudel asendumas odavamate materjalidega nagu
alumiinium ja plastid .
Puhta vase nagu alumiiniumigi mehaanilised
omadused sõltuvad suuresti külmdeformeerimisest
ja kalestumisest ning metalli järgnevast lõõmutamisest.
Lõõmutamisel väheneb tõmbetugevus, suurenevad
plastsusnäitajad, aga märgatavalt ka tera
suurus. Puhta vase kasutusaladeks elektrotehnikas
on igasugused elektrimähised ja - juhtmed , arhitektuuris
pindade katmine, koduses majapidamises,
toiduainete- ja keemiatööstuses mitmesuguste
nõude ja mahutite valmistamine, soojusvahetid .
Vaske legeeritakse mitmesuguste elementidega,
saades erisulameid, millistest peamised on:
- vasetsingisulamid e. messingid (tuntud ka kui
valgevased),
- vasetina-, vasealumiiniumi- jt. sulamid e.
pronksid,
- vaseniklisulamid.
Väikese eritakistuse tõttu kasutatakse vaske puhtal kujul laialdaselt elektrotehnikas, kaabli-, paljas- ja kontaktjuhtmete lattide, elektrigeneraatorite, telefoni- ning telegraafiseadmete ja raadioaparatuuri tootmiseks, näiteks trükimontaažis. Teine väga hea vase omadus on soojusjuhtivus, seepärast kasutatakse vaske laialdaselt soojusagregaatide valmistamisel (nt. radiaator).
Vasesulameid kasutatakse masina-, auto-, ja traktoritööstuses ning keemiaaparatuuri valmistamiseks.
22.Malm, kasutusala
Malmideks nimetatakse terastega võrreldes suurema
süsinikusisaldusega (üle 2,14%) rauasüsinikusulameid.
Valgemalm on väga kõva ja habras. Seda kasutatakse ümbervalamiseks teisteks malmi sulamiteks ja terasteks. Hallmalmist valatkse seadmete keresid , mootorite korpuseid. Kõrgtugevast malmist auroturbiinide labasid elektrimasinate osasid, kulumiskindlaid hammasrattaid ja elektrimasinate mittenagneetuvaid osasi.
23.Malmi struktuurid
Malmid liigitatakse süsiniku oleku järgi
kahte gruppi:
1) malmid, kus kogu süsinik on seotud olekus
tsementiidis (Fe3C). Need on seotud süsinikuga
malmid e. valgemalmid;
2) malmid, kus kogu süsinik või suurem osa sellest
on vabas olekus grafiidina. Need malmid on
tuntud grafiitmalmidena (tuntumad neist on
hallmalmid).
Suure süsinikusisalduse tõttu on malmi struktuuris
kõva ja habras eutektikum – ledeburiit (valgemalmis)
või süsinik grafiidina (libleja, keraja või
pesajana). Nii ledeburiit kui ka grafiit teevad malmi
hapraks, mistõttu ei saa ühtki malmiliiki survetöödelda
– sepistada, valtsida jne. Seepärast
kasutatakse malmi valusulamina.
Hallmalm
Tavaliselt on kristalliseerumisel tekkinud grafiitLiblejas. Liblegrafiit
vähendab malmi tõmbetugevust ning eriti plastsust
(katkevenivus A on peaaegu null, sõltumata metalse
põhimassi struktuurist). See-eest sõltuvad survetugevus
ja kõvadus peamiselt metalse põhimassi
struktuurist. Hallmalmi metalne põhimassi struktuur võib
olla perliit, perliit+ferriit või ferriit.
Keragrafiitmalm
Keraja grafiidiga malmid saadakse sulamalmi modifitseerimisel
magneesiumi või tseeriumiga, mida
lisatakse 0,1…0,2 massiprotsenti.
Keragrafiidiga malmide plastsus (katkevenivus
A 15…20% ferriitsetel, 2…3% perliitsetel malmidel)
on tunduvalt suurem kui liblegrafiidiga malmil.
Valgemalmi struktuuris (eelkõige pinnakihis)
on palju tsementiiti (peamiselt ledeburiidis) ja
seetõttu on valgemalmist valandid suure kõvaduse
tõttu raskesti lõiketöödeldavad.
Struktuurilt (faasidiagrammi järgi) jagunevad
valgemalmid kolme rühma:
1) eutektoidsed, C=4,3%, struktuur Le;
2) alaeutektoidsed, C4,3%, struktuur Le+T
Tempermalm
Valgemalmide struktuuri kujunemine on jälgitav FeFe3C
faasidiagrammil. Valgemalmi süsinikusisaldusega
2,2…3,0% ja ränisisaldusega 0,7…1,5%
kasutatakse tempermalmist valandite tootmiseks.. Nii tempermalm
kui ka keragrafiidiga malm on suhteliselt
sitked (vastupidavad löökkoormustele), mistõttu neid
kasutatakse selliste valandite valmistamiseks, mis
töötavad dünaamilisel koormusel .
24. Terase termotöötlus
Terase termotöötlus seisneb kuumutamises üle
faasipiiri(de) ning järgnevas jahutamises kiirusel, mil
faasimuutused kas toimuvad täielikult, osaliselt või
üldse ei leia aset. Selle põhjal eristatakse kahte
peamist terase termotöötluse moodust:
• lõõmutamine ( kuumutamine aeglase jahutamisega
– faasimuutused toimuvad täielikult),
• karastamine (kuumutamine kiire jahutamisega –
faasimuutused ei leia aset või toimuvad osaliselt).
Lõõmutamine
Karastamine
Plastsus suureneb
Kõvadus suurened
Sisepinged vähenevad
Tugevus suureneb
Survetöödeldavus paraneb
Sitkus väheneb
Struktuur peeneb
Kulumiskindlus suureneb
Lõiketöödeldavus paraneb
25. Mittemetaalsed materjalid
1) Tehnoplastid
Plastid on polümeermaterjalid , mille põhikomponent
on polümeerid.
Põhilisteks lisa- ja abiaineteks on täiteained,
plastifikaatorid, stabilisaatorid, määrdeained ja värvained .
Polümeerid kui plastide põhikomponendid on
kõrgmolekulaarsed ühendid, milles makromolekul
on ehitatud madalamolekulaarsetest ühenditest –
monomeeridest, mis on ühendatud keemilise sidemega
Plastide liigitus ja omadused
Temperatuurile reageerimise järgi liigitatakse plastid
kahte gruppi:
1. Termoplastid ,
2. Termoreaktiivid .
Termoplastid muutuvad kuumutamisel voolavaks,
jahtudes aga taastuvad esialgsed omadused;
nende makromolekulidel on enamasti lineaarne või
veidi hargnenud struktuur
Termoreaktiivid muutuvad kuumutamisel või
kõvendi toimel ruumilise struktuuriga võrestikpolü-
meerideks, mis ei sula ega lahustu.
Plastid
Termoplastid
• Polüetüleen (PE)
• Polüpropüleen (PP)
• Polüvinüülkloriid (PVC)
Termoreaktiivid
• Epoksüplast (EP)
• Aminoplastid (UF, MF)
• Fenoplast (PF) jt.
Elastomeerid
• Kautšuk
• Kummi
• Polüuretaan (PUR) jt.
Pulbriliste plastide vormimine
Pressimine on töötlemisviis, mille puhul materjal
viiakse rõhu ja kuumuse toimel plastsesse olekusse,
misjärel ta täidab kogu vormi.
Vormipandud plasti pulber (presspulber) muutub temperatuuril
170...200 °C ja rõhul 15...75 MPa voolavaks,
täidab vormipesa ning muutub keemiliste reaktsioonide
tulemusena kõvaks ja lahustumatuks.
Plastide töötlemine
Termoplaste peamiseltvalatakse, vormitakse ja töödeldakse ekstruuderiga;
termoreaktiive pressitakse , valatakse ja vormitakse.
Mõlema puhul kasutatakse ka lõiketöötlemist (treimist,
freesimist, saagimist, puurimist). Keevitamist
on võimalik rakendada ainult termoplastide puhul.
26. Tehnokeraamika
Tehnokeraamika all mõeldakse rasksulavate ühendite
baasil saadud tööriista- ja eriomadustega konstruksioonimaterjale.
.Tehnokeraamilised materjalid koosnevad
põhiliselt rasksulavaist ühendeist ( oksiidid , karbiidid ,
nitriidid jne), mille sulamistemperatuur on üle
1500 °C.
Oksiidkeraamika
Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid, mis esinevad
looduses puhtal kujul või saadakse metallide
kuumutamisel õhus vôi hapnikus. Oksiidid on kõrge
sulamistemperatuuriga; tehnokeraamikas kasutatakse
enim Al2O3, MgO, ZrO2 , SiO2 , TiO2 .
Mitteoksiidkeraamika
Mitteoksiidkeraamika aluseks on puhtad karbiidid,
nitriidid, boriidid ja silitsiidid.
Karbiidid on struktuurilt ja füüsikalis-keemiliste
omaduste poolest tüüpilised sisendustüüpi
keemilised ühendid (välja arvatud SiC).
Nitriidid on struktuurilt ja füüsikalis-keemilistelt
omadustelt sarnased karbiididega, kuid nitriididel on
parem elektrijuhtivus, mis on ligi 2 korda suurem kui
vastavatel karbiididel. Ka on nitriididel sulamistemperatuur
madalam kui karbiididel.
Boriidid on asendustüüpi kristallivõrega
keemilised ühendid. Boori aatom on liiga suur, et
tungida metalli kristallivõresse, mistõttu nad vaid
asendavad metalli aatomeid. Boori aatomid võivad
boriidides olla üksteisest isoleeritud või olla valentselt
seotud. Seepärast on boriidide struktuur keerulisem
(heksagonaalne, rombiline , tetragonaalne ).
Silitsiidid on metallide keemilised ühendid. Nad
on füüsikalis-keemiliste omaduste poolest lähedased
boriididele. Neil on hea soojus - ja elektrijuhtivus,
happe- ja leelisekindlus. Mõned neist (MoSi2) ei
oksüdeeru õhus isegi kuumutamisel kuni 1700 °Cni.
Segakeraamika
Konstruktsioonikeraamika
Lõikekeraamika
Elektrokeraamikat
Tehnokeraamika omadused
Tehnoloogia
Tehnokeraamika valmistatakse pulbermetallurgia
meetodil ja protsess sisaldab üldiselt samu etappe :
pulbrite valmistamine, vormimine ja paagutamine ja
vajadusel täiendav töötlemine.
Pulbrite saamine seisneb rasksulava keemilise
ühendi sünteesimises ja vajaduse korral
saadud pulbri täiendavas mehaanilises
peenestamises.
Keraamiliste pulbrite vormimiseks kasutatakse kõiki
pulbertehnoloogias kasutatavaid vormimismeetodeid
(pressvormi pressimine, lobrivalamine, pulbersurvevalamine,
ekstrusioon, kuumpressimine jt).
Pressvormis pressimine on levinumaid
vormimisviise. Kuna keraamilised pulbrid on kõvad
ja haprad , siis lisatakse pressimise hõlbustamiseks
enne pressimist kleepaineid e. plastifikaatoreid .
Paagutamine
Tehnokeraamikat on raske paagutada, sest
materjalide tihendamiseks vajalikud difusiooniprotsessid
on raskendatud. Seepärast kasutatakse
tehnokeraamikas vähem normaalrõhul e. rõhuta
paagutust, mis metallipulbrist toodete puhul on tavaline.
Täiendav töötlemine
kasutatakse tehnokeraamika töötlemiseks mitmeid
meetodeid, milleks on:
- mehaanilised (abrasiiv- ja vee-abrasiivjoaga
töötlemine),
- keemilised (söövitamine),
- elektrilised (elektrierosioontöötlemine),
- füüsikalised (laserkiirega, elektronkiirega ja
ioonkiirega töötlemine).
27. Metallurgia
Metallurgia on metallide ja metallisulamite ning
nendest pooltoodete tootmise tööstusharu .
Eristatakse:
• rauametallurigat e. ferrometallurgiat, mis hõlmab
raua ja rauasulamite (teras, malm)
tootmist;
• mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metallurgiat,
mis hõlmab mitterauametallide (Cu, Al,
Mg, Ti jt.) toomist.
Pürometallurgia – metallide ja sulamite tootmine
kõrgetel temperatuuridel, mis tekib kütuse põlemisel
või teiste keemiliste reaktsioonide toimel.
Hüdrometallurgia – metallide saamine nende
soolade vesilahustest; kasutatakse paljude
mitterauametallide tootmisel.
• Elektrometallurgia – metallide ja sulamite saamine
elektrienergiat kasutades; elektrienergiat
kasutatakse sulatamisprotsessiks (legeerteraste,
Ti, Cr, Mo jt. metallide tootmisel) või
elektrolüüsimisel (Al, Mg jt. metallide tootmisel).
• Pulbermetallurgia – metallidest ja sulamitest
toodete tootmine pulbrilisi lähtematerjale kasutades
) maagist.
Räbusti peamised ülesanded metallurgilistes
protsessides on maagis sisalduva aheraine (enamasti
ränioksiidi SiO2) ning kütuses – koksis – oleva
tuha eemaldamine. Räbustina kasutatakse peamiselt
lubjakivi (CaCO3).
Enamik toodetud malmist (ca 95%) – toormalm
– on lähtematerjaliks teraste tootmisel.
Väiksemat osa kõrgahju toodangust – valumalmi –
kasutatakse malmvalandite tootmiseks valutööstuses.
28.Malmi,terase tootmise skeem
29. Valamine liivvormi
Liivvormvalu puhul valand vormitakse
liivvormis, mille siseõõnsus
kopeerib valandi kuju.
Liivvorm koosneb ülemisest ja
alumisest vormipoolest, mis valmistatakse
vormisegust (vormiliiva ja
sideaine segust ) tihendamise teel
vormkastides koos jäljendi samaaegse
võtmisega mudelilt. Valandi siseõõnsus
kujundatakse vormi asetatava
kärni abil. Kärn valmistatakse nagu
liivvormgi liiva ja sideaine (savi,
polümeervaik) segust spetsiaalses
rakises – kärnkastis. Mudel on
varustatud kärnmärkidega, mis
kujundavad vormis toetuspinna
kärnile. Kärn on kärnmärgi võrra
pikem.
Tähtsaks valuvormi osaks
valukanalite süsteem, mis tagab
metalli juhtimise vormiõõnsusesse ja
kvaliteetse valandi saamise. Põhiosad
on valulehter, püstkanal, räbu -
püüdja, toitekanal (toitekanalid). Kvaliteetse, ilma
valutühikute ja -poorsuseta valandi saamiseks
kasutatakse valupead (kompensaatorit).
Liivvormide ja -kärnide valmistamisel kasutatakse
vormimaterjale – vormiliiva ja sideaineid
(vormisavi, vesiklaas, polümeervaigud). Vormiliiv
(tavaliselt kvartsliiv SiO2) on vormi ja kärnisegude
põhiosis.Valuvormid täidetakse valukoppade abil.
Sellele järgneb valandi tardumine ja ettenähtud temperatuurini
jahutamine . Malmvalandid jahutatakse
temperatuurini 400…500 °C, tugevamad terasvalandid
temperatuurini 500…700 °C.
Pärast valuvormist eemaldamist tehakse valandite järeltöötlemine – valukanalite ja pinnadefektide eemaldamine, juga- või trummelpuhastus.
30. Koorikvalu
Koorikvalu:toimub koorikvormides. Vormimaterjaliks on liiv. Temperatuurini 200-250 °C kuumutatud metallist mudelplaat kinitakse punkril, mida pööratakse koos vormiseguga 180°(hoitakse niimoodi 10...30 sekundi) ja siis pööratakse endisesse asendisse. Pärast kuumutatakse koorikvalu koos mudelplaadiga ahjus 300...350°C 1-2 minutiks. Analoogiliselt valmistatakse teine pool ja siis pannakse vorm kokku. Koorikvalul on hea valandite täpsus, hea pinnakvaliteet, valandit on kerge vormist eemaldada, kulub vähe vormisegu.
31.Metallide survetöötlus

Ehk vormimine plastse deformeerimisega
põhineb materjalide võimel deformeeruda plastselt tardunud olekus
Jäätmeid praktiliselt ei teki
Kasutatakse suurt jõudu

Liigitus:

Külmsurvetöötlemine – survetöötlemine temperatuuridel allpool Me-sulamite rekristalliseerumistemperatuuri. Terasel on 500...600°C. Külmsurvetöötlemisega kaasneb kalestumine (deformatsiooni aste on piiratud).
Kuumsurvetöötlemine – survetöötlemine temperatuuridel, mis on üle Me-sulami rekristslliseerumistemperatuuri. Terasel on 750...800°C . Kaasneb ME plastsete maduste taastumine (deformatsiooni aste ei ole piiratud).

Liigitus tooriku geomeetria järgi:

Mahtvormimine – kasutatakse toorikutena ümar- või ristkülikulise ristlõikega torikuid (valtsimine, ekstrudeerimine , tõmbamine , sepistamine, vormstantsimine )
Lehtvormimine – kasutatakse toorikuna lehtmetalli( sügavtõmbamine , painutamine, vormimine, reljeefstantsimine)

Liigitus:

Pidevprotsess – valtsimine, ekstrudeerumine ja tõmbamine.
Perioodiline protsess – sepistamine, vormstantsimine, lehtstantsimine .

32.Lehtstantsimine
Lehtstantsimine e. Lehtvormimine.
Lehtstantsimise protsessid:
33.Vormstantsitud tooted
Vormstantsimisel kasutatakse tooriku deformeerimiseks eritööstu – stantsivagudega stantse. Vormstantsimine on survetöötluse perioodiline protsess, kus sepistamisest erinevalt on Me voolamine stantsivao vormiga piiratud.
Kuumvormstantsimine on leidnud kõige laiemalt kasutamist keskmise ja suure massiga stantsiste tootmisel
Külmvormstantsimist kasutatakse peamiselt väikeste stantsiste tootmisel (kuni 0,1 kg)
34.Keevitusmeetodid
Kaarkeevitamise(elektrikaarkeevitamise) alaliigid :

Elektroodkeevitus
MIG/MAG keevitus
TIG keevitus
Kaarkeevitus räbustis
Elekter -räbukeevitus
Plasmakeevitus

Kontaktkeevitamine:

punktkontaktkeevitus – ühendatakse ülekattes olevad detailid ühe või mitme keevispunkti abil, mis elektrivoolu toimel tekivad elektroodide vahel.
joonkontaktkeevitus – järjestikused keevituspunktid tekivaddetailide liikumisel kettakujuliste elektoodide vahel.
reljeefkontakt – sarnane punktkeevitusega
põkk-keevitus

Mehaaniise energial põhinevad keevitusmeetodid:

hõõrdkeevitamine – kasutatakse autotööstuses.
ultrahelikeevitus – kasutatakse ühesuguste ja erinevate Me-sulamite ning Me ja mitteME liitmiseks.
külmkeevitamine – kasutatakse suure plastsusega Me ja ME-sulamite keevitamisel.
gaaskeevitamine

35. Elektroodkeevitus

Elektroodkeevitust kasutatakse kõikide terasliikide, malmi, Ni ja Cu sulamite keevituseks ja piiratult Al-sulamite remontkeevituseks
Elektroodkeevitus sobib kõigile keevisõmbluse asenditele, kui valitakse õige elektrood ja keevitusparameetrid
Veealuseks keevitamiseks kasut elektroodkeevitust

36. Elektoodkeevituse skeem
37. MIG/MAG keevitus
MIG/MAG keevitus (sulava elektroodiga kaarkevitamine kaitsegaasis )

MIG- keevitamine (kakevitamine inertgaasis nt. argoonis)
MAG-keevittamine (kaarkevitamine aktiivkaitsegaasis nt. Süsihappegaasis CO2)

Keevituskaar on soojuslikult kontsentreeritum
- Seega termomõju tsoon on kuni kaks korda kitsam kui elektroodkeevitusel; seega väiksemad deformatsioonid materjalis
Suurem läbikeevitatavus
Kõrge tootlikkus ja hea kvaliteet
- puuduvad elektroodi vahetamisest tingitud katkestused
- keevitamisel ei teki räbu
Ei saa kasutada välitingimustes

38.TIG keevitus
TIG-keevitamisel e. sulamatu elektroodiga
kaarkeevitamisel kaitsegaasis põleb keevituskaar
volframelektroodi otsa ja toote vahel.

Kaitsegaas – argoon (Ar),

harvem heelium (He) – kaitseb elektroodi ja keevisvanni
ümbritseva õhu eest.

Keevisvanni moodustamiseks kasutatakse

lisametalli. Kasutataks õhukeste materjalide, alates 0,1
mm (võrdlusena: elektroodkeevitamisel alates 1,0
mm) keevitamisel.

TIG keevituse puudusteks:

Protsessi suhteline aeglus
Tundlikkus tuuletõmbe suhtes
Tundlikkus ebapuhaste pindade suhtes

TIG keevituse eelisteks:

Suur tootlikkus
Keevitamisel ei teki räbu
Ei ole vaja keevisõmblust räbust puhastada
Parem on õmbluse kvaliteet.
39. Lõiketöötlemise üldmõisted

Metallide lõiketöötlus seisneb eelneva töötlemisega

saadud toorikult (pooltootelt)
laastu eraldamises, et saada vajalik kuju,
mõõtmed ja pinnakvaliteet.

Materjali nihkele lõikuri ees ja laastu tekkele

eelneb lõigatava materjali elastne ja plastne survedeformatsioon,
millega kaasneb materjali kalestumine
(tugevnemine). Kui kalestumine on saavutanud
oma piiri, siis materjalil ei ole muud väljapääsu
kui nihkuda edasi – tekib laastu element.

Töötlemisel on oluline, et tekkiv metallilaast

eemalduks kergesti lõikekohast ega segaks lõikeprotsessi.
Plastsete metallide lõikamisel on laastu tekkel
määrava tähtsusega plastsed deformatsioonid,
habrastel (näiteks malm) need peaaegu puuduvad.
Plastsete metallide lõikamisele on iseloomulik
voolav laast , mis keerdub spiraali. Habraste metallide
lõikamisel ei teki üldse korrapärast laastu, vaid
tükikestena eralduv murdelaast.

Lõiketöötluse täpsus
Töötlemisel on oluline, et tekkiv metallilaast
eemalduks kergesti lõikekohast ega segaks lõikeprotsessi. See on seotud tekkiva laastu kujuga,
mida mõjutab nii töödeldav materjal kui lõiketingimused. Plastsete metallide lõikamisel on laastu tekkel määrava tähtsusega plastsed deformatsioonid,
habrastel (näiteks malm) need peaaegu puuduvad.
Plastsete metallide lõikamisele on iseloomulik
voolav laast, mis keerdub spiraali. Habraste metallide lõikamisel ei teki üldse korrapärast laastu, vaid
tükikestena eralduv murdelaast.

Lõikekiiruse valem treimisel
Pealiikumise kiirus e. lõikekiirus v on teriku lõikeserva ja
lõikepinna vahelise suhtelise liikumise kiirus: v=πDn,
m/min, kus n – tooriku pöörlemissagedus, min-1.

Lõiketöötluse pinna kvaliteet
Lõiketöötluse efektiivsus sõltub esmajoones
lõikuri teriku (lõikuri lõikava osa) materjali ja geomeetria valikust. Vaatleme lõikuri teriku geomeetriat
treilõikuri (treimisel kasutatava lõikuri) näitel.
Lõikeprotsessist võtavad osa järgmised
pinnad. Esipindkontakteerub lõikeprotsessis lõigatava materjalikihi ja laastuga. Peatagapindon
pööratud lõikepinna ja töötlemata pinna poole.
Abitagapindon pööratud tooriku töödeldud pinna
poole. Pealõikeservon teriku esi- ja peatagapinna
lõikumisel tekkiv lõikejoon . Abilõikeserv tekib esi- ja
abitagapinna lõikumisel.

Treitera püsivusaeg, sõltuvus V-st
Lõikekiiruse ja teriku püsivuse vaheline sõltuvus
(зависимость стойкости резца oт cкорости резания)
VTm = C või V1T1m = V2T2m

Treimine , karakteristikud
Treimist iseloomustavad karakteristikud:

Kinemaatilised (laastueraldumise lõikeliikumised) ja
geomeetrilised (töödeldava tooriku ja eralduva laastu kuju)

Kinemaatilised karakteristikud:

Pealeliikumine (tooriku pöörlemine , mis määrab laastueraldumise kiiruse)
Ettenihkumine (lõikuri lõikeserva liikumine ettenihke suunas, mis tagab lõikeprotsessi pidevuse )

Geomeetrilised karakteristikud:

Lõikesügavus

Treitera põhielemendid

Kiirlõiketeras on kõrge volframi - ja vanaadiumisisaldusega

tööriistateras. Kiirlõiketerasest
lõikuri kõvadus pärast termotöötlust on HRC 62…65
ja soojuskindlus (kõvadustaseme säilitamise temperatuur)
600…650 °C.

Kermis on rasksulavate suure kõvadusega

karbiidide, nitriidide, oksiidide, boriidide jt. alusel
pulbermetallurgilisel teel valmistatud
komposiitmaterjal. Võrreldes kiirlõiketerastega on
kermised kõvemad ja soojuskindlamad (850…
1350 °C).
46. Treilõikuri eskiis ja elemendid
• Lõikeprotsessist võtavad osa järgmised
pinnad. Esipind kontakteerub lõikeprotsessis lõigatava
materjalikihi ja laastuga. Peatagapind on
pööratud lõikepinna ja töötlemata pinna poole.
Abitagapind on pööratud tooriku töödeldud pinna
poole. Pealõikeserv on teriku esi- ja peatagapinna
lõikumisel tekkiv lõikejoon. Abilõikeserv tekib esi- ja
abitagapinna lõikumisel.
Normaalseks lõikamiseks peavad eelnimetatud
pinnad ja servad asuma kindlate nurkade all.
47. Treimise erinevad operatsioonid
Silinderpinna treimine (sele 2.36a), otspinna
treimine (b), soone treimine ja läbilõikamine (c),
silindersisetreimine (d), tasase sisepinna sisetreimine
(e), sisesoone treimine (f) on treimise põhioperatsioonid.
Treipingil võib avasid töödelda ka keerdpuuri,
avardi ja hõõritsaga (vt. Puurimine). Keerulisi
kujupindu töödeldakse spetsiaalsete kujulõikuritega.
Keermestatakse nii välis- kui sisepinda spetsiaalseid
keerme treilõikureid kasutades.
48.Freesimine, karakteristikud
Freesimine on lõiketöötluse universaalsemaid
tehnoloogilisi protsesse, mille puhul lõikuriks
on frees . Freesimisega töödeldakse horisontaal-,
vertikaal - ja kaldpindu, astmeid ja sooni, tükeldatakse
metalli, samuti töödeldakse keerukaid kujupindu,
näiteks hammasrataste sirg - ja kaldhambaid,
liistusooni, keermeid jm. Freesimisel antakse
pöörlev pealiikumine freesile , ettenihkeliikumine
töödeldavale toorikule.
Frees on pöördkehakujuline lõikur , mille
lõikehambaid võib vaadelda üksikute terikutena.
Lõikehammastega varustatud tööpindade kuju järgi
liigitatakse freese järgmiselt (sele 2.38): silinderfrees
(a), otsfrees e. laupfrees (b), ketasfrees (c), sõrmfrees
(d), kujufrees (e, f), mille kuju kopeeritakse
osaliselt töödeldavale pinnale.
49. Lihvimine
Lihvimine on lõiketöötlusprotsess, kus abrasiivlõikuri
abil saadakse sile pind ja
mõõtmete suur täpsus. Abrasiivlõikur koosneb kõvadest
abrasiivteradest, mis on sideainega seotud
abrasiivkettaks. Abrasiivketta pöörleval liikumisel
lõikavad terad tooriku pinnalt mikrolaaste.
Lihvketaste abrasiivaine ( teemant ,
ränikarbiid (SiC), alumiiniumoksiid (Al2O3) jms.)
mahuline sisaldus on 20…60%.
Tähtsamateks lihvimismeetoditeks on välisümarlihvimine,
siseümarlihvimine ja tasalihvimine.
Välisümarlihvimisel töödeldakse pöördkehade
välispinda. Avade sisepindu lihvitakse – siseümarlihvitakse
– siselihvpinkidel. Tasalihvitakse tasapindu
kasutades selleks horisontaal- või vertikaaltasalihvpinke.
Sageli nõutakse siledamat pinda ja töötlemistäpsust,
kui seda on võimalik saavutada lihvimisega.
Sellistel juhtudel kasutatakse abrasiivtöötlemise
viimistlusmeetodeid: hoonimine, superfiniš, plankimine,
poleerimine.
50.Puurimise põhioperatsioonid
Puurimisel kasutatakse enamasti keerdpuuri e. spiraalpuuri, Avardit kasutatakse avardamiseks – puuritud ava läbimõõdu suurendamisek, Hõõritsat kasutatakse hõõritsemiseks – avade viimistlemiseks suurema täpsuse ning väiksema pinnakareduse saamiseks pärast avardamist, Süvistiga töödeldakse puuritud avade otspindu avale ristpinna või koonilise pinna saamiseks, Keermepuur on puuritud ava keermestamiseks.
51. CNC pingid
CNC-tehnoloogia abiga töötlemisprotsessid on võimalik automatiseerida. Tänu tehnoloogia arengule on tööpingid tänapäeval üha täpsemad ja kiiremad, inimeste oskused paremad, tulemuseks on valmistusaegade lühenemine ja kvaliteedi paranemine jne.
freespink , puurpink, teipink, Höövelpingid
CNC- freespink/töötlemiskeskus on mõeldud peamiselt nurklike toodete valmistamiseks.
CNC- tööpingid jaotatakse horisontaal või vertikaal tööpinkideks. Olenevalt sellest, kuidas töötlemisüksuse/spindli liigutamine toimub.
52.CNC programmi lause
Arvjuhtimisprogramm koosneb lausetest, programmi algust ja lõppu tähistavatest sümbolitest. Laused koosnevad sõnadest. Sõna omakorda koosneb adressaadist ja arvsõnast. Kui arvsõna ees puudub miinusmärk, loetakse tema väärtus positiivseks . Lauses on kindel sõnade järjekord . Mõned sõnad võib lausest ära jätta, kui neid on programmis eelnevalt kasutatud ja nad kehtivad vaikimisi.
Juhtprogrammi lause koostis on reglementeeritud DIN-normidega. Tänapäeval on juhtprogrammi koostamisel kasutusele võetud spetsiaalne keel CL DATA (Inglise: Cutter Location Data).
54. Lause otspinna töötlemiseks
55.Teeriku liikumise trajektoor
Lõiketöötluse efektiivsus sõltub esmajoones lõikuri teriku (lõikuri lõikava osa) materjali ja geomeetria valikust.
56. Elektroerosioontöötlemine
Elektroerosioontöötlemine põhineb elektrikontaktikohtade purunemisnähul, mille põhjus on kontaktidevaheline sädelahendus . Meetod on rakendatav vaid elektrit juhtivate materjalide töötlemisel. Üks elektroodidest on tööriist, teine töödeldav ese.Nende vahel on dielektriline vedelik. Vooluimpulsside toimel elektroodide materjal sulab ja aurustub .
57. Ultrahelitöötlemine
Ultrahelitöötlemine põhineb töödeldava materjali eemaldamisel abrasiivterade poolt, millele ultrahelisagedusega võnkuv tööriist annab kiirenduse Tööriist – tempel – pannakse võnkuma ultrahelimuunduri abil. Tööriista võnkeamplituudi suurendamiseks kinnitatakse ultrahelimuundurile akustiline kontsentraator. Ultrahelitöötlusega töödeldakse eelkõige kõvu ja hapraid elektrit mittejuhtivaid materjale.
60. Silestantsimise põhimõte ja skeem
Lehtstantsimisel e. lehtvormimisel kasutatakse toorikuna
plekki , samuti lihtmetalli pleki kitsa ribana.
Lehtstantsitakse üldjuhul külmalt, kusjuures lehttooriku
paksus muutub tavaliselt vähe. Tinglikult
saab lehtstantsimisoperatsioonid liigitada kahte
gruppi:
1) eraldusoperatsioonid, kus toimub tooriku ühe
osa eraldamine teisest ette antud kontuuri
mööda;
2) kujumuute - e. vormimisoperatsioonid, kus tasapinnalisele
toorikule antakse ruumiline vorm.
Tähtsamad eraldusoperatsioonid on toodud
selel 2.14. Mahalõikamine (a) seisneb tooriku osa
täielikus eraldamises lahtist kontuuri mööda. Tükeldamine
(b) on tooriku jaotamine kaheks või enamaks
tooteks (pooltooteks) lahtist kontuuri mööda.
Väljalõikamine (c) on tooriku osa täielik eraldamine
kinnist kontuuri mööda, kusjuures eraldatud osa on
tooteks või pooltooteks. Avalõikamine (d) on väljalõikamisele
sarnane eraldusoperatsioon – ava moodustamine
toorikusse suletud kontuuri mööda, kusjuures
eraldatud osa on jäätmeks. Sälkamisel (e)
eraldatakse materjali tooriku servast. Sisselõikamine
(f) toimub mööda avatud kontuuri, ilma materjali
eraldamiseta. Sisselõikamist tehakse tavaliselt
tooriku mingi osa painutamiseks tasapinnast välja.
Äralõikamine (g) on viimistlev operatsioon näiteks
viimistlevaks töötlemiseks jäetud varu või kraadi
eemaldamiseks stantsitud tootelt. Puhastamine (h)
on viimistlusoperatsioon stantsise servadepinnakvaliteedi parandamiseks ning täpsuse
suurendamiseks.
Kõrgahju

Kõrgahjuprotsess: Kõrgahi ( blast furnace) kujutab endast vastuvoolu põhimõttel pideva režiimiga töötavat šahtahju, milles täidis (burden, charge ) laskub pidevalt allapoole; kuumad gaasid liiguvad vastassuunas , ülespoole.
Kõrgahjuprotsess seisneb oksiidse rauamaagi redutseerimises koksi abil. Koksi toodetakse kivisöest ja oma koostiselt koosneb ta peamiselt süsinikust. Räbusti peamiseks ülesandeks on maagis sisalduva aheraine ning koksis oleva tuha eemaldamine; räbustina kasutatakse peamiselt lubjakivi (CaCO3).

Malmi,terase tootmise skeem

Lae alla, et näha rohkem ▪ ▪ ▪

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #1

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #2

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #3

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #4

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #5

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #6

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #7

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #8

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #9

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #10

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #11

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #12

Metallide tehnoloogia-materjalid eksam 2015 #13

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 13 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2015-01-19 Kuupäev, millal dokument üles laeti

179 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

rudkovski1337 Õppematerjali autor

Metallide tehnoloogia eksami küsimused ja vastused 2015

malm süsinik kõvadus malmid valand plastid elektrood plastsus aatom sulamid süsinikusisaldus deformatsioon titaan tehnokeraamika räbu sulamistemperatuur ultraheli vormimine voolavuspiir

Sarnased õppematerjalid

docx

Metallide Tehnoloogia II Eksami Spikker

1) Valamine Valutehnoloogia olemus seisneb valandite tootmises sulametalli valamise teel valuvormi. Vormi materjali ja konstruktsiooni järgi liigitatakse valumeetodid: 1. Ainuskasutusega vormidesse: Liivvormvalu; Koorikvalu; Täppisvalu 2. Püsivormidesse: Kokillvalu; Survevalu; 1) Metallurgia Tsentrifugaalvalu On metallide ja metallisulamite ning nendest 2) Liivvormvalu poltoode tootmise tööstusharu. Liivvormvalu puhul valand vormitakse liivvormis, mille siseõõnsus kopeerib valandi kuju. Eristatakse: Liivvormide ja kärnide valmistamisel kasutatakse 1. Rauametallurgia (ferrometallurgia), mis hõlmab vormimaterjale- vormiliiva ja sideained raua ja raua sulamite tootmist (teras, malm)

Metalliõpetus

docx

Metallide tehnoloogia

27.Metallurgia Metallurgia on metallide ja metallisulamite ning nendest pooltoodete tootmise tööstusharu. Eristatakse: · rauametallurigat e. ferrometallurgiat, mis hõlmab raua ja rauasulamite (teras, malm) tootmist; · mitterauametallurgiat e. värvilismetallide metallurgiat, mis hõlmab mitterauametallide (Cu, Al, Mg, Ti jt.) toomist. Pürometallurgia metallide ja sulamite tootmine kõrgetel temperatuuridel, mis tekib kütuse põlemisel 29. Valamine liivvormi või teiste keemiliste reaktsioonide toimel. Liivvormvalu puhul valand vormitakse Hüdrometallurgia metallide saamine nende liivvormis, mille siseõõnsus soolade vesilahustest; kasutatakse paljude kopeerib valandi kuju. mitterauametallide tootmisel

Materjaliõpetus

pdf

Metallide Tehnoloogia 2. Referaat

TTÜ EESTI MEREAKADEEMIA Üld- ja alusõppe keskus MATERJALIÕPETUS Referaat õppeaines Metallide tehnoloogia, materjalid I Kadett: Andrei Lichman Õppejõud: Paul Treier Rühm: MM42 Tallinn 2015 SISUKORD 1. Metallurgia ..................................................................................................................... 4 2. Metalli reaalne struktur .................................................................................................. 4 3. Kristalliseerumine ........................................................................................................... 5 4. Sulamid ................................................................................

Metalliõpetus

pdf

Materjalid

Autorid: Priit Kulu Jakob Kübarsepp Enn Hendre Tiit Metusala Olev Tapupere Materjalid Tallinn 2001 © P.Kulu, J.Kübarsepp, E.Hendre, T.Metusala, O.Tapupere; 2001 SISUKORD SISSEJUHATUS ................................................................................................................................................ 4 1. MATERJALIÕPETUS.............................................................................................................................. 5 1.1

Kategoriseerimata

pdf

Metallide Tehnoloogia 1 Referaat

TTÜ EESTI MEREAKADEEMIA Üld- ja alusõppe keskus MATERJALIÕPETUS Referaat õppeaines Metallide tehnoloogia, materjalid I Kadett: Andrei Lichman Õppejõud: Paul Treier Rühm: MM42 Tallinn 2015 SISUKORD 1. Metallide kristalliline struktuur ............................................................................. 3 2. Kristallvõre tüübid ....................................................................................................... 3 3. Kristalliseerumine ....................................................................................................... 4 4. Materjalide füüsikalised, tehnoloogilised ja mehaanilised omadused ...... 5 4.1

Metalliõpetus

docx

Stenogramm eksamiks kokkuvõttev konspekt

Elastusmoodul määratakse tõmbediagrammi lineaarse osa tõusunurga tangensiga. Materjalide sitkusnäitajad, nende ühikud ja kasutamine. KV - sellega tähistatakse V-soonega teimiku purustamiseks kulutatud tööd - purustustööd. Ühikuks on J (džaul). KU - sellega tähistatakse U-soonega teimiku purustamiseks kuluatatud tööd - purustustööd. Ühikuks on J (džaul). Külmhapruslävi TKHL - üks tähtsamaid metallide töökindluse kriteeriume. Külmhaprusläve kasutatakse, kui materjalil on piiratud sitkus ehk purunemispildis esineb nii teralise kui ka kiulise purunemise tsoon. Ühikuks on kraadid Celsiuse järgi. Külmhapruslävi T90 - temperatuur, mille juures on purunemispildis vähemalt 90% kiulist pinda. T90 on temperatuuriks vastutusrikastel detailidel. Sel juhu on materjalil kõrge löögisitkusnäitaja.

Tehnomaterjalid

docx

Metallide tehnoloogia kontrolltöö kordamiseks

· Võre baas · Võre koordinatsiooniarv · Aatomiraadius · Võre kompaktsusaste Polümorfism. Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallivõre t üüp. Metallid on ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning tavaliselt ka hea mehaaniline töödeldavus, suur plastsus ja elastsus. Purustavad katsed (teimid) Tõmbeteim. Vastavalt standardile EVS-EN 10002-1 (Metall- materjalid. Tõmbeteim) määratakse tõmbeteimiga materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. (Tõmbetugevus,voolavuspiir, tinglik voolavuspiir, katkevenivus,katkeahenemine). Löökpaindeteim Katsetamine löökpaindele on materjali sitkus-näitajate määramise põhiline meetod. Väsimusteim Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduv- korduvad (tsüklilised) koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis põhjustab pragude teket

Materjalitehnika

docx

Tehnomaterjalide stenogramm

eraldumisest. Jahtumiskiiruse kasvades suureneb ka allajahutusaste ja kristalliseerumine toimub tasakaalutemperatuurist märgatavalt madalamal temperatuuril. Mida puhtam on metall, seda enam on ta kalduv allajahutusele. Metalli jahtumiskõverad erinevatel jahtumiskiirustel Faasid, mehaanilised segud ja tardlahused Faas on sulami kõigi ühesuguse keemilise koostisega ja ühesuguste füüsikaliste omadustega osade kogum, mida süsteemi teistest osadest eraldab piirpind. Mehaanilise segu korral koosneb sulam komponentide A ja B kristallidest. Sagedamini esineb mehaaniliste segude

tehnomaterjalid

Rohkem sarnaseid