1. Materjalide kasutamine inimajaloo vältel, selle muutumise põhjused.- a. 10000BC kasutati eelkõige klaasi,keraamikat ning puitu,nahka. Esmene metall oli kuld . See on pehme ja hea töödelda,samuti leidus seda looduses.Edasi suurenes ka hõbeda,pronksi ja raua kasutus. Metallide kasutamine on järjest suurema protsendi võtnud ning selle hiigelaeg oli 1940-1980, sellel ajal kastuati keraamikat ja plaste väga vähe. Alates 20.sajandi teisest poolest hakkas vähenema metalli kasutus ja väheneb tänapäevalgi.Metalle asendavad aina rohkem
Tehnomaterjalid 1. Materjalide kasutamine inimajaloo vältel, selle muutumise põhjused. 10000a eKr oli põhilisteks materjalideks kuld, puit ja kivi. 5 sajandi pärast võeti kasutusele vask ning peale seda ka tina ning nende sulatamisel saadi pronks. Sellel sajandil avastati ka klaas ning telliskivid. 1. sajandi alguses avastati raud, paber ning tsement.10 sajandit elati selle teadmisega, kuid siis hakati uusi asju proovima ning avastati ka tulekindlad materjalid. 20.ndal sajandil hakkas tehnika arenema ning tuli palju uut, avastati teras, alumiinium, magneesium, komposiitmaterjalid. 2. Metallide aatom- ja kristallehitus. K8 – ruum kesendatud kuupvõre, nt Fe, C-teras, W, Cr K12- Tahkkesendatud kuupvõre, nt Al, Ni, Cu, Pb, Au, Ag, Pt H12- Kompaktne heksagonaalvõre, nt Zn, Mg, Ti, Co, Be Metalli aatomi ehitus
Tehnomaterjalid II KT 1. Fe-Fe3C faasidiagramm: faasid rauasüsinikesulameis: F, T, A. Faaside omadused. Raud moodustab süsinikuga järgmised metalsed faasid: Piiratud tardlahused: ferriit, austeniit. Keemilised ühendid: Fe 3C jt. Toatemperatuuril on kõikidel tasakaalulistel rauasüsinikusulamite struktuuriosadeks ferriit ja tsementiit (Fe 3C), temperatuuril üle 727°C lisandub neile austeniit. Ferriit (F) (ferrite)- süsiniku tardlahus a-rauas, mis moodustub süsiniku aatomite paigutumisel -raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse (eelkõige tahkudel olevatesse).
1) Tehnikas kasutatavad materjalid: Metallid: 10000eKr Kasutati kulda, sest see oli looduses vabalt kätte saadav. 5000eKr avastati vask, esimene sulam mis avastati oli pronks (phst Kõik vase sulamid). Kristuse sünni ajal avastati raud. Malm alvastati 16 saj, siis algas metallide võidukäik. Hiljem õpiti valmistama teraseid. 20saj keskpaigas oli metallide olulisus tipus.(1,2 MS). Metallide kasutus väheneb, nende asemel luuakse teisi materjale.(liigume kasutuse poolest tagasi kiviaega, metalle hakkavad asendama keraamilised materjalid.) plastid (polümeerid): 10000 eKr Kasutati Puitu, nahka, erinevaid looduslike kiude. Tänapäeval plastid, 19saj võetakse kasutusele kumm(looduslik). 20 saj
Joonis 9. Väsimusteimi skeem pöörleva painde korral 9 6. Mittepurustavad katsed Metalltoodete mittepurustava kontrolli (MPK) meetodite ülesanneteks on: 1)defektide avastamine toodete pinnal või nende sisemuses (poorid, praod, räbulisandid jms.); 2)materjalide keemilise koostise ja struktuuri määramine; 3)füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste mõõtmine (soojus- ja elektrijuhtivus, kõvadus jt.); 4)tehnoloogiliste protsesside pidev kontroll (toote pikkus, paksus, pinnakvaliteet jt.) 6.1. Brinelli kõvaduse katsed 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. Joonis 10. Brinelli kõvaduse määramise skeem 6.2. Rockwelli kõvaduse katsed
Stenogramm aines tehnomaterjalid Üliõpilane: Üliõpilaskood: Rühm: Materjalide füüsikalised ja mehaanilised omadused Metallide ja sulamite liigitus tiheduse järgi: ρ< 5000 kg/m3 – kergmetallid ja –sulamid; 5000 < ρ < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid; ρ > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid. Metallide ja sulamite liigitus sulamistemperatuuri järgi: kergsulavad metallid ja sulamid - TS ≤327°C (Pb sulamistemperatuur) - Pb, Sn, Sb; kesksulavad metallid ja sulamid - TS =327-1539°C - Mn, Cu, Ni, Ag jt; rasksulavad metallid ja sulamid - TS >1539°C (Fe sulamistemperatuur) – Ti, Cr, V, Mo, W. Plastsusnäitajad Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist.
1 Kristallivõre tüübid primitiivsed e. lihtsad aatomid paiknevad ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes); b) ruumkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võre- elemendi sees; Cr a, Fe a, Mna, Mo, V, W a ; c) tahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel; Ag, Al, Cu, Coy , Cu, Fey, Ni, Pb, Pt, Sny d) põhitahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel. kompaktne heksagonaalvõre: Be, Cd, Co, Cr , Mg, Ti, Zn. KRISTALLVÕRET ISELOOMUSTAVAD SUURUSED · Võre periood · Võre baas · Võre koordinatsiooniarv
1. Materjalide füüsikalised ja mehaanilised omadused Materjalide liigitus tiheduse ning sulamistemperatuuri järgi: Tihedus: kg/m3 – kergmetallid ja -sulamid 5000 < < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid Sulamistemp: ≤ 327 °C - kergsulavad metallid ja sulamid, näiteks Pb, Sn 327-1539 °C - kesksulavad metallid ja sulamid, näiteks Mn, Cu, Ni >1539 °C - rasksulavad metallid ja sulamid, näiteks Fe, Ti, Cr Tõmbekatsel määratavad tugevus- ja plastsusnäitajad , jäikusnäitaja, nende ühikud ning kasutamine. Tõmbekatsel saame määrata nii tugevus kui ka platsusnäitajaid, tugevusnäitajateks on: Tõmbetugevus Rm – maksimaaljõule Fm vastav pinge, valemiga Rm = Fm / S0, ühikuga N/mm2. Tõmbetugevust ehk tugevuspiiri kasutatakse näiteks staatilistel koormustel habraste materjalide ohtlike pingete kirjeldamiseks. Voolavuspiir ReH – ülemine voolavuspiir
aatomite arv (koordinatsiooniarv on aluseks ka kristallvõrede tähistamisel: nii tähistatakse lihtsat kuupvõre kordinatsiooniarvuga 6 tähisega K6; ruumkesendatud kuupvõret K8, tahkkesendatud kupvõret K12; lihtsat heksagonaalvõret H6, kompaktset heksagonaalvõret H12; lihtsat tetragonaalvõret T4, ruumkesendatud tetragonaalvõret T8). Baas on aatomite arv, mis tuleb võreelemnedi kohta. Kuupvõre korral kuulub tipus olev aatom 1/8-ga võreelemendile, serval 1/4-ga, aatom tahul 1/2-ga ja aatom võre sees tervenisti võreelemendile, heksagonaalvõre korral kuulub tippus olev aatom 1/6-ga võreelemendile jne. a)Ruumkesendatud kuupvõre Tähis K8; Koordinatsiooni arv 8; Baas n= 8 x 1/8 + 1x1= 2; Lisaks võreelemendile tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võreelemendi sees diagonaalide sõlmpunktis. b)Tahkkesendatud kuupvõre Tähis K12; Koordinatsioon arv 12; Baas n=8 x 1/8 + 6 x 1/2= 4; Lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel
regulaarselt teatud korra kohaselt, mille tulemusena tekib kristalliline struktuur. On ka võimalik, et tavaline aatomite või aatomite rühmade korduvus kristallis on piiratud. Kristallivõre elemendid (võreelemendid) võivad olla a) primitiivsed e. lihtsad (primitive, simple) aatomid paiknevad ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes); b) ruumkesendatud (body-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paikneb üks aatom võreelemendi sees diagonaalide sõlmpunktis; c) tahkkesendatud (face-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel diagonaalide sõlmpunktides; d) põhitahkkesendatud (base-centred) lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides. VAATA KA TABELIT, RMT LK 9 -võret iseloomustavad suurused
Eksamiküsimused aines „Tehnomaterjalid“ 1. Millised on materjalide füüsikalised omadused? Tihedus Sulamistemperatuur Soojuspaisumine Soojusjuhtivus Elektrijuhtivus Magnetilisus 2. Millised on materjalide mehaanilised omadused? Tugevus Kõvadus Sitkus Plastsus 3. Millised on materjalide tehnoloogilised omadused? Valatavus Survetöödeldavus Sepistatavus Termotöödeldavus Keevitatavus Joodetavus 4. Millised on materjalide talitlusomadused? Korrosioonikindlus Kulumiskindlus Pinnaomadused Tulekindlus Soojuspüsivus Ohutus Keskkonnasõbralikkus 5
1. Aatomi ehituse skeem 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
põhimetalli omadustele. Kuna paljud ehituskonstruktsioonid töötavad tihti madalatel temperatuuridel ja dünaamilistel koor- mustel, siis üheks tähtsamaks omaduste näitajaks on külmahapruslävi. Ehitusterastena kasutatakse: · tavasüsinikteraseid, · mangaanteraseid, · peenterateraseid, · parendatud teraseid, · boorteraseid. 5) Masinaehitusterased ja nende omadused. Kasutamine. Tsementiiditavate terastena kasutatakse madalsüsinikteraseid (0,1...0,25%C), mille kõvadus peale tava- karastust 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. Ka pinnakihis on oluline peeneteraline
54 2.4. Mls on polümorfism? Erinevate kristallivõrede esinemine ühel metallil erinevate temperatuuride juures 3. Sulamite struktuur 3.1. Loetlege p6hilised tardfaasid metallisulameis. Mehaanilised segud (EI OLE FAASID): eutektikum: L ->A+B eutektoid: -> A+B Tardlahused: asendustardlahus sisendustardlahus Keemilised ühendid 3.2. Kuidas liigitatakse tardlahused? Millised on nende tekke eeltingimused? Tardlahused - faasid, milles üks komponentidest säilitab oma kristallivõre, teise komponendi aatomid paigutuvad esimese komponendi kristallivõresse, muutes selle perioodi. Asendustardlahus - lahustuva komponendi aatomid asendavad osa lahustajakomponendi aatomeid. Kui asendatud võib olla piiratud arv aatomeid, siis on tegemist piiratud lahustuvusega, vastasel korral piiramatu lahustuvusega. Piiramatu asendustardlahuse tekkimise eeltingimused:
............. 33 1.2.4. Nikkel ja niklisulamid .................................................................................................................. 35 1.2.5. Titaan ja titaanisulamid............................................................................................................... 36 1.2.6. Magneesium ja magneesiumisulamid ........................................................................................ 36 1.2.7. Tsink, plii, tina ja nende sulamid ................................................................................................ 37 1.2.8. Metallide markeerimine .............................................................................................................. 38 1.3. Mittemetalsed materjalid.................................................................................................................... 40 1.3.1. Tehnoplastid ........................................................................
Elektrometallurgia; 7. Lahutustasand; 8. Alumine- ja ülemine 4. Pulbermetallurgia vormipool 2) Kõrgahi 3) Koorikvalu Täidise moodustavad rauamaak, koks ja räbusti. Koorikvorm 8...12 mm paksuse seinaga vorm, 1. Täidisseade 2. Suue 3. Kaevus 4. Mõhk mis valmistatakse kuumutatud metallmudeli abil. 5. Turi 6. Kolle 7. Malm 8. Räbu Vormimaterjalid: liiv, polümeervaik (6...7%). Kõrgahjuprotsessid: Tehnoloogia: 1. A. Kütusepõlemine (1800- 2000) 1. mudelplaadi kuumutamine 200...250 °C - 2. Rauaredutseerimine (1000- 1400) otsene punkrile kinnitamine, redutseerimine 2. mudelplaadi katmine, 3. Raua rikastumine süsinikuga (400- 1000) 3. kooriku saamine,
kasutatakse teda vähe. Põhilised tehnomaterjalid Mangaan tõstab märgatavalt terase valmistatakse rauasulamitest. Nende kasutusala on tugevust, alandamata seejuures plastsust, ning umbes kümme korda laiem kui teistel metallidel ja samal ajal vähendab väävlisisaldusest tingitud nende sulamitel. Suurem osa rauasulamitest on kahjulikku mõju. süsinikku sisaldavad sulamid – rauasüsinikusula- Malmidele on peale suurema süsinikusisal- mid, mis jagunevad järgmiselt: duse omane ka suur ränisisaldus (1...3%). Räni - terased, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%; peamine mõju on selles, et koos süsinikuga soodus- - malmid, mille süsinikusisaldus on üle 2,14% tab ta grafiidi eraldumist. (tavaliselt kuni 4%). Väävel ja fosfor. Väävel ja fosfor on
1.variant. 1.lihtsa kuupvõre... koordinatsiooni arv. Võreelemendi kohta tulevate aatomite arv K6 K=6 ; n=1 2.asendustardlahuse kristallvõre (lahustaja komponendi A kristallivõre K12) milline on kristallivõre baas? A=1/8*8=1 B=6*1/2=3 n=A+B=1+3=4 3.FD kuju komponentide osalise lahutsuvuse korral, faasid selle kõikides alades, nende tähistus ja sisu 4.Loetlege tardfaasid F-S sulameis. Tooge nende tähistus, sisu ja C-sisaldus F (K8) sisentustardlahus alfa-rauas c=0,01%-0,1% (Fe(C))(Ferriit on süsiniku tardlahus alfa+rauas) A (K12) sisendustardlahus gamma-rauas c=0,8-2,14%(Fe(C)) ( Austeniit on samuti raua ja süsinuku tardlahus, süsinik aatomid on asetatud gamma+rauas tahkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse. (sitke ja hästi deformeeritav, mittemagneetiline)
sulamistemperatuuri järgi: - kergsulavad Ts < Ts Pb = 327 °C (Sn, Pb, Bi) - kesksulavad Ts = 327...1539 °C (Al, Mg, Mn, Cu, Ni, Co, Ag, Au) - rasksulavad Ts > Ts Fe = 1539 °C toodete valmistamisviisi järgi (liigituse alus faasidiagramm (FD) ):- deformeeritavad ehk Survetöödeldavad , valusulamid termotöötluse järgi (TT võimalikkus eeldab lahustuvuse muutust või faasimuutust tardolekus): TT: lõõmutamine, karastamine, vanandamine. 2. Al ja tema sulamid: liigitus- deformeeritavad ja valusulamid, termotöödeldavad ja mittetermotöödeldavad sulamid. Al tugevnemine külmdeformeerimisel. Põhilised legeerivad elemendid Al-sulamites. Al-sulamide TT: karastamine, lõõmutamine, vanandamine. Lähtudes toodete saamise (valmistamise) moodusest, liigitatakse alumiiniumisulamid kaheks: 1) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid 2) valusulamid Termotöödeldavuse põhjal jagunevad sulamid samuti kaheks:
Variant 1 1.lihtsa kuupvõre... koordinatsiooni arv. Võreelemendi kohta tulevate aatomite arv K6 K=6 ; n=1 2.asendustardlahuse kristallvõre (lahustaja komponendi A kristallivõre K12) milline on kristallivõre baas? A=1/8*8=1;B=6*1/2=3; n=A+B=4 3.FD kuju komponentide osalise lahutsuvuse korral, faasid selle kõikides alades, nende tähistus ja sisu 4.Loetlege tardfaasid Fe-C sulameis. Tooge nende tähistus, sisu ja C-sisaldus F (K8) sisentustardlahus alfa-rauas C=0,01%-0,1% (Fe(C)); A (K12) sisendustardlahus gamma-rauas C=0,8...2,14% (Fe(C)) M (K8) C ülekõllastunud tardlahus alfarauas (Fe(Cülek) 5.milles seisneb beiniit muutus Fe-C sulameis, muutuse skeem, T A => (F+T) B (C=0,8% t=400-500C 6.alaeutektoidterase struktuuriosad,
Sissejuhatav loeng Konstruktsioonimaterjalid on materjalid, millest valmistatakse ehitiste ja seadmete koormust vastuvõtvaid osi. Vanimateks Inimkonna kasutuses olevateks konstruktsioonimaterjalideks olid kivid ja puit. Kivisid kasutati küttekollete ehitamiseks, puitu aga eluasemete ehitamiseks. Savi hakati kasutama kivide sidumiseks. Edasi võeti kasutusele metallid vask ja tina, millede kokku sulatamisel saadi komponentidest tugevam sulam pronks. Seda kasutati mitmesuguste töö- ja sõjariistade valmistamiseks. Oskusega saada kõrgemaid temperatuure, kaasnes raua kasutusele võtmine umbes 3000 aastat tagasi. Rauda esineb looduses ainult mitmesuguste maakidena: magnetiit, punane rauamaak, pruun rauamaak, raudpagu. Eestis esineb neid soo- ja järvemaakidena. Võrusoo maagi näidist näeb loengul. Teadaolevalt on Eestis rauda sulatatud Harju maakonnas Jüril. Kuid rauamaaki esineb palju ka Alutagusel
Metallid reageerides klooriga muutuvad kloriidideks, sellisel kujul nad eraldatakse ja seejärel töödeldakse puhtaks metalliks. Nii toodetakse titaani, tantaali, tina jne. 2. Hüdro metallurgia põhineb maakide töötlemisel niisuguste kemikaalide lahustega (hapete, leeliste), mis maagis oleva metalliga reageerides viivad selle ioonidena lahusesse. Lahuse järgneval töötlemisel eraldatakse metall sellest lihtainena. 3. Vanimaks ja kõige levinumaks metallurgiaharuks on püro metallurgia (püro tähendab ladina keeles leeki). Siin sulatatakse metall maagist välja kõrge temperatuuriga. See kõrge temperatuuriga leek saadakse kütuste põletamisel. Nii toodetakse rauda ja tema sulameid, vaske jne. Nagu me eelnevast teame, esineb raud rauamaakides oksiidina. Sellest tuleb raud välja redutseerida
Materjali õpetus Malm Malmideks nimetatakse terastega võrreldes suurema süsinikusisaldusega (üle 2,14%) rauasüsinikusulameid. 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.
4 Joonis 1. α-raua ja γ-raua kristallivõred 3. Kristalliseerumine Kristalliseerumisprotsess algab kristalliseerumiskeskmete ehk –tsentrite tekkimisega sulas metallis ja jätkub nende arvu ning nende ümber kristallide mõõtmete kasvuga. Metalli või sulami vedelast olekust tahkesse üleminekul moodustuvad kristallid kasvavad vabalt ja omavad korrapärase geomeetrilise kuju. Joonis 2. Kristalliseerumisprotsess 4. Sulamid Sulamid liigitatakse koostise kahte suurde gruppi: • rauasulamid (nende arvele tuleb u. 95% kogu maailma metallitoodangust) • mitterauasulamid (tuntud värvilismetallide ja -sulamitena) – need on kõik ülejäänud sulamid. Teisteks liigituse alusteks on tihedus (kerg- ja rasksulamid) ja sulamistemperatuur (kerg- ja rasksulavad sulamid). 5 5. Fe- Fe3C faasidiagramm
Anisotroopseteks nimetatakse materjale, mille omadused on eri suundades erisugused. Isotroopsel on eri suundades samasugused. 12. Mida nimetatakse polümorfismiks? Sõltuvalt temperatuurist on enam kui üks kristallivõre tüüp. Materjalide omadused 1. Kuidas grupeeritakse materjalide omadusi? Füüsikalised, Mehaanilised, Keemilised, Talitlus, Majanduslikd ja Esteetilised. 2. Nimetage metallide mehaanilised omadused. Seletage nad lahti. Tugevus, kõvadus, sitkus, plastsus, elastsus. 3. Nimetage metallide füüsikalised omadused. Seletage nad lahti. Värvus, tihedus, sulamistemperatuur, soojuspaisumine, soojusjuhtivus, elektrijuhtivus, magnetism. 4. Nimetage metallide tehnoloogilised omadused. Seletage nad lahti. Valatavus, survetöödeldavus, lõiketöödeldavus, termotöödeldavus, keevitatavus, joodetavus, liimitavus. 5. Nimetage metallide talituslikud omadused. Seletage nad lahti.
sellele järgnev purunemise iseloom. 7. Nimetage materjali saatilised (4) ja dünaamilised tugevused (2) ning nende tähised ja mõõtühikud? Staatilised: Tõmbetugevus- Rm[N/mm2]; Survetugevus Rsm[N/mm2]; Paindetugevus Rpm[N/cm2] Mp[N*cm]; Vääne Dünaamilised: löögi sitkuse tugevus Kc[J/m2]; Väsimustugevus N-tsüklite arv 8. Millised meetodeid (3 skeemi) kasutatakse metallide pinnakõvaduse määramisel ja kuidas neid tähistatakse? Brinelli kõvadus HB(F,D,aeg) d=(d1+d2)/2 --> saadakse tabelist HB323 HB=F/S SFÄÄR [N/mm2]; Rockwelli kõvadus HRe HRa HRb kuni 60; Vickersi kõvadus HV püramiidi otsaga surutakse metalli jälg ja jälje diagonaali järgi saadakse kõvaduse väärtus tabelist. TERMOTÖÖTLUSE PÕHIPROTSESSID 9. Kirjeldage materjalide karastamise, tsementiitimise ja lõõmutamise protsessi ning milline on nende protsesside teostamise eesmärk?
Materjaliõpetus kordamisküsimused 1. Loetle metallide füüsikalised omadused. 2. Loetle metallide mehaanikalised omadused. 3. Loetle metallide tehnoloogilised omadused. 4. Loetle metallide kasutusomadused. 5. Mis on tugevus? Missugused detailid peavad olema tugevast materjalist? 6. Mis on kõvadus? Nimeta 2 kõvat metalli. Missugused detailid peavad olema kõvast materjalist? 7. Mis on sitkus? Missugused detailid peavad olema sitkest materjalist? 8. Mis on valatavus? Kas parem on valada terast või malmi? Miks? 9. Mis on keevitatavus? Kas keevitada on parem musti või värvilisi metalle?Miks? 10. Mis on elastsus?Missugused detailid peavad olema elastsest materjalist? 11. Mis on plastsus? Nimeta mõni plastne metall või sulam. 12. Mis on tihedus
jahutamisel (klaasi tootmine). Amorfsete materjalide hulgas eristatakse nn klaasitaolisi materjale. Neil on tahke (klaasitaolise)oleku ja vedela (voolava) oleku vahel nn viskoelastne olek. Siia kuuluvad paljud polümeerid. Metallid kristalsed. Keraamilised materjalid suurem osa kristalsed. Polümeerid suurem osa amorfsed. 2. Difusiooni mehhanismid (4.1) Aatomid on kristallis pidevas vibratsioonliikumises. Energia fluktuatsioonide tõttu võib mõni aatom omandada energia, mis ületab keskmise energia sedavõrd, et aatom saab võres liikuda. Seda energiabarjääri, mida aatom liikumiseks peab ületama (vajalikku lisaenergiat) nimetatakse difusiooni aktiveerimise energiaks. Aatomid, mis omavad seda lisaenergiat, on difusiooni mõttes aktiivsed. Nende kontsentratsioon sõltub temperatuurist Boltzmani võrrandi järgi: kus N aatomite üldine kontsentratsioon; C mingi konstant; E* - aktiveerimise energia.
vask), enamik aineid on aga heksagonaalse tihepakendi (hcp) struktuuriga, kus on vaid üks komplekt libisevaid kihte ja sellise struktuuriga ained (ka mõned metallid, nt tsink), on rabedad.Sepistatavus on metalli omadus lasta end survega töödelda, s.t. muuta välisjõu mõjul kuju ja mitte praguneda löökide või survejõu mõjul. Hästi sepistatavad on plastsed metallid. Pilet 2 Materjalide struktuur. Liht- ja liitmaterjalid. Materjalide väikseim struktuuriühik on aatom. Kristalliline struktuur näitab aatomite omavahelist paigutust kristallis. Näiteks metallis asetsevad aatomid kindla seaduspärasuse järgi, moodustades korrapärase kristallvõre. Aatomite paigutust kristallis kujutatakse ruumiliste skeemide abil (võreelemendid jne.). Materjale saab liigitada lihtmaterjalideks ja liitmaterjalideks (komposiitideks). Lihtmaterjalid võivad olla keerulise koostisega, kuid erinevad koostisosad ei eristu materjalis selgesti, samuti
Sissejuhatus Sõna materjal tuleneb ladinakeelsest sõnast materia, mis tähendab ainet. Materjalid mis on märit loodusest on looduslikud materjalid. Tehnikas kasutatakse materjalid tehnomaterjalid. Metall, plast, keraamilised ja kamparitmaterjalid on peamiselt masinates ja aparaatides. Enam levinumalt on kasutusel vähemalt 400. Sorti teraseid, üle 200. Liigi plaste. Materjalide struktuur ja omadused Materjalide aatomistruktuur Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuriühikuks on aatom, mis koosneb põhiliselt laetud tuumast ja seda ümbritsetavatest elektronkattest. Aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest. Aatommass määrab aine tiheduse ja elektrijuhitavuse. Metallide Kristallilinestruktuur Kristallilise struktuuri all mõeldakse aatomite (ioonide) omavahelist paigutust kristallis. Metallis paiknevat aatomid kindla seaduspäraselt moodustades korrapärase kristallvõre. Metallide ideaalstruktuur
kuid seda saab tõsta külmdeformeerimise (kalestamise) teel või teiste elementidega legeerimise teel; tugevus tõuseb märgatavalt (kuni 500 N/mm2-ni). Alumiinium on väga plastne ja vormitav paljude moodustega. Alumiiniumi hea elektrijuhtivus (60% puhta vase elektrijuhtivusest) soosib tema kasutamist paljudes elektrotehnika valdkondades. Alumiinium Tihedus =2700 kg/m3 Sulamistemperatuur Ts=660 °C Kristallivõre K12 Tõmbetugevus: puhas Al Rm= 80...135 N/mm2, sulamid =600 N/mm2 Joonpaisumistegur =2410-6 1/K Elektrijuhtivus 1/=60% IACS1) Korrosioonikindlus=väga hea 1)IACS rahvusvaheline lõõmutatud vase etalon; näitab elektrijuhtivust vase suhtes (%) Al sulamid Alumiiniumi valusulamid Alumiiniumi valusulamite tüüpilised esindajad on Al- Si-sulamid - silumiinid, mis ei moodusta ega mille koostises ei ole keemilisi ühendeid. Sulamites esineb eutektmuutus temperatuuril 577 °C ja ränisisaldusel 11,7% moodustub eutektikum
1. Malm, tootmine, liigitus Malmiks nim. raudsüsiniksulamit, milles süsiniku hulk on üle 2,14%. Malm toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega, taandamine toimub kivisöekoksi põlemisel tekkivate gaasidega. Kõrgahjus toodetakse: toormalm (läheb terase sulatamiseks), valumalm (sulatatakse ümber, et saada valandeid) ja ferrosulamid (suure Mn või Si sisaldusega rauasulamid, mida valumalmide ümbersulatamisel). Koostise järgi: Legeerimata malm(raudsüsiniksulamid) ja eriomadustega legeermalm (koostisesse lisatud täiendavaid elemente). Süsiniku
Amorfsete materjalide hulgas eristatakse nn klaasitaolisi materjale. Neil on tahke (klaasitaolise) oleku ja vedela (voolava) oleku vahel nn viskoelastne olek. Siia kuuluvad paljud polümeerid. Metallid kristalsed. Keraamilised materjalid suurem osa kristalsed. Polümeerid suurem osa amorfsed. 2. Difusiooni mehhanismid (4.1) Aatomid on kristallis pidevas vibratsioonliikumises. Energia fluktuatsioonide tõttu võib mõni aatom omandada energia, mis ületab keskmise energia sedavõrd, et aatom saab võres liikuda. Seda energiabarjääri, mida aatom liikumiseks peab ületama (vajalikku lisaenergiat) nimetatakse difusiooni aktiveerimise energiaks. Aatomid, mis omavad seda lisaenergiat, on difusiooni mõttes aktiivsed. Nende kontsentratsioon sõltub temperatuurist Boltzmani võrrandi järgi: n = N C exp(- E*/kT) kus N aatomite üldine kontsentratsioon; C mingi konstant; E* - aktiveerimise energia. Vastavalt võrranile 4.1 on n seda suurem, mida väiksem on E* ja mida suurem on T
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
