Katsekehad, kõvadus mõõtmis masin Töö kirjeldus: Duralumiiniumi keemiline koostis: Duralumiinium on alumiiniumisulam, mis sisaldab 2.2-5.7% vaske ja 0.2-2.7% magneesiumi. Al-Cu faasidiagramm: Duralumiiniumi termilise töötlemise ja toimuvate protsesside kirjeldus: Duralumiiniumiga tehakse kahte asja. Kõigepealt karastatakse ja siis vanandatakse. Alguses enne karastamist on duralumiinium tugev (AlCu4Mg1 on alguses 70HRB). Karastamist alustatakse kiire kuumutamisega. Siis jahutatakse ka kiirelt maha. Pärast karastamist on duralumiinium nõrk (AlCu4Mg1 on sel hetkel 20HRB). Siis algab vanandamine mille käigus tõstetakse uuesti materjali kõvadust. Protsess algav seisutamisega enne kunstlikku vanandamist. Siis toimub kunstlik või loomulik vanandamine. Kunstliku vanandamise korral võib temperatuur olla kuni 200 kraadi
7 aruanne aines tehnomaterjalid Üliõpilane: Kristjan Männik Rühm: MATB11 Esitatud: Töö eesmärk: Tutvuda alumiiniumisulami – duralumiiniumi termilise töötlemisega ja uurida termilise töötlemise mõju duralumiiniumi omadustele. Duralumiiniumi keemilise koostise lühike iseloomustus. Duralumiinium on AlCu sulam, kus Cu sisaldus on kuni 5%. AlCu4Mg1 : Cu 3,84.9%, Mn 0,30,9%; Mg 1,21,8%; Si 0,5%; Fe 0,5% ENAW 2024 AlCu faasidiagramm: Töökäik 1. Määrasime duralumiiniumi HRB kõvaduse lähteolekus erinevatest kohtadest. 2. Määrasime kuumutustemperatuuri. 3. Panime detailid ahju 20 minutiks. 4. Pärast 20minutilist ahjus olemist võtsime aluse, mille peal detailid oli kiiresti ahjust
ebapüsiva struktuuriga sulamis toimuvad ajaliselt muutused, mille tulemusena eraldub üleküllastunud asendustardlahusest liigne vask ühendi CuAl2 näol. Loomulik vanandamine toimub normaaltemperatuuril, kunstlik vanandamine aga kõrgematel temperatuuridel. Tänu karastamisele ja vanandamisele toimuvad materjalis erinevad struktuurimuutused. Vananemisel tugevus ja kõvadus tõusevad, plastsus väheneb. Töö käik Kõige pealt tuli määrata duralumiiniumi mark, milleks oli AlCu4Mg1. Pärast kindlaks tegemist määrati materjali kõvadus. Siis toimus duralumiiniumi karastamine, mille eesmärgiks oli määrata materjali kõvadus ja aru saada kõvaduse muutumise protsessidest. Pärast karastamist tegime materjali kuueks tükiks ning hakkasime neid kunstlikult vanandama erinevatel aegadel. Lõpuks pärast vanandamist mõõtsime uuesti katsekehade kõvadused Katsetulemuste tabel Termotöötlemise viis Vanadamise kestus Kõvadus HRB
Analüüsida seost materjali tõmbetugevuse ning kõvaduse vahel. Hinnata materjali kõvaduse olulisust materjali valikul. Kasutatud töövahendid: Viil, kõvadusmõõturid Katsetulemused: Keevis Materjalid - Teras Klaas- õmblu S355J Teras AW- C2- tekstolii Meetod s 2 C30 AlCu4Mg1 CuZn35 VK15 t PMMA ABS HB 143 179 - 124 - - HV 189 - - - - - - - - HRA 83 HRB 73 72 HRC - 17
0.9 M 1.2 AlCu4M 0,5-1,4 220 140 12 g - g1 W 1,5-2,9 220 140 13 1.8 3,0-5,9 220 140 13 Таб.1 – химический состав, механические свойства, температура нагрева сплава алюминия AlCu4Mg1 VO* - väljastusolek. P – ekstrudeeritud, Z – tõmmatud, W – külmvaltsitud Termotööt Tõmbetug Temperat Kestus, Teoreetili Kasutus lus evus Rm, uur, °C min. ne N/mm2 saadud kõvadus Karastamin 550 - 19
105 125 10 36 Pakendimaterjal AW-1200 Al99.0 99,0 Kal. 115 125 9 38 Alumiiniumisulamid mittevanandatavad AW-5052 AlMg2.5 97,2 Kal. 200 250 14 75 Plekk keeviskonstrukt- AW-5083 AlMg4.5Mn 94,6 Kal. 275 360 16 105 sioonide tarvis Alumiiniumisulamid vanandatavad AW-2024 AlCu4Mg1 93,4 K+LV 275 430 18 120 Kõrgtugevad lennuki- K+KV 425 485 12 150 konstruktsioonid AW-6082 AlSi1MgMn 97,4 K+LV 170 260 24 75 Kõrgtugevad K+KV 310 340 11 100 transpordivahendite
Question 9 Correct Mark 4.00 out of 4.00 Question text Mis on eutektikum? Select one or more: 1. perliit 2. vedelast faasist ühel ajal (temperatuuril) väljakristalliseerunud segu 3. tardlahuse ümberkistalliseerumine kahe või enama faasi kihiliseks seguks 4. 2,14 % C sisaldav rauasüsinikusulam 5. kahe või enama faasi kihtidest koosnev segu Question 10 Correct Mark 4.00 out of 4.00 Question text Mis liiki ja millise koostisega on alumiinium margitähisega AW-AlCu4Mg1 ? Select one: 1. deformeeritav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 4% Cu ning 1% Mg 2. deformeeritav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 1% Cu ning 0,25% Mg 3. valatav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 1% Cu ning 0,25% Mg 4. valatav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 4% Cu ning 1% Mg Question 11 Correct Mark 4.00 out of 4.00 Question text Mis liiki ja millise koostisega on alumiinium margitähisega AlSi11 ? Select one: 1
2. tardlahuse ümberkistalliseerumine kahe või enama faasi kihiliseks seguks 3. 2,14 % C sisaldav rauasüsinikusulam 4. perliit 5. vedelast faasist ühel ajal (temperatuuril) väljakristalliseerunud segu Tagasiside Õige vastus on: vedelast faasist ühel ajal (temperatuuril) väljakristalliseerunud segu , kahe või enama faasi kihtidest koosnev segu . Küsimus 10 Õige Hinne 4,00 / 4,00 Küsimuse tekst Mis liiki ja millise koostisega on alumiinium margitähisega AW-AlCu4Mg1 ? Vali üks: 1. deformeeritav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 4% Cu ning 1% Mg 2. deformeeritav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 1% Cu ning 0,25% Mg 3. valatav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 4% Cu ning 1% Mg 4. valatav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 1% Cu ning 0,25% Mg Tagasiside Õige vastus on: deformeeritav Al-sulam, mis sisaldab lisanditena 4% Cu ning 1% Mg . Küsimus 11 Õige Hinne 4,00 / 4,00 Küsimuse tekst
lahustuvus, mis erineb suuresti madalal ja kõrgel temperatuuril. 9.3. Duralumiinium (koostis, omadused, margi näide) Põhilisand on vask (kuni 5%), st duralumiinium on Al-Cu, võidakse lisada ka magneesiumit. Karastatud ühefaasilse tardlahuse struktuuriga sulam on suhtelselt väikese tugevuse ja kõvadusega, kuid suure plastsusega. Vananemisel kõvadus ja tugevus tõusevad, plastsus väheneb. EN AW-AlCu4Mg1 - kunstlikult vanandatune on tõmbetugevus 450 MPa 9.4. Silumiin (koostis, omadused, margi näide) Al-Si - ei moodusta ja ei ole koostises keemilisi ühendeid, väga plastne ja hea vedelvoolavusega, enamasi koostises 10...13% Si, siis eutektkoostisele lähedal. Enamasti struktuur jämedateraline -> habras. Selle parandamiseks lisatakse väikeses koguses (0,01%) Na. Tõmbetugevus 250 MPa. Madal sulamistemperatuur, suur tihedus EN AC-AlSi11 10. Vask ja vasesulamid 10.1
ning lõõmutamist, mille eesmärgiks on struktuuri ühtlustamine ja kalestumise kõrvaldamine. [3] Alumiiniumi ja tema sulamite tähistamisel eurostandardite järgi kasutatakse järgnevaid tähistusi. EN-AW deformeeritavate sulamite korral ning EN-AC valusulamite korral. [3] Sellele lisatakse veel põhikomponendi ehk alumiiniumi tähis Al keemiline sümbol ning põhilisandite keemiliste elementide sümbolid ning nende keskmine sisaldus. Duralumiiniumi tähis on näiteks EN AW-AlCu4Mg1 ning silumiinil EN AC-AlSi11. Samuti antakse ka igale sulamile seerianumber. [3] Deformeeritavad sulamid [3]: 1000 puhas Al 2000 Al-Cu-sulamid 3000 Al-Mn-sulamid 4000 Al-Si-sulamid 5000 Al-Mg-sulamid 6000 Al-Mg-Si-sulamid 7000 Al-Zn-sulamid 8000 Al-Fe-sulamid Valusulamid [3]: 10000 puhas Al 20000 Al-Cu-sulamid 40000-48000 Al-Si-sulamid 50000 Al-Mg-sulamid
41) Valgemalm : Rm360 (Mündimetall) 62) kalestumine () on 42) GJL350 : (liblegrafiit malm) Rm- 350 50) TiAl6V4 : (Titaansulamid) Ti-90; Muu: 6,7Al, materjali hapramaks muutumise tõttu sageli soovimatu, 43) GJS600-3 : (keragrafiitmalm) Rm- 600; A%- 3 4,5V; Rp0,2- 900; Rm- 1000 kuid mõnel juhul, näiteks vahelduvale 44) AlCu4Mg1 : (Alumiiniumi deformeeritavad 51) ZnAl4Cu1 : (Tsingisulam) 95Zn; 4Al; 1Cu; Rm- koormusele allutatud detailides, kalestatakse materjali sulamid- vanandatavad) Al- 93,4%; Rp0,2- 275; 280; A% 2...5 aga meelega. Rm- 430; A%- 18;
EN tunnusnr. Margitähis Al Rm Kasutus % N/mm2 Puhas alumiinium AW-1050 Al99.5 99,5 80 Toiduainetööstus Pakendimaterjal Alumiiniumsulamid – mittevavanandatavad AW-5052 AlMg2.5 97,2 250 Plekk keeviskonstruktsioonide tarvis Alumiiniumsulamid - vanandatavad AW-2024 AlCu4Mg1 93,4 430 Kõrgtugevad lennukikonstruktsioonid 19 Tabel 7. Alumiiniumi valusulamid EN tunnusnr. MargitähisAl Rm Kasutus % N/mm2 Alumiiniumsulamid – mittevanandatavad AC-44100 AlSi12 88 180 Mitmesugused valandid Alumiiniumisulamid - vanandatavad
0,5...2 tundi Karastamise ja vanandamise efekt kaob, kui viia lõõmutamine temperatuuril350...450 C 10. Alumiiniumsulamite tähistus. Alumiiniumi ja alumiiniumisulamite margitähistus põhineb Saksa DIN tähistussüsteemil, numbrisüsteem ja oleku tähistus aga rahvusvahelistel eurostandarditel. Deformeeritavad EVS-EN573 ja 2. Valusulamid EVS-EN1780 Näiteid: Margitähis Numbritähis Deformeeritav alumiinium EN AW-Al 99,6 EN AW-1060 Deformeeritavad sulamid EN AW-AlCu4Mg1 EN AW-2024 Valualumiinium EN AC-Al99,5 EN AC- 10500 Valusulamid EN AC-AlSi11 EN AC-44000 Tavaliselt tuuakse alumiiniumi sulami margitähis kandilistes sulgudes tunnusnumbri järel. N: EN AW 5052 [AlMg2,5] või EN AW AlMg2,5 Kasutatakse lisaks USA-AA süsteemil euroliidu tähistussüsteemi tähist EN515 alumiiniumi ja alumiiniumsulamite oleku (töötluse) tähistamiseks. O lõõmutatud, H kalestatud, n: H34 W karastatud , n: W1/2h (vananemise kestus) T termotöödeldud, n: T31
Tähistus Alumiiniumi ja alumiiniumisulamite markeerimisel Eurostandardite järgi kasutatakse kahte tähist: 1) margitähist (see määrab keemilise koostise), mis koosneb tähttähistest: EN-AW-… deformeeritavate sulamite korral, EN-AC-… valusulamite korral, millele järgnevad põhikomponendi – alumiiniumi keemiline sümbol Al ning põhilisandite keemiliste elementide sümbolid ning nende keskmist sisaldust (reeglina täisarv protsentides) näitavad arvud, nt. EN-AW-AlCu4Mg1; 2) tunnusnumbrit: Deformeeritavad sulamid Valusulamid Seeria 1000 – puhas Al Seeria 10000 – puhas Al (min 99,0%) 2000 – Al-Cu-sulamid 20000 – Al-Cu-sulamid 3000 – Al-Mn-sulamid 40000 – Al-Si-sulamid 4000 – Al-Si-sulamid 50000 – Al-Mg-sulamid
c) muudest omadustest lähtudes: - väärismetallid (Pt, Pd, Ag, Au) - haruldased metallid (Li, Be, Ga) - leelismetallid (Li, Na, K). d) toodete valmistamisviisi järgi (liigituse alus – faasidiagramm): - deformeeritavad ehk survetöödeldavad ja valusulamid. e) termotöötluse järgi : lõõmutamine, karastamine, vanandamine. Al-sulamite tähistamine: 1) margitähis (see määrab keemilise koostise) EN AW-... deformeeritavate sulamite korral EN AC-... valusulamite korral nt. EN AW-AlCu4Mg1- duralumiinium EN AC-AlSi11- silumiin. 2) tunnusnumber (materjali margi numbertähis). Deformeeritavad sulamid Seeria 1000 – puhas Al 2000 – Al-Cu-sulamid (näit. EN AW- 2014) 3000 – Al-Mn-sulamid 4000 – Al-Si-sulamid 5000 – Al-Mg-sulamid 6000 – Al-Mg- Si-sulamid 7000 – Al-Zn-sulamid 8000 – Al-Fe-sulamid.Valusulamid (cast alloys) Seeria 10000 – puhas Al (min 99,0%) 20000 – Al-Cu-sulamid (näit. EN AC-44000) 40000-48000
Põhilised Al-sulamite grupid (tähistus) Alumiiniumsulamite tähistused eurotähistussüsteemi kohaselt kasutatakse kahte tähist: 1)Märgitähist (määrab keemilise koostise) EN-AW… deformeeritavate sulamite korral EN-AC… valusulamite korral millele järgnevad põhikomponendi- alumiiniumi keemiline sümbol Al ning põhilisandite keemiliste elementide sümbolid ning nende keskmist sisaldust näitavad arvud. nt EN-AW-AlCu4Mg1 2)Tunnusnumbrit a) deformeeritavad sulamid 1000- puhas Al 2000- Al-Cu-sulamid 3000- Al-Mn-sulamid 4000- Al-Si-sulamid 5000- Al-Mg-sulamid 6000- Al-Mg-Si-sulamid 7000- Al-Zn-sulamid 8000- Al muud elemendid nt. EN-AW-2014 b)valusulamid 10000- puhas Al (min 99,0%) 20000- Al-Cu-sulamid 40000- Al-Si-sulamid
105 125 10 36 Pakendimaterjal AW-1200 Al99.0 99,0 Kal. 115 125 9 38 Alumiiniumisulamid – mittevanandatavad AW-5052 AlMg2.5 97,2 Kal. 200 250 14 75 Plekk keeviskonstrukt- AW-5083 AlMg4.5Mn 94,6 Kal. 275 360 16 105 sioonide tarvis Alumiiniumisulamid – vanandatavad AW-2024 AlCu4Mg1 93,4 K+LV 275 430 18 120 Kõrgtugevad lennuki- K+KV 425 485 12 150 konstruktsioonid AW-6082 AlSi1MgMn 97,4 K+LV 170 260 24 75 Kõrgtugevad K+KV 310 340 11 100 transpordivahendite
105 125 10 36 Pakendimaterjal AW-1200 Al99.0 99,0 Kal. 115 125 9 38 Alumiiniumisulamid mittevanandatavad AW-5052 AlMg2.5 97,2 Kal. 200 250 14 75 Plekk keeviskonstrukt- AW-5083 AlMg4.5Mn 94,6 Kal. 275 360 16 105 sioonide tarvis Alumiiniumisulamid vanandatavad AW-2024 AlCu4Mg1 93,4 K+LV 275 430 18 120 Kõrgtugevad lennuki- K+KV 425 485 12 150 konstruktsioonid AW-6082 AlSi1MgMn 97,4 K+LV 170 260 24 75 Kõrgtugevad K+KV 310 340 11 100 transpordivahendite
AW-1050 Al99.5 99,5 L 35 80 42 20 Toiduainetööstus Kal 105 125 10 36 Pakendimaterjal AW-1200 Al99.0 99,0 Kal. 115 125 9 38 Alumiiniumsulamid - mittevanandatavad AW-5052 AlMg2.5 97,2 Kal 200 250 14 75 Plekk keevis- AW-5083 AlMg4.5Mn 94,6 Kal 275 360 16 105 konstruktsioonid. Alumiiniumsulamid - vanandatavad AW-2024 AlCu4Mg1 93,4 K+LV 275 430 18 120 Lennuki- K+KV 425 485 12 150 konstruktsioonid. AW-6082 AlSi1MgMn 97,4 K+LV 170 260 24 75 Kõrgtugevad K+KV 310 340 11 100 transpordivahendite AW-7020 AlZn4.5Mg1 93,6 K+KV 335 380 13 125 konstruktsioonid. Rp0,2, N/mm2; Rm, N/mm2 L – lõõmutatult, Kal. – kalestatult, K+LV – karastatult ja loomulikult vanandatult, K+KV
annaabi.ee 
