ja nikkel (Ni) vertikaalsete joontega. Lihv 4 Pseudosulam. Väikesed täpid on koobalt (Co) ja ülejäänud on volframi (W) ja süsiniku (C) sulam. Lihv 5 Eutektkoostisega plii (Pb) ja antimon (Sb) sulam. Ära viirutatud tükid on antimon ja ülejäänud on plii. Lihv 6 Eutektkoostusega raud (Fe) ja süsiniku (C) sulam. Ära viituratud osa on raud ja valgeks jäetud veerud on süsinik. Lihvide küsimused: Lihv 1: 1) Joonistage vase jahtumiskõver, pidades silmas, et Cu-sulami kristallisatsioonitemperatuur on ca 1083°C V) Vase jahtumiskõver (Graafik 1): Punasest joonest ülevalpool on vask vedelas olekus. Punasest joonest allapoole on tahkes olekus. Punase joone juures. Toimub kristallisatsioon mis on ligikaudu 1083°C Lihv 2: 2) Analüüsige vase tekstuuri (milline oli deformeerimise suund ja Graafik 1 deformatsiooniaste?)
Faasidiagrammid Variant nr: 12 Üliõpilane: Rühm: Juhendaja: Antud: Esitatud: Arvestatud: K. Seegel Ülesanne: 1. Leida variandile vastava sulami faasid, faaside osakaal ja koostis temperatuuridel T1, T2 ja T3. 2. Skitseerida sulami jahtumiskõver ja vastavatel temperatuuridel esinev mikrostruktuur. 3. Temperatuuril T3 arvutada sulami teoreetiline tihedus. NB. Lahenduses tuua välja kõik kasutatud valemid, arvutused ja lahenduskäigud. Andmed: Var Joonis C0 T1 T2 T3 ρCu ρAg 12 1 10 1200 1000 778 8,69 g/cm3 10,49 g/cm3
Faasilised (tardfaasid) ferriit (F), Austeniit (A), Tsementiit (T) Faasilised A+L, L+T, A+T, F+A, F+T Mehaanilised segud: Ledeburiit (Le): C-4,3%, t=1147...727 kraadi C, Le= A+T; t=...727 kraadi C, Le=F+T Perliit(P): C-0,8%, aeglasel jahtumisel, alla 727 kraadi C, jäme struktuur, A->P, P=F+T Beiniit(B)=F+T, t= 400-500 kraadi C, peen struktuur Martensiit(M), üleküllastunud FeC. 2 3.Jahtumiskõver Kusjuures toimuvad järgmised faasimuutused: 1.A>F+L 2.F+L>F+A 3.F+A> A 4.A>F+A 5.F+A>F 6.F>F+T 4. Süsiniku %=0,2, struktuur ja selle osad. Osutub, et tegu on alaeutektoidterasega ning selle struktuur koosneb ferriidist ja perliidist, kusjuures vastav suhe on 3:1. Enam esineb ferriiti. 3 Perliit tekib austeniidi aeglasel jahutamisel alla 727 kraadi C. Eraldi ferriit tekib jahutamisel alla ~800 kraadi C F+A faasist. 5
Materjaliteaduse instituut TTÜ füüsikalise keemia õppetool Töö nr 3f MOLAARMASSI KRÜOSKOOPILINE MÄÄRAMINE Üliõpilase nimi: Õpperühm: Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 02.04.2014 Töö eesmärk Aine molaarmassi leidmiseks mõõdetakse lahusti ja uuritava aine lahuse külmumistemperatuurid. Molaarmass arvutatakse Raoult'i II seadust kasutades lahuse külmumistemperatuuri languse põhjal. Aparatuur Jahutamiseks kasutatakse laboratoorset pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Selle töö põhineb Peltier' efektil: kui juhtida elektrivoolu läbi kahe erineva juhi puutekohast, siis kontaktil (sõltuvalt voolu suunast) kas eraldub või neeldub soojust. Mikrojahuti põhisõlmeks on termoelement, mis koosneb kahest erinevast pooljuhist, millest üks on elektron-, teine...
Kordamisküsimused Tehnomaterjalid II 1. Metallide kristaliseerumine. Kuumutus- ja jahtumiskõver. Jämeda- ja peeneteralise struktuuri saamine Kristalliseerumiseks ehk kristallatsiooniks nimetatakse vedela metalli üleminekut tahkesse (kristalsesse) olekusse. Seda nimetatakse ka tardumiseks. Kristalliseerumine leiab aset, kui süsteem läheb üle termodünaamiliselt püsivamasse olekusse, st. vähima vaba energiaga olekusse (Gibbsi energia) kristallide vaba energia on väiksem kui vedela oleku energia. Puhta metalli kristalliseerumisprotsessi iseloomustab jahtumiskõver.
HRC-s on 65+ . 6. Noolutustemperatuurid 200-250 C ning seda noolutust nimetataks madalnoolutuseks. Noolutatud terase struktuuriosadest tekib juurde tsementiit ja kõvadus on 67 HRC. 7. Antud noolutatud terase kõvadus ja tugevus on suur ning säilub enam vähem sana suurena kuid antud teras muutub noolutamise käigus sitkemaks. Malmid 8. Fe-Fe3C faasidiagramm malmide osa. 9. Variant 7, C- sisaldus 5.0% - Jahtumiskõver 1.L L+T 2. L+T A+T 3. A+T Le+T (F+T) . 10. Tegemist on üleeutektmalmiga. Grafiitmalmi tekkimis eeldusteks on , et peavad eksisteerima vabas olekus süsinik. Selle teket soodustab eelkõige erilisandite sisseviimine sulamalmi ning valgemalmidest tehtud valamite pikaajaline lõõmutamine. 11. Valatavus on hea, sest sulamistemperatuur ei ole väga kõrge.
vaja suuremat pinget 2. Metall justkui tugevneb plastse deformatsiooni käigus leiab aset kalestumine. 2. Mille poolest erineb külmdeformeeritud ja kuumdeformeeritud metalli struktuur? Külmdeformeerimisel tekkinud mittetasakaaluline struktuur on enamikul metallidest toatemperatuuril püsiv. 3. Mis on sulam? Sulam on aine mis on saadud kahe või enama komponendi kokkusulatamise või paagutamise teel. 4. Missugune on puhta metalli ja eutektsulami jahtumiskõver? Puhas metall Eutektsulam 5. Mis on tardlahus? Tardlahusteks nimetatakse faase, kus üks komponentidest (lahustaja) säilitab oma kristallivõre, teise (lahustunud) komponendi aatomid paigutuvad esimese (lahustaja) komponendi kristallivõredesse, muutes selle perioodi. Tardlahused jagunevad asendus- ja sisendustüüpi tardlahusteks. 6. Mis on keemiline ühend? Keemilist ühendit iseloomustab komponentide kristallivõredest erinev kristallivõre,
6. Kasutusotstarbest tulenevad noolutustemperatuurid, noolutuse nimetus ja milline on struktuur ja kõvadus HRC? Tegemist on kõrgnoolutusega ,temperatuuril 450...650°C. Saadakse ferriidi põhjal teraline tsementiidiosakestega struktuur- sorbiitstruktuur. Kõvadus HRC jääb vahemikku 15-35 7. Antud noolutatud terase põhilised omadused. Kõvadus, haprus ja tugevus on keskmised. Sitkus on kõrge Malmid 8. Teraste ja malmide ühisdiagramm on küsimuses nr 1. 9. Antud malmi jahtumiskõver. Kuni punktini 1 - Toimub vedelfaasi jahtumine (L jahtub) Puktist 1 kuni 2 Vedelast faasist eraldus austeniit (LA+L) Punktist 2 kuni 2' Vedel faas kristalliseerub austeniidiks ja tsementiidiks (L A+T) Punktist 2 kuni 3 Eutektoid muutus (AT'') Punktis 3' (A F+T) 10. Millise malmiga on tegemist? Eeltingimused antud malmi tekkeks, ning millised on eeldused grafiitmalmi tekkeks? Tegemist on valgemalmiga. Selle malmi tekke eelduseks on kiire jahutamine valuvormis ja lisandite puudumine
tekib austeniidi lagunemisel selle aeglasel jahtumisel alla 727C. A P(F+T). · Beiniit (B)- On F ja T peen eutektoidne segu C- sisaldusega 0,8%, mis tekib A lagunemisel selle allajahutamisel temperatuurivahemikus 400...500C. · Martensiit (M)- C üleküllastunud tardlahus -rauas. Maksimaalne c-sisaldus on võrdne lähtefaasi- austeniidi C-sisaldusega. 3. Fe-C-sulami jahtumiskõver. C-sisaldus 2.0 4. Sulami struktuuriskeem Üleeutektoid koostisega Fe-C-sulam C-sisaldusega 2 (0,8C2,14%). Struktuur koosneb perliidist ja sekundaartsementiidist. Sekundaarset tsementiiti leidub üleeutektoidses terases tavaliselt heleda võrguna või terakeste ahelana perliiditerade vahel või nõeltena nende sees. Temperatuuri 1147C on süsiniku maksimaalne lahustuvus -rauas on 2,14% ja temperatuuril 727C- 0,8%
Aatomite paigutust molekulides ja nendest terade moodustumist 4. Metalli struktuuri jaotumist teradeks, terade kristallilist struktuuri ja aatomite paigutust kristallivõres 5 : 4,00 4,00 Mis viisil võivad sulamikomponendid omavahel toimida? : 1. Omavahel reageerides tekitada keemilisi ühendeid 2. Lahustuda üksteises 3. Mittelahustuvuse korral tekitada mehaanilisi segusid 6 : 4,00 4,00 Leidke igale sulami koostisele vastav jahtumiskõver. sulam a sulam b sulam c sulam d 7 : 4,00 4,00 Millised väited on õiged antud faasidiagrammi kohta? : 1. Antud faasidiagrammil alaeutektne mikrostruktuur koosneb A faasi teradest ja A+B eutektsest mehaanilisest segust 2. Keemilise koostise poolest faasidiagrammi paremasse osasse jääva sulami mikrostruktuur koosneb A faasi ja B faasi teradest ning eutektset mehaanilist segu ei esine 3
tsentrifugaalvalu 20) Vedelvoolavus on sulami omadus täita vedelas olekus valuvorm. Vedelvoolavust määratakse tehnoloogiliste teimidega. 21) Tardumisega kaasneb sulametalli üleminek vedelast tardunud olekusse. Tardumisega ja kahanemisega võib kaasneda valudefektide (kahanemistühikud ja -poorsus, gaasitühikud ja -poorsus, likvatsioon, sisepinged ja praod) tekkimine. Tardunud metallis võivad sisalduda räbutükikesed. 22) faasidiagramme ja jahtumiskõver? 23) Väikese 24) Kahanemisel 25) – 26) Valandi intensiivne jahtumine tagab peeneteralise struktuuri, kuid ei võimalda saada õhukeseseinalisi valandeid. 27) – 28) Liivvormvalu, koorikvalu 29) mudel jätab vormi jäljendi, 30) Valukanalite süsteem on valuvormi kanalite ja osade süsteem metalli juhtimiseks vormiõõnde 31) Mudelplaat on vormimisel kasutatav metallplaat, mille külge on kinnitatud valandi ja valukanalite süsteemi osiste
MALMID 8. Joonis 3. Fe-Fe3C faasidiagrammi malmide osa. Struktuurilt (faasidiagrammi järgi) jagunevad malmid eutektoidseteks süsinikusisaldusel 4,3% (näidatud joonisel 3 punase punktiirjoonega), vähem kui 4,3% süsinikusisaldusega malmid on alaeutektoidsed (näidatud joonisel 3 kolmnurkadega alal) ning rohkem kui 4,3% süsiniku sisaldavad malmid on üleeutektoidsed (näidatud joonisel 3 täpilisel alal). 9. Joonis 4. Malmi jahtumiskõver. 5 10. Lähtuvalt süsinikusisaldusest on tegemist valgemalmiga. Eeltingimused selle malmi tekkeks on vähe lisandeid (nt räni) ning kiire jahutamine valuvormis. Valgemalmi struktuuris (eelkõige pinnakihis) on palju tsementiiti (peamiselt ledeburiidis). Eeldused grafiitmalmi ehk hallmalmi tekkeks on aeglane jahutamine ja räni olemasolu
a) Ledeburiit(Le) Eutektne segu C-sisaldusega 4,3%, mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temperatuuril 1147oC. Kuni temperatuurini 727 oC koosneb ledeburiit A ja T, alla 727 oC F ja T. b) Perliit(P) F ja T eutektoidne segu C-sisaldusega 0,8%, mis tekib A lagunemisel selle aeglasel jahutamisel alla 727 oC c) Beiniit(B) F ja T peen eutektoidne segu C-sisaldusega 0,8%, mis tekib A lagunemisel selle allajahutamisel temperatuurivahemikus 400...500 oC 3. Fe-C sulami jahtumiskõver. C-sisaldus 0,4% T, oC L 1 ~1510 ~1475 2 A 3 ~790 ~727 4 F + T (jahtumine) t 4. Antud sulami struktuuriskeem / struktuuriosad. 1) L -> A + L 2) L -> A 3) A -> F 4) A -> P(F + T) P
Vastus: Tasakaalus faasidiagrammi korral ja toatemperatuuril on Fe-C sulamites võimalikud kaks erinevat struktuurivormi: perliit (0,8% süsinikku) ja ledeburiit (4,3% süsinikku. Perliit on eutektoidne segu, mille faasiliseks koostiseks on ferriit ja tsementiit. Ledeburiit on eutektne segu, mille faasiline koostis temperatuuridel alla 727oC on ferriit ja tsementiit, temperatuuridel 727-1147oC austenniit ja tsementiit. 3. Joonistage Fe-C-sulami jahtumiskõver (sulami C-sisaldus võtke tabelist 1 vastavalt variandile, näidates sulami asukoha ka p.1 toodud FD-l). Tooge faasimuutused Punktid Temperatuur 1 1500 2 1470 3 860
Puhta metalli kuumutus-jahutuskõver. Peene- ja jämedateralise struktuuri saamine. Amorfse struktuuriga metallisulamid. Kristalliseerumisprotsess toimub järk-järgult aja jooksul tekib sula metalli hulka aina rohkme kristalliterasid, kuni lõpuks pole sulametalli üldse ning kogu materjal koosneb kristallidest. Kristalliseerumisprotsess kogu ulatuses toimub ajavahemikul, mil aine jahtub alates oma sulamistemperatuurist kuni toatemperatuurini, mida iseloomustab jahtumiskõver. Jahtumiskõvera horisontaalne lõik tähistab kristalliseerumise temperatuuri Tn ja protsessi kestvust, mille kestel jahtumise soojushulk kompenseeritakse kristallvõres aatomite ümbergrupeerumisel vabaneva energiaga – soojusena. Peeneteralisema struktuuri saamine sõltub sellest, kui jääb vähemaks ruumi kristallide kasvamiseks tsentrite ümber. Amorfse struktuuriga metallisulam saadakse sulametalli kiirel jahutamisel. Head elastsed omadused (kõrge restitutsioon)
· omaduste hüppeline muutus · kindel sulamistemperatuur 3.4. Loetlege mehaanilised segud metallisulameis ja tooge muutuste skeemid. Eutektikum - struktuur, mille korral on terades vaheldumisi ühel ajal eraldunud tardfaasid, tekib vedelast lahusest selle kristalliseerumise tulemusena: L -> A+B Eutektoid - tekib tardlahuse ümberkristalliseerumise või lagunemise tulemusena, st tekib tardolekust -> A+B 4. Fe-Fe3C faasidiagramm 4.1. Tooge Fe jahtumiskõver ja kirjeldage muutusi sellel. Horisontaalne lõik - jahtumine seiskub ja jahtumiskiirus on null, vaatamata soojuse äravoolule jahtumisel. See on tingitud kristalliseerumissoojuse eraldumisest. 4.2. Loetlege faasid Fe-C-sulameis, tooge nende määratlused.
Tuntumaks näiteks võib tuua raua ja titaani. Kristallivõret on võimalik muuta temperatuuri muutmise teel. Polümorfse muutuse temperatuure on võimalik muuta (alandada toatemperatuurini) legeerimise teel. Isomorfism- Erinevate metallide kristallivõrede samakujulisust nimetatakse isomorfismiks. Isomorfsete ainete kristallivõredel on ligilähedased võreperioodid, aatomiraadiused, mistõttu aatomid võivad üksteist kristallivõres asendada. Puhta metalli kristallisatsioon – jahtumiskõver- Puhta metalli kristalliseerumisprotsessi iseloomustab jahtumiskõver, teljestikus temperatuur – aeg. Väikesel jahtumiskiirusel on allajahutusaste väike ja kristalliseerumine leiab aset tasakaalutemperatuurile lähedasel temperatuuril. Jahtumiskõveral iseloomulik horisontaalne lõik (jahtumine seiskub ja jahtumiskiirus on null, vaatamata sooja äravoolule jahtumisel) on tingitud kristalliseerumissoojuse eraldumisest
olekusse. Seda nimetatakse ka tardumiseks. Kristalliseerumine leiab aset, kui süsteem läheb üle termodünaamiliselt püsivamasse olekusse, st. vähima vaba energiaga olekusse (Gibbsi energia)→kristallide vaba energia on väiksem kui vedela oleku energia. Kristalliseerumine algab kristalliseerumiskeskme tekkimisega ja jätkub nende arvu ja mõõtmete kasvuga. Puhta metalli kuumutus-jahutuskõver – Puhta metalli kristalliseerumisprotsessi iseloomustab jahtumiskõver. Mida kiiremini toimub puhta metalli jahutamine, seda suurem on allajahutusaste. Jahtumiskõvarale iseloomulik horistontaalne lõik on tingitud kristalliseerumis-soojuse eraldumisest. Peene- ja jämedateralise struktuuri saamine – ΔT1 - väike allajahutusaste --> suur kristalli kasvu kiirus, väike kristallisoonikestme tekkimise kiirus Tulemus: jämedateraline struktuur. ΔT2 - suur allajahutusaste --> väike Vkr,k, suur Vkr,t Tulemus: peeneteraline struktuur
magnetvoo teele paigutatakse lühiskeerd; aparaadi konstruktsioonidetailid valmistatakse mittemagnetilisest materjalist (üle 1000a voolude korral). Elektriaparaadi kuumenemine Elektriaparaat soojeneb selles tekkivate kadude tagajärjel. Osa aparaadis eraldunud energiat salvestub aparaadis, tõstes selle temperatuuri, teine osa eraldub ümbritsevasse keskkonda. Elektriaparaadi üldteooria Elektriaparaadi soojenemiskõver Elektriaparaadi üldteooria Elektriaparaadi jahtumiskõver Elektriaparaadi üldteooria Elektriaparaadi kuumenemine lühisel Elektrodünaamilised jõud Elektrodünaamilised jõud tekkivad vooluga juhtme ja magnetvälja koosmõjust, kusjuures magnetvälja võib tekitada püsimagnet, elektromagnet või voolujuhi lähedal paikneva teise voolujuhi vool. Elektrodünaamilised jõud tekkivad ka vooluga juhtme ja ferromagnetilise materjali vahel. Elektriaparaadi üldteooria Kahe juhtme vahel tekkivad elektrodünaamilised jõud. Elektriaparaadi üldteooria
annaabi.ee 
