Eleketronvalemid: Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 Fe2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Fe3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 Raual võib olla nii ruumkesendatud kui ka tahkkesendatud kristallvõre (temperatuuril 912- 1394 kraadi). Kristallvõret iseloomustavad suurused: Võreperiood ehk lähimate paralleelsete aatomtasandite vaheline kaugus on 0,287nm. Võrebaas (n) ehk aatomite arv, mis tuleb võreelemendi kohta. Kuupvõre korral kuulub tipus olev aatom 1/8 võreelemendile, aatom serval 1/4, aatom tahul 1/2, aatom võre sees tervenisti võreelemendile. Ruumkesendatud kuupvõre: n=2 (8*1/8+1=2) Tahkkesendatud kuupvõre: n=4 (8*1/8+6*1/2) Võre koordinatsiooniarv (k)- võreelemendis antud aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel olevate aatomite arv: ruumkesendatud kuupvõre K8, tahkkesendatud kuupvõre K12. Aatomi raadius (R): ruumkesendatud kuupvõre: 0,248nm tahkkesendatud kuupvõre : 0,203nm
sõlmpunktides Põhitahkkesendatud – liskas võreelemendi tippudes olevatele aatomitele paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide lõikepunktides Kristallvõre tüübid Enamikul kasutatavatel metallidel on kuubiline või heksagonaalne kristallvõre. Põhitahkkesendatud heksagonaalvõres võib paikneda veel 3 aatomit, moodustades kompaktse heksagonaalvõre. Kristallvõre tüübid ruumkesendatud kuupvõre (K8): Ba, Crα, Feα, K, Mnα, Mo, Na, Uβ, V, Wβ; tahkkesendatud kuupvõre (K12): Ag, Al, Cu, Ca, Coβ, Cu, Feγ, Ni, Pb, Pt, Snα; kompaktne heksagonaalvõre (H12): Beα, Cd, Coα, Crβ, Mg, Tiα, Zn Kristallvõre tüübid Ruumkesendatud kuupvõre K8 (BCC) Nt. Fe, C-teras, W, Cr Kristallvõre tüübid Tahkkesendatud kuupvõre K12 (FCC) Nt. Al, Ni, Cu, Pb, Au, Ag, Pt, austeniitne roostevaba teras Kristallvõre tüübid
Õpperühm: ME11/21 Juhendaja: A. Lill Tallinn 2018 AATOMIEHITUS Vase aatomil on 29 prootonit, Kaks stabiilset isotoopi massiarvudega 63 ja 65. Vase elektronskeem on 2)8)18)1). Aatommass 63,54(Joonis 1Vase aatomistruktuur). [1] Joonis 1Vase aatomistruktuur [2] 2 1 KRISTALLSTRUKTUUR Vase kristallstruktuur on tahkkeskendatud kuupvõre K12.(Joonis 2 Vase tahkkeskendatud kuupvõre) [3] Joonis 2 Vase tahkkeskendatud kuupvõre 1.1 Pealmised vase sulamid: Pronks Messing Melhior Monel Tombak Konstanaat [1] 1.2 Kasutusalad Hea elektrijuht, torud, vardad, sulamid 3 KASUTATUD KIRJANDUS [1] ,,wikipedia," 22 sept 2018. [Võrgumaterjal]. Available: https://et.wikipedia
Olek Valmis Lõpetatud pühapäev, 4. oktoober 2015, 18:30 Aega kulus 8 minutit 13 sekundit Hinne 20, maksimaalne: 20 (100%) Tagasiside Suurepärane! Küsimus 1 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Seadke kristallivõrede nimetused ja lühinimed vastavusse: Vastus 1 Tahkkesendatud kuupvõre K12 Vastus 2 Ruumkesendatud kuupvõre K8 Vastus 3 Kompaktne heksagonaalvõre H12 Tagasiside
Fe kristallivõre toatemperatuuril on: Vastus: ruumkesendatud kuupvõre Eutektikum rauasüsinikusulamites kannab nimetust ledeburiit: Vastus: tõene .on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 6,67 massiprotsenti süsinikku. Vastus: tsementiit Seadke vastavusse rauasüsinikusulamites leiduvad faasid ja struktuurivormid nende mehaaniliste omadustega. Vastus: Tsementiit Kõige kõvem, Ferriit Kõige plastsem, Perliit Kõige tugevam. Toatemperatuuril on kõigil tasakaalulistel rauasüsinikusulamitel struktuuris ferriit ja austeniit. Vastus: väär
võreelemendi sees; c) tahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel; d) põhitahkkesendatud lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel. Eri kristallivõre tüüpides võib paikneda enam aatomeid kui neid mahub kristallivõre sõlmpunktidesse. Enamikul kasutatavatel metallidel on kuubiline või heksagonaalne kristallivõre: - ruumkesendatud kuupvõre: Cr, Fe, Mn, Mo, V, W; - tahkkesendatud kuupvõre: Ag, Al, Cu, Co, Cu, Fe, Ni, Pb, Pt, Sn; - kompaktne heksagonaalvõre: Be, Cd, Co, Cr, Mg, Ti, Zn. A a to m itu u m P ro o to n N e u tro n E le k tr o n Sele 1.1. Aatomi ehitus
II VARIANT Question 1 (10 points) Ruumkesendatud kuupvõre tähis? a. K12 b. K8 c. T8 d. H12 Question 2 (10 points) Ruumkesendatud kuupvõre (K8) koordinatsiooniarv? a. 8 b. 6 c. 12 d. 10 Question 3 (10 points) Võreelemendi kohta tulev aatomite arv ruumkesendatud kuupvõre (K8)? a. 4 b. 3 c. 2 d. 1 Question 4 (10 points) Mis on eutektikum? a. mehaaniline segu, kus sulami komponendid A ja B asetsevad eraldi teradena ja on tekkinud mingis jahtumise vahemikus lahustuvuse muutudes b. mehaaniline segu, mille korral on üheaegselt vedelast faasist eraldunud tardfaasid, muutus L->A+B c. on tardlahus, mille korral ühe komponendi aatomid sisenevad teise komponendi kristallivõresse d
III VARIANT Question 1 (10 points) Lihtsa kuupvõre (K6) koordinatsiooniarv? a. 8 b. 12 c. 10 d. 6 Question 2 (10 points) Milline neist on tahkkesendatud kuupvõre tähis? a. K12 b. H12 c. K8 d. T4 Question 3 (10 points) Võreelemendi kohta tulev aatomite arv lihtsas kuupvõre (K6)? a. 4 b. 3 c. 2 d. 1 Question 4 (10 points) Mis on eutektoid? a. Mehaaniline segu, mille korral on üheaegselt tardfaasist eraldunud tardfaasid, muutus a->B+C b. mehaaniline segu, mille korral on üheaegselt vedelfaasist eraldunud tardfaasid, muutus L->A+B c. Mehaaniline segu, kus sulami komponendid A ja B asetsevad eraldi teradena ja on tekkinud mingis jahtumise vahemikus lahustuvuse vähenedes või suurenedes d
sümbolid ja nende nominaalsisalds ( Täisarv % ) 11. liigitage Plastid, temp toime järgi Temperatuurile reageerimise järgi liigitatakse plastid kahte gruppi: Termoplastid ja termoreaktiivid 12. oksiidkeraamika koostisest Oksiidkeraamika aluseks on oksiidid, mis esinevad looduses puhtal kujul või saadakse metallide kuumutamisel õhus või hapnikus: Al2O3, MgO, ZnO2, SiO2, TiO2, BeO. 2.variant 1. ruumkesendatud kuupvõre tähis, k-arv, baas? Tähis K8, k=8, baas (n)=1+8*1/8=2 2. Sisendustardlahuse kristallivõre (lahustaja komponendi A kristallivõre on K8)milline on kristallivõre baas? A=2, B=6*1/2=3 n=2+3=5 3.FD kuju komponentide täieliku lahustuvuse korral, faasid selle kõikides alades ja nende tähistus ja sisu?L-vedelfaas, 4.Loetlege keemilised ühendid Fe-C sulameis. Tooge nende tähistus , valem ja C sisaldus? Fe3C-T(C=6,67%) 5.Milles seisneb A muutus Fe-C sulameis(muutuse skeem, T, kraadid)
1 Metallide mehaanilised omadused > Assessments > View All Submissions > View Attempt View Attempt 1 of 1 Title: Test nr.2 Metallide ja sulamite ehitus Started: Wednesday 21 February 2007 13:39 Submitted: Wednesday 21 February 2007 13:48 Time spent: 00:08:22 Total score: 79,6/100 = 79,6% Total score adjusted by 0.0 Maximum possible score: 100 Done 1. Milline neist on tahkkesendatud kuupvõre tähis? Student Response Value Correct Answer A. T4 0% B. K12 100% C. K8 0% D. H12 0% 2. Tahkkesendatud kuupvõre (K12) koordinatsiooniarv?
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) M(K8) c ülekõllastunud tardlahus alfa+rauas(Fe(Cülek)) 5.milles seisneb beiniit muutus Fe-S sulameis muutuse skeem, T A->(F+T) B (C=0,8% t=400-500C 6.alaeutektoidterase struktuuriosad, nende tekkimistemperatuur C<0,8% struktuur koosneb ferriidist ja perliidist, ferriit 727, perliit 0-727 7.tavalisandid terastes, nende sisaldus Räni<0,4% ; mangan <0,8% ; väävel 0,035-0,06%; fosfor 0,025-0,045% 8
korrapäraselt Score: 5/5 8. Milline on ferriidi tera, mis on vaadeldav ka terase mikrostruk Student Response A. Ferriidi tera on kolme mõõtmeline, millest struktuuris o B. Ferriidi tera koosneb peamiselt molekulidest ja kristallv C. Ferriidi tera koosneb kristallvõrest, milles esinevad def D. ferriidi kristallvõre on ruumtsentreeritud kuupvõre K8. Score: 5/5 9. Milline nimetatud struktuuriosadest on lisaks ka faas? Student Response A. Eutektikum B. Eutektoid C. Tardlahus D. Keemiline ühend Score: 6/6 10. Mida mõeldakse metallide kristallilise struktuuri all? Student Response A. aatomite omavahelist korrapärast paigutust kristallvõre
I VARIANT Question 1 (10 points) Lihtsa kuupvõre tähis? a. H12 b. T4 c. K8 d. K6 Question 2 (10 points) Tahkkesendatud kuupvõre (K12) koordinatsiooniarv? a. 12 b. 10 c. 8 d. 6 Question 3 (10 points) Tahkkesendatud kuupvõres (K12) võreelemendi kohta tulev aatomite arv (võre baas)? a. 4 b. 3 c. 2 d. 1 Question 4 (10 points) Millise faasidiagrammiga on tegu? a. Kahekomponentne faasidiagramm, kus komponendid A ja B teineteises praktiliselt ei lahustu ega ei moodusta keemilist ühendit b. kahekomponentne faasidiagramm, kus komponendid A ja B lahustuvad
Student Response Value Answer A. K6 100% B. T4 0% C. K8 0% D. H12 0% Score: 10/10 2. Tahkkesendatud kuupvõre (K12) koordinatsiooniarv? Correct Student Response Value Answer A. 6 0% B. 10 0% C. 8 0% D
Score: 5/5 8. Milline on ferriidi tera, mis on vaadeldav ka terase mikrostruktuuris? Student Response A. Ferriidi tera on kolme mõõtmeline, millest struktuuris on näha lõige teatud tasapinnas. B. Ferriidi tera koosneb peamiselt molekulidest ja kristallvõre plokkidest. C. Ferriidi tera koosneb kristallvõrest, milles esinevad defektid ehk dislokatsioonid. D. ferriidi kristallvõre on ruumtsentreeritud kuupvõre K8. Score: 5/5 9. Milline nimetatud struktuuriosadest on lisaks ka faas? Student Response A. Eutektikum B. Eutektoid C. Tardlahus D. Keemiline ühend Score: 6/6 10. Mida mõeldakse metallide kristallilise struktuuri all? Student Response A. aatomite omavahelist korrapärast paigutust kristallvõres B
8. Milline on ferriidi tera, mis on vaadeldav ka terase mikros Student Response A. Ferriidi tera on kolme mõõtmeline, millest struktuuris on näha lõige teatud tasapinnas. B. Ferriidi tera koosneb peamiselt molekulidest ja kristallvõre plokkidest. C. Ferriidi tera koosneb kristallvõrest, milles esinevad defektid ehk dislokatsioonid. D. ferriidi kristallvõre on ruumtsentreeritud kuupvõre K8. Score: 3,3333/5 9. Milline nimetatud struktuuriosadest on lisaks ka faas? Student Response A. Eutektikum B. Eutektoid C. Tardlahus D. Keemiline ühend Score: 6/6 10. Mida mõeldakse metallide kristallilise struktuuri all? Student Response A
8. Milline on ferriidi tera, mis on vaadeldav ka terase mikrostruktuuris? Student Response A. Ferriidi tera on kolme mõõtmeline, millest struktuuris on näha lõige teatud tasapinnas. B. Ferriidi tera koosneb peamiselt molekulidest ja kristallvõre plokkidest. C. Ferriidi tera koosneb kristallvõrest, milles esinevad defektid ehk dislokatsioonid. D. ferriidi kristallvõre on ruumtsentreeritud kuupvõre K8. Score: 5/5 9. Milline nimetatud struktuuriosadest on lisaks ka faas? Student Response A. Eutektikum B. Eutektoid C. Tardlahus D. Keemiline ühend Score: 6/6 10. Mida mõeldakse metallide kristallilise struktuuri all? Student Response A. aatomite omavahelist korrapärast paigutust kristallvõres B. Metalli kristalliline struktuur koosneb teradest, mille sees on aatomid,
paagutamise teel. 7. Fe-Fe 3C faasidiagramm. Faasid rauasüsinikusulamites: ferriit, tsementiit, austeniit. Nende olemus ja omadused. Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: ledeburiit, perliit. Nende olemus ja omadused. Fe-Fe 3C faasidiagrammilt selgub, et süsteemis esineb kolmefasilist tasakaalu: peritektne, eutektne ja eutektoidne tasakaal. Ferriit on süsiniku tardlahus α-rauas, mis moodustab süsiniku aatomite paigutumisel α-raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse.(isel:ruumkeskenduatud kuupvõre K8, väike tugevus ja kõvadus) Austeniit on samuti raua ja süsiniku tardlahus, mis moodustub, kui süsiniku aatomid on asetunud γ-raua tahkkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse.(isel:suurem kõvadus kui ferriidil,sitke ja deformeeritav). Tesementiit on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 6,67 massiprotsenti süsinikku.
kriitilisest jahtumiskiirusest kiiremini jahutades martensiit jääb lagunemata. Vee kuumenemine vähendab jahtumiskiirust tunduvalt 650 500 kraadi piirkonnas. See on vee põhiline puudus karastamisel. Vee jahutuskiirus tagab martensiidi tekke, õli ja õhk mitte neis tekivad erinevad ferriidi ja tsementiidi segud. Süsinik ei jõua polümorfsel muutusel eralduda, üleküllastunud tardlahus a-rauas ehk martensiit. Süsiniku üleküllus deformeerib kristallstruktuuri ja kuupvõre muutub tetragonaalvõreks. Tekivad sisepinged, mis teevad materjali kõvemaks ja hapramaks (ei saaks kasutada enamikus rakendustes). Kriitilisest aeglasemalt jahutades austeniidist ferriidi tekkimisel eraldub süsinik, millest moodustuvad karbiidid. Tegemist on alaeutektoidterasega, seega peaks kõvadus olema 60+ HRC. Isegi õhus jahutades jäävad materjali sisepinged. Seepärast tuleb kasutada lõõmutamist, et vähendada maksimaalselt sisepingeid.
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). Temperatuuril 727 °C lahustub a-rauas kuni 0,02% C (massi%), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Temperatuuridel 0...911 °C esineb -ferriit, 1392...1539 °C-ferriit. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8), väike tugevus ja kõvadus, suur plastsus. - ferriidi puhul on süsiniku lahustuvus -rauas väga väike: temperatuuril 727 C 0,02%, toatemperatuuril 0,01%. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii külmalt kui kuumalt, tema
aatom võreelemendi sees. c) Tahkkesendatud lisaks võrseelemendi tippudes olevatele aatomitele paiknevad aatomid iga tahu keskel. d) Põhitahkkesendatud lisaks võrdeelemendi tippudes olevatele aatomtele paiknevad aatomid põhitahkude keskel. Eri kristallvõre tüüpides võib paikneda enam aatomeid kui neid mahub kristallvõre sõlmpunktidesse. Enamikul kasutatavatel metallidel on kuubiline või heksagonaalne kristallvõre: · Ruumkesendatud kuupvõre: Cr; Fe; Mn; Mo; V; W · Tahkkesendatud kuupvõre: Ag; Al; Cu; Co; Fe; Ni; Pb; Pt; Sn · Kompaktne heksagonaalvõre: Be; Cd; Co; Cr; Mg; Ti; Zn Kristallvõret iseloomustadad suurused a) Võre periood teljesihiline aatomite vaheline kaugus on 0-0,7 mm b) Võrebaas võreelemendi kohta tulevate aatomite arv c) Võre koordinatsiooniarv võreelemendi mistahes aatomile lähimal ja võrdsel
teel saadud aine, mille põhikomponent on (>50%) metall C. on kahe või enama komponendi kokkusulatamise või paagutamise teel saadud aine, mille põhikomponent on (>90%) metall D. metall sulas olekus Score: 1,5/5 A ja B mõlemad peaksid sobima (11. küsimus) 12. Millised väited on õiged ruumkesendatud kuupvõre kohta? Student Response Feedback A. joonisel on võreelemetn nr 1, kus lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides B. Ruumkesentatud kuupvõre on alfa raual C. kristallivõre kordinatsiooniarv on 12 D. kristallivõre kordinatsiooniarv on 8
· termoplastid(polüetüleen (PE), polüpropuleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), polükarbonaat (PC), polüamiidid (PA) jt); · termoreaktiivid(epoksüplastid (EP), fenoplast (PF), aminoplastid). 12)oksiidkeraamika koostisest Oksiidkeramika aluseks on oksiidid Al2O3, MgO, ZrO2, SiO2,TiO2, BeO jt. Oksiidid on kõrge sulamistemperatuuriga, suure kuumuspüsivusega, kuid väikese termokindlusega. II variant: 1)Ruumkeskendatud kuupvõre tähis, k-arv, võreelemendikohtatulevate aatomite arv(baas). K8, k=8, n=1+1/8*8=2 2)Sisendustardlahuse kristallivõre(lahustajakomponendi A kristallivõre on K8). Milline on kristallivõre baas? 3)FD kuju komponentide täieliku lahustuvuse korral, faasid selle kõikides alades ja nende tähistus ja sisu 4)Loetlege keemilised ühendid Fe-C sulameis. Tooge nende tähistus, valem ja C-sisaldus. Raudkarbiid Fe3C- tsementiit T (C=6,67%)
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.- Metallilistel elementidel on reeglina välises kihis vähe elektrone (1-3) ja neid hoitakse võrdlemisi nõrgalt kinni. Metallidel on iseloomulik elektrone loovutada. Kristallvõred – iseloomustab aatomite paiknemist kindla seaduspärasuse kohaselt.
malmide struktuuridega. Fe-Fe3C faasidiagrammi vasakpoolne (terased) osa. Terastes ja malmides esinevad järgmiste omadustega faasid ja struktuurivormid. a) Ferriit (F) - süsiniku tardlahus rauas. Temperatuuril 727°C lahustub rauas kuni 0,02% C (massiprotsentides), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Ferriidil on ruumtsentreeritud kuupvõre (K8). Ferriidil on väike tugevus ja kõvadus, kuid suur plastsus. b) Austeniit (A) on süsiniku tardlahus rauas tahktsentreeritud kuupvõrega (K12). Süsiniku maksimaalne lahustuvus rauas on 2,14% temperatuuril 1147°C , temperatuuril 727°C 0,8%. Toatemperatuuril austeniiti süsinikterastes ei esine, sest ta laguneb 727°C juures perliidiks (F+T) c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutektoidne segu süsinukusisaldusega 0,8%, esineb
paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides. VAATA KA TABELIT, RMT LK 9 -võret iseloomustavad suurused 1) võreperiood (lattice parameter, lattice constant) (telgühikud a, b, c vastavalt x-, y- ja ztelje sihis), s.o. lähimate paralleelsete aatomtasandite vaheline kaugus (on vahemikus 0,1...0,7 nm); 2) võrebaas (n) (lattice base, lattice basis), s.o. aatomite arv, mis tuleb võreelemendi kohta. Kuupvõre korral tipus olev aatom kuulub 1/8-ga võreelemendile, aatom serval 1/4-ga, aatom tahul 1/2-ga, aatom võre sees tervenisti võreelemendile, heksagonaalvõre korral tipus olev aatom kuulub 1/6-ga võreelemendile jne. Nii on ruumkesendatud kuupvõre baas n=2 (8 aatomit võre sõlmpuktides tippudes x 1/8 + 1 aatom ruumis), tahkkesendatud kuupvõre korral n=4 (8 aatomit tipus x 1/8 + 6 aatomit tahkudel x 1/2), kompaktse heksagonaalvõre baas n=6 (12 aatomit võre sõlmpunktides
väsimustugevus, roometugevus) Plastsus: katkevenivus, katkeahenemine jne 1.3. Millised on materjalide põhilised k6vaduse määramise meetodid? Brinelli (HBW), Rockwelli (HR), Vickersi (HV), Barcoli (komposiitidele) meetodid. 1.4. Millised on materjali sitkusnäitajad? Purustustöö KU või KV (määratakse löökteimil), purunemissitkus (eriteim) 2. Metallide struktuur 2.1. Loetlege metallide põhilised kristalliv6red : Ruumkesendatud kuupvõre K8, tahkkesendatud kuupvõre K12, kompaktne heksagonaalvõre H12 ' 2.2. Millised on raua kristalliv6red, nende eksisteerimise temperatuurid? 2.3. Milline on metallide p6hiliste kristalliv6rede pakketihedus? Võre kompaktsusaste ehk ruumpakketihedus on võreelemendi kohta tulevate aatomite ruumala suhe võreelemendi ruumalasse: K8: 0.68 K12 ja H12: 0,74 H6: 0.54 2.4. Mls on polümorfism?
Tehnomaterjali eksami materjal 1.Metallide põhilised kristallvõred (tähised, koordinatsiooni arv, baas) Tähis tähisega tähistatakse metalli kristallivõret, nätikes K6, K8, H6 ja H12 on ka T4 ja T8. Koordinatsiooniarv on võreelemendis antud aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel olevate 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
Kristallivõret iseloomustavad suurused Võreperiood - lähimate paralleelsete aatomtasandite vaheline kaugus (on vahemikus 0,1...0,7 nm). Võrebaas (n) - aatomite arv, mis tuleb võreelemendi kohta. Võre koordinatsiooniarv (k) - võreelemendis antud aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel olevate aatomite arv (koordinatsiooniarv on aluseks ka kristallivõrede tähistamisel) Aatomiraadius (R) – nt. lihtsa kuupvõre K6 korral pool aatomitevahelisest kaugusest e. võreperioodist a. Võre kompaktsusaste e. ruumpakketihedus - võreelemendi kohta tulevate aatomite ruumala suhe võreelemendi ruumalasse (kristallivõrel H6 on see 0,52; K8 – 0,68; kristallivõredel K12 ja H12 – 0,74). Mida suurem on kristallivõre koordinatsiooniarv, seda suurem on võre kompaktsusaste. Polü- ja isomorfism
1 Materjalide struktuur ja omadused Tahkkesendatud kuupvõre Kompaktne heksagonaalvõre 2 Metallide margivastavus 1. EN 1)Euronorm S185 0 (). Kasutusvaldkond: Tavaehitusterased Harilikult kasutatakse ehitusteraseid mitmesuguse ristlõikega profiilmetallina ( nurkteras, talad, latid, armatuur jt). Mehaanilised põhiomadused, T=20 C Material Voolavuspiir Tugevuspiir Katkevenivus y (REH), MPa u (Rm ), MPa ,
Väikeste Al- ja Cu- sulamite masstootmiseks kasutatakse kokillvalu meetodit. Kokill ehk metallvorm on lahtivõetamatu või lahtivõetav valuvorm, mis valmistatakse malmist, vahel ka tööriistaterasest. Seda meetodit kasutatakse piiratud massiga (mõnisada kg) valandite tootmiseks suhteliselt madala sulamistemperatuuriga metallidest (Al-, Mg-, Cu-sulamid). 67. Ferriidid Ferriidiks nimetatakse süsiniku tardlahust -rauas. Eristatakse madalatemperatuurilist ferriiti (ruumkesendatud kuupvõre, max C lahutuvus 727 kraadi juures 0,02 %, toatemperatuuril 0,01%) ja kõrgtemperatuurilist ferriiti (ruumkesendatud kuupvõre, max C lahustuvus 0,1%). 68. Tootmise mehaanilised meetodid Pulbrite tootmisel on mehaanilisteks meetoditeks: 1.Peenestus, jahvatamine ja 2. Sulametalli pihustamine. Saadud pulbri koostis ei erine lähtematerjali koostisest. 69. Virnvormimine Virnvormimine on üks masinvormimise tehnoloogia viis. Vorm koostatakse mitmest eraldi
paagutamise teel saadud aine, mille põhikomponent on (>50%) metall c. on kahe või enama komponendi kokkusulatamise või paagutamise teel saadud aine, mille põhikomponent on (>90%) metall d. metall sulas olekus Score: 5/5 Küsimus 12 (6 points) Millised väited on õiged ruumkesendatud kuupvõre kohta? Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. joonisel on võreelemetn nr 1, kus lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel diagonaalide sõlmpunktides b. Ruumkesentatud kuupvõe on alfa raual c. kristallivõre kordinatsiooniarv on 12
struktuurist. Rasksulavad ühendid jagatakse hapnikku sisaldavaiks ja hapnikku mittesisaldavateks ning kombineerituiks, s.o. nad koosnevad mitmest ühendist. Hapnikku sisaldavad rasksulavad ühendid on oksiidid. Hapnikku mittesisaldavad rasksulavad ühendid, mida kasutatakse tehnokeraamikas, on karbiidid, boriidid, nitriidid ja silitsiidid. Üleminekugrupi metallide rasksulavail ühendeil karbiididel ja nitriididel on reeglina sisendustüüpi ruum- või tahkkesendatud kuupvõre vôi kompaktne heksagonaalvôre. Mittemetalli aatomid asetsevad metalli kristallivôre sees. Mittemetalli aatomite sisenemine metalliaatomite võresse kutsub esile tugevate keemiliste sidemete moodustumise metalli ja mittemetalli aatomite vahel, mis muudab oluliselt komponentide füüsikalisi omadusi. Ühendeil on märksa kõrgem sulamistemperatuur, elastsusmoodul, kôvadus ja väiksem joonpaisumisetegur. 5.2Oksiidkeraamika
kristallivõre K12 korral kuubi keskele. keemiline ühend- Keemilised ühendid erinevad tardlahusest selle poolest, et nendel on komponentide kristallivõredest erinev kristallivõre. 7. Fe-Fe3 C faasidiagramm. Faasid rauasüsinikusulamites: Nende olemus ja omadused Ferriit - α-rauas väga väike: temperatuuril 727 °C 0,02%, toatemperatuuril 0,01%. δ-ferriidi puhul on maksimaalne süsiniku lahustuvus 0,1%. Ferriiti iseloomustab: — ruumkesendatud kuupvõre (K8) — väike tugevus ja kõvadus — suur plastsus Tsementiit - Keemiline ühend Fe3C 6,67% C Iseloomulik suur kõvadus (820 HB), - habras. Austeniit - Süsiniku tardlahus max 2,14% C γ-rauas. Kõvadus suurem kui ferriidil — Sitke ja hästi deforeeritav nii kuumalt kui külmalt — Mittemagnetiline Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: Nende olemus ja omadused
Mitte soovitud lisandid tuleb suunata metallist räbusse 55. Miks on oluline terase desoküsdeerimis periood? On vajalik hapniku eemaldamiseks sulametallist 56. Vase tootmine- 90% vasest toodetakse pürometallurgiliste meetoditega (maak rikastatakse flotatsioonmeetodil) ja 10% hüdrometallurgiat kasutades (vask viiakse lahusesse väävelhappe abil) 57. Ferriidid- on süsiniku tardlahus rauas. Eristatakse madalatemperatuurilist ferriiti (ruumkesendatud kuupvõre, max C lahustuvus 727C juures 0,02%, toatemp 0,01%) ja kõrgtemperatuurilist ferriiti (ruumkesendatud kuupvõre, max C lahustuvus 0,1%). 58. Terasetaandamine astme järgi- 59. Pulbermetallurgilised materjalid- 60. Rasksulavad materjalid- Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo,W, Re; karbiidid, boriidid, nitriidid, silitsiidid, ränikarbiid, räninitriid, alumiiniumnitriid, boorkarbiid 61. Mida kujutavad endast rasksulavad ühendid? Rasksulavatel ühenditel on kõrge
esimeses kihis, 8 teisies kihis ja 3 kolmandas kihis. Neutronid on laenguta elementaarosakesed. Alumiinium on mitteülemineku metall ehk ta saab ära anda 3 elektroni või mitte midagi, kui tast saab sulam, nt boksiit. 6 1.3.1. Kristallvõreehitus Joonis 2 Kristallvõre ehitus [6] Alumiiniumi kristallvõre on omane tahkkesendatud kuupvõre (K12). Igal tahul asetseb oma aatom (Joonis 2). 1.4. Alumiiniumi kasutamine Alumiiniumi ja alumiiniumi sulameid kasutatakse peamiselt kõikjal. Transpordis kasutatakse alumiiniumi igalpool alustades jalgrattast lõpetades kosmoselaevaga. See metal laseb meil ületada kiiruseid, lennata üle ookeonite ja lahkuda isegi planeedilt. Transport moodustab ka suurima alumiiniumi tarbe (27%). [7] “The speed was power, the speed was joy, and the speed was pure beauty” [8]
Need on seotud süsinikugamalmid e. valgemalmid 2) malmid, kus kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus grafiidina. Need malmid on tuntud grafiitmalmidena (tuntumad neist on hallmalmid). 20. Mis on ferriit, austeniit, tsementiit? Ferriit on süsiniku tardlahus α-rauas. Tehakse vahet madaltemperatuurilise ferriidi ning kõrgtemperatuurilise ferriidi vahel. Austeniit on samuti raua ja süsiniku tardlahus. Austeniidil on pindtsentreeritud kuupvõre, kus võib lahustuda 2,14% süsinikku. Austeniidi struktuur on pehme ning sitke ning seepärast viiakse sepistamine läbi nendel temperatuuridel. Tsementiit on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 25 aatomprotsenti ehk 6,67 massiprotsenti süsinikku. Tsementiit on väga kõva ja väga habras. 21. Mis on metallide polümorfism (allotroopia)? Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallivõre tüüp. Seda
...................................................................................................................13 33. Termolõikamine ....................................................................................................................................14 34. Tehnoloogiliste protsessi ja stantsise proekteerimispõhimõtted. ........................................................14 1.Plastse deformeerimise füüsikalised alused Kristallivõre põhitüüpideks on ruumkesendatud kuupvõre (Fe, Mo, W jt.), tahkkesendatud kuupvõre ( Cu, Al,Au,Pb,Ag) ning kompaktne heksagonaalvõre (M, Zn, Co). Monokristallilisi metalle iseloomustab omaduste anisotroopia, kuna aatomitevahelised kaugused erinevates suundades erinevad. Kristallivõre defektid liigitatakse järgmiselt: Punktdefektid: vakants, lisandiaatom,sõlmpunktidevaheline aatom. Ühedimensioonilised e. Joondefektid: dislokatsioon Kahedimensioonilised e. Pinddefektid: pakkedefekt ja teradevaheline piir Kolmedimensioonilised e
Temperatuuril 727 °C lahustub -rauas kuni voolab 0,02% C (massi %), toatemperatuuril aga kuni veega jahutatavasse vormi. 0,01%. Ferriidil on ruumkesendatud kuupvõre, 7) Malmi tootmine väike tugevus ja kõvadus, kuid suur plastsus. Malmi toodetakse kõrgahjudes. Saadakse 36) Austeniit : on süsiniku tardlahus -rauas. toormalm, mida kasutatakse terase tootmiseks.
Joonis 14. Fe-C faasidiagreamm, terased 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. Ferriit (F) – süsiniku tardlahus α-rauas. Temperatuuril 727 °C lahustub 〈-rauas kuni 0,02% C (massi %), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Ferriidil on ruumkesendatud kuupvõre, väike tugevus ja kõvadus, kuid suur plastsus. 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. 12
tavaterased, b) mittelegeerkvaliteetterased, c) mittelegeervääristerased Legeerterased jagunevad samade tunnuste järgi kahte gruppi: a) legeerkvaliteetterased, b) legeervääristerased Legeerteraste kasutusalad on samad mis mittelegeerterastel, kuid legeerterased erinevad valmistusviisi ja elementide sisalduse poolest. a) Ferriit (F) süsiniku tardlahus a-rauas.Temperatuuril 727 °C lahustub a-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 y -rauas. Süsiniku maksimaalne lahustuvus y-rauas on 2,14% temperatuuril 1147°C, temperatuuril 727 °C 0,8%. Toatempe- ratuuril austeniiti süsinikterastes ei esine, sest ta laguneb 727 °C juures ferriidiks ja tsementiidiks e. perliidiks. c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutek- toidsegu süsinikusisaldusega 0,8%; esineb neis rauasüsinikusulamites, milles C>0,02%
struktuure milledes esinevad nii amfordsed kui ka kristalliidsed ained. kristallilised ained on tahked materjalid mille aatomid paiknead korrapäraselt ruumis kindla süsteemiga ja omavad kindla sulamis temperatuuri. 3. Millised on metallide struktuuri kristallvõre tüübid ja neid iseloomustavad parameetrid? Ruumtsentreeritud kuupvõred n=9 aatomit (esineb mustadel metallidel) Tahktsentreeritud kuupvõre n=14 aatomit (esineb mustadel metallidel) tihe aine Heksagonaalne ruumvõre n=17 aatomit (esineb põhiliselt värvilistel metallidel) 4. Mis muutused toimuvad metallis kristalliseerumisel kriitilistel temperatuuridel? Kristalliline aine ülevalpool sulamistemperatuuri 1635° on vedelas olekus 1535° toimub momentaalne tardumine, kristalliliste tsentrite moodustumine (toimub primaarne tardumise protsess), seda temperatuuri nimetatakse ka kriitiliseks temperatuuriks (1)
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 Parendatavad terased suur plastsus. Masinaosade valmistamiseks kasutatavad terased b) Austeniit (A) on süsiniku tardlahus γ-rauas. peavad olema töökindlad, see tähendab, et nendel Süsiniku maksimaalne lahustuvus γ-rauas peavad olema kõrged tugevusnäitajad Rm ja Rp0,2, on 2,14% temperatuuril 1147 °C, vastuvõetav külmahapruslävi ja löögisitkus KU
skeemide abil, nn. võreelementide näol. Võre- tahes aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel ole- elemendi all tuleb mõista vähimat aatomite komp- vate aatomite arv (on aluseks ka kristallivõrede leksi, mille paljukordne kordumine ruumis jäljendab tähistamisel: kuupvõre koordinatsiooniarvuga ruumilist kristallivõret. Võreelemendi servade 8 - K8, koordinatsiooniarvuga 12 - K12 jne.); pikkusest ja servadevaheliste nurkadest olenevalt d) aatomiraadius (on vahemikus 0,05...3 nm); eristatakse mitmeid kristallivõre tüüpe. e) võre kompaktsusaste võreelemendi kohta
Rasksulavad ühendid jagatakse hapnikku sisaldavaiks ja hapnikku mittesisaldavateks ning kombi- neerituiks, s.o. nad koosnevad mitmest ühendist. Hapnikku sisaldavad rasksulavad ühendid on oksiidid. Hapnikku mittesisaldavad rasksulavad ühendid, mida kasutatakse tehnokeraamikas, on karbiidid, boriidid, nitriidid ja silitsiidid. Üleminekugrupi metallide rasksulavail ühendeil karbiididel ja nitriididel on reeglina sisendus- tüüpi ruum- või tahkkesendatud kuupvõre vi kompaktne heksagonaalvre. Mittemetalli aatomid asetsevad metalli kristallivre sees. Mittemetalli aatomite sisenemine metalliaatomite võresse kutsub esile tugevate keemiliste sidemete moodustumise metalli ja mittemetalli aatomite vahel, mis muudab oluliselt komponentide füüsikalisi omadusi. Ühendeil on märksa kõrgem sulamistemperatuur, elastsusmoodul, kvadus ja väiksem joonpaisumisetegur. 38) Metallkomposiitmaterjalid ja nende omadused.
tuurivormid. -8- a) Ferriit (F) – süsiniku tardlahus -rauas. Temperatuuril 727 °C lahustub -rauas kuni 0,02% C (massi %), toatemperatuuril aga Sele 1.17. -raua ja -raua kristallivõred kuni 0,01%. Ferriidil on ruumkesendatud kuupvõre, väike tugevus ja kõvadus, kuid suur plastsus. b) Austeniit (A) on süsiniku tardlahus -rauas. Süsiniku maksimaalne lahustuvus -rauas on 2,14% temperatuuril 1147 °C, temperatuuril 727 °C – 0,8%. Toatempe- ratuuril austeniiti süsinikterastes ei esine, sest ta laguneb 727 °C juures ferriidiks ja tsementiidiks e. perliidiks. c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutek- toidsegu süsinikusisaldusega 0,8%; esineb
vastavaid karbiide baasil kermised. Ainult paagutamisel peab paagutuskeskkond sisaldama lämmastiku, kuna kôrgel temperatuuril karbonitriid laguneb kergesti. 17 2.1.5 Karbiidide omadused Karbiidid (carbides) on struktuurilt ja füüsikalis-keemiliste omaduste poolest tüüpilised sisendustüüpi keemilised ühendid (välja arvatud SiC). Kõige stabiilsemad on IV ja V rühma karbiidid. Neil on NaCl tüüpi tahkkesendatud kuupvõre. VI rühma karbiididel (Cr,Mo,W) on rombiline (Cr3C2) või kompaktne heksagonaalvõre (Mo2C, WC). Nendel karbiididel on tugevamad metalsed omadused (tabel 3). Karbiidide füüsikalis-mehaanilised omadused Tabel 3 Tihedus Sulamistemp. Elastsusmood. Kõvadus Paindetug. 3 Karbiid , g/cm Ts,°C E,GPa HV TRS,MPa
annaabi.ee 
