Tallinn 2012 SISUKORD SISSEJUHATUS Teras on sitke ning läikiv metallide sulam, mille põhiliseks komponendiks on raud, kuid sinna on lisatud ka teisi ühendeid nagu näiteks süsinikku kuni 2,14%. Kõik me oleme näinud ja teame mis on roostevaba teras, kuid paljud ei tea, et selline terase liik on saadud just legeerimise teel. Legeerimiseks nimetakse struktuuri muutvate ning teatavaid kindlaid füüsikalis-, keemilis- või mehaanilisi omadusi andvate lisandite, niinimetatud legeerivate elementide manustamine metallisulamile (antud juhul terastele). Roostevaba teras sisaldabki lisaks rauale ja süsinikule ka vähemalt 10,5% kroomi ning tavaliselt ka vähestes kogustes niklit, molübdeeni ja veel teisi ühendeid. Et saada erinevaid omadusi samale materjalile on vajagi materjale legeerida. Üks ja sama teras ei saaks töötada näiteks kiirlõiketerastena ja samas ka konstruktsiooniterastena, sest nende juures vajalikud on hoopis erinevad omadused
Süsinikteraseid kasutatakse mitmete lõikeriistade valmistamiseks. Lõikeriista lõikeomadused säilivad temperatuurideni kuni 200...250º C, neil on väikene kuumakindlus. Neid kasutatakse pehme puidu lõikamisel väikestel lõikekiirustel ja käsilõikeriistadel. Süsinikteraseid kasutatakse kitsaste lintsaagide valmistamiseks. Legeeritud süsinikterased Legeeritud terasteks nimetatakse teraseid, mis sisaldavad legeerivaid elemente: kroomi, volframi, niklit, koobaltit, molübdeeni jt. Legeerivad elemendid avaldavad terase omadustele märgatavat mõju. Legeerivad elemendid moodustavad terases leiduvate lisanditega ja ka omavahel karbiide, millel on suur kõvadus, tugevus, kulumis-ja temperatuurikindlus. Tähtsamad terase legeerivad elemendid on järgmised: Kroom on tähtsaim legeeriv element, tõstab terase kõvadust ja kulumiskindlust. Moodustuvad kar- biidid parandavad terase lõikeomadusi
Toodetakse kvaliteetseid ja kõrgekvaliteetseid süsinik tööriistateraseid. Erinevus nende vahel seisneb selles, et kõrgekvaliteedilistes terastes on vähendatud väävli ja fosfori sisaldust. Väävel soodustab punarabedust, fosfor aga sinirabedust. Süsinik tööriistateraste kuumuskindlus on 250 350C. Legeeritud terased. Legeeritud terasteks nim niisugust teraseid, milledesse on lisatud peale süsiniku, räni, väävli ja fosfori lisatud veel teatav % legeerivaid elemente nagu kroomi, niklit, mangaani jne. Eristatakse madalalt legeeritud (lisandeid kuni 3%) , keskmiselt legeeritud (lisandeid 3...5%) ja kõrgelt legeeritud (lisandeid üle 5,5%) teraseid. Legeerivate elementide tähtsus nende teraste omadustele: Cr kroom suurendab terase tugevust läbikarastatavust ja korrosioonikindlust. Ni nikkel suurendab terase sitkust tugevust ja korrosioonikindlust. Co koobalt suurendab materjali magnetilisi omadusi terase tugevust ning muudab terase
Roostevaba terase erilised omadused on tingitud kroomist, mida peab teras sisaldama vähemalt 12% kogumassist. See võimaldab terase pinnale moodustada inimsilmale nähtamatu kroomoksiidi kihi, mis kaitseb korrosiooni eest. Ühe oksiidikihi hävinedes moodustub tänu õhus sisalduvale hapnikule otsekohe uus kaitsekiht. Lisaks kroomile saab korrosioonitõket täiustada selliste metallide abil, nagu nikkel ja molübdeen. Üldiselt võib öelda, et roostevaba terase vastupanuvõime korrosioonile paraneb reeglina legeerivate elementide sisalduse suurenemisega. 3. KASUTUSALAD Kõige levinum roostevaba teras sisaldab 18% kroomi ja 9% niklit (selle teraseliigi tavaliseks tähistuseks on tüüp 304), jääk aga koosneb peamiselt terasest. Sellist tüüpi teras suudab vastu panna korrosioonile õhus ja mageda vee keskkonnas, st. kõige tavalisemates olukordades. Selle
Saame nn. klaas- või amorfse metalli või sulami (amorphous metal, amorphous alloy, metal glass, metaglas), millel puudub metallile või sulamile omane korrapärane aatomite paigutus. Amorfne olek on seda püsivam, mida keerulisem on metalli või sulami kristallivõre ja mida suurem on aatomite vastastikune mõju (suurem on ta metalli ja mittemetalli sulamite korral). Koostise poolest on kergemini saadavad ja püsivamad kahe- ja enamakomponentsed sulamid. Amorfsetel metallidel on suurepärane korrosioonikindlus, head elektri- ja magnetomadused (üldiselt suuremad kui vastavatel kristalsetel materjalidel). Difusioon Paljud metallides ja sulamites toimuvad protsessid, eriti kõrgetel temperatuuridel, on seotud difusiooniga (diffusion). Metalli aatomite liikumist kristallivõre sõlmpunktist naabersõlmpunkti või nende vahele temperatuuri mõjul nimetatakse omadifusiooniks (self-diffusion). Erisuguste aatomite
piirsisalduse. Tabel 1. Lisandite piirsisaldus mittelegeeterastes Element Al Bi Co Cu Cr Mn Mo Nb Ni Pb Se Ti V W Piirsisaldus 0,3 0,1 0,3 0,4 0,3 1,65 0,08 0,06 0,3 0,4 0,1 0,05 0,1 0,3 % Legeerterastes ületab vähemalt ühe legeeriva (st terase koostise lisatud) elemendi sisaldus tabelis 1 toodu ja teras ei kuulu roostevabade teraste alla. Roostevabades terastes peab kroomi sisaldus olema vähemalt 10,5% ja süsiniku sisaldus alla 1,2%. Kasutamise otstarbest lähtudes nõuab aga mõningate lisandite sisaldus eripiiranguid alla tabelis 1 näidatu, näiteks on auto kere valmistamiseks kasutatavas plekis vajalik piiratud ränisisaldus (üle 0,02%) 5. MITTELEGEERTERASTE LIIGITUS Mittelegeerteraseid liigitatakse mitme tunnuse järgi: a) Otstarve – konstruktsiooniterased (C=0,05-0,65%); tööriistaterased (C=0,7- 1,35%)
vesinikuga kõrgetel rõhkudel. Sellist nähtust tuntakse vesinikhaprusena. 2) Rauasüsiniksulamid ja legeeribate elementide mõju sulamile. 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). 3) Konstruktsioonterased ja nende omadused. Kasutamine.
legeerivaid elemente - Cr, Ni, W, V, Mo, Co jt., tise ja paremate mehaaniliste omaduste suhtes. sealhulgas ka Mn ja Si, kui nende sisaldus ületab Sellised terased tavaliselt termotöödeldakse. tavalisandina terasesse viidu oma (s.o. Mn korral Legeerkonstruktsiooniteraseid kasutatakse vastu- 1,65% ja Si korral üle 0,5%). tusrikaste ja raskkoormatud detailide korral. Nende Legeerivate elementide mõju terastes teraste tõmbetugevus termotöödeldult ulatub kuni avaldub eelkõige järgmises: 2000 N/mm2. - nad mõjutavad raua polümorfsete muutuste ning eutektoidmuutuse temperatuure ja eutek- Tabel 1.9. Legeerivad elemendid terastes toidi süsinikusisaldust terastes, - nad tõstavad ferriidi ja sellega terase tugevust, Ele- Sisaldus Mõju terastes
elektronkontsentratsioon. Karbiidi, nitriidid ja boriidid ülemineku grupi metallid (Fe, Mn, Cr, Mo, W jt) moodustavad väikese aatomi raadiusega mittemetallidega (C, N, B, H) sisendusfaasidena tuntud keemilisi ühendeid, kusjuures metalli ja mittemetalli aatomi raadiuste erinevus on suur (RM/RX 1,7 või RX/RM 0,59). Sisendusfaaside komponentide aatomite arvu suhe on lihtne täisarvkordne ja selliste keemiliste ühendite valemiteks on M4X, M2X, MX, MX2 jne (kus M on metall ja X on mittemetall) ja nende kristallvõred on sarnased sisendustardlahuste kristallvõredega (tavaliselt esinevad võretüübid K8, K12 või H12). Sisendusfaase süsinikuga nim. karbiidideks, lämmastikuga nitriidideks, booriga boriidideks jne. Tuntuimaks sisendusfaasiks rauasüsiniku- sulameis on Fe3C (raudkarbiid), kus raua ja süsiniku aatomite suhe (baasaatomite suhe) on 0,60. Kui rauale on omane kuupvõre (K8 või K12), süsinikule
nimetatakse, lõõmutusega võib need defektid parandada. Nagu näeb I liigi lõõmutuse tulemus ei sõltu faasimuutustest (isegi siis kui nemad metallis tekivad), lihtsalt kuumutuse teel aktiveeritatakse aatomite liikuvus, see vähendab sisepinged, parandab kristallstruktuuri defektid, ühtlustab keemiline koostis, terade kuju ja suurust; peale aeglast jahutamist selline metall saab stabiilse struktuuri ja termodünaamilise seisu. II liigi lõõmutus on seotud sulameis tekivatest faasimuutustest, need võivad olla polümorfsed muutused, faaside omavaheline lahustuvus jne. Kuumutamine peab olema temperatuurini, mis ületab faasimuutuse temperatuuri, jahutus maksimaalselt aeglane. Tihti selline TT viis nimetatakse faasi ümberkristalliseerimiseks. Nagu I liigi lõõmutuse pärast ka II liigi lõõmutus annab metalli, mis on
911 °C ruumkesendatud kuupvõrest tahkkesen- keskel; datuks ja temperatuuril 1392 °C tagasi ruumkesen- d) põhitahkkesendatud lisaks võreelemendi datuks. tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel. Eri kristallivõre tüüpides võib paikneda enam Metall mittemetall aatomeid kui neid mahub kristallivõre sõlmpunkti- desse. Enamikul kasutatavatel metallidel on kuubi- Metallid on ained, millel on tahkes olekus line või heksagonaalne kristallivõre: iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning - ruumkesendatud kuupvõre: Cr, Fe, Mn, Mo,
46. Konserveerimisvedelikud, 47. Lõike- ja jahutusvedelikud, 48. Abrasiivmaterjalid, 49. Tuleohutuse alused Materjalide omadused Materjali tihedus. Tiheduseks nim antud materjali massi ruumalaühiku kohta. = m / V (kG/m³) ; · raud = 7870 kG/m³, · vask = 8960 kG/m³, · alumiinium = 2700 kG/m³, · plii = 11340 kG/m³, · elavhõbe = 13520 kG/m³ · titaan = 4500 kG/m³ ; · tina = 7300 kG/m³ ; · volfram = 19300 kG/m³. Materjali sulamistemperatuur. Sulamis temperatuuriks nim niisugust temperatuuri, mille juures materjal muutub tahkest olekust vedelaks. · volfram = 3410ºC, · raud = 1539ºC; · vask = 1083ºC; · alumiinium = 660ºC; · titaan = 1665ºC ; · tina = 220ºC; · plii = 327ºC; · plastid = 60....200ºC ; · alumiiniumoksiid = 2050ºC; · elavhõbe = - 40ºC. Elektrijuhtivus
46. Konserveerimisvedelikud, 47. Lõike- ja jahutusvedelikud, 48. Abrasiivmaterjalid, 49. Tuleohutuse alused Materjalide omadused Materjali tihedus. Tiheduseks nim antud materjali massi ruumalaühiku kohta. = m / V (kG/m³) ; · raud = 7870 kG/m³, · vask = 8960 kG/m³, · alumiinium = 2700 kG/m³, · plii = 11340 kG/m³, · elavhõbe = 13520 kG/m³ · titaan = 4500 kG/m³ ; · tina = 7300 kG/m³ ; · volfram = 19300 kG/m³. Materjali sulamistemperatuur. Sulamis temperatuuriks nim niisugust temperatuuri, mille juures materjal muutub tahkest olekust vedelaks. · volfram = 3410ºC, · raud = 1539ºC; · vask = 1083ºC; · alumiinium = 660ºC; · titaan = 1665ºC ; · tina = 220ºC; · plii = 327ºC; · plastid = 60....200ºC ; · alumiiniumoksiid = 2050ºC; · elavhõbe = - 40ºC. Elektrijuhtivus
Vastakliite puhul ühendatakse ühe detaili ots teise detaili külgpinnaga. Nurkliide (d) on liide, mille puhul liidetavad detailid paiknevad teineteise suhtes nurga all (30...135º) ja keevitatakse kokku piki servi. Õhukeste detailide gaaskeevitamisel on laialt levinud otsliited (0...30º) (e), mille korral liidetavad detailid puutuvad kokku külgpindu pidi ning keevitamisel ühendatakse kohakuti asuvad servad. Et keevisliide tuleks tugev ning metall täielikult läbi keevituks, on vaja keevitatavad servad õigesti ette valmistada. Samuti tuleb enne keevitamist keevitatavad servad ning õmblusega külgnev põhimetalli pind (ala) gaasipõleti leegi abil hoolikalt puhastada õlist, rasvast, tagist, niiskusest. Kasutatakse selleks ka mehaanilist puhastusviisi: terashari, lihvkäi või muud vahendid. Keevisõmbluste liigid. Keevisõmbluseks nimetatakse keevisliite osa, mis moodustub keevisvannis oleva sulametalli kristalliseerumisel
kindla konstruktsioonmaterjalina. Seepärast lisatakse rasksulavatele ühenditele Fe- grupi metalle. Kermiste omadused sôltuvad mitmest faktorist, kuid eelkôige karbiidi ja sideaine vahekorrast ning nende kõvadusest, nendevahlise piiri tugevusest ja struk- tuurist (poorsus, karbiiditerade suurus ja kuju, karbiiditerade ja sideaine jagunemine, mikropraod, võõrad lisandid). Keemilise koostise järgi jaotatakse kermised volframi baasil sulamid e.kõvasulamid ja volframita sulamid e. kermised. Volframi baasil kõvasulamid jaotatakse alljärgnevalt: - WC-Co sulamid, - WC-TiC-Co sulamid, - WC-TiC-TaC(NbC)-Co sulamid. Volframita kermised jaotatakse: - TiC-NiMo kermised, - Ti(CN)-NiMo kermised - TiC-teras kermised (Ferro-TiC), - Cr3C2-Ni kermised. --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
generaatorite südamike valmistamiseks. Kuni 4,5% Si feriiti stabiliseerimiseks. Kõvad säilitavad püsimagneti omadused pika aja vältelMagniko Fe + (24%), Ni (14%), Al (8%), Cu (3%).) Magnetmaterjalid sisaldavad põhikomponendina rauda. Pehmed magnetmaterjalid suure magnetilise läbitavusega, ei saa valmistada püsimagneteid, küll aga trafode, elektrimootorite, generaatorite jt seadmete südamikke. Eriti suure magnetilise läbitavasuge on permalloi, kus 50% niklit. Kõva magnetmaterjalid magneetuvad tugevasti ja säilitvad püsimagneti omadused pika aja vältel. Tuntuim on karastatud süsinkteras. Kasutatakse valjuhääldites ja elektrimõõteriistades, valmistatakse sulamitest, mis sisaldavad 8-15% Al, 15- 30% Ni, 8-12% Cu j 1-24% Co. On olemas ka ferromagnetilisi sulameid, mis ei sisalda üleüldse rauda. Pilet 6. Joondefektid on seotud kristallivõre struktuuri kahemõõtmelise korrapärasuse rikkumisega
Keemiliselt inertsed, keskkonnamõjudele vastupidavad Lagunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel Madal elektrijuhtivus Mittemagnetilised 15. Nõuded karastusjookide taara materjalidele. 1) Peab hoidma CO2, mis on rõhu all 2) Olema mitte-toksiline ja mitte reageerima joogiga, soovitatavalt taaskasutatav 3) Suhteliselt tugev 4) Odav 5) Optiliselt läbipaistev 6) Toodetav erinevates värvitoonides Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester) 16. Komposiitide mõiste, näited. Koonsevad kahest või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid) Eesmärk omaduste kombineerimine, et saada parim. Looduslikud – puit, luud Sünteetilised – fiiberklaas (klaaskiud on ümbritsetud polümeerse materjaliga) 17. Kõrgtehnoloogilised materjalid. Elektroonika seadmed, arvutid, fiiberoptilised süsteemid, raketid, lennukid jne
pinna mikrokonaruste või kontaktpindade vahele sattunud liikuvate (libisevate, rulluvate) abrasiivosakeste poolt. Selle tulemusena eraldub osakeste lõikava, kraapiva või paljukordse deformeeriva toime tulemusena kontaktpinnalt materjali. Plastse 4 materjali kriimustamisel ei pruugi esimene läbim materjali veel eraldada, vaid see toimub peale mitmeid kriimustusi mikroväsimuse toimel, mille käigus metall kalestub ja muutub hapramaks. Algselt habraste materjalide, näiteks keraamika abrasiivkulumisel toimub pinnakihi killunemisena ehk mikromurretena. Abrasiiviks võib olla mistahes looduslik või kunstlik mineraal, mille osakestel on piisavalt kõvadust, et kahjustada materjali pinda. Enamlevinud on kvartsiosakesed, kuna liivatolmu leidub looduses kõikjal. Liivatolmus on osakeste suurus 1...30 µm, mis võib küllaltki kaua hõljuda õhus.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
