Materjalide füüsikalised, keemilised ja tehnoloogilised omadused (0)

Materjalide füüsikalised, keemilised –ja tehnoloogilised omadused
Füüsikalised ja keemilised omadused
Metalli füüsikalised omadused.
• Värvuseks nimetatakse metalli võimet peegeldada kindla lainepikkusega valguskiirgust.
• Tiheduseks nimetatakse metalli ühe mahuühiku massi. Tiheduse järgi jaotatakse metallid kerg -
(kuni 4500 kg/m³) ja raskmetallideks. Nii näiteks käsutatakse lennuki- ja raketiehituses
kergmetalle ja sulameid (alumiiniumi-, magneesiumi-, titaanisulamid ).
• Sulamistemperatuuriks nimetatakse temperatuuri, mille juures metall sulab. Selle järgi jaotatakse
metallid rasksulavaiks (volfram 3416°C, titaan 1725°C jt.) ja kergsulavaiks (tina 232°C, tsink
419,5°C). Sulamistemperatuuril on suur tähtsus metalli valamisel, keevitamisel ja jootmisel.
• Soojusjuhtivuseks nimetatakse metalli võimet soojust üle anda kõrgema temperatuuriga
piirkonnalt madalama temperatuuriga piirkonnale. Head soojusjuhid on hõbe, vaskja alumiinium .
Raua soojusjuhtivus on ligikaudu kolm korda väiksem alumiiniumi ja viis korda väiksem vase
omast. Halva soojusjuhtivusega metalli kuumutamisel ja järsul jahutamisel (termotöötlemisel,
keevitamisel) tekivad sellesse praod . Soojusjuhtivuse ühik on vatt meetri ja kelvini kraadi kohta[W/m.K].
Soojuspaisumine on keha mõõtmete muutumine soojenemisel (metallide soojenemisel mõõtmed
suurenevad, jahtumisel vähenevad).
•Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegur a. Ruumpaisumistegur P = 3a. Metalli soojuspaisumist tuleb arvestada keevitamisel, sepistamisel, täpsete aparaatide koostamisel, sillakonstruktsioonide ehitamisel , raudteerööbaste paigaldamisel jm.
•  Soojusmahtuvus  on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe.
Soojusmahtuvuse ühikuks on džaul kelvini kohta [J/K].
Eri metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk , mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Erisoojuse ühik on džaul kilogrammi ja kelvini kohta [J/kg K].
• Elektrilise juhtivuse ja elektritakistusega hinnatakse metalli võimet juhtida elektrivoolu.
Elektri]ühtivust mõõdetakse siimensites [S], erijuhtivust aga siimensites meetri kohta [S/m].
Analoogiliselt väljendatakse elektritakistust oomides [Q] ja eritakistust oommeetrites [Qm].
Headest elektrijuhtidest (vask, alumiinium) valmistatakse voolujuhtmeid,
elektrikuumutusaparaatides ja -ahjudes käsutatakse aga suure elektritakistusega sulameid
(nikroom, konstantaan, manganiit). Metalli temperatuuri tõusmisel selle elektrijühtivus väheneb, langemisel suureneb.
• Magnetiline läbitavus ja magnetiline konstant iseloomustavad metalli võimet magnetiseeruda. Magnetilise konstandi mõõtühik on henri meetri kohta [H/m]. Head magnetilised omadused on raual, niklil, koobaltil ja nende sulamitel . Neid nimetatakse ferromagnetilisteks ja käsutatakse elektriaparaatide ja elektromagnetite valmistamisel.
Keemilised omadused
Metalle ja nende sulameid iseloomustab võime oksüdeeruda või reageerida mitmesuguste ainetega (õhuhapniku, hapete, leelistega jm.). Mida kiiremini reageerib metall teiste elementidega, seda kiiremini see puruneb. Metallide keemilist purunemist nimetatakse korrosiooniks. Metallid, mis tugeval kuumutamise ei oksüdeeru, on kuumuskindlad e. tagikindlad. Niisugusest metallist valmistatakse kõrgel temperatuuril töötavaid detaile. Metallide korrosioonikindlust hinnatakse pindalaühiku kohta ajaühikus lagunemisproduktideks muutuva metalli massi järgi [kg/mm² s].
Tehnoloogilised omadused
Füüsikalised, keemilised ja mehaanilised omadused määravad metallide tehnoloogilisuse, s.t. töödeldavuse. 
Valatavus. Metallide valatavust iseloomustab nende vedel voolavus , kahanemine ja likvatsioon . Vedelvoolavuse all mõistetakse metalli võimet täita vormi ja kopeerida selle kuju. Vedelvoolavus oleneb sulami keemilisest koostisest, temperatuurist ja muudest teguritest. Kahanemine on metalli omadus tahkumisel mahuliselt kokku tõmbuda. Kahanemine sõltub samuti sulami keemilisest koostisest, valu temperatuurist ja viisist, jahtumiskiirusest ja valandi kujust . Likvatsiooni all mõistetakse valandi keemilise koostise ebaühtlust.
Head valumetallid on malm, pronks, tina. Näiteks malmil on hea vedelvoolavus (täidab hästi vormi) ja väike kahanemisprotsent (ca 1%); malmvalanditel praktiliselt likvatsioon puudub. Seevastu on terastel tunduvalt halvem vedelvoolavus, suurem kahanemisprotsent (2..2,5%) ning likvatsiooni kalduvus . Üldse ei saa valada vaske, paljusid messingeid, duralumiiniumi jt. Sepistatavus. 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.
Jämendusproov külmas olekus iseloomustab metalli deformeeritavust etteantud kuju ja mõõtmeteni survejõudude toimel. Jämendusproov tehakse lattmaterjalile, millest valmistatakse külmsepistamise teel polte, kruvisid või neete. Proovikeha lõigatakse latist nii, et selle kõrgus h=2 d (d on lati läbimõõt). Siis jämendatakse proovikeha ette antud kõrguseni. Kui d 15 mm, siis pressi abil.
Torude painutusproov kuumas või külmas olekus tehakse torudele, mille läbimõõt d liivaga ja painutatakse siis tornil 90° võrra. Toru välisläbimõõt ei või paindel väheneda
rohkem kui 15 % algläbimõõdust. Proovi võib teha ka täitmata toruga .
Traadi painutusproov tehakse selleks, et kindlaks määrata, kuidas materjal talub korduvalt edasi-
tagasi painutanust. Proovitakse ümartraati ja latte , mille läbimõõt d=0,6-7 mm.
Proovikehade pikkus 1=100-150 mm.
Proovikeha painutatakse kruustangide vahel edasi-tagasi sagedusega kuni 50 painutust minutis .
Painutatakse seni, kuni proovikeha puruneb. Painete arvu järgi hinnatakse materjali sitkust. Traadi kerimisproovil keritakse traati silindrile, mille diameeter on 1..3 korda suurem keritava traadi diameetrist. Traat ei tohi praguneda.
Väändeteimis  loetakse vända pöörete arvu kuni traadi purunemiseni. Sügavtõmbamisproovil hinnatakse stantsitavust tavaliselt maksimaalse tõmbeteguriga Kmax, mis on tooriku ja tõmmatava õõneskeha  maksimaalse   läbimõõdu  suhe,  mille juures sügavtõmbarnine on veel võimalik, Kmax=D/d.
Tõmbeteguri Kmax suurust mõjutab    tõmbeteimil voolavuspiiri ja tõmbetugevuse suhe ÕT/ÕB, samuti suhteline ahenemine \\i. Mida väiksem on suhe OT/ÖB ja suurem on plastsust iseloomustav suhteline
ahenemine, seda suurem on Kmax. Mõju avaldab ka tooriku  pinna olek ( pinnakaredus , koostis, sisepinged
x jne.) ning tõmmatava detaili paksuse suhe läbimõõtu saa» s/di, mille suurenedes stantsitavus üldiselt paraneb .
Lõiketöödeldavuse määrab sõltuvus lõikekiiruse v ja lõikeinstrumendi püsivusaja Tp vahel.
Uuritavat ja etalonmaterjali teimitakse täpselt ühesugustes tingimustes.
Keevitatavuse  masinteimid  on  standardiseeritud Katsemasinas  koormatakse
keevisõmblusega proovikeha kas painutamisega või tõmbamisega.
Kasutatavad  deformatsioonikiirused  imiteerivad  reaalseid  deformatsioonikiirusi  keevisõmbluse
jahtumisel. Masinteimiga leitakse kriitiline deformatsioonikiirus, mille juures tekivad praod.
Ekspluatsiooniomadused
Need määratakse  kindlaks erikatsetustega (sõltuvalt masina töötingimustest).  Üks tähtsamaid
ekspluatatsiooniomadusi on kulumiskindlus .
Kulumiskindlus on materjalide ja masinaosade vastupidavus kulumisele (hõõrdumisest põhjustatud toote mõõtmete ja kuju muutumisele materjali pinnakihi purunemise tõttu). Teimimisel modelleeritakse selleks tegelikkusele lähedased   hõõrdetingimused. Katsekeha või detaili kulumine määratakse mõõtmete või  kaalu  vähenemise teel. Ekspluatatsiooniomadused on veel 40
•    külmakindlus, happekindlus,
•    kuumuskindlus ,
•    antifriktsioonilised omadused jt.