Materjaliõpetus (0)

Põltsamaa Ametikool
Materjaliõpetus
A1
Margo Pukki
Kaarlimõisa 2008
Materjaliõpetus
Sissejuhatus
Eesmärk omandada teadmisi auto ehituses kasutatavatest materjalidest , omadustest ja töödeldavusest. Toodetavast metalli kogusest enamus läheb masina ehitusse. Lisaks auto hoolduses ja remondis vajalikke kasutusmaterjale.
1. Metalli sulamid .
Põhiomadused.
1.1. Füüsikalised omadused
1.1.1. Värvus - metalli läige peegeldunud valguses, murtud metalli pinnal.
a) mustad: teras, malm
b) värvilised: Cu
Au
Al
Ni
Cr
1.1.2. Tihedus – metalli ühe mahuühiku mass.
a) rasked metallid
Raud = 7,8g/cm3
Vask = 8,9g/cm3
Alumiinium = 2,7g/cm3
Titaan = 4,7g/cm3
b) kerged metallid
1.1.3. Sulavus - iseloomustab metalli sulamistemperatuur .
Nt. Teras = 1500 C
Volfram = 3360C
Raud = 1539C
Vask = 1083C
Alumiinium = 660C
Tina = 220C
1.1.4. Soojuspaisumine – aineomadus kuumenedes paisuda ja jahtumisel kahaneda. Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegus - materjali suhteline pikenemine 1C võrra tõstes.
2. Mustad metallid
2.1  Terased teraseks nim raua ja süsiniku sulamit milles on kuni 2,14% süsiniku:Keemilise koostise järgi võib teraseid liigitada süsinikterasteks ja lekerterasteks.Kasutusotstarbe järgi võib teraseid liigitada tööriista ja konstruktsiooniterasteks.
 Süsinik konstruktsiooniteras Süsinik konstruktsiooniterased jagunevad tava sys kons.terasteks ja kvaliteet sys kons. Terasteks.Standardiga GOCT 380 – 88 toodetakse järgmisi marke tava sys kons. Teraseid.Ct,O,Ct1,Ct2,Ct3,Ct4,Ct5,Ct6.Arv materjali margis iseloomustab teatavaid mehaanilisi omadusi.Taandamisastme järgi toodetaks selles terasegruppis nii keevaid (vene P), poolrahulike (Vene PC) ja rahulike teraseid (vene CP).Neid teraseid kasutatakse laialt mitte vastustusrikaste konstruktiivsete detailide valmistamiseks. Nendest terastest ei saa valmistada detaile mis vajavad termilist töötlust.
 Kvaliteetsed süsinik kons terased Standariga (vene GOCT)1059 – 89 toodetakse järgmisi marke:08,10 KP,10 PC, 10,15 KC, 15PC,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60.Arv materjali margis näitab süsiniku sisaldust sajandik % 0,5 KP-10 kasutatakse detailide valmistamiseks survetel.Teras 15-25 tsementeeritavad terased terase pinnakihi töötlemine süsinikuga .Järgmised 30-35 keermetatud detailed 40,45,50 võlli terased.55-60 valmistatakse detaile mis töötavad kulumisele survevõllid.
  Automaaditeras Automaaditerases on suurendatud fosfori ja seleenisisaldust see võimaldab töötlemisel saada murdelastu ning seleen ja fosfor parandavad ka pinnakvaliteeti.Automaaditerastest valmistatakse vähem vastutusrikkaid detaile näiteks kruvid, poldid ,tiftid.jne.Neid teraseid toodetakse külmalt kalibreerimise teel.Toodetaks ejärgmisi marke A12,A20,A30,A40,A40C.Arv näitab süsiniku sisaldus sajandik %-tes.
  Valuteras et parandata terase vedelvoolavust lisatakse räni.Niisugused terased täidavad hästi valuvorme .Toodetakse järgmisi marke 15l,20l,30l,35l,40l.Arv näitab materjalis süsiniku sisaldus sajandik % -tes.
 Süsinik tööriistateras 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.Kvaliteetseid tähistatakse y7,y8,y9,y10,y11,y12,y13.kõrgekvaliteetseid y7A ,A – tuleb lõppu.Arv materjali märgis näitab süsiniku sisaldust kümnendik protsentides.Süsinik tööriistateraste kuumuskindlus on 250 – 350 kraadi.y7,y8,y7A, y8A – neist tehakse meislid vasarad kärnid tornid.y9,y10,y11,y9A,y10A,y11A. – Puidutööriistad höövli terad , freesid, saelehed , sirkel.y12,y12A,y13,y13A – viilid kaabitsad ziletiterad tõmbesilmad
 Lekeerterased Lekeerterasteks nim niisugust terast millesse on lisatud teatav % lekeerivaid elemente nagu kroomi , niklit , mangaani jne.Lekeerivate elementide tähtsus ja nende teraste omadustele:
X – kroom – suurendab terase tugevust läbikarastatavust ja korrosioonikindlust.
H – nikkel – suurendab terase sitkust tugevust ja korrosioonikindlust.
K – koobalt – suurendab materjali magneetilisi omadusi terase tugevust ning muudab terase peenestruktuurilisust
M – moluteen – Suurendab terase kõvadust ja kulumiskindlust .Soodustab peenema struktuuri tekkimist
Vene G – mangaan – suurendab elastsust kulumiskindlust ja kõvadust
C – räni - parandab terase voolavust ,suurendab vastupanu keemilistele reaktiividele,suurendab elastsust
B – volfram – suurendab terase kuumuskindlust ja kõvadust
T – titaan – suurendab tugevust ja kuumuskindlust
Vene Ju – aluminium - suurendab kuumuskindlust vähendab tagiteket ja suurendab korrosioonikindlust.
12XH3A – kõrgekvaliteetne lekeerkonstruktsiooniteras.Mis sisaldab 0,12% süsiniku 1% piires kroomi 3% piires niklit
9XC – lekeer tööriistateras mis sisaldas 0,9% süsiniku 1% piires kroomi ja räni
XBT – lekeer tööriistateras mis sisaldab 1% piires süsiniku,kroomi,volframit ja mangaani.
Reegel legeerteraste lahtimõtestamiseks kui margi ees on kahekohaline arv siis näitab see süsiniku sisaldust sajandik protsentides,kui ühekohakine arv siis kümnendik protsentides,kui arv puudub siis protsendi piires.Lekeeriva elemendi järel olev arv näitab antud elemendi sisaldust protsentides kui arv puudub siis on antud element ühe protsendi piires.Konstruktsiooniteras algab 0,6 protsendist kui on ühe kohaline number või number puudub on tegemist tööriistaterasega.
Kiirlõiketeras on kõrgelt lekeeritud tööriistateras.Põhiliseks lekeerivaks elemendiks on volfram.Suurendab kiirlõiketerase kuumuskindlust 500 – 600 kraadi.Volfram moodustab süsinikuga karbiide mis on väga kõvad.Kiirvõiketerast tähistatakse vene P Näiteks P6H5,P6H5K5,P9,P18.
P6M5K5 – on kiirlõiketerased mis sisaldavad keskmiselt 6% volframit,5% moluteeni ja 5% koobaltit süsiniku sisaldus kiirlõiketerastes on 0,75 – 0,95%
2.2 Malm – on raua ja süsiniku sulam milles on süsiniku 2,14 – 6,67%.Süsinik võib malmis esineda kas keemilises ühendis rauaga siis moodustab ta tsementiide,või esineda vabas olekus grafiidina.Sõltuvalt grafiidi kujust jagatakse malmid järgmiselt:
Hallmalm – grafiiti esineb hallis malmis lehe või lille kujuliselt..Halli malmi markeeritakse Cy4,Cy20,Cy45 arv malmi margis iseloomustab tõmbetugevust. Hallist malmist valmistatakse detaile valamise teel.Halli malmi ei anna sepistada.Keevitada annab teda halvasti.Lõike töötlemisel tekib palju metallitolmu.
Kõrgtubevmalm – Kui hallile malmile lisada alumiiniumi või magneesiumi sis tekivad kristaliseerumise tsentrid ning grafiit omab keeruka kuju,Niisugusel malmil on suur tugevus.MarkeeritaKSE By65,By80,By90,By100 arv näitab tõmbetugevust .Kõrgtugevast malmist võib valada väntvõlle,nukkvõlle,hammasrattaid jne.
Tempermalm – kui valgest malmist valandid kuumutada siis valges mallmis olev süsinik muutub perajaks grafiidiks.Kui kuumutamine toimub liiva sees siis tempermalmi murdepind on valge.Kui aga pannakse musta rauaoksiidipurusse siis saadakse musta murdepinnaga tempermalm. Cy30-6,Cy45-2.Esimene tõmbetugevust teine arv aga suhtelsit pikenemist.Tempermalmist valmistatakse san tehnikas kasutatavaid ühendus detaile.
3. Värvilised metallid
Vask ja tema sulamid
Vaske toodetakse veskpürriidist elektrilise rahvineerimise teel.Puhast vaske tähistatakse M00,M0,M1,M2,M3.Masina ehituses on põhiliselt kasutusel vase sulamid. Tähtsamad vase sulamid on pronks ja messing .Pronks on vase sulam tina, plii, alumiiniumi ja teite elementidega. Pronksid jagunevad tinapronksideks ja tinavabadeks pronksideks.
Pronksid töötlemisviisi järgi jaotatakse survega töödeltavateks ja valupronksideks.Pronks on laialdaselt kasutatav laevaehituses, sest ta ei korrodeeru merevees .Tinapronksi kasutatakse laagri lindade valmistamiseks.
 
Messing - Messinguks nim vase ja tsingi sulamit.Messingud mis sisaldavad vähem kui 10% tsinki nim ka tombakuks.Mida suurem on messingus tsingi sisaldus seda hapram ta on.           Messinguid jaotatakse nagu pronksi survega töödeldavaks ja valu messinguks.Messingu täis on L.
   
Vase nikli sulamid – Jagunevad konstruktiivseteks ja elektrotehnilisteks elementideks.Kuniaal sisaldab kuni 13% niklit ja kuni 3% alumiiniumit.Temast vüib valmistada suure tugevusega detaile ja elektrotehnilisi tooteid.Kuid kuniaali tugevuse suurendamiseks tuleb teda karastada ja vanandada. Kusjuures tugevuse annab just vanandus protsess.
 
Vanandamine – Võib teha kahel viisil: loomulikul viisil lasta materjalil seista 1,5 – 2.a. Või kunstlikul viisil peale karastamist kuumutada detaili ja lasta tal jahtuda, korrates seda protsessi   2 – 3 korda.
 
Uushõbe – Sisaldab 15% niklit ja 20%tsinki ja on heleda värvusega uushõbe ei korrodeeru õhus.Teda ksutatakse kella detailide valmistamiseks.
 
Melhior – Vase ja nikli sulam mis sisaldab 1% piires mangaani ja rauda.Tal on suur korrosioonikindlus .Temast valmistatake soojusvahetus aparaatide detaile
 
Konstatoon – Sisaldab 40% niklit ja 0,5% piires mangaani.Teda kasutatakse elektriliste kütteseadmetes
 
Kopell – Sulam mis sisaldab 43% niklit ja umbes 0,5% mangaani temast valmistatakse termopaate
 
Manganiin – Temas on 3% niklit ja 12% mangaani. Sammuti suure elektrilise takistusega.Sulam millest võib valmistada seadmete kütteelemente.