Materjaliõpetus (0)

Malmid  - toodetakse kõrgahjudes rauamaagist raua taandamisega(kivisöekoksi põlemisel tekkivate 
gaasidega). 
Kõrgahjus: toormalm – terase sulatamiseks; valuvalm; ferrosulam – suure Mn/Si sisaldusega 
rauasulam .  
Valgemalmis on  süsinik   rauaga seotud olekus tsementiidi kujul. 
Hall malmis on süsinik vabas olekus grafiidina. 
Liblegrafiitmalmil (hallmalm) on libleja kujuga grafiidi  osakesed. 
Keragrafiitmalmil on kerajad grafiidi osakesed.  
Tempermalmil on helbekujulised grafiidi osakesed. Toodetakse lõõmutamise teel: 
 a) must  tempermalm  – feriitstruktuuriga, saadakse neutraalses keskkonnas lõõmutamisega 
(plastsem aga nõrgem);  
b) valge tempermalm – perliitstruktuuriga, saadakse oksüdeerivas keskkonnas (nt 
rauamaagiga)(tugevam, aga vähem plastsem) 
Terased – raua sulamid , mis sisaldavad süsinikku 0,05...2,14%. Terasesulatuse meetodid: 
   Konvertermeetod  – sulatus teraskesta ja tulekindlast materjalist voodriga lahtises ahjus 
vedelast toormalmist hapniku läbipuhumisega. 
   Martäänmeetod  – sulatus ettekuumutatud gaasi ja  õhuga  köetavas leekahjus kas malmist  või 
terasmurrust rauamaagi lisamisega. 
  Elektrometallurgia – terase sulatamine elektriahjudes, kaarahjudes või  induktsioonahjudes. 
Terase  taandamine  – sulaterases lahustunud FeO taandamine Mn ja Si lisamisega. 
Keemilise koostise järgi: 
  Mittelegeerterased ehk süsiniksterased;  
   legeerterased  
  roostevabad terased. 
Mittelegeerterase liigitamine: 
1.   Otstarbe  järgi 
- konstruktsiooniterased C=0,05-0,65% 
- tööriistaterased C=0,7-1,35% 
2.  Süsinikusisalduse järgi 
- madalsüsinikterased C 0,25% (ei karastu) 
- kesksüsinikterased C=0,25-0,6% 
-kõrgsüsinikterased C > 0,6% 
3.  Kvaliteedi järgi (lähtub väävli ja fosfori sisaldusest) 
- tavakvaliteetterased  S 0,05%, P 0,04% 
- kvaliteetterased   S 0,035%, P 0,035% 
- kõrgkvaliteetterased   S 0,025%, P 0,025% 
- eriti kõrge kvaliteediga terased   S 0,015%, P 0,025% 
4.  Termotöötlemise järgi 
- tsementiiditavad terased   C 0,25% 
- parendatavad terased   C=0,3-0,5% 
Legeerterased –  legeerivate elementide sisaldus alla 5%. 
Legeerkonstruktsiooniterased: tsementiidivad, parendatavad(karastusjärgne kõrgnoolutus), 
nitriiditavad. 
Karbiidid – keemilised ühendid, mille moodustavad legeerelemendid terases oleva süsinikuga. 
(karbiide moodustavad: Mn, Cr, W; ei moodusta: Si, Ni) 
   Kõrglegeerterased  – ühe legeerelemendi sisaldus üle 5% 
  Roostevabad terased –  kroomi  sisaldus üle 10,5% 
  Kiirlõiketerased - püsivaid kõvu karbiide moodustavaid legeerivaid elemente peab olema 
üle 5%. 
Struktuuri järgi normaliseeritud olekus eristatakse: 
  Perliitterased –  legeerelementide sisaldus 2...4%, õhus jahtudes ei karastu 
  Martensiitterased – legeerelementide sisaldus 5...6%, karastuvad 
  Austensiit- ja ferriitterased - kõrglegeerterased 
 
Värvlismetallid ja nende sulamid 
Liigitus tiheduse järgi: 
  Kergmetallid, tihedus kuni 5,0 Mg/m3 (Mg, Al, Ti) 
  Keskmetallid, tihedus 5,0-7,8 Mg/m3 (Sn, Zn, Cr) 
   Raskmetallid , tihedus üle 7,8 Mg/m3 (Pb, Cu, Ni, W) 
Sulamistemperatuuri järgi: 
  Kergsulavad, sulamistemp kuni 327 oC (Pb, Sn) 
  Kesksulavad, sulamistemp 327- 1539  oC (Al, Mg, Cu, Ni) 
  Rasksulavad, sulamistemp üle 1539 oC (Cr, Ti, W) 
 
Alumiinium  ja alumiinumisulamid 
Al – kesksulav (659 oC), kergmetall (tihedus 2,7Mg/m3), kuubilise tahkkeske kristallvõrega (K12). 
Konstruktsioonimaterjalides legeerelemntideks (Cu, Mn, Si, Mg, Zn). 
Toodete valmistamise mooduse järgi Al sulamid jaotatakse: 
1.  Deformeeritavad e survetöödeldavad sulamid (valtsmetalli kujul) 
2.   Valusulamid  (valanditena) 
Termotöödelduvuse põhjal: 
1.   Termotöödeldavad  sulamid 
2.  Mittetermotöödeldavad  sulamid – kõvadust ja tugevust saab suurendada kalestumisega. 
Vanandamine  – karastamisele järgnev seisutamine. 
Al valusulamid: 
1.  Silumiinid – sulamid, põhiline legeerelement räni; hästi valatavad 
2.  Duralumiiniumid – põhiline legeerelement vask 
3.  Magnaaliumid – põhiline legeerelement magneesium; suur tugevus, madal kuumustugevus. 
 
Vask ja  vasesulamid  
Vask – kesksulav (1083 oC), raskmetall (tihedus 8,9Mg/m3), kuubilise tahkkeskse kristallvõrega 
(K12)(ei muutu temperatuuri muutmisel – ei ole polümorfne). 
Keemilise koostise järgi vasesulamid: 
1.  Messingid ehk valgevased –  põhikomponendid  vask ja  tsink  
2.   Pronksid  – põhilisand ei ole tsink ega  nikkel . Väga hea  korrosioonikindlus . Kasutatakse 
vedrude, membraanide valmistamiseks. 
3.  Vasesulamid, kus põhilisand on nikkel. Hõbene värvus, head elektriomadused, suur 
korrosioonikindlus, roomekindlus. 
 
Liuge- ja laagrisulamid – antifriktsioonmaterjalid. 
Laagrisulamid peavad olema: 
  Väikse hõõrdeteguriga 
  Hästi määritavad ( sooned , õnarused) 
  Kulumiskindlad 
  Tugevad 
  Soojuskindlad 
Kasutatakse: 
1.   Pehmete , kergestisulavate metallide  sulameid . 
Babiidid – laagrimaterjalina kasutatavad tina- ja pliisulamid. 
2.   Laagripronkse  – tinapronksid, pliipronksid, tina-pliipronksid. 
3.  Laagrimalmid –suurema grafiidisisaldusega, peamiselt perliitstruktuuriga. Kõige odavamad. 
 
Joodised  
1.  Ülikergsulavad joodised – sulamistemp alla 145 oC 
2.  Kergsulavad joodised – sulamistemp 145-450 oC ( pehmejoodis ) 
3.  Kesksulavad joodised – sulamistemp 450-1100 oC (kõvajoodis) 
4.  Kõrgsulavad joodised – sulamistemp 1100-1850 oC 
5.  Rasksulavad joodised – sulamistemp üle 1850 oC 
 
Markeerimine 
Värvlismetallide:  puhaste  metallide märgitähises näidatakse metalli tähis ja puhtus .  Kõigepealt  
põhielement , seejärel tulevad legeerelemendid. 
Alumiinium: Puhas Al ja järgneb alumiiniumisisalduse ehk puhtusprotsent. Alumiiniumisulamite 
üldtähis A. W – deformeeritav  sulam ; C – valusulam. K –  valamine  püsivormi ( kokilli ); S – liivvormi. 
Vask: PUHAS Cu ja järgneb sidekriipsuga eraldatud tähttähised (vasemargi iseloomustus). 
Deformeeritavad markeeritakse koostise järgi. C – vasevalusulam; C-GP – survevalu; C-GM – 
kokillvalu . Vene tähise järgi vask M ja järgneb tinglikpuhtusastme number. 
Joodised:  Üldtähis  B,  järgneb  joodise  omadusi  tagava  põhielemendi  sümbol  ja  massiprotsent. 
Margitähise  lõpus  näidatakse  sulamistemp  või  – intervall .  Alla  2%  elemendi  sisaldus,  numbriga  ei 
näidata. 
Malmid: Üldtähis GJ. Markeeritakse liigi ja tõmbetugevuse järgi. 
  GJL – liblegrafiitmalm (nt: GJL-HB 195) 
  GJS  –   keragrafiitmalm ,  S- sfäär ;  liigitähise  (S)  järel  näidatakse  lisaks  tõmbetugevusele  veel 
katkevenivus . 
  GJM – tempermalm (B-must; W-valge) 
Eriomadustega  legeermalmid  markeeritakse  koostise  järgi.  Esimene  täht  näitab  malmi  liiki  grafiidi 
osakeste  kuju  järgi  (L-lamellgrafiit,  libleja  kujuga;  S-sferoidaalne  grafiit,   keraja   kujuga).  
EN –  GJLA -XniCuCr 15-6-2. 
  L – liblegrafiit 
  A – austeniitstruktuuriga 
  X – kõrglegeeritud 
  Abrasiivkulumiskindlate malmidel GJN (N-puudub grafiit). Liigitähise järel  Vickersi kõvadus. 
Mittelegeerteraste   tähistus   kasutuse  järgi  (kasutatakse,  kui  tootmisel  ei  kasutata 
termotöötlust) 
Terasegrupid ja peasümbolid: 
  Teraskonstruktsiooniterased – S 
  Masinakonstruktsiooniterased – E 
  Survemahutite terased – P 
  Toruterased – L 
  Relsiterased - R 
Peasümboli järel  voolepiir (N/mm2) 
Mittelegeerteraste tähistus keemilise koostise järgi (terast on termotöödeltud) 
Tsementiitimine – terase pinna süsinikuga rikastamine . 
Tööriistaterased samamoodi nagu keemilise koostise järgi, kuid tähise lõpus sümbol U.