metallid (0)
metallid
1. Aine, ainete liigitus, aatomi ehituse skeem, materjaliõpetus
Aine:
a. Kõik, mis meid ümbritseb, koosneb ainetest. Eestikeelne sõna materjal tuleneb
ladinakeelsest sõnast materia, mis tähendabki ainet.
ainete liigitus:
a. looduslikud
b. inimtekkelised
c. tehnomaterialid
aatomi ehitus:
a. tuum (prootonid, neutronid)
b. elektronid
materialiõpetus:
a. käsitleb peamiselt seda, missugune on eri materjalide liigitus, nende koostis ja
struktuur, kuidas sellest oleneb materjali tugevus ja teised omadused.
2. Materjali struktuur, liigitus, kristallvõred, kristallvõrede defektid,
anisotroopia, isotroopia, polümorfism
materiali struktuur:
a. Kõikide tehnomaterjalide põhiliseks struktuuriühikuks on aatom
liigitus:
a. Tahked ained liigitatakse kristallilisteks ja amorfseteks
b. Kristallilised ained lähevad tahkest olekust vedelasse üle kindlal temperatuuril, mida
nimetatakse sulamistemperatuuriks
c. Amorfsed ained pehmenevad kuumutamisel laias temperatuurivahemikus - algul
muutuvad sitkeks ja alles seejärel lähevad üle vedelasse olekusse.
kristallvõred:
a. nimetatakse kujuteldavat ruumvõre, mille sõlmpunktides asetsevad aatomid või
ioonid.
b. primitiivsed e. lihtsad kuupvõred – aatomid paiknevad ainult võreelemendi
sõlmpunktides (tippudes);
c. ruumtsentreeritud kuupvõre – lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile
paikneb üks aatom võreelemendi sees;
d. tahktsentreeritud kuupvõre – lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile
paiknevad aatomid iga tahu keskel;
e. kompaktne heksagonaalvõre – selles võres paikneb kuusnurkse prisma igas tipus ja
põhjadel üks aatom ning kolm aatomit kuusnurkse prisma sees 1/2 kõrgusel.
defektid:
a. Kristallivõresse kuuluvate aatomite ebakorrapärase paigutuse tõttu ilmneb metalli
kristallilises ehituses mitmesuguseid defekte. Geomeetriliste tunnuste järgi eristatakse
punkt-, joon- ja pinddefekte.
b. Punktdefektide hulka kuuluvad vakantsid, põhimetalli aatomi sisestumine kristallivõre
sõlmedevahelisse ruumi (sõlmedevahelised aatomid) ja põhimetalli aatomi
asendumine kristallivõres lisandi aatomiga (lisandiaatomid).
c. joondefektid - Tekib võre ülemisse ossa nagu lisaaatomipind (ekstrapind). Sellist
defekti nimetatakse servdislokatsiooniks
d. Pinddefektid kujutavad endast kristallidevahelisi eralduspiire, kus metalli aatomite
paigutus on ebakorrapärasem kui sisekihtides. Lisaks sellele koonduvad siia
dislokatsioonid ja vakantsid ning metallis olevad lisandid, põhjustades samuti
ebakorrapärasust aatomite paigutuses.
anisotroopia:
a. on aine füüsikaliste omaduste sõltuvus suunast. Anisotroopseteks nimetatakse
materjale, mille omadused on eri suundades erisugused, näiteks kiud- ja
kilematerjalid, raudbetoon, kihtplastid (tekstoliit, klaasplast, getinaks), liitmaterjalid.
Kristallide anisotroopsuse põhjuseks on aatomite erinev tihedus kristallivõre
erinevates tasapindades
b. Kõik kristallilised ained on anisotroopsed
isotroopia:
a. nendel on aatomite tihedus võre kõigis tasapindades ühesugune
b. amorfsed ained
polümorfism:
a. Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallivõre tüüp.
3. Materjalide füüsikalised omadused
Metalli füüsikaliste omaduste hulka kuuluvad värvus, tihedus, sulamistemperatuur,
soojusjuhtivus, soojuspaisumine, soojusmahtuvus, elektrijuhtivus, magnetilised omadused jt.
värvus:
a. nimetatakse metalli võimet peegeldada kindla lainepikkusega valguskiirgust.
tihedus:
a. nimetatakse metalli ühe mahuühiku massi
sulamistemperatuur:
a. nimetatakse temperatuuri, mille juures materjal läheb üle tardolekust vedelasse
b. vastupidiselt vedelast olekust tardolekusse ülemineku temperatuuri aga tardumis- või
kristallisatsioonitemperatuuriks
c. kergsulavaiks metallideks ja sulameiks, mille sulamistemperatuur ei ületa plii oma,
s.o. 327 °C
d. rasksulavaiks metallideks ja sulameiks, mille sulamistemperatuur ületab raua oma,
s.o. 1539 °C
e. a kesksulavateks metallideks ja sulamiteks (sulamistemperatuur üle plii, kuid alla raua
sulamistemperatuuri)
soojusjuhtivus:
a. nimetatakse metalli võimet soojust üle anda kõrgema temperatuuriga piirkonnalt
madalama temperatuuriga piirkonnale paigalseisvas aines.
b. Gaaside ja vedelike soojusjuhtivust saab seletada molekulide korrapäratute
kokkupõrgetega,
mille
tagajärjel soojusliikumise energia kandub kõrgema
temperatuuriga piirkonnast madalama temperatuuriga piirkonda.
c. Tahkistes levib soojusliikumise energia nii omavahel seostatud võresõlmede
võnkumise kui ka vabade elektronide vahendusel.
d. Head soojusjuhid on hõbe, vask ja alumiinium
e. Soojusjuhtivuse ühikuks on vatt meetri ja kelvini kohta [W/ (m • K) ]
soojuspaisumine:
a. nimetatakse
keha
mõõtmete
muutumist soojenemisel (metallide mõõtmed
soojenemisel suurenevad, jahtumisel vähenevad).
b. soojuspaisumist ruumpaisumisteguriga (vedelikud, gaasid) või joonpaisumisteguriga
(tahkised)
soojusmahutuvus:
a. on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe.
b. Soojusmahtuvuse ühikuks on džaul kelvini kohta (J/K).
c. Erinevate metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil.
elektrijuhtivus:
a. on aine võime juhtida elektrivoolu
b. mõõdetakse siimensites (S), erijuhtivust aga siimensites meetri kohta (S/m).
Analoogiliselt väljendatakse elektritakistust oomides (Ω) ja eritakistust oommeetrites
(Ω.
magnetilised omadused:
a. iseloomustab metalli magnetiline läbitavus ja magnetiline konstant, s. t. võime
magnetiseeruda.
b. Magnetilise konstandi mõõtühikuks on henri meetri kohta (H/m).
4. Materjalide mehaanilised omadused
Materjali vastupanu välisjõudude toimele ehk deformeerimisele ja purunemisele
iseloomustavad materjalide mehaanilised omadused: tugevus, kõvadus, plastsus ja sitkus.
tugevus:
a. on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vm.
b. Metallide
tugevusnäitajateks
on
voolavuspiir,
tugevuspiir
jt.
Eristatakse
konstruktsioonitugevust, staatilist, dünaamilist ja kestustugevust.
kõvadus:
a. Kõvadus on materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile.
b. Tuntumad kõvadusteimid (Brinelli, Rockwelli ja Vickersi meetod) põhinevad kõvast
materjalist otsaku (indentori) surumisel uuritava materjali pinda
plastus:
a. Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul
oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast
väliskoormuse lakkamist.
sitkus:
a. Sitkus on materjali omadus koormamisel taluda (enne purunemist) olulist
deformeerimist.
b. Sitkuse vastupidine omadus on haprus
5. Materjalide tehnoloogilised omadused
Valatavus
Survetöödeldavus
Lõiketöödeldavus
Termotöödeldavus
Keevitatavus
Joodetavus
6. Materjalide talituslikud omadused
Korrosioonikindlus
Kulumiskindlus
Pinnaomadused
Tulekindlus
Soojuspüsivus
Ohutus
Keskkonnasõbralikkus
7. Mittepurustavad katsed, liigid, skeemid
mittepurustavad katsed:
a. Metalltoodete mittepurustava kontrolli (MPK) meetodite ülesanneteks on 1) defektide
avastamine toodete pinnal või nende sisemuses (poorid, praod, räbulisandid jms.); 2)
materjalide keemilise koostise ja struktuuri määramine; 3) füüsikaliste ja mehaaniliste
omaduste mõõtmine (soojus- ja elektrijuhtivus, kõvadus jt.); 4) tehnoloogiliste
protsesside pidev kontroll (toote pikkus, paksus, pinnakvaliteet jt.)
liigid:
a. Mittepurustavad kontrollimeetodid võib jagada mitmesse rühma, millest põhilised on
- kõvaduse määramise meetodid, - radiograafiameetodid, - ultrahelimeetodid, -
magnetmeetodid, - kapillaarmeetodid, - elektrilised meetodid.
b. Nendele lisanduvad meetodite kombinatsioonid või võtted purustavate meetodite
hulgast, näiteks reservuaaride hermeetilisuse kontrollimine suruvedeliku või - gaasiga.
c. Mittepurustavate meetodite hulka kuulub ka visuaalne vaatlus ja mikroanalüüs.
8. Purustavad katsed, liigid, skeemid
purustatavad katsed:
a. Materjalide purustava katse tagajärjel purustatakse detail või selle materjalist
valmistatud (valatud, pressitud, lõiketöödeldud) spetsiaalsed katsekehad – teimikud.
b. Metalsete materjalide korral on põhilisteks katsetusviisideks tõmbeteim (teras jt.
plastsed metallid), surve- ja paindeteim (malm, kõvasulam jt. haprad metallid),
löökpaindeteim, vahel ka väändeteim.
c. Plastide korral kasutatakse tõmbeteimi, läbipaindetemperatuuri teimi, surveteimi,
roometeimi ja löökpaindeteimi. Siinjuures erinevad teimitingimused metallide ja
plastide korral.
d. Käsiraamatuis esitatavad andmed materjalide mehaaniliste omaduste kohta on
põhiliselt määratud tõmbeteimi tulemuste põhjal.
liigid:
a. tõmbeteim - määratakse materjali tugevus- ja plastsusnäitajad.
b. lõõkpaindeteim - Katsetamine löökpaindele on materjali sitkusnäitajate määramise
põhiline meetod.
c. väsimussteim - Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduv-korduvad (tsüklilised)
koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis
põhjustab pragude teket.
9. Sulamid, olekudiagrammid
sulamid:
a. Puhtad metallid pole kuigi tugevad, seepärast kasutatakse masinaehituses põhiliselt
nende sulameid.
b. Metallisulamiks nimetatakse ainet, mis on saadud kahe või enama metalli või metalli
ja mittemetalli ühtesulatamise või – paagutamise teel.
c. Komponentideks nimetatakse neid aineid, mis moodustavad sulami
d. Faasiks nimetatakse sulami ühtlast osa, millel on ühesugune koostis ja agregaatolek
ning mis on eraldatud sulami teistest osadest (faasidest) piirpinnaga
e. Süsteemiks endaks aga nimetatakse muutumatute välistingimuste (rõhk, temperatuur)
korral tasakaalus olevat faaside kogumit.
f. Sulami struktuuriks nimetatakse metallimikroskoobis nähtavat faaside paigutust,
nende kuju ja mõõtmeid. Sulami komponendid võivad moodustada vedelaid ja
tahkeid lahuseid, keemilisi ühendeid ja mehaanilisi segusid
olekudiagramm:
a. Olekudiagramm on sulami faasilise oleku graafiline esitus sõltuvalt temperatuurist ja
komponentide kontsentratsioonist
b. Olekudiagrammi ülemist joont nimetatakse likvidusjooneks, alumist solidusjooneks
10. Raudsüsinik sulamid, koostis, lisandid, liigitus
raudsüsinik sulamid:
a. teras
b. malm
koostis:
a. terased, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%;
b. malmid, mille süsinikusisaldus on üle 2,14% (tavaliselt kuni 5-6%).
Lisandid:
a. tavalisandid - jäänud sulameisse nende saamise käigus
b. legeerivad lisandid - spetsiaalselt lisatud
c. juhulisandid- satuvad koostisse vähesel määral teraste tootmisel sõltuvalt kasutatud
toormest ja valmistamismeetodist
11. Terased, liigitus, omadused, kasutusalad
Teras:
a. raud, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%;
liigitus:
a. mittelegeerterased (tuntud ka süsinikterastena) - jagunevad alagruppidesse eelkõige
kahjulike lisandite (P, S) sisalduse järgi:
1) tavakvaliteetterased e. tavaterased (S ≤ 0,05, P ≤ 0,04%),
2) mittelegeerkvaliteetterased (S,P ≤ 0,035%),
3) mittelegeervääristerased (S, P ≤ 0,025%).
b. legeerterased - jagunevad samade tunnuste järgi kahte gruppi
1) legeerkvaliteetterased,
2) legeervääristerased.
kasutusalad:
a. konstruktsiooniterased
1) Ehitusterased
2) Masinaehitusterased
b. tööriistaterased
1) Lõike- ja mõõteriistaterased
2) Stantsiterased (külm- ja kuumstantsiterased)
3) Kiirlõiketerased
c. eriomadustega terased
1) Korrosio onikindlad terased
2) Kuumuskindlad terased
3) Kulumiskindlad terased
12. Malmid, liigitus, omadused, kasutusalad
malmid:
a. rauasulam, mille süsinikusisaldus on üle 2,14% (tavaliselt kuni 5-6%).
liigitus:
a. valgemalm
b. hallmalm
c. tempermalmi
d. kõrgtugev malm
omadused:
a. terasest odavam ja paremate valuomadustega.
b. Tavalistes tingimustes ei ole malm survetöödeldav – sepistatav, valtsitav jne
c. Olulist mõju malmi struktuuri kujunemisele avaldab valandi jahtumiskiirus
d. Malmil on hea vedelvoolavus, väike kahanemine, vähene külgepõlemine.
kasutusalad:
a. Valgemalmi struktuuriga valandeid kasutatakse tehnikas harval vajadusel, näiteks
valtsirullide tarvis.
b. Hallmalmil on head valuomadused. Teda kasutatakse masinaehituses ja teistes
tööstusharudes väga laialdaselt.
c. metallilõikepinkide ja mitmesuguste seadmete sängide ja kerede, samuti auto- ja
traktorimootorite väntvõllide, jaotusvõllide jt. detailide valmistamiseks
d. tempermalmist tehakse suurt tugevust nõudvaid detaile, mis töötavad vahelduval ja
löökkoormusel, samuti detaile, mis peavad olema kulumiskindlad ( autode tagasilla
karterid, piduriklotsid ja – trumlid, põllutöömasinate lõikeaparaatide sõrmed,
hammasrattad, haakekonksud jt
e. kõrgtugevast malmist valtspinkide, sepavasarate- ja presside detaile, samuti
auruturbiinide labasid, traktori- ja automootorite väntvõlle, kolbe jmt.
f. Magnetmalmist valmistatakse mitmesuguste elektrimasinate keresid.
13. Terase termotöötlus, põhilised protsessid, karastamise defektid
terase termotöötlus:
a. Terase termotöötlus seisneb kuumutamises üle faasipiiri(de) ning järgnevas
jahutamises kiirusel, mil faasimuutused kas toimuvad täielikult, osaliselt või üldse ei
leia aset.
Põhilised protsessid:
a. lõõmutamine (kuumutamine aeglase jahutamisega – faasimuutused toimuvad
täielikult),
b. karastamine (kuumutamine kiire jahutamisega – faasimuutused ei leia aset või
toimuvad osaliselt)
c. terase normaliseerumine
d. noolutamine
karastamise defektid:
a. Deformatsioon ja praod
b. puudulik kõvadus
c. ebaühtlane kõvadus pinnal
d. kõrgendatud haprus
14. Metallide markeerimine
Metalle markeeritakse riigiti erinevalt, aga viimasel ajal on see muutunud ühtemaks ning
markeerimisel
jälgitakse
eurostandardeid.
Metalsete
materhalide
(teras,
malm,
mitteraudmetallid ja mitterauasulamid) märgistatataske euroopa markeerimisüsteemi järgi,
mis põhineb Saksa DIN-standarditel, kus kasutatatakse kahte tähist:
a. materjali märgistamine
b. materjali tunnusnumber
Teraste märgitähistus. Terase märgitähistus põhineb nende kasutusala, mehaaniliste ja
füüsikaliste omaduste ning keemilie koostise iseloomustamisel. Kasutusalade järgi on
märgitähiste põhilised sümbolid (S-ehitusteras, P- surveotstarbelin eteras jne). Sümbolile
järgneb number, mis näitab minimaalset vpplavuspiiri, tõmbetugevust või magnetomadusi.
Malmide märgitähistussüsteemi järgi on malmide sümbolid: GJL (hallmalm), GJS
(keragrafiitmalm), GJM (temermalm).
Mitteraudmetallide ja rausulamitel on esikohal põhikomponendi sümbol. Puhta metalli puhul
järgneb näitavad sümbolile selle metalli sisaldus protsentides. Sulamite korral näitavad
põhikomponendid sümbolile järgnevad sümbolid
lisandeid ja numbrid nende sisaldust
protsentides.
15. Vask, vasesulamid, kasutusala, omadused, margitähised
vask:
a.
üks vanimaid inimkonnale teadaolevaid metalle, mis sulameina on olnud kasutusel
enam kui 5000 aastat.
b. Tänapäeval on palju väga kasulikke vasesulameid, kuid metalli kõrgest hinnast
tingituna on need paljudel juhtudel asendumas odavamate materjalidega nagu
alumiinium ja plastid.
c. Põhilised vasemaagid on kompleksmaagid vask- ja raudsulfiitidest.
d. Vase tootmine neist toimub sulatusmetallurgia (pürometallurgia) ja elektrometallurgia
meetoditega.
vasesulam:
a. messing
b. pronks
c. vaseniklisulam
kasutusala:
a. messingid- juveelid, dekoratiivtööd, mürskukestad
b. pronks- Liugelaagrid Kõrgtugevad valandid Vedrupronks
c. vaseniklisulamid- mündid, torud
omadused:
a. puhas vask - Hea elektrijuhtivus
b. messing - kõrgplastne ja Hästi lõiketöödeldav
c. vaseniklisulamid - suurepäranekorrosioonikindlus
märgitähised:
a. puhas vask - Cu-OF
16. Alumiinium, kasutusala, omadused, margitähised
alumiinium:
a. on enamlevinumaid elemente maakoores, kuid olles väga aktiivne hapniku suhtes,
esineb ta looduses ühendeina.
b. Põhiliselt saadakse alumiiniumi mineraalist – boksiidist.
c. Tootmisprotsess seisneb sellest alumiiniumoksiidi saamises ja järgnevas sulas
krüoliidis lahustatud alumiiniumoksiidi elektrolüüsis.
kasutusala:
a. puhas al - Toiduainetetööstus Pakendimaterjal
b. mittevanandavad al.sulam - Toiduainetetööstus Pakendimaterjal
c. vanandavad
al.sulam
-
Kõrgtugevad
lennukikonstruktsioonid
Kõrgtugevad
transpordivahendite konstruktsiooniosad Lennukikonstruktsioonid
omadus:
a. hea korrosioonikindlus
b. väike tihedus
c. hea elektrijuhtivus
d. plastne ja vormitav
e. väga aktiivne hapniku suhtes
märgitähis:
a. Al
17. Duralumiiniumi termotöötlus, alumiiniumi termotöötlus
duralumiiniumi termotöötlus:
a. karastamine- seisneb kuumutamises temperatuurini, mil sulamis lisandid lahustuvad
alumiiniumis kas täielikult või osaliselt, sellel temperatuuril seisutamises ja seejärel
kiires jahutamises üleküllastatud tardlahuse saamiseks. Karastamine toimub vees.
Pärast karastamist on tardlahuse struktuuriga sulam madalate tugevusomadustega, ent
on suure plastsusega.
b. vanandamine - seisneb karastamisele järgnevas seisutamises toatemperatuuril mõne
ööpäeva kestel (loomulik vanandamine) või kõrgendatud temperatuuril alates mõnest
tunnist (kunstlik vanandamine). Vanandamise käigus toimuvad üleküllastunud
tardlahuses muutused (eraldub CuAl2), mille tulemusena sulam tugevneb.
Vanandamisel tõuseb sulami kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir. Seejuures
väheneb aga plastsus ja sitkus.
alumiiniumi termotöötlus:
a. lõõmutamine- Rakendatakse homogeniseerivat kui ka rekristalliseerivat lõõmutamist.
Esimest kasutatakse esmajoones sulami likvatsiooni (metalli kristallide koostise
ebaühtluse) kõrvaldamiseks. Lõõmutatakse temperatuuril 450…520 °C kümneid
tunde, jahutatakse õhu käes või koos ahjuga. Rekristalliseeriv lõõmutamine viiakse
läbi sõltuvalt sulami koostisest temperatuuril 350…500 °C kestusega kuni paar tundi
kalestumise kõrvaldamise ja tera peenendamise eesmärgil.
18. Nikkel, titaan ja nende sulamid, omadused, kasutusalad
nikkel:
a. plastne ja hästi töödeldav metall
b. kasutatakse legeeriva elemendina terastes ja malmides, aga ka mitterauasulamitest.
Kasutatakse ka puhtamaterjalin ning ta on paljudes tehnomaterjalide põhikomponen
c. hea korrosioonikindlusega, sp kasutatakse palju keemia- ja toiduainetööstuses,
niklisulamid:
a. vaee, kroomi või molübdeeniga legeeritud niklisulamid on veelgi parema
korrosioonikindlusega, kui puahas nikkel. Lisaks on need sulamid hea sitkuse ja
tugevusega, need omadused säilivad ka kõrgetel temperatuuridel.
b. inkonelli,
hastelloi
ja nimoniki sulamid on eiti vastupidavad kõrgetele
temperatuuridele, neid kasutatakse palju reaktiivlennukite ja kosmosetehnikas
titaan:
a. titaani leidub maakoores palju, 4. kohal
b. väikese tihedusega, aga tugevus sõltub tema puhtusest, erinevad lahustunud gaasid ja
süsinikud suurendavad oluliselt tugevust ja kõvadust
titaanisulamid:
a. titaanisulameid kasutatakse palju lennukiehituses, kuna tal on suur eritugevus. kõrge
korrosiooni kindluse teeb sellest hea materjali, mida kasutada laevehituses,
toiduainete- ja keemiatööstuses seadmeis ning meditsiinis.
19. Magneesium, tsink, plii, tina ja nende sulamid, omadused,
kasutusalad
magneesium:
a. väike tihedus, madalsulamistemperatuur, suur kalduvus kalestumisele plastsetel
deformatsioonil (e tugevus ei sõltu ainult puhtusest vaid ka mikrostruktuurist).
b. õhus kuumutamisele kergesti süttiv, kasutatakse pürotehnikas ja keemitatööstuses
magneesiumisulamid:
a. jagatakse kahte rühma
b. deformeeritavad sulamid- madala tugevusega, aga hea keevitus kindlus, plastsed ja
korrosioonikindlad. Suure eritugevuse tõttu kasutatakse palju lennukiehituses,
rattavelgede materjalina jne
c. valmsulamid- suur tihedus ja korrosioonikindlus.
tsink:
a. kasutatakse laidaselt teraste antikorrosioonpinnetena
plii:
a. neelab röntgekiirgust, summutab vibratsiooni ja heli, kõrgeplastne, märgab hästi teisi
metalle, korrosioonikindel väävelhappes
b. kasutatakse suurtes kogustes skumulaatorite, haavlite, kuulide jms
tina:
a. tina kasutatakse raudplekist purkide sisemusel, et saakime säilitada tpotu
b. sama otstarbel kasutati tine toidunõude, aparaatide, ja roustike kaitseks
21. Komposiitmaterjalid, liigitus, omadused, kasutusalad
komposiitmaterial:
a. nimetatakse kahest või enamast osast – faasist – materjale, kusjuures faaside
omadused ja orientatsioon on selgelt erinevad ja kontrollitavad.
b. Komposiitmaterjal on heterogeenne, selle omadused on ette antud (korrosiooni- ja
kuumuskindlus, magnetilised omadused, jäikus, tugevus jm).
c. Tavaliselt on üks faasidest kõva ja tugev ning teine plastne ja elastne.
d. Kõva faasi nimetatakse armatuuriks (sarruseks) ja plastset maatriksiks
Liigitus:
a. armatuur
1) annab komposiitmaterjalile tugevuse, jäikuse ja tagab mehaaniliste omaduste
säilimise tööolukorras (kõrgel või madalal temperatuuril, agressiivses
keskkonnas jne).
2) Armatuur võib olla kiuline või pulbriline.
3) Kiuline armatuur võib olla ka riide, vildi, lindi jms. kujul.
4) Eeliseks on suurem tugevus ja võimalus luua tugevaid komposiitmaterjale.
5) Puuduseks aga on see, et kiudarmatuur võib kanda ainult teljesuunalist
koormust.
6) Ristsuunas kiudarmatuur tugevust ei suurenda, vaid võib isegi nõrgendada.
7) Kiudarmatuurina kasutatakse a) niitkristalle e. fibrille, mida iseloomustab hea
tugevus, kergus, kuumus- ja korrosioonikindlus, aga ka kõrge hind; b)
metalltraati, mida iseloomustavad stabiilsed füüsikalis-mehaanilised omadused
ja odavus; c) polükristallilist ja anorgaanilist kiudu, mida iseloomustab odavus
ja kergus, kuid mis on väga tundlikud mehaaniliste mõjutuste suhtes
b. maatriks
1) Komposiitmaterjali põhiosa on reeglina maatriks, mis koos armatuuriga võtab
vastu koormuse.
2) Maatriks annab materjalile vormi, monoliitsuse ning tagab koormuse
ümberjaotumise armatuuri elementide (kiudude) vahel.
3) Kui kiud purunevad, deformeerub maatriks plastselt. Siit järeldub, et maatriksi
deformeeritavus peab olema sama suur või suurem kui kiudude
deformeeritavus.
4) Komposiitmaterjali
maatriksina
kasutatakse
metalle
ja
sulameid,
polümeersetest materjalidest termoreaktiive, keraamilistest materjalidest
oksüüd- ja mitte¬oksüüdkeraamikat.
5) Maatriksi
koostise
järgi
liigitatakse
komposiit-materjale
järgmiselt:
metallkomposiitmaterjalid
(MKM),
sh
ka
dispersioonarmeeritud
komposiitmaterjalid ja pseudosulamid;
plastkomposiitmaterjalid (PKM);
keraamilised komposiitmaterjalid (KKM);
süsinikkomposiitmaterjalid
(SKM).
22. Tehnoplastid, liigitus, omadused, kasutusalad
tehnoplast:
a. Plastid on polümeermaterjalid, mille põhikomponent on polümeerid
b. Mitmekomponentse süsteemina sisaldavad need põhipolümeerile lisaks mitmeid
lisandeid ja abiaineid, mille ülesanne on polümeeride tehnoloogiliste ja
talitlusomaduste mitmekesistamine:
liigitus:
a. termoplastid - muutuvad kuumutamisel voolavaks, jahtudes aga taastuvad esialgsed
omadused; nende makromolekulidel on enamasti lineaarne või veidi hargnenud
struktuur
b. termoreaktiiv - muutuvad kuumutamisel või kõvendi toimel ruumilise struktuuriga
võrestikpolümeerideks, mis ei sula ega lahustu.
c. tarbeplastid
d. konstruktsiooniplastid
e. eriplastid
omadused:
a. mehaanilised:
1) vastupanu mehaanilistele mõjudele (tõmbele, survele, paindele, löögile);
2) kõvadus;
3) hõõrdekulumiskindlus;
b. füüsikalis-keemilised:
1) soojus-/ külmakindlus,
2) tulekindlus;
3) soojusjuhtivus;
4) soojuspaisumine;
5) keemiline vastupidavus;
c. elektrilised:
1) vastupanu elektrivälja toimele;
2) dielektriline läbitavus;
d. optilised:
1) läbipaistvus;
2) valguse neeldumine/peegeldumine;
e. tervisekaitse ja ohutusega seotud omadused.
Kasutusalad:
a. pakend 39%
b. tarbekaubad 17%
c. ehitus 16%
d. autotööstus 8%
e. elektroonika 8%
f. põllumajandus 4%
g. muud 9%.
23. Tehnokeraamika, liigitus, omadused, kasutusalad
tehnokeraamika:
a. all mõeldakse rasksulavate ühendite baasil saadud tööriista- ja eriomadustega
konstruksioonimaterjale. Sellega eristatakse tehnokeraamika ehituskeraamikast
(tellised, põrandaplaadid, drenaažitorud jt) ja tarbekeraamikast (fajanss-, portselan-
savinõud jt).
liigitus:
a. oksiidkeraamika
b. mitteoksiidkeraamika
c. segakeraamika
d. konstruktsioonikeraamika
e. tööriistakeraamika
f.
elektrokeraamika
omadused:
a. Vähene tugevus (antakse painde- või survetugevus)
b. Suur kõvadus (1200...3000 HV)
c. Suur haprus (iseloomustatakse purunemissitkusega)
Kasutus:
a. Konstruktsioonikeraamika
1) Kuumuskindel keraamika
2) Termokindel keraamika
3) Kulumiskindel keraamika
4) Antifriktsioonkeraamika
5) Poorne keraamika
6) “Sitke” keraamika
7) Biokeraamika
b. Tööriistakeraamika
1) Ülikõva keraamika
Lõikekeraamika
Kermised
c. Elektrokeraamika
1) Dielektrikud
2) Pooljuhid
3) Ülijuhid
4) Raadiotehniline keraamika
Sarnased õppematerjalid
24
pdf
konspekt ja KT vastused
liigid:
a. tõmbeteim - määratakse materjali tugevus- ja plastsusnäitajad.
b. lõõkpaindeteim - Katsetamine löökpaindele on materjali sitkusnäitajate määramise
põhiline meetod.
c. väsimussteim - Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduv-korduvad (tsüklilised)
koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis
põhjustab pragude teket.
9. Sulamid, olekudiagrammid
sulamid:
a. Puhtad metallid pole kuigi tugevad, seepärast kasutatakse masinaehituses põhiliselt
nende sulameid.
b. Metallisulamiks nimetatakse ainet, mis on saadud kahe või enama metalli või metalli
ja mittemetalli ühtesulatamise või – paagutamise teel.
c. Komponentideks nimetatakse neid aineid, mis moodustavad sulami
d. Faasiks nimetatakse sulami ühtlast osa, millel on ühesugune koostis ja agregaatolek
ning mis on eraldatud sulami teistest osadest (faasidest) piirpinnaga
e
Materjaliteaduse üldalused
52
pdf
Metallide Tehnoloogia 1 Referaat
Vaskvalu Cu-C
15. Mitteraudmetallid
Mitteraudmetallide eelisteks on: hea korrosioonikondlus, lihtne töödeldavus, head
elektrilised ja soojuslikud omadused, kergekaalulisus, värvus.
Mitteraudmetallid
Teised
Kõrgtemperatuurilised korrosioonikindlad mitteraudmetallid
Kergmetallid metalid metallid
alumiinium Titaan vask tsink
magneesium alumiinium plii
Joonis 18. Mitteraudmetallide jaotus
17
16. Vask ja vasesulamid
Tabel 3. Vase omadused
Tihedus 8900 kg/mm3
7
docx
Metallide tehnoloogia kontrolltöö kordamiseks
tugevdavast komponendist kiulisel või pulbrilisel kujul.
Plastkomposiitide põhirühmad, lähtudes armatuurist on:
Klaasplastid
Süsinikplastid
Boorplastid
Metalloplastid
7
Organoplastid
Keraamilised komposiitmaterjalid
Koosnevad keraamilisest maatriksist ja armatuurist (võib olla ka mõni rasksulav metall või rasksulav ühend).
Iseloomulik on suur survetugevus, kõvadus ja rahuldav tõmbetugevus ning sitkus.
Koormus kantakse haprast maatriksist üle tugevale armatuurile.
Süsinikkomposiitmaterjalid
Väike tihedus, suur tõmbetugevus ja elastsusmoodul, hea termokindlus, nad töötavad oksüdeerivas keskkonnas temperatuuril
kuni 500 ºC, inertes keskkonnas ja vaakumis aga kuni 3000 ºC.
22
doc
Tehnomaterjalid eksam
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
erinevate kristallivõrede esinemist ühel metallil nimetatakse polümorfismiks.
22. Millised on amorfsed metallid, kuidas neid saadakse?
Kui sulametalli jahutada väga kiiresti, siis ei jõua vedelas lahuses juhuslikult paiknevad
aatomid paigutuda ümber korrapäraselt vastavalt kristallilisele struktuurile. Saadakse amorfne
metall, millel puudub metallile omapärane korrapärane aatomite paigutus.
23. Mis on vabakristalliseerumine, tera kuju?
Kristalliseerumiseks e. tardumiseks nimetatakse vedela metalli üleminekut tahkesse olekusse.
56
docx
Stenogramm eksamiks kokkuvõttev konspekt
1. Materjalide füüsikalised ja mehaanilised omadused
Materjalide liigitus tiheduse ning sulamistemperatuuri järgi:
Tihedus:
kg/m3 – kergmetallid ja -sulamid
5000 < < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid
> 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid
Sulamistemp:
≤ 327 °C - kergsulavad metallid ja sulamid, näiteks Pb, Sn
327-1539 °C - kesksulavad metallid ja sulamid, näiteks Mn, Cu, Ni
>1539 °C - rasksulavad metallid ja sulamid, näiteks Fe, Ti, Cr
Tõmbekatsel määratavad tugevus- ja plastsusnäitajad , jäikusnäitaja,
nende ühikud ning kasutamine.
Tõmbekatsel saame määrata nii tugevus kui ka platsusnäitajaid, tugevusnäitajateks on:
Tõmbetugevus Rm – maksimaaljõule Fm vastav pinge, valemiga Rm = Fm / S0, ühikuga
N/mm2. Tõmbetugevust ehk tugevuspiiri kasutatakse näiteks staatilistel koormustel habraste
materjalide ohtlike pingete kirjeldamiseks.
20
docx
Materjaliõpetuse eksami kordamisküsimuste vastused.
Mida suurem on kristallivõre koordinatsiooniarv, seda suurem on võre kompaktsusaste.
, polü- ja isomorfism;
Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallivõre tüüp. Seda
erinevatekristallivõrede esinemist ühel metallil nimetatakse polümorfismiks (polymorphism).
Tuntumaksnäiteks võib tuua raua ja titaani.
Erinevate metallide kristallivõrede samakujulisust nimetatakse isomorfismiks (isomorphism).
- metallide tegelik struktuur (aatomite pakketihedus, amorfsed metallid, difusioon;
Aatomite pakketihedus
Mis tahes tüüpi kristallivõres paiknevad aatomid korrapäraselt, kuid aatomite arv
pakketihedus (packing density) kristallivõre erinevates tasandites ja suundades on erinev
Amorfsed metallid
Kui sulametalli (või sagedamini sulamit) jahutada väga kiiresti (kiiremini kui 10 6 °C_s-1), siis ei jõua
vedelas lahuses juhuslikult paiknevad aatomid paigutuda ümber korrapäraselt vastavalt kristalsele
struktuurile. Saame nn
10
docx
Tehnomaterjalid-Eksam
1. Materjalide kasutamine inimajaloo vältel, selle muutumise põhjused.-
a. 10000BC kasutati eelkõige klaasi,keraamikat ning puitu,nahka. Esmene metall oli kuld . See
on pehme ja hea töödelda,samuti leidus seda looduses.Edasi suurenes ka hõbeda,pronksi ja
raua kasutus. Metallide kasutamine on järjest suurema protsendi võtnud ning selle hiigelaeg oli
1940-1980, sellel ajal kastuati keraamikat ja plaste väga vähe. Alates 20.sajandi teisest poolest
hakkas vähenema metalli kasutus ja väheneb tänapäevalgi.Metalle asendavad aina rohkem
44
docx
Tehnomaterjalide stenogramm
Stenogramm
aines tehnomaterjalid
Üliõpilane:
Üliõpilaskood:
Rühm:
Materjalide füüsikalised ja mehaanilised omadused
Metallide ja sulamite liigitus tiheduse järgi:
ρ< 5000 kg/m3 – kergmetallid ja –sulamid;
5000 < ρ < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja –sulamid;
ρ > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid.
Metallide ja sulamite liigitus sulamistemperatuuri järgi:
kergsulavad metallid ja sulamid - TS ≤327°C (Pb sulamistemperatuur) - Pb, Sn, Sb;
kesksulavad metallid ja sulamid - TS =327-1539°C - Mn, Cu, Ni, Ag jt;
rasksulavad metallid ja sulamid - TS >1539°C (Fe sulamistemperatuur) – Ti, Cr, V,
Mo, W.
Plastsusnäitajad
Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma
kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse
lakkamist.
Meedia
Kommentaarid (0)
Kõik kommentaarid