Metallide tehnoloogia kontrolltöö kordamiseks (0)

7
Kristallivõre tüübid
primitiivsed e.
lihtsad –
aatomid
paiknevad
ainult võreelemendi sõlmpunktides (tippudes);
b) ruumkesendatud – lisaks võreelemendi tippudes
olevaile
aatomeile
paikneb
üks
aatom
võre- elemendi sees; Cr a, Fe a, Mna, Mo, V, Wa;
c) tahkkesendatud – lisaks võreelemendi tippudes
olevaile aatomeile paiknevad aatomid iga tahu keskel; Ag, Al, Cu, Coy, Cu, Fey, Ni, Pb, Pt, Sny
d) põhitahkkesendatud –lisaks võreelemendi tippudes olevaile aatomeile paiknevad aatomid põhitahkude keskel.
kompaktne heksagonaalvõre: Be, Cd, Co, Cr, Mg, Ti, Zn.
KRISTALLVÕRET ISELOOMUSTAVAD SUURUSED

• Võre periood
  
• Võre baas
  
• Võre koordinatsiooniarv
  
• Aatomiraadius
  
• Võre kompaktsusaste
  

Polümorfism. Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks
kristallivõre tüüp.
Metallid on ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning tavaliselt ka hea mehaaniline töödeldavus, suur plastsus ja
elastsus .
Purustavad katsed (teimid)
Tõmbeteim. Vastavalt standardile EVS-EN 10002 -1 ( Metall - materjalid. Tõmbeteim) määratakse tõmbeteimiga materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. (Tõmbetugevus, voolavuspiir , tinglik voolavuspiir, katkevenivus ,katkeahenemine).
Löökpaindeteim
Katsetamine löökpaindele on materjali sitkus-näitajate määramise põhiline meetod.
Väsimusteim
Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduv- korduvad (tsüklilised) koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis põhjustab pragude teket.(väsimuspiir).
Mittepurustavad katsed
Metalltoodete mittepurustava kontrolli (MPK) meeto - dite 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.)
Kõvaduskatsed
Enamlevinud mooduseks on kõvaduse mõõtmine otsaku
sissusurumise teel.
Kõvaduse määramine Brinelli meetodil
Kõvaduse määramisel Brinelli meetodil surutakse katsetavasse materjali karastatud teraskuul läbi- mõõduga (D) kuni 10 mm ja jõuga (F) kuni 29400 N (e. 3000 jõukilogrammi – kgf). Brinelli kõvadusarv määratakse kuulile toimiva jõu ja sfäärilise jälje pind- ala suhtena.
Kõvaduse määramine Rockwelli(A,B,C) meetodil
Kõvadus Rockwelli meetodil määratakse sisse- surumise
jälje
sügavuse
järgi:
teraskuul
läbimõõ- duga 1,6 mm ja jõud 980 N (100 kgf) – skaala B;
Kõvaduse määramine Vickersi meetodil
Vickersi meetod põhineb teemantpüramiidi sisse- surumisel materjali. See meetod võimaldab määrata igasuguse kõvadusega
metallide ja sulamite kõvadust ning sobib õhukese metalli kõvaduse määramiseks.
Radiograafiameetod seisneb kontrollitava eseme kiiritamisel röntgeni- ( lainepikkus alla 10 nm), või gammakiirtega (lainepikkus ~0,1 nm). Materjalis või tootes defektide määramine põhineb kiirguse neeldu- mise erinevusel kontrollitavas kehas ja see fiksee- ritakse röntgenfilmil.
Ultrahelimeetod põhineb 2…4 MHz sagedusega ultraheli kasutusel (ultraheliks loetakse akustilisi mitteelektromagnetilisi laineid sagedusega üle 20 kHz). Ultraheli nõrgendavad aga poorid, praod, mittemetalsed lisandid jms
Magnetmeetod põhineb magnetvälja hajumisel metallis asuvate tühikute või mittemetalsete lisandite toimel. Meetodiga saab kontrollida ainult ferromag- netilisi materjale (näiteks ei saa kontrollida rooste - vaba kroomnikkelterast).
Kapillaarmeetod põhineb vedeliku võimel imbuda kapillaarjõudude toimel materjali defektidesse. See on vanemaid ja lihtsamaid MPK meetodeid , mis lubab leida kuni 1 µm läbimõõduga poore või pragu - sid.
Pöörisvoolumeetod põhineb eset läbiva elektrivoolu toimel tekkiva pöörisvoolu mõõtmisel.
Rauasüsinikusulamid.Teras
Lisandid terases
Raud on metallidest tähtsaim, kuid puhtal kujul kasutatakse teda vähe. Põhilised tehnomaterjalid valmistatakse rauasulamitest. Nende kasutusala on umbes kümme korda laiem kui teistel metallidel ja nende sulamitel. Suurem osa rauasulamitest on süsinikku sisaldavad sulamid – rauasüsinikusula- mid, mis jagunevad järgmiselt:
-terased, mille süsinikusisaldus on kuni 2,14%;
- malmid ,
mille
süsinikusisaldus
on
üle
2,14% (tavaliselt kuni 4%).
Süsinik
C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu väsi- muspurunemisele; vähenevad aga plastsus- ning sitkusnäitajad.
Süsinik avaldab mõju ka terase külmahaprus- lävele, soodustades terase haprumist madalatel temperatuuridel .
C-sisalduse suurenemisega kaasneb
terase tiheduse
vähenemine
(puhta
raua
korral
on
see
7840 kg/m3, 1,5% C-sisaldusega terase korral 7640 kg/m3),kasvab eritakistus , vähenevad soojus- juhtivus ja mõned magnetiliste omaduste näitajad.
Tavalisandid
Räni ja mangaan . Tavalisandina räni sisaldus süsinikterases
ei
ületa
0,5%,
mangaani
sisaldus 1,0%.
Mittemetalsed lisandid määra- vad terase nn. metallurgilise kvaliteedi, tõstavad terase mehaaniliste omaduste (plastsus ja sitkus) anisotroopsust, kuid olles pingekontsentraatoreiks, alandavad nad väsimustugevust ja purunemis- sitkust.
Eriti kahjulikuks lisandiks on
terases lahus- tunud vesinik . See muudab terase hapraks. Lisaks haprusele soodustab vesinik terase valtsimisel ja sepistamisel mikropragude teket.
Legeerivad elemendid
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 eutek- toidi süsinikusisaldust terastes,
-nad tõstavad ferriidi ja sellega terase tugevust,
-nad avaldavad mõju muutustele terase termo- töötlusel (austeniiditera kasvule, austeniidi lagunemisele ja läbikarastuvusele).
Mittelegeerterased jagunevad alagruppidesse eelkõige kahjulike lisandite (P, S) sisalduse järgi:
a) tavakvaliteetterased e. tavaterased,
b) mittelegeerkvaliteetterased, c) mittelegeervääristerased
Legeerterased jagunevad samade tunnuste järgi kahte gruppi:
a) legeerkvaliteetterased,
b) legeervääristerased
Legeerteraste kasutusalad on samad mis mittelegeerterastel, kuid legeerterased erinevad valmistusviisi ja elementide sisalduse poolest.
a) Ferriit (F)
süsiniku
tardlahus
a- rauas .Temperatuuril 727 °C lahustub a-rauas kuni 0,02% C
(massi %), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Ferriidil on ruumkesendatud kuupvõre, väike tugevus ja kõvadus, kuid suur plastsus.
b) Austeniit (A) on süsiniku tardlahus y-rauas. Süsiniku
maksimaalne lahustuvus
y-rauas on 2,14% temperatuuril 1147°C, temperatuuril 727 °C – 0,8%. Toatempe- ratuuril austeniiti süsinikterastes ei esine, sest ta laguneb 727 °C juures ferriidiks ja tsementiidiks e. perliidiks.
c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutek- toidsegu süsinikusisaldusega 0,8%; esineb neis rauasüsinikusulamites, milles C>0,02%. Perliit tekib auteniidi (süsiniku- sisaldusega 0,8%) lagunemisel tempera- tuuril 727 °C:
A = P (F+T).
d)
Tsementiit (T)
on
raua
ja
süsiniku keemiline ühend raudkarbiid – Fe3C. Tema süsinikusisal- dus on 6,67% ja ta on rauasüsinikusulamite struktuuriosadest kõige kõvem ja hapram. Auste- niidist selle C-sisalduse vähenemisel tekkiv sekundaarne tsementiit on üleeutektoidses terases tavaliselt heleda võrguna või terakeste ahelana perliiditerade vahel või nõeltena nende sees.
C-sisal- dusest ja Fe-Fe3C faasidiagrammist lähtudes liigitatakset erased:
- alaeutektoidseiks, C0,8%, struktuur P+T’’.
Terase termotöötlus
Terase termotöötluse põhimoodused

• Lõõmutus – terast kuumutatakse üle faasimuutuste temperatuuride Ac1 või Ac3, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse aeglaselt (koos ahjuga). (kuumutamine aeglase jahutamisega – faasimuutused toimuvad täielikult),
  

Rekristalliseeriv lõõmutus – kuumutatakse üle Trekr ≈ 0,4Ts
- külm(surve)töötlus TTrekr (0,5 … 0,7 Ts)

• Normaliseerimine – terast kuumutatakse üle faasipiiri Ac3, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse õhus.
  
• Karastus - terast kuumutatakse üle faasipiiride Ac1 või Ac3, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse kiirusega, mis on karastatava terase kriitilisest jahtumiskiirusest suurem. (kuumutamine kiire jahutamisega – ei leia aset või toimuvad osaliselt).
  
• Noolutus – terast kuumutatakse temperatuurideni alates 200 °C, seisutatakse sellel temperatuuril ja jahutatakse. Tõstab terase sitkust. 3 põhilist noolutusviisi: Madalnoolutus(g200oC) tööriistad , Kesknoolutus (300…400oC) vedrud,puidulõikeriistad,Kõrgnoolutu(450…650oC)Konstruktsioonidetaili, masinaosad.(karastus + kõrgnoolutus =parendamine e. noolutus sorbiidile)
  
• Terase külmaga töötlus – jahutatakse alla 0 °C ja seisutatakse sellel temperatuuril.
  
• Termokeemiline töötlus – pinnakihi rikastamine teiste elementidega kuumutades üle faasipiiri Ac3 (austeniidialasse) ja seisutades atomaarset rikastavat elementi sisaldavas keskkonnas.
  

Protsessid TKT-l:
Dissotsiatsioon – difundeeruva elemendi atomaarsete aktiivaatomite teke
2CO → CO2 + Cmono NH3 → 3H + Nmono
Adsorptsioon – atomaarse elemendi lahustumine pinnakihis (toimub piiril gaas -metall)
Difusioon – küllastuva elemendi tungimine sügavuti
Sõltuvalt nimetatud 3 protsessi vahekorrast
→ õhukesed/paksud pinded ,→ kõrge/madala kontsentratsiooniga pinded
Termomehaaniline töötlus – on ühendatud kuumsurvetöötlus ja termotöötlus
Terase termotöötlus seisneb kuumutamises üle faasipiiri(de) ning järgnevas jahutamises kiirusel, mil faasimuutused kas toimuvad täielikult, osaliselt või üldse
ei
leia
aset.
Selle
põhjal eristatakse kahte peamist terase termotöötluse moodust:
Plastsus suureneb
Sisepinged vähenevad Survetöödeldavus paraneb Struktuur peeneneb Lõiketöödeldavus paraneb
Kõvadus tõuseb
Tugevus suureneb Sitkus väheneb Kulumiskindlus suureneb
Karastusviisid:
Tavakarastus ehk ühes keskkonnas (vannis) karastus (vees või õlis)
Katkendkarastus ehk kahes keskkonnas karastus
Astekarastus – detaili jahutatakse keskkonnas, mille temperatuur on antud terase martensiitmuutuse algtemperatuurist kõrgem.
Isotermkarastus ehk beiniitkarastus – terast jahutatakse martensiitmuutuse algtemperatuurist kõrgemal temperatuuril seisutusega
Pindkarastamine – detaili pinnakihile suure kõvaduse andmiseks
Pinnakihi kuumutamnie võib toimuda:
Atsetüleenihapnikuleegiga
Induktsioon- ehk kõrgsagedusvooluga
Elektrolüüdis
Sulametallis või –soolas
Laser - või elektronkiirega
Malm
Malmideks nimetatakse terastega võrreldes suurema süsinikusisaldusega (üle 2,14%)rauasüsiniku- sulameid.
Malmid
liigitatakse süsiniku
oleku
järgi kahte gruppi:
1)malmid, kus kogu süsinik on seotud olekus tsementiidis (Fe3C). Need on seotud süsinikuga malmid e. valgemalmid;
2)malmid, kus kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus grafiidina. Need malmid on tuntud grafiitmalmidena (tuntumad neist on hallmalmid).
Hallmalm – libleja grafiidiga malm . Liblegrafiit vähendab malmi tõmbetugevust ning eriti plastsust. Hallmalm on kõige odavam ja seda kasutatakse tööstuses laialdaselt. Hallmalmi metalne põhimassi struktuur võib olla perliit, perliit+ ferriit või ferriit (perliithallmalm, ferriitperliithallmalm või ferriithallmalm).
Keragrafiitmalm . Saadakse sulamalmi modifitseerimisel magneesiumi või tseeriumiga. Metalne põhimassi struktuur võib olla perliit, ferriit+perliit või ferriit. Keragrafiidiga malmid on heade mehaaniliste omadustega. Plastsus on tunduvalt suurem kui liblegrafiidiga malmil.
Valgemalm . Struktuuris (eelkõige pinnakihis) on palju tsementiiti.
Valgemalmist valandid (nt valtsrullid) on suure kõvadusega ja seetõttu raskesti lõiketöödeldavad.
Malmi valu
Toodetakse kõrgahjudes. Saadakse toormalm , mida kasutatakse terase tootmiseks.Malmvalandite valmistamiseks kasutatakse:

• Masinaehituses peamiselt:hallmalm, keragrafiitmalm
  
• Dünaamilistel koormustel (põllumasinad ja autode osad): tempermalm
  
• Valuviisidest kasutatakse peamiselt liivsavivormi ja metallvormi (kokilli) valamist.
  

Malmi termotöötlus:
Lõõmutamine - tempermalmi saamiseks
Normaliseerimine - grafiitmalmide omaduste parandamiseks
Karastamine - P, F+P struktuuriga malmid, kõvaduse ja kulumiskindluse tõstmiseks
Noolutamine – analoogselt terastele karastuspingete kõrvaldamine, sitkuse tõstmine
Alumiinium
Enam levinud element maakoores.Looduses esineb ühendeina.Al saadakse põhiliselt boksiidist. Tootmisprotsess: boksiidist saadakse alumiiniumoksiid ja seejärel viiakse läbi elektrolüüs ( puhtus 99,5%...99,8%).Põhilisteks lisanditeks Fe, Si ja Mn
Suurema puhtusega Al (kuni 99,9%) saadakse sulaalumiiniumi rafineerimise teel.
Omadused:

• Hea korrosioonikindlus (tänu oksiidpindele)
  
• Väike tihedus
  
• Väga plastne
  
• Vormitav
  
• Hea elektrijuhtivus
  

Toodete saamise (valmistamise) mooduse järgi liigitatakse alumiiniumisulamid kahte gruppi:
a) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid, b) valusulamid.
Lähtudes termotöödeldavusest liigitatakse sulamid samuti kahte gruppi:
a) vanandatavad sulamid,
b) mittevanandatavad sulamid.
Alumiiniumi deformeeritavad sulamid
Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad).
Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al- Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid.
Alumiiniumi valusulamid
Alumiiniumi valusulamite tüüpilised esindajad on Al- Si-sulamid - silumiinid, mis ei moodusta ega mille koostises ei ole keemilisi ühendeid.
Alumiiniumisulamite termotöötlus
Tugevdamiseks – karastamine ja vanandamine
Struktuuri ühtlustamiseks ja kalestumise kõrvaldamiseks – ka lõõmutamist
Lõõmutamine. Rakendatakse homogeniseerivat kui ka rekristalliseerivat lõõmutamist. Esimest kasutatakse esmajoones sulami likvatsiooni (metalli kristallide koostise ebaühtluse) kõrvaldamiseks.
Karastamine seisneb kuumutamises tempera- tuurini, mil sulamis lisandid lahustuvad alumiiniumis kas täielikult või osaliselt, sellel temperatuuril seisu- tamises ja seejärel kiires jahutamises üleküllastatud tardlahuse saamiseks. Karastamine toimub vees.
Vanandamine seisneb karastamisele järgne- vas
seisutamises toatemperatuuril mõne ööpäeva kestel (loomulik vanandamine) või kõrgendatud tem- peratuuril alates mõnest tunnist (kunstlik vanan- damine ).
Vask
Üks vanemaid inimkonnale teadaolevaid metalle .Kasutusel enam kui 5000 aastat. Vasesulamid on kasulikud, kuid kallid. Vase tootmine toimub sulatusmetallurgia ja elektrometallurgia meetoditega. Sulatuse teel saadakse toorvaske (98,5...99,5% Cu + Fe, S, O jt) . Toorvask rafineeritakse elektrolüütiliselt – saadakse puhas eletrolüütiline vask ehk katoodvask (99,2...99,7% Cu)
Vaske legeeritakse mitmesuguste elementidega, saades erisulameid, millistest peamised on:

• vasetsingisulamid e. messingid (tuntud ka kui valgevased),
  
• vasetina-, vasealumiiniumi- jt. sulamid e.
  
• pronksid,
  
• vaseniklisulamid.
  

Messingid

• Tsingi lisamine vasele soodustab sulami tugevuse suurenemist ja plastsuse suurenemist
  
• Sobivad külmsurvetöötluseks
  
• Väikestes kogustes Al ja Sn lisamine parandab korrosioonikindlust merevees
  
• Pb lisamine parandab lõiketöödeldavust
  

Pronksid
Põhilisandi järgi eristatakse tinapronkse, alumiinium - pronkse, ränipronkse, berülliumpronkse jt.
Tinapronkside Sn-sisaldus ei ületa 20%, sest vastasel korral tuleksid struktuuri haprad faasid .
Alumiiniumpronkside omadused on analoog- sed tinapronkside omadega. Need sulamid on eelkõige ühefaasilised ja hea külmsurvetöödeldavu- sega, kusjuures kahefaasilisi sulameid kasutatakse eelkõige valatult
või
kuumsurvetöödeldult.
Ränipronksid. Tehnikas kasutatavad ränipronksid sisaldavad tavaliselt 3% Si ja on homo- geense ühefaasilise struktuuriga.Räni- pronksid legeeritud väikestes kogustes Mn-ga (kuni 1%). hefaasilisest struktuurist tulenevalt on ränipronksid hästi survetöödeldavad nii külmalt kui ka kuumalt .
Vaseniklisulamid
Tugevad, plastsed , suurepärase korrosioonikindlusega ning heade elektriliste omadustega
Korrosioonikindlad vaseniklisulamid sisaldavad ca 30% Ni ja vähesel määral Fe ning Mn, mistõttu nad on püsivad merevees
CuNi25 on tuntud mündimetallina – mündimelhiorina.
Zn lisamisel saadakse sulam (45...75% Cu; 10...20% Ni; 20...35% Zn), mis on tuntud uushõbedana ehk alpakana (plastne sulam, mida kasutatakse juveelitööstuses)
Nikkel
Puhas nikkel on plastne hästi töödeldav metall; väga hea korrosioonikindlusega aluste ja hapete suhtes. Suur osa niklist kasutatakse legeeriva elemendina terastes ja malmides, aga ka mitterauasulamites. Paljude tehnomaterjalide põhikomponent
Kasutatakse keemiatööstuse seadmeis, toiduainetööstuses, metalsete materjalide katmisel.
Niklisulamid
Korrosioonikindlust parandatakse Cu, Cr või Mo lisamisega. Parima korrosioonikindlusega on monelmetall, milles Ni ja Cu vahekord on 2:1. Monelmetallil on hea tugevus ja sitkus. Ni-Cr-sulamid on tuntud eelkõige kuumuspüsivate materjalidena – kasutatakse palju kütteelementides.
Supersulamid:Co, Ti ja Al-ga täiendavalt legeeritud Ni-Cr-sulamid on tuntud nimonikkidena, mida kasutatakse gaasiturbiinide ja muude kõrgel temperatuuril töötavate masinaosade materjalina
Eriti kuumuspüsivad ja kuumustugevad Ni-sulamid on lisaks Cr-le legeeritud Fe-ga, mis on tuntud inkonelli ja inkolloina
Lisaks Fe-le Mo-ga lxegeeritud Ni-sulameid nimetatakse hastelloideks
Titaan Ti on üks levinum element loodusesTi tugevus ja kõvadus sõltuvad suurel määral tema puhtusest – kõik lisandid, eriti lahustunud gaasid ja C, suurendavad oluliselt tugevust ja kõvadust
Toatemperatuuril tekib Ti pinnale TiO2 kiht, mistõttu nii Ti kui ka sulamid ei korrodeeru atmosfääris, mage - ja merevees, peaaegu üheski orgaanilises ega ka paljudes anorgaanilistes hapetes, leeliste lahustes
Ti ja Ti-sulamid on vastupidavad kavitatsioonile ja pingekorrosioonile. Ti-sulamite tugevusele avaldavad olulist mõju Sn, Al ja V lisamine. Puhas Ti ja Ti-sulamid on plastsed ning kergesti külmalt deformeeritavad. Kasutatakse lennukiehituses, laevaehituses, toiduaine- ja keemiatööstuse seadmeis ning meditsiinis
Magneesium ja magneesiumisulamid
Magneesiumi iseloomustab väike tihedus ja madal sulamistemperatuur , suur kalduvus kalestumisele plastsel deformatsioonil, mistõttu ta tugevus ei sõltu ainult puhtusest (nagu titaanil), vaid ka mikrostruk- tuurist. Õhus kuumutamisel süttib magneesium ker- gesti , mistõttu teda kasutatakse pürotehnikas ja keemiatööstuses.
Magneesiumisulameid legeeritakse alumiiniu- miga , tsingiga, mangaanig ja tsirkooniumiga. Tehnikas kasutatavad magneesiumisulamid on kas hästi kuumvormitavad või valatavad: selle järgi liigi- tatakse
magneesiumisulamid deformeeritavaiks ja valusulameiks.
Magneesiumi deformeeritavad sulamid kuuluvad madaltugevate sulamite gruppi, kuid nad on hea plastsusega, keevitatavad ja korrosioonikindlad. Magneesiumi valusulamid on hea vedelvoola-
vusega, mis tagab valandite suure tiheduse ja korro - sioonikindluse.
Tsink, plii, tina ja nende sulamid
Tsink , plii ja tina on heade tehnoloogiliste omadus- tega (madal sulamistemperatuur, head valuoma- dused),
mis
soodustavad nende
kasutamist valusulameina, laagrimaterjalina, joodisena ja mujal, kus on tähtis madal sulamistemperatuur.
Tsinki kasutatakse laialdaselt teraste antikorrosioon- pinnetena (katuseplekk, veetorud). Kontaktis terasega moodustab ta galvaanilise paari ja, olles anoo- diks , lahustub, kaitstes sellega terast korrosiooni eest.
Babiit
Plii ja tina on peale malmi ja pronksi leidnud kasutamist laagrimaterjalina, eelkõige kergsulavate babiitide valmistamisel. Babiidid on laagrisulamid, mis sisaldavad peale põhiosise (tina või
plii)
lisandeina antimoni, vaske jm. elemente. Babiidi teeb sobivaks laagrimaterjaliks eelkõige tema iseloomulik struktuur – kõvad kristallid pehmes metalses põhimassis, mis tagab analoogselt laagripronksidele hea
sissetööta- vuse ja kulumiskindluse ning väikese hõõrdeteguri.
Teraste margitähistus
Teraste margitähistussüsteem põhineb nende kasutusala, mehaaniliste ja füüsikaliste omaduste ning
keemilise koostise
iseloomustamisel ja
selle sätestab eurostandard EN10027.
Madal- ja kesklegeerteraste korral (legeeriva elemendi sisaldus alla 5%) korral:
Legeeriv element
Kordaja
Cr, Co, Mn, Ni, Si, W
Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr
Ce, N, P, S B
4
10
100
1000
Näit. 28Mn6 (28 - C %x100, Mn 1,5 %)
Kõrglegeerteraste korral (legeeriva elemendi sisaldus 5%):
näit. X12CrNi18-10 (0,12% C, 18% Cr, 10% Ni)
Malmide margitähistus
Malmide margitähistussüsteemi kohaselt on malmide margitähiste sümbolid:
GJL – liblegrafiitmalm (hallmalm), GJS – keragrafiitmalm,
GJM ( GJMB , GJMW) – tempermalm.
Sümbolile
järgnevad
numbrid,
mis
näitavad minimaalset tõmbetugevust Rm, N/mmˇ(hallmalmid, näit. GJL-200)
või
tõmbetugevust
Rm,
N/mm ja katkevenivust A,
(keragrafiit- ja
tempermalmid ,näit. GJS-600-3).
Malmide tunnusnumbrite süsteem on järgmine:
Hallmalmid – JL1010...JL1060 või JL2010...JL2060 (markeerimisel kõva- duse HB järgi)
Keragrafiitmalmid – JS1015...JS1090 või JS2010...JS2090 (HB järgi) Tempermalmid – JM1010...JM1050 (valged). JM1110...JM1200 (mustad).
Plastid on polümeermaterjalid, mille põhikomponent on polümeerid. Mitmekomponentse süstee- mina
sisaldavad need põhipolümeerile lisaks
mit- meid lisandeid ja abiaineid, mille ülesanne on polümeeride tehnoloogiliste ja talitlusomaduste mitmekesistamine:
- füüsikaliste,
mehaaniliste
või
elektriliste
omaduste modifitseerimine ,
- termo- ja valguskindluse suurendamine,
- hinna alandamine,
- värvuse,
läbipaistvuse
jt.
optiliste
omaduste muutmine,
- töödeldavuse parandamine.
Põhilisteks lisa- ja abiaineteks on täiteained, plastifikaatorid, stabilisaatorid, määrdeained ja värv- ained.
Polümeerid kui plastide põhikomponendid on kõrgmolekulaarsed ühendid,
milles
makromolekul on
ehitatud
madalamolekulaarsetest ühenditest – monomeeridest, mis on ühendatud keemilise sidemega. Põhjusi, miks plaste kasutatakse on mitmeid:
-madalam
töötlemistemperatuur
kui
metal - lidel ja keraamikal, seega madalm energia- kulu,
-nad on kergemad (mahu ja massi suhe on polümeermaterjalide kasuks),
-viimistlemise minimaalne vajadus, toote odavus ,
-hea töödeldavus,
-korrosioonikindlus,
-hea tugevuse ja tiheduse suhe (eritugevus)
Plastide liigitus ja omadused
Temperatuurile reageerimise järgi liigitatakse plastid kahte gruppi:
1. Termoplastid ,
2. Termoreaktiivid .
Termoplastid muutuvad kuumutamisel voolavaks, jahtudes aga taastuvad esialgsed omadused; nende makromolekulidel on enamasti lineaarne või veidi hargnenud struktuur.
Termoreaktiivid muutuvad kuumutamisel või kõvendi toimel ruumilise struktuuriga võrestikpolü- meerideks, mis ei sula ega lahustu.
Lõppomaduste ja otstarbe järgi liigitatakse termoplastid ja termoreaktiivid: a) tarbeplastideks –
need
on
polüetüleen
(PE),
polüpropüleen (PP), polüvinüülkloriid (PVC), polüstüreen (PS), fenoplast (PF) jt. b) konstruktsioonplastideks – need on polükarbonaat
(PC),
polüamiid (PA),
orgklaas ( PMMA ), epoksüplast (EP) jt. eriplastideks – fluorplast (PTFE) jt.
Plastist toodete talitlusomadused, mis ilmnevad ekspluatatsioonis, on:
a) mehaanilised:
- vastupanu
mehaanilistele
mõjudele
(tõmbele, survele, paindele, löögile),
- kõvadus,
- hõõrdekulumiskindlus;
b) füüsikalis-keemilised:
- soojus-/ külmakindlus, tulekindlus ,
- soojusjuhtivus,
- soojuspaisumine ,
- keemiline vastupidavus;
c) elektrilised:
- vastupanu elektrivälja toimele,
- dielektriline läbitavus;
d) optilised:
- läbipaistvus,
- valguse neeldumine /peegeldumine;
e) tervisekaitse ja ohutusega seotud omadused.
Plastide töötlemine
Termoplaste peamiselt valatakse, vormitakse ja töödeldakse ekstruuderiga; termoreaktiive pressitakse, valatakse ja vormitakse. Mõlema puhul kasutatakse ka lõiketöötlemist (treimist, freesimist, saagimist, puurimist). Keevitamist on võimalik rakendada ainult termoplastide puhul.
Tehnoloogiliselt olulised omadused, mis määravad plastide töödeldavuse on:
- sulavoolavus/sulaviskoossus,
- niiskusesisaldus,
- termostabiilsus,
- kompaundi koostis (segu terviklik koostis, mis on töötlemisvalmis ja sisaldab juba kõiki vajalike lisandeid),
- kahanemine.
Tehnokeraamika üldiseloomustus
Tehnokeraamika all mõeldakse rasksulavate ühen- dite baasil saadud tööriista- ja eriomadustega konst- ruksioonimaterjale. Sellega eristatakse tehnokeraa- mika ehituskeraamikast ( tellised , põrandaplaadid, drenaažitorud jt) ja tarbekeraamikast ( fajanss -, portselan- savinõud jt).
Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks omadusteks on:
- suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise koostise stabiilsus),
- korrosioonikindlus,
- suur kõvadus ja kulumiskindlus,
- väike tihedus,
Tehnokeraamika puudusteks on:

• väike painde- ja tõmbetugevus,
  
• suur haprus
  
• omaduste suur hajuvus ,
  
• halb töödeldavus,
  
• kõrge hind.
  

Komposiitmaterjalide struktuur ja liigitus
Komposiitmaterjalideks ( edaspidi KM) nimetatakse kahest või enamast osast – faasist – koosnevaid materjale.
KM on heterogeenne , selle omadused on ette antud (korrosiooni- ja kuumuskindlus , magnetilised omadused, jäikus, tugevus jm).
Tavaliselt on üks faasidest kõva ja tugev ning teine plastne ja elastne.
Kõva faasi nimetatakse armatuuriks ning plastset maatriksiks.
Metallkomposiitmaterjalides (MKM) kasutatakse maat- riksina kõige sagedamini alumiiniumi, magneesiumi, titaani, niklit ja koobaltit, armatuurina aga kõrgtugevat ja jäika teras- või süsinikkiudu.
Plastkomposiitmaterjalideks (PKM) nimetatakse materjale, mis koosnevad polümeersest maatriksist (põhimaterjalist) ja tugevdavast komponendist kiulisel või pulbrilisel kujul.
Plastkomposiitide põhirühmad, lähtudes armatuurist on:

• Klaasplastid
  
• Süsinikplastid
  
• Boorplastid
  
• Metalloplastid
  
• 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.
Pidevate või tükiliste kiududena süsinikarmatuur saadakse orgaaniliste kiudude kõrgetemperatuurilise pürolüüsi teel