Metallide tihetusestt ja mu selline jutt (0)

Materjali õpetus

Malm

Malmideks nimetatakse terastega võrreldes suurema süsinikusisaldusega (üle 2,14%) rauasüsinikusulameid.
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).
Suure süsinikusisalduse tõttu on malmi struktuuris kõva ja habras eutektikum – ledeburiit (valgemalmis) või süsinik grafiidina (libleja, keraja või pesajana). Nii ledeburiit kui ka grafiit teevad malmi hapraks, mistõttu ei saa ühtki malmiliiki survetöödelda – sepistada, valtsida jne. Seepärast kasutatakse malmi valusulamina.
Kõige rohkemkasutatakse selleks otstarbeks alaeutektoidse koostisega hallmalmi . Sellisel malmil on suure süsinikusisalduse tõttu terasega võrreldes madalam sulamistemperatuur ja väiksem kristalliseerumise vahemik (seda väiksem, mida lähem on malmi koostis eutektoid ). See soodustab valuomadusi: malmil on hea vedelvoolavus, väike kahanemine, vähene külgepõlemine.
Sulamalm võib paljude mõjurite (jahtumiskiirus, keemiline koostis jt.) tõttu kristalliseeruda nii ebastabiilse (Fe-Fe3C) kui ka stabiilse (Fe-C) faasidiagrammi kohaselt. Esimesel juhul (lisandite puudumisel ning aeglasel jahtumisel) saame kristal- 28 -
b) liseerumisel valgemalmi struktuuri. Nii saadud valgemalmi kasutatakse enamasti tempermalmi
tootmiseks. Teisel juhul (Fe-C faasidiagrammi kohaselt) kristalliseerub grafiit räni olemasolul vahetult vedelfaasist ja nii saame vaba grafiidiga malmid. Rohkem kasutatavate malmiliikide (libleja ja keraja grafiidiga malmid, tempermalm ) struktuuris
on grafiit. Grafiidi tekkimist soodustavad malmi aeg jahtumine (valamine liivsavivormi) ja malmi suur ränisisaldus. Mida rohkem on malmis süsinikku ja räni, seda rohkem tekib ka struktuuri grafiiti . Malmvalandi jahtumiskiiruse suurenemine aga takistab grafiidi eraldumist mõjutab soodsalt tsementiidi (Fe3C) tekkimist.
Räni on malmi tähtsamaid lisandeid, mille toime avaldub nii sulamalmi kristalliseerumisel kui ka faasimuutustel tardolekus. Räni on põhiliseks elemendiks ,
mille abil on võimalik saada vajaliku struktuuriga malmi, kuna süsinikusisaldust on võimalik muuta vaid väga vähestes piirides. Kõrgetel temperatuuridel soodustab räni tsementiidi lagunemist, mille tulemusena tekib grafiit. Sel juhul osutub räni elemendiks, mis nõrgestab raua ja süsiniku aatomite vahelist sidet nende ühendis – tsementiidis.
Kristalliseerumise käiku on võimalik ka muuta, lisades sulamalmile lisandeid, mis ei lahustu või moodustavad lahustumatuid osi ning osutuvad grafiidi eraldumisel kristalliseerumiskeskmeteks. Selle tulemusena on võimalik saada peenemate grafiidiosakestega tugevamat malmi. Sellist protsessi nimetatakse modifitseerimiseks, lisandeid modifikaatoriteks ja vastavaid malme modifitseeritud malmideks.
Malmi mehaanilised omadused olenevad suurel määral grafiidiosakeste kujust ja mõõtmetest
– mida väiksemad on grafiidiosake-sed, seda paremad on mehaanilised omadused. Teiselt poolt mõjutab omadusi metalse põhimassi struktuur.
Jahtumisel laguneb temperatuuril 727 °C malmi struktuuris olev austeniit ja tekib ferriiditsementiidi segu – perliit . Sõltuvalt malmi keemilisest koostisest, (eelkõige ränisisaldusest) ja jahtumise kiirusest võib malmi metalne põhimass koosneda kas ferriidist, ferriidist ja perliidist või perliidist.

Hallmalm

Tavaliselt on kristalliseerumisel tekkinud grafiit liblejas. Niisuguse grafiidiga malmi tema murdepinna hallist värvusest tulenevalt nimetatakse hallmalmiks. Grafiidiosakeste kuju, vaadelduna mikroskoobi all, on esitatud selel 1.38a. Liblegrafiit vähendab malmi tõmbetugevust ning eriti plastsust ( katkevenivus A on peaaegu null, sõltumata metalse põhimassi struktuurist). See-eest sõltuvad survetugevus
ja kõvadus peamiselt metalse põhimassi struktuurist.
Kuna hallmalmi struktuur kujuneb malmi kristalliseerumisel ja valandi jahtumisel vormis, siis on hallmalm kõige odavam ja seda kasutatakse
tööstuses laialdaselt.
Hallmalmi metalne põhimassi struktuur võib olla perliit, perliit+ ferriit või ferriit. Vastavalt sellele nimetatakse malmi perliit-, ferriitperliit- või ferriithallmalmiks.
Suurima tugevusega on perliithallmalm (nimetatakse
ka kvaliteetmalmiks). Kõigi libleja grafiidiga hallmalmide plastsus (sitkus) on aga väga väike – katkevenivus ei ületa 0,5%.

Keragrafiitmalm

Keraja grafiidiga malmid saadakse sulamalmi modifitseerimisel magneesiumi või tseeriumiga, mida lisatakse 0,1…0,2 massiprotsenti.
Selel 1.38b on näha grafiidiosakeste tüüpiline kuju keragrafiidiga malmis. Metalse põhimassi struktuur võib olla keraja grafiidiga malmil analoogselt
iblegrafiidiga malmiga kas ferriit, ferriit+perliit või perliit. Keragrafiit nõrgestab metalset põhimassi tunduvalt vähem kui pesaline või libleline ja seetõttu on keragrafiidiga malmid heade mehaaniliste omadustega. Keragrafiidiga malmide plastsus (katkevenivus A 15…20% ferriitsetel, 2…3% perliitsetel malmidel)
on tunduvalt suurem kui liblegrafiidiga malmil.

Valgemalm

Kui malmis on grafitiseerivaid lisandeid (näiteks Si) vähe või on jahtumiskiirus suur, siis kulgeb kristalliseerumine ebastabiilse Fe-Fe3C faasidiagrammi järgi ja grafiiti üldse ei eraldu. Niisugust malmi nimetatakse tema heleda murdepinna pärast valgemalmiks.
Valgemalmi struktuuris (eelkõige pinnakihis ) on palju tsementiiti (peamiselt ledeburiidis) ja seetõttu on valgemalmist valandid suure kõvaduse tõttu raskesti lõiketöödeldavad. Valgemalmi struktuuriga valandeid (sele 1.38d) kasutatakse tehnikas harval vajadusel, näiteks valtsirullide tarvis. Mõnikord peavad detaili teatud kohad olema kõvemad (kulumiskindlamad). Siis jahutatakse metallvormi neid kohti valamisel, et valand seal kiiresti jahtuks ja pinnakihis tekiks valgemalmi struktuur. Sellist malmi nimetatakse valgendatud malmiks. Näiteks võivad
automootori nukkvõlli nukid olla valgendatud malmist.
Struktuurilt (faasidiagrammi järgi) jagunevad valgemalmid kolme rühma:
1) eutektoidsed, C=4,3%, struktuur Le;
2) alaeutektoidsed, C4,3%, struktuur Le+T.
Tabel 1.23. Malmid

Tempermalm

Valgemalmide struktuuri kujunemine on jälgitav Fe- Fe3C faasidiagrammil. Valgemalmi süsinikusisaldusega 2,2…3,0% ja ränisisaldusega 0,7…1,5% kasutatakse tempermalmist valandite tootmiseks. Vastav tehnoloogiline protsess seisneb selles, et valgemalmi struktuuriga valandeid lõõmutatakse pikka aega temperatuuril 950…1050 °C. Nendel temperatuuridel koosneb malmi struktuur austeniidist ja tsementiidist. Viimane laguneb pikaajalisel
seisutamisel ja tekib vaba süsinik – grafiit. Kuna siin on iseärasuseks grafiidi tekkimine tardolekus, siis on tal ka iseloomulik kuju – pesajas (sele 1.38c). Sellist grafiiti nimetatakse ka lõõmutussüsinikuks ja ta on tempermalmi struktuuri iseloomulikumaks tunnuseks
Kui jahutada malmi mõõduka kiirusega alla 727 °C, laguneb austeniit perliidiks ning saame perliitmalmi; aeglasel jahutamisel temperatuurivahemikus 740…710 °C või seisutamisel temperatuuril 700…710 °C laguneb tekkinud perliidi koostises olev tsementiit. Vastavalt sellele tekib ferriitstruktuuriga metalne põhimass ja saadud malmi nimetatakse ferriittempermalmiks. Toodetakse ja kasutatakse nii perliit- kui ka ferriittempermalme. Tempermalmi tugevusomadused on võrreldavad
keraja grafiidiga malmi omadustega. Nii tempermalm kui ka keragrafiidiga malm on suhteliselt sitked (vastupidavad löökkoormustele), mistõttu neid kasutatakse selliste valandite valmistamiseks, mis töötavad dünaamilisel koormusel .
Kõige paremate plastsusnäitajatega (katkevenivus A on kuni 10…12%) on ferriittempermalm, mis küllaldase tugevuse juures on perliitsest tunduvalt sitkem. Tempermalmidel on head mehaanilised omadused, kuid vajadus valandeid pikka aega lõõmutada (30…40 tundi ja isegi rohkem) teeb tehnoloogilise protsessi keerukaks ja malmi kalliks. See on termpermalmide suurim puudus. Tavaliselt valmistatakse tempermalmist valandeid seinapaksusega kuni 30…40 mm. Tänapäeval leiavad tempermalmide asemel kasutamist üha enam sulametalli
otsemodifitseerimise teel saadud keragrafiidiga malmid.

Malmi valu

Malmi toodetakse kõrgahjudes. Saadakse toormalm , mida kasutatakse terase tootmiseks. Malmvalandite valmistamiseks kasutatakse masinaehituses
peamiselt hallmalmi, vastutusrikkamate masinaosade korral (vänt- ja jaotusvõllid, hammasrattad , kepsud jms.) kasutatakse aga keragrafiitmalmi ning dünaamilisel koormusel töötavate põllumasinate ja autode osade tarvis ka tempermalmi.
Valuviisidest kasutatakse peamiselt liivsavivormi ja metallvormi (kokilli) valu (sele 1.39 ja 1.40)

1.2.2. Alumiinium ja alumiiniumisulamid

Alumiinium

Alumiinium on enamlevinumaid elemente maakoores, kuid olles väga aktiivne hapniku suhtes, esineb
ta looduses ühendeina. Põhiliselt saadakse alumiiniumi mineraalist – boksiidist. Tootmisprotsess
seisneb sellest alumiiniumoksiidi saamises ja järgnevas sulas krüoliidis lahustatud alumiiniumoksiidi elektrolüüsis. Sel menetlusel saadud alumiiniumi puhtus on 99,5…99,8% ja põhilisteks lisanditeks raud, räni ja mangaan. Suurema puhtusega alumiiniumi (kuni 99,9%) saadakse sulaalumiiniumi rafineerimise teel. Alumiiniumil on rida niisuguseid omadusi (näit. hea korrosioonikindlus , väike tihedus), mis teevad ta äärmiselt kasulikuks tehnomaterjaliks. Puhas alumiinium on küll väga madala tõmbetugevusega, kuid seda saab tõsta külmdeformeerimise (kalestamise) teel või teiste elementidega legeerimise teel; tugevus tõuseb märgatavalt (kuni 500 N/mm2-ni). Alumiinium on väga plastne ja vormitav paljude moodustega. Alumiiniumi hea elektrijuhtivus (60% puhta vase elektrijuhtivusest) soosib tema kasutamist paljudes elektrotehnika valdkondades.
Alumiinium on väga aktiivne hapniku suhtes ja metalli värske pind oksüdeerub kiiresti. Moodustub ainult mõne aatomkihi paksune tihe oksiidikiht, mis kaitseb pinda edaspidise korrosiooni eest. Alumiiniumi hea korrosioonikindlus ongi tingitud sellest oksiidpindest. Alumiiniumi korrosioonikindlust saab tõsta anodeerimisega, mille eesmärgiks on paksema oksiidikihi aga ka kõva pinde saamine. Kõrge puhtusastmega alumiinium (99,5% Al ja enam) on väikese tugevusega ja teda kasutatakse peamiselt keemia- ja toiduainetetööstuses mahutite ja torustike valmistamiseks. Elektrijuhtmeina kasutatav tehniline alumiinium sisaldab kuni 0,5% rauda, olles tegelikult alumiiniumirauasulam.
Alumiiniumisulamid võivad olla legeeritud paljude elementidega. Nii saadakse paljusid kasulikke konstruktsioonimaterjale. Alumiiniumisulameid liigitatakse tavaliselt toodete saamise (töödeldavuse) ja termotöötluse alusel.
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.
Enamik deformeeritavaid alumiiniumisulameid on vanandatavad, misläbi saab suurendada nende tugevust ja kõvadust. Deformeeritavatel vanandamise teel tugevdatud alumiiniumisulamitel on väikese tiheduse juures küllaltki suur tugevus, mistõttu sellised sulamid on masina- ja aparaadiehituses teraste järel üks põhilisemaid konstruktsioonimaterjale. Tugevuse tõstmise eesmärgil sulameid karastatakse ja seejärel vanandatakse kas loomulikult (s.o. toatemperatuuril) või kunstlikult (s.o. kõrgendatud temperatuuril). Seejuures saavutatakse tugevus mitte karastamisega nagu terastel, vaid vanandamisega.

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.
Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1…5% Mn või Mg, olles ca 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega.
Deformeeritavatest vanandatavatest sulamitest tuntuim on duralumiinium (Al-Cu-Mg- sulam ), mille termotöötlus on võimalik tänu vase lahustuvuse muutusele alumiiniumis temperatuuri alanedes (väheneb 5,7%-lt 0,2%-ni). Karastamisele järgneva vanandamise tulemusel (sele 1.42) tõuseb duralumiiniumi kõvadus ja tugevusnäitajad, vähenevad
aga plastsusnäitajad.

Alumiiniumi valusulamid

Alumiiniumi valusulamite tüüpilised esindajad on Al- Si-sulamid - silumiinid, mis ei moodusta ega mille koostises ei ole keemilisi ühendeid. Sulamites esineb eutektmuutus temperatuuril 577 °C ja ränisisaldusel 11,7% moodustub eutektikum. Tänu eutektsulami heale vedelvoolavusele (Si suurendab ka puhta Al vedelvoolavust) kasutatakse sulameid
valusulameina, valatuna liivsavi- või metallvormi. Enam kasutatakse Al-valusulameid, mis sisaldavad 10…13% Si, need on eutektkoostisele ligilähedased sulamid. Reeglina on eutektstruktuur jämedateraline, tehes sulami hapraks. Sulami struktuuri peenendamiseks sulameid modifitseeritakse – lisatakse vedelmetalli väikeses koguses (ca 0,01%) naatriumi, mille tulemusena saadakse peeneteraline haprate ränikristallideta struktuur.

Alumiiniumisulamite termotöötlus

Alumiiniumisulamite tugevdamiseks rakendatakse karastamist ja vanandamist, struktuuri ühtlustamiseks ja kalestumise kõrvaldamiseks ka lõõmutamist. 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.
Sele 1.41. Alumiiniumi pehmelõõmutamine
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. 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.

Tabel 1.26. Alumiiniumisulamite pehmelõõmutus
Tabel 1.27. Alumiiniumisulamite
Termotöötlusrežiimid

1.2.3. Vask ja vasesulamid

Vask

Vask on üks vanimaid inimkonnale teadaolevaid metalle, mis sulameina (koos tinaga pronksidena) on olnud kasutusel enam kui 5000 aastat. Tänapäeval on palju väga kasulikke vasesulameid, kuid metalli kõrgest hinnast tingituna on need paljudel juhtudel asendumas odavamate materjalidega nagu alumiinium ja plastid.
Põhilised vasemaagid on kompleksmaagid vask- ja raudsulfiitidest. Vase tootmine neist toimub sulatusmetallurgia (pürometallurgia) ja elektrometallurgia meetoditega. Sulatuse teel saadakse toorvaske, mis sisaldab 98,5…99,5% Cu ja lisandeina rauda, väävlit, hapnikku jt. Toorvask rafineeritakse elektrolüütiliselt, mille tulemusena saadakse puhas elektrolüütiline vask e. Katoodvask vasesisaldusega 99,2…99,7%.
Lõõmutatud vase elektrijuhtivus (1/) temperatuuril 20 °C on 58 ⋅mm2/m, mis on võetud elektrijuhtivuse standardväärtuseks ja võrdub 100%-ga IACS järgi (International Annealed Copper Standard). Puhta vase nagu alumiiniumigi mehaanilised omadused sõltuvad suuresti külmdeformeerimisest ja kalestumisest ning metalli järgnevast lõõmutamisest. Lõõmutamisel väheneb tõmbetugevus, suurenevad plastsusnäitajad, aga märgatavalt ka tera suurus. Puhta vase kasutusaladeks elektrotehnikas on igasugused elektrimähised ja - juhtmed , arhitektuuris pindade katmine, koduses majapidamises , toiduainete- ja keemiatööstuses mitmesuguste nõude ja mahutite valmistamine, soojusvahetid jm.
Vaske legeeritakse mitmesuguste elementidega, saades erisulameid, millistest peamised on:
- vasetsingisulamid e. messingid (tuntud ka kui valgevased),
- vasetina-, vasealumiiniumi- jt. sulamid e. pronksid ,
- vaseniklisulamid .

Messingid

Kuna vask annab tsingiga tardlahuse tsingi lahustuvusega kuni 39%, on messingid plastsed ja sobivad külmsurvetöötluseks. Suurema Zn-sisaldusega sulamid on samuti survetöödeldavad, ent seda kõrgematel temperatuuridel. Nad on reeglina ka valatavad. Tsingi lisamine vasele soodustab sulami tugevuse suurenemist eelkõige tänu tsingi lahustumisele vases; samuti suureneb ka plastsus, mis on ebaharilik . Suure plastsusega sulamina on tuntud 30% Zn-sisaldusega messing , nn hülsimessing. Deformeeritavate messingite Zn-sisaldus piirdub tavaliselt 35%-ga. Edasine Zn-sisalduse tõus toob kaasa messingi plastsuse vähenemise, kuna struktuuris moodustub väga kõva ja habras faas.
Väikestes kogustes Sn ja Al lisamine parandab messingi korrosioonikindlust merevees, Pb lisamine parandab aga lõiketöödeldavust. Tuntumad hea survetöödeldavusega messingid sisaldavad 10…20% Zn, hästi lõiketöödeldav ja automaadimessingina tuntud sulam sisaldab aga ca 40% Zn ja 1…2% Pb.

Pronksid

Põhilisandi järgi eristatakse tinapronkse, alumiiniumpronkse, ränipronkse, berülliumpronkse jt. Tinapronkside Sn-sisaldus ei ületa 20%, sest vastasel korral tuleksid struktuuri haprad faasid . Valusulameis tuleb struktuuri mõningal määral habras faas siiski juba alates 5% Sn-sisaldusest. Selline valamisel tekkiv struktuur sobib laagrimaterjalile. Kahefaasiline struktuur on neile sobiv, kuna ühelt poolt tagab laagri hea sissetöötavuse ja vastupanu löökidele ja teiselt – väga kõvad ja haprad osakesed kannavad koormust ja tagavad hea kulumiskindluse. Sulami keemilise koostise ebaühtlus – likvatsioon – on kõrvaldatav pikaajalise lõõmutamisega. Survetöödeldavate sulamite Sn sisaldus tavaliselt ei ületa 7%. Neid sulameid kasutatakse mitterauasulameist vedrude, müntide ja dekoratiivse pronkspleki valmistamiseks. Fosforit sisaldavaid suurema tugevusega tinapronkse nimetatakse ka fosforpronksideks.
Alumiiniumpronkside omadused on analoogsed tinapronkside omadega. Need sulamid on eelkõige ühefaasilised ja hea külmsurvetöödeldavusega, kusjuures kahefaasilisi sulameid kasutatakse eelkõige valatult või kuumsurvetöödeldult. Alumiiniumpronkside peamisteks omadusteks on suurepärane korroskoonikindlus, sealhulgas ka merelistes tingimustes. Neid kasutatakse pleki , soojusvahetite torustiku jms. valmistamiseks.
Alumiiniumpronkse Al-sisaldusega ca 10% kasutatakse laeva sõukruvide, klappide , pumpade jms. merelistes tingimustes töötavate seadmete või nende osade valmistamiseks. Ränipronksid. Tehnikas kasutatavad ränipronksid sisaldavad tavaliselt 3% Si ja on homogeense ühefaasilise struktuuriga. Enamasti on ränipronksid legeeritud väikestes kogustes Mn-ga (kuni 1%). Ühefaasilisest struktuurist tulenevalt on ränipronksid hästi survetöödeldavad nii külmalt kui ka kuumalt . Ränipronkside omadused on ligilähedased tinapronksidele, ent nad on odavamad, mistõttu neid kasutatakse sageli tinapronkside asemel. Berülliumpronksid on suurima tugevusega vasesulamid. Sulamid on termotöödeldavad (karastatavad ja vanandatavad) analoogselt Al-Cu-sulameile, mille tulemusena saavutatakse tugevus kuni 1400 N/mm2. Enimkasutatav berülliumpronks sisaldab 2% Be. Berülliumpronksi kasutatakse vedrude, membraanide, sädet mitte andvate tööriistade jm. valmistamiseks.

Vaseniklisulamid

Vaseniklisulamid on tugevad ja plastsed ning suurepärase korrosioonikindlusega ja heade elektriliste omadustega.
Cu-Ni-sulamite joonpaisumistegur Ni-sisaldusel 40…50% on nullilähedane, samas elektrieritakistus aga maksimaalne. Väga väike joonpaisumistegur peaegu ei muutu kuni temperatuurini 500 °C, mistõttu konstantaanina tuntud Cu-Ni-sulamit (55% Cu, 45% Ni) kasutatakse elektri- ja täppisseadmeis, kus esinevad suured temperatuurikõikumised.
Korrosioonikindlad vaseniklisulamid sisaldavad ca 30% Ni ja vähesel määral Fe ning Mn, mistõttu
nad on püsivad merevees.
Vaseniklisulam CuNi25 on tuntud mündimetallina – mündimelhiorina. Teisteks nimetatud vaseniklisulami kasutusvaldkondadeks on soojusvahetid jms. Tsingi lisamisel Cu-Ni-sulamitesse saadakse sulam (45…75% Cu, 10…20% Ni, 20…35% Zn), mis on tuntud uushõbedana e. alpakana. Uushõbe on väga plastne sulam, mille põhiline kasutusvaldkond on juveelitööstus.

1.2.4. Nikkel ja niklisulamid

Nikkel

Puhas nikkel on plastne hästi töödeldav metall. Suur osa niklist (u. 15% kogu kasutatavast niklist) kasutatakse legeeriva elemendina terastes ja malmides, aga ka mitterauasulamites. Niklit kasutatakse ka puhta metallina ja ta on paljude tehnomaterjalide põhikomponent. Puhas nikkel on väga hea korrosioonikindlusega aluste ja hapete suhtes, seetõttu kasutatakse teda keemiatööstuse seadmeis ja toiduainetetööstuses. Niklit kasutatakse sageli õhukese lehena süsinikterasest pleki katmisel aga ka elektrolüütpindena paljude teiste metalsete materjalide puhul (nikeldamisel).

Niklisulamid

Kuigi niklil on suurepärane korrosioonikindlus, on see veelgi parem vase, kroomi või molübdeeniga legeeritud niklisulamitel. Parima korrosioonikindlusega on Ni-Cu-sulamitest tuntud monelmetall, milles nikli ja vase vahekord on 2:1. Monelmetalli head omadused ilmnevad eriti merevees. Lisaks korrosioonikindluseleiseloomustab monelmetalli ka hea tugevus ja sitkus, need säilivad laias temperatuurivahemikus: ta ei muutu hapraks madalatel temperatuuridel ja tugevusomadused säilivad ka suhteliselt kõrgetel temperatuuridel (kõrgematel kui messingitel). Ni-Cr-sulamid on tuntud eelkõige kuumuspüsivate materjalidena, mida suure elektrieritakistuse tõttu kasutatakse palju kütteelementides. Nikroomina tuntud materjalid sisaldavad 80…60% Ni ja vastavalt 20…40% Cr. Co, Ti ja Al-ga täiendavalt legeeritud Ni-Cr-sulamid on tuntud nimonikkidena, mida kasutatakse kuumustugevate sulamitena gaasitrubiinide ja muude kõrgel temperatuuril töötavate masinaosade materjalina. Eriti kuumuspüsivad ja kuumustugevad Ni-sulamid on lisaks kroomile legeeritud rauaga , mis on tuntud inkonelli ja inkolloina. Samasse gruppi kuuluvad ka lisaks rauale molübdeeniga legeeritud Ni-sulamid, mida nimetatakse hastelloidideks.
Eelpooltoodud sulamid (inkonell, hastelloi ja nimonik), mis on eelkõige ette nähtud tööks kõrgetel temperatuuridel, on tuntud ka supersulameina. Nende kasutus on eelkõige seotud reaktiivlennukite ja kosmosetehnikaga.
Tabel 1.29. Niklisulamid

1.2.5. Titaan ja titaanisulamid

Titaan on üks levinumaid elemente looduses. Titaanil on suhteliselt väike tihedus. Titaani tugevus ja kõvadus sõltuvad suurel määral ta puhtusest. Toatemperatuuril tekib titaani pinnal väga tihe
ja inertne TiO2 kiht ei korrodeeru atmosfääris, mage - ja merevees
Titaanisulameid kasutatakse rohkesti lennukiehituses.

1.2.6. Magneesium ja magneesiumisulamid

Magneesiumi iseloomustab väike tihedus ja madal sulamistemperatuur. Õhus kuumutamisel süttib magneesium kergesti,mistõttu teda kasutatakse pürotehnikas ja keemiatööstuses. Magneesium on hästi lõiketöödeldav ja keevitatav . Magneesiumisulameid legeeritakse alumiiniumiga,
tsingiga, mangaaniga ja tsirkooniumiga.
Tehnikas kasutatavad magneesiumisulamid
Magneesiumsulameid kasutatakse tänu suurele eritugevusele lennu
Magneesiumi valusulamid on hea vedelvoolavusega. Magneesiumisulamite valamisel tuleb rakendada
meetmed metalli süttimise vältimiseks. Sulatus
tehakse raudtiiglites räbukihi all, metalli valamisel
puistatakse sellele väävlipulbrit, mis moodustab
väävelgaasi ja hoiab ära metalli süttimise.
1.2.7. Tsink , plii, tina ja nende sulamid
Tsink, plii ja tina on heade tehnoloogiliste omadustega
(madal sulamistemperatuur, head valuomadused),
mis soodustavad nende kasutamist valusulameina,
laagrimaterjalina, joodisena ja mujal, kus
on tähtis madal sulamistemperatuur.
Tsink
Tsinki kasutatakse laialdaselt teraste antikorrosioonpinnetena
(katuseplekk, veetorud). Kontaktis terasega
moodustab ta galvaanilise paari ja, olles anoodiks,
lahustub, kaitstes sellega terast korrosiooni
eest.
Plii
Plii neelab hästi röntgenkiirgust, summutab vibratsiooni
ja heli, on kõrgplastne, märgab hästi teisi
metalle (katab hästi teiste metallide pinda), on
korrosioonikindel väävelhappes, kus lahustuvad paljud
roostevabad terased ja titaan. Pliid kasutatakse
suurtes kogustes akumulaatorite, haavlite, kuulide
jms. valmistamisel. Varem nimetati pliid ka seatinaks.
Tina
Tina (vananenud nimetus inglistina) on asendamatu
nn. valgepleki tootmisel, millest valmistatakse
konservipurke. Samal otstarbel kasutatakse tina toidunõude,
aparaatide ja torustike katmisel. Plii selleks
ei sobi, sest moodustab toksilised ained
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.