Metallmaterjalid (0)

Metallmaterjalid
Miinused:

• Metallmaterjale kasutatakse ehituses eelkõige nende tugevuse, elastsuse, keevitatavuse pärast.
  
• Metallide puuduseks on nende korrodeerumine mitmesuguste keskkonnamõjutuste tõttu.
  
• Peale selle omavad metallid kõrgetel temp. suuri plastseid deformetsioone.
  
• Samas on metallid aga head soojad - ja elektrijuhid (oleneb olukorrast)
  

Metallid jaotatakse mustadeks ja värvilisteks (nt teras ja vask)
Tegelikult võiks jaotada ka rauda sisaldavateks ja mittesisaldavateks metallmaterjalideks(nt terased ja malmid ning alumiinium , vask, tsink jne)

• Mustad metallide koostis on põhiliselt raud (Fe) ja süsinik (C) mitmesugustes vahekordades.
  
• Lisanditeta raud ehituses ei kasutata – ta omadused pole selleks sobivad. Rauale lisatavad elemendid määravad tema omadused ja kasutamisviisid.
  
• Põhimõtteliselt jaotatakse mustad metallid: terasteks ja malmideks.
  

Mustad metallid Malmid.

• Süsinikusisaldus malmides 1,7%. Tavaliselt sisaldavad malmid süsinikku 2...4% ja rohkem
  
• Malmid jaotatakse valgeteks ja hallideks malmideks.
  
• Valges malmis e. toormalmis sisalduv süsinik on seotud raudkarbiidis Fe3C (tsementiit)
  
• Malm on habras , st on vähe löögikindel, väikse tõmbetugevusega, aga suure kulumiskindlusega.
  
• Kasutatakse peamiselt terase tootmiseks.
  
• Tempermalm saadakse valgest malmist , mida kuumutatakse 850 oC juures. Sellise protseduuri tulemusena suurenevad mõnevõrra malmi plastsed omadused ja löögikindlus.
  
• Hallmalmis e. valumalmis esineb süsinik vaba grafiidi lehekestena, see muudab malmi pehmemaks ja kergemaks töödeldavaks
  
• Omadustelt on hallmalm jäik ja suure survetugevusega.
  
• Malmide põhiline töötlemisviis on valu. Selle valmistumisprotsessiga kaasnevad ka põhilised toote defektid . Teisalt võimaldab valuprotsess toota erineva seina paksuse ja keeruka kujuga tooteid.
  
• Valumamist tehakse kanalisatsioonitorusid, toruliitmike, kütteradiaatorid, pliitide ja ahjude metallosi.
  
• Mustad metallid. Terased
  
• Terased on raua sulamid , mille süsinikusisaldus (C) on alla 1,7% ja mis sisaldavad Al 0,2-1% või ka Cu ja Ni 0.2-0.3% terase roostetamise vältimiseks ja sitkemaks muutumiseks. Nende nn. mikrolisandite mõju terase kui materjali lõplikele omadustele on eriti suur.
  
• Terast valmistatakse toor e. valgestmalmist või ka vanarauast kasutades mitmesuguseid terasesulatamise meetodeid. Terase valmistamisel malmist tuleb süsinikusisaldus vähendada. Süsinik seotakse hapnikuga(põletatakse välja)
  
• Terased, millesse on sisse viidud veel mehhaaniliste omaduste parandamiseks nn legeeritavad komponente Ni, Cr, Mn, Si, Cu, Al, Ti jt, nimetataksee legeeritud teraseks.
  
• Kõrged tugevusnäitajad, tõmbetugevus 300-600 N/mm2 ’Materjali homogeensus
  
• Väikesed mahumuutused ja pikenemised temp.muutuste puhul võrreldes plastmasside ja betooniga
  
• Eelpingestamise võimalus, elastne materjal
  
• Lai tootevalik
  
• Keevitatavus
  

Ehituses piiravad teraste kasutamist:

• Metalli korrusioon ja sellega seotud ekspluatatsioonikulud
  
• Roomavusnähtuse tekkimine pideva, purustavast koormusest väiksema jõu mõjul
  
• Väsimuse tekkimine koormamise seisundis ja seega võimalik purunemine
  
• Madal püsivus kõrgetel temp. millest tekkib vajadus kaitsta kandvaid konstruktsione tule eest
  
• Vajadus konstruktsioonide jäigastamiseks.
  
• Korrosiooniks nim.materjali soodumust hävida materjalis toimuvate ebasobivatest keskonnatingimustest tingitud reaktsioonide tõttu.
  
• Reaktsioon võib olla keemiline või elektrokeemiline . Tavaliselt on keskonna niiskus ja hapnik juuresolek need põhjused, miks algab korrosiooniprotsess.
  

Korrosiooni saab vältida:

• Kattes terase pinna kattekihiga (tsink, nikkel , tina, kroom , alumiinium, plastid ) või värviga; moodustades pinnale tiheda, läbimatu oksiidikihi .
  
• Legeerides, lisades metalli koostisesse korrosioonikindlust suurendavaid materjale
  
• Konserveerimisel, kattes metalli pinna õli või rasvataolise aine kihiga .
  

Värvilised metallid. Vask.

• Vakse on kasutatud ehitusmaterjalina tuhandeid aastaid. Vase kasutamist on soodustanud tema korrosioonikindlus, välimus ja hea hooldatavus.
  
• Vasesulamiteks nim. neid sulameid, mis sisaldavad üle 50% vaske.
  
• Sulamitest tuleks nimetada pronkse ja messingeid. Pronks on vase ja mõne teise mtealli sulam . Teiseks metalliks võib olla alumiinium, seatina , tina, mangaan .
  
• Pronkse nimetatakse selle metalli järgi, mida peale vase on temas kõige enam.
  
• Messing ehk valgevask on vase ja 40% tsingi sulam. Vasesulamite korrosioonikindlus on märkimisväärne.
  

Vase omadused:

• Tihedus 8900 kg/m3
  
• Sulamistäpp 1083 oC
  

Korrodeerumine

• Korrodeerumine toimub pindmise kihi tumedamaks muutumisega. Vase ja tema sulamite pinnale võin ka tekkida nn paatina kiht (roheline). Tavaliselt võib see aega võtta kümneid aastaid, kui aga lisanduvad niisked välistingimused – mõned kuud.
  

Vask ehitusmaterjalid , tooted:
Valmistatakse lehti, torusid , traati , profiilitooteid, linti, lattmaterjali.

• Torusid kasutatakse vee ja soojatorudena. Ka dekoratiivsetel eesmärkidel.
  
• Profiiltooteid kasutatakse katusekatete osadena jms.
  
• Traati kasutatakse side- ja elektrijuhtmete ja – kaablitena, võrguna.
  
• Profiiltooteid – L-, T-, U-kujulised – kasutatakse ehitusel täiendavate detailidena ja – elementidena (uste ja akende puhul jms).
  

Alumiinium.

• Alumiinium on plaste, kerge, kergestitöödeldav ja ei korrodeeru. Puuduseks on väike tugevus.
  
• Tugevusomadusi saab parandada sulamites, Tuntud alumiiniumisulam on duralumiinium: vaske 2,2 ... 5,8%, magneesiumi 0,2...2,7% ja mangaani 0,2...1 % .
  
• Alumiinium on kallis elektrienergia suure kulu tõttu tema tootmisel.
  

Alumiiniumi omadused:

• Tihedus y=2700 kg/m3
  
• Sulamistemp. 658 oC
  

Korrosioon :

• Et alumiinium pinnale tekib õhu käes kergesti Al2O3 kiht, mis on küllalt ühe ja takistab seega edasist korrosiooni, on alumiinium küllalt püsiv. Kui aga keskkonnas on aineid, mis takistavad oksiidikihi teket, korrodeerub alumiinium kergesti.
  

Alumiiniumtooted on laialdaselt kasutusel nende kerguse, hea vormitavuse, suure korrosioonikindluse, hea soohjajuhtivuse ja mitmekesise välisilme tõttu.

• Valmistatakse leht- ja profiiltooteid.
  
• Kasutatakse torude , traadi, lattide, isolatsiooni ja tihendavate materjalidena.
  
• On kasutusel profileeritud ja siledate lehtedena.
  
• Kasutatakse kergete, mitmekandvate konstruktsioonide püstitamiseks.
  
• Kuumvaltsimine. Tavalise ehitusterase töötlemine, aga ka Al, Cu. Valtsitav toorik kuumutatakse (800-1200 oC) ja valtsitakse. Peale kuju andmise muutub ühtlasemaks ka struktuur.
  
• Külmvaltsimine töödeldakse õhukesi tooteid. Toodete kasus võib olla kuni 100 korda väiksem kui kuumvaltsimise puhul, samuti võib saada sileda , läikiva pinnaga tooteid, suureneb tugevus. Külmvaltsimine eeldab väga ühtlast toormaterjali. Külmvaltsimisega valmistatava traadi paksus on kuni 5mm, peenema traadi korral kasutatakse nn külmalt tõmbamist (kuni 0,01mm)
  

Metalltoodete valmistamine:

• Valamine . Kui toote mõõtmed on erinevad kasutatakse toote vormi valamist ( malm, teras, pronks, alumiinium). Valu ei ole kõige suure tugevusega .
  
• Sepistamine. Toodeteke vabama vormi andmiseks .
  
• Stantsimine. Kasutatakse suures seerias valmistatavate väikeste detailide valmistamiseks.
  

Valtsmetallitooted :

• Ümarteras
  
• Ruut-teras
  
• Latt -teras
  
• Leht-teras
  
• Plekk
  
• Torud
  
• Võrdkülgne ja erikülgne nurkteras
  
• Karpteras
  
• Topelt T-teras
  

Tõmmatud tooted:

• Traat terasest , vasest, alumiiniumist
  
• Peenemad torud.
  

Valatud tooted:

• Kanalisatsioonitorud
  
• Torude liitmikud
  
• Mitmesugused ahju tarbed .
  
• Keskkütteradiaatorid
  
• Kraanid ja ventiilid
  

Peenmetalltooted:

• Naelad tehakse traadist
  
• Kruvid
  
• Poldid
  
• Riisad
  
• Peentooteid(hinged, lukud riivid, haagid, käepidemed, kremoonid)
  

Metallidest ehitusmaterjalid

• Sarrusterased paigaldatakse betooni sisse, milleks võivad olla terasvardad, võrgud või kakrassid.
  

Terasvardad võivad olla :

• Sile ümarsarrus
  
• Kuumvaltsitud relieefne sarrus
  
• Külmmuljutud reljeefne sarrus
  

Kasutatakse veel terastrosse.
Küsimused :
1)Kuidas jaotatakse metall ?
1) Mustad ja värvilised metallid.
2) Mustade metallide põhiline koostis.
2)Süsinik ja raud (Fe)
3) Kuidas jaotatakse mustad metallid?
3)Malmideks ja terasteks.
4) Kuidas jaotuvad malmid ?
4)Valged ja hallid malmid.
5) Malmi plussid ja miinused.
Malm on habras, st on vähe löögikindel, väikse tõmbetugevusega, aga suure kulumiskindlusega.
6) Milliseid tooteid valmistatakse malmist ? (3)
6) Vannid , WC-potid ja kraanikausid.
7) Kuidas ja millest valmistatakse teraseid (põhimõtteliselt)?
7) Terast valmistatakse toor e. valgestmalmist või ka vanarauast kasutades mitmesuguseid terasesulatamise meetodeid Terase valmistamisel malmist tuleb süsinikusisaldus vähendada. Süsinik seotakse hapnikuga(põletatakse välja)
8) Milliseid teraseid nim, legeeritud terasteks?
8) Terased, millesse on sisse viidud veel mehhaaniliste omaduste parandamiseks nn legeeritavad komponente Ni, Cr, Mn, Si, Cu, Al, Ti jt, nimetataksee legeeritud teraseks.
9) Terase pos. Omadused?
9) Kõrged tugevus näitajad, tõmbetugevus 300-600 N/mm2, elastne materjal, lai tootevalik, keevitatavus, eelpingestamise võimalus
10) Mida nimetatakse korrosioniks?
10) Et alumiinium pinnale tekib õhu käes kergesti Al2O3 kiht, mis on küllalt ühe ja takistab seega edasist korrosiooni, on alumiinium küllalt püsiv. Kui aga keskkonnas on aineid, mis takistavad oksiidikihi teket, korrodeerub alumiinium kergesti.
11) Kuidas saab vältida terase korrosiooni ?
11)Kattes terase pinna kattekihiga (tsink, nikkel, tina, kroom, alumiinium, plastid) või v8
ärviga; moodustades pinnale tiheda, läbimatu oksiidikihi.
Legeerides, lisades metalli koostisesse korrosioonikindlust suurendavaid materjale
Konserveerimisel, kattes metalli pinna õli või rasvataolise aine kihiga.
12) Vasest valmistatud ehitustooted .
12) Pronks ja messing.
13) Alumiiniumist valmistatud ehitustooted.
13) torude, traadi, lattide, isolatsiooni ja tihendavate materjalidena, leht- ja profiiltooteid, kasutatakse kergete, mitmekandvate konstruktsioonide püstitamiseks.
14) Metallide töötlemisvõtted.
14) Sarrusterased paigaldatakse betooni sisse, milleks võivad olla terasvardad, võrgud või kakrassid.
15) Valtsmetall tooted
15) Ümarteras
Ruut-teras
Latt-teras
Leht-teras
Plekk
Torud
Võrdkülgne ja erikülgne nurkteras
Karpteras
Topelt T-teras
16) Valatud tooted.
16) Kanalisatsioonitorud
Torude liitmikud
Mitmesugused ahju tarbed.
Keskkütteradiaatorid
Kraanid ja ventiilid