Mustad metallid (1)

Tallinna Kunstigümnaasium
Mustad metallid
Referaat
2008-12-15
Mustad metallid
Mustmetallid on raud ja selle sulamid . Kasutatavaimad on süsinikku sisaldavad sulamid: malm ja teras ning ferrosulamid .
Musti metalle kasutatakse nende suure tugevuse ja jäikuse ning suhteliselt madala hinna tõttu väga laialdaselt. Mustad metallid jagunevad kaheks: malmid ja terased. Mustad metallid reageerivad hõlpsasti vees leiduva hapniku ja mitmesuguste sooladega, ise seejuures hävides. Seda protsessi nimetatakse korrosiooniks ehk roostetamiseks.
Malm
Malm on rauasulam, kus on vähemalt 2,14% süsinikku. Süsinik võib malmis olla grafiidina või kuuluda raudkarbiidi koostisesse. Malm sisaldab ka vähesel määral räni, mangaani , väävlit ja fosforit . Tavaliselt ei ole süsiniku protsent sulamis suurem kui 4. Malmi ja terase erinevus seisneb selles, et malmi pole võimalik toatemperatuuril plastselt deformeerida, kuna malm puruneb. Malm on heade valuomadustega ning seejuures ka odavam kui teras, mistõttu tihti on masinate korpused ja kered valatud malmist . Malmil on ka omadus summutada lööke. Samas on malmil halb keevitatavus . Malmi külmkeevitamisel kasutatakse spetsiaalseid elektroode, traate , kaitsegaase ja töövõtteid. Vaatamata sellele, kuna temperatuuride vahest tekkivad malmi kergesti praod , on külmkeevitamisel saadud liide kerge purunema . Seetõttu soovitatakse malmi enne kuumutada kuni 600°C ning alles seejärel keevitada.
Heade valuomaduste tõttu on malmist otstarbekas valada just keerulise kujuga esemeid ja detaile. Samal ajal on malmist valmistatud detaile väga raske ühendada keevitamise teel.

Liigitus:

• Valge malm
  
• Hall malm
  
• Tempermalm
  
• Kõrdtugev malm
  
• Eriomadustega malm
  

Hallmalm
Põhiline valumaterjal ehituses on hallmalm. Selest valatakse tööpinkide sänge, mitmesuguseid keredetaile, hoobi, hoo- ja rihmarattaid, kandureid jms. Mehhaanilised omadused sõltuvad struktuurist, see oleneb omakorda keemilisest koostisest, jahtumistingimustest ja modifitseerimisest. Termiliselt töödeldakse hallmalmi harva, kuid viimasel ajal teda legeeritakse.
Tempermalm
Tempermalmist detailide toorikuid saadakse ainult valamise teel. Saamiseks lõõmutatakse pikka aega valgemalmist valandeid ; tulemusena tekkib pesajas grafiit . Teiste malmidega võrreldes on tempermalmil suurem löögitugevus ning teda kasutatakse detailide valmistamiseks milledele mõjub mõningane (juhuslik) löökkoormus. Tempermalm on hallmalmiga võrreldesvastupidavam staatilisele ja eriti dünaamilisele koormusele. Teda tarvitatakse peamiselt põllumajandus-, masina-, ja autotööstuses.
Valgemalm
Väiksema ränisisaldusega valgemalm on suure kõvadusega, habras ning halvasti lõiketöödeldav metall . Teda kasutatakse niisuguste detailide valmistamiseks, mis peavad olema kulumiskindlad või töötavad agressiivsetes keskkondades. Valgemalmi murdepind on grafiidi puudumise pärast hele (sellest nimetus). Valgemalmi kasutatakse kas terase tootmiseks või tempermalmist detailide valmistamiseks. Valandeid tehakse temast kõvadduse ja rabeduse tõttu harva.
malm
Teras
Teras on sulam , mille põhikomponent on raud ning mis muude elementide (väävel, fosfor jne) kõrval sisaldab kuni 2,14% süsinikku. Kui rauasulamis on üle 2,14 % süsinikku, nimetatakse seda malmiks . Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam. Malmil ja terasel on oluline erinevus: terast on võimalik plastselt deformeerida, kuid malmil jääkdeformatsioone ei esine, kuna malm puruneb.
Süsinikterased on kõige laiemalt kasutatavad sulamid üldse, kuid vastavalt otstarbele on terase koostis erinev. Kristallstruktuuri järgi võib süsiniku ja raua sulam olla: tsementiit , austeniit või perliit . Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud kõik kolm.Teras on küll kõva, kuid mitte niivõrd tugev. Selles võib igaüks ise veenduda metallsae näite varal . Selle õhukese teraslehega võib lõigata metalli senikaua kuni hambad nüriks kuluvad. Külgsuunas painutades murdub saag aga üsna kergesti.
Sisepingete kõrvaldamiseks ja teraste mehaaniliste omaduste parandamiseks kasutatakse termilist töötlemist - lõõmutamist, normaliseerimist, parendamist, karastamist ja noolutamist . Tavalise kvaliteediga süsinikterastest valmistatakse detaile, mida ei ole vaja termiliselt töödelda, kvaliteetsetest süsinikterastest aga termilist töötlust nõudvaid detaile. Legeeritud terastest tehakse masinate vastutusrikkaid detaile, mis peavad olema eriti tugevad, kuumustugevad jm.
Ajalugu
Esimesed terased loodi nähtavasti kogemata , kui raudmõõkade toorikuid kuumutati söeääsis. Oletatavasti leiutasid terase halübid, Musta mere kagurannikul elanud rahvas Väike-Aasias. On oletatud, et selle rahva nimest tuleb terase kreekakeelne nimi chalyps.
Terast saadi rauda sütel kuumutades, jahutades ja lõõmutades. Teras on rauast paremini sepistatav, kokkukeedetav ja karastatav. Hellenismi ajal viidati hispaania mõõgaterade valmistamise õpetuses, et rohmakas külmtöötlus ei võimalda elastsust saavutada. Parimat terast saadi õige maagivaliku, räbu eemaldamise, metalli mitmekordse kuumutamise , õige vees või õlis jahutamise ja hoolika külmtöötlemise tulemusena. Antiikaja terasetootmise tipptaseme näiteid, rooma damaskuse terast, on leitud Taanis Põhja-Schleswigis olevast Nydami soost.
Liigitus
Teraseid võib jagada mitmesse gruppi:

Tootmisviisi järgi

martäänteras

bessemer ehk toomasteras

elektriteras.

Kasutusala järgi

konstruktsiooniterased

tööriistaterased

eriomadustega terased.
Veel saab teraseid liigitada struktuuri, keemiliste omaduste ja kvaliteedi järgi.
musta metalli treilaast
mittegabariitne teras
raudteematerjal
Kasutatud allikad:

• http://et.wikipedia.org/wiki/Masinaehitusmaterjalid
  
• http://web.zone.ee/rauatyy/METALLID/yldteavetmetallidest_3.html
  
• Ene
  
• http://www.em.ee/?op=body&id=20