ELEKTROLÜÜDID JA MITTEELEKTROLÜÜDID Ained Elektrolüüdid mitteelektrolüüdid ained, mis jagunevad täielikult ained, mis ei anna või osaliselt ioonideks lahustes lahustesse ioone, vaid esinevad molekulide ning aaatomitena tugevad nõrgad oksiidid, lihtained, gaasid, soolad nõrgad alused vesi, enamus orgaanilisi tugevad alused nõrgad happed aineid tugevad happed Dissotsatsioon aine jagunemine ioonideks lahustumisel vees Elektrolüütilist dissotsatsiooni põhjustab hüdraatumine. Hüdraatumine aineosakeste seostumine ...
Uurimistöö vasest Vask on arvatavasti vanim inimkonnale tuntud metall. Vask on saanud oma ladinakeelse nimetuse (cuprum) Küprose saare ladinakeelse nime Cyprus järgi, sest seal oli antiikaja esimesi vaseleiukohti. 4 Sulamid Vasest umbes 40% kuulub vasesulamite tootmiseks. Vase sulamitest tuntumad on messing (valgevask) ja pronks. Messing ehk valgevask on tsingi ja vase sulam. Messingis on vaske ainult pool osa, igal juhul mitte üle kahe kolmandiku. Mida enam on messingis tsinki, seda heledam ta on, Kui tsinki on enam kui pool, muutub messing peaaegu valgeks. Nii on lihtne värvuse järgi ära määrata, kui palju tsinki on messingis. Pronks on aga tina ja vase sulam. Pronks on olnud ajalooliselt tähtis
Kuumutamisel muutuvad metallid aktiivsemaks. Metalli reageerimisel hapetega eraldub vesinik ning tekivad metalli katioonid, mis koos happe anioonidega moodustavad soola. Metalli reageerimisel veega tekib hüdroksiid ja eraldub vesinik. Leelis- ja leelismuldmetallid reageerivad veega väga energiliselt. Sulam on mitme metalli (või ka metalli ja mittemetalli) kokkusulatamisel tekkinud materjal. Sulamid on enamasti paremate mehhaniliste omadustega, keemiliselt vastupidavamad. Sulamid sulavad madalamal temperatuuril kui vastavad puhtad koostismetallid. Hüdroksiid koosneb katioonidest ja hüdroksiidioonidest. · Redoksreaktsioon keemiline reaktsioon, millega kaasneb elektronide üleminek ja elementide oksüdatsiooniastme muutus. · Oksüdatsiooniaste arvutuslik suurus, mis näitab elemendi aatomite oksüdeerumise astet
Elektroodide ühendamisel alalisvooluallika klemmidega omandab üks elektrood negatiivse , teine positiivse laengu. Elektroloodi, millel toimub redutseeruimine, nimetatakse katoodiks, elektroodi, millel toimub oksüdeerumine, nimetatakse anoodiks. Elektrolüüsi käigus läbib seadet elektrivool välisahelas liiguvad elektronid, lahuses liiguvad ioonid (anioonid liiguvad anoodi sunas, katioonid katoodi suunas) Sulamid Sulam on materjal , mis koosneb mitmest metalist või metallist ja mittemetallist. Võrreldes puhaste metallidega on sulamitel mitmed eelised. *sulamid on enamasti odavamad kui puhtad metallid *sulamis on sageli paremate omadustega kui puhtad metallid. Metallide ja sulamite omaduste võrdlus: Sulamistemp. sulamite aulmaistemp. On märgatavalt madalam kui koostismetallidel. Kõvadus ja tugevus paljud sulamid on paremate mehhaaniliste omadustega kui vastavad
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
Võre koordinatsiooniarv (k)- võreelemendis antud aatomile lähimal ja võrdsel kaugusel olevate aatomite arv: ruumkesendatud kuupvõre K8, tahkkesendatud kuupvõre K12. Aatomi raadius (R): ruumkesendatud kuupvõre: 0,248nm tahkkesendatud kuupvõre : 0,203nm Võre kompaktsusaste ehk ruumpakketihedus ()- võreelemendi kohta tulevate aatomite ruumala suhe võreelemendi ruumalasse: Ruumkesendatud kuupvõre: K8 0,68 Tahkkesendatud kuupvõre: K12 0,74 Peamised sulamid: malm, raud, teras Rauasulami omadusi mõjutab oluliselt süsinikusisaldus. Rauasulamit, milles on alla 2% süsinikku , nimetatakse teraseks, kui süsiniku sisaldus on 2-5%, siis on tegemist malmiga. Kõrvuti süsinikuga sisaldub terases ja malmis veel lisandina väävlit , räni, fosforit, mangaani jt elemente. Eriterased ehk legeeritud terased sisaldavad lisandina mangaani, kroomi, niklit , molübdeeni, volframit jt metalle. Kroomilisand (kuni 13%) muudab terase
....................................................3 2.Vase leidumine ja tootmine...........................................................................4 2.1Vase leidumine......................................................................................... 4 2.2Vase tootmine........................................................................................... 4 3.Vase kasutusalad........................................................................................... 5 4.Vase sulamid.................................................................................................. 7 4.1Pronks....................................................................................................... 7 4.2Messing ehk valgevask............................................................................. 7 Kokkuvõte......................................................................................................... 8 Kasutatud allikad..........................................
..................5 1.2. Malm ..................................................................................................................................6 1.2.1 Hallmalm............................................................................................................................6 1.2.2 Malmi kasutusalad autoehituses [5] ...................................................................................7 2. Mitte mustmetallid ja nende sulamid ...........................................................................................8 2.1. Vask ...................................................................................................................................8 2.2. Pronks ................................................................................................................................8 2.3. Messing ......................................................................
· Räni - Suurendab tugevust, säilitades sitkuse. Soodustab vetruvust. · Vask - Suurendab korrosioonikindlust. · Volfram - Annab väga kõva terase. ALUMIINIUM · Toodetakse boksiidist (alumiiniummaagist), väga energiakulukas tootmine · Väga kerge · Tugevus väike, kuid plastne · Korrosioonikindel ja väikese elektritakistusega · Tehakse: odavamaid juhtmeid, plekki, erinevaid liistdetaile Alumiiniumi sulamid · Duralumiinium - sisaldab vaske, magneesiumi ja mangaani. Tugev. Väikse korrosioonikindlusega. Vananev metall (aja jooksul tugevus suureneb, kuid sitkus langeb) VASK JA TEMA SULAMID · Pehme metall. · Ilmastikukindel · Väikse elektritakistusega · Tehakse: elektrijuhtmeid, plekki Sulamiteks messing (vase ja tsingi sulam) ja pronks (vase ja inglistina sulam). Sulamid tunduvalt tugevamad kui puhas vask.
Metallisulamid _ Rauasulamid (süsinikteras,malm, roostevabateras) _ Vasesulamid (messing, pronks, uushõbe- alpaka ja melhior) _ Niklisulamid _ Alumiiniumisulamid _ Magneesiumisulamid _ Titaanisulamid _ Tinasulamid _ Kõvasulamid _ Väärismetallide sulamid (Au, Ag, Pt, Pd) _ Metallide jootmine ja joodised Materjalide füüsikalised omadused: Tihedus, Sulamistemperatuur, Korrosioonikindlus Temperatuuri, mil materjal läheb üle tardolekust vedelasse, nimetatakse sulamistemperatuuriks (Ts). Korrosiooniks nimetatakse materjali ja keskkonna (õhk, gaasid, vesi, kemikaalid) vahelist reaktsiooni, milles materjal hävib. Sulamid _ Sulamid on metalsed materjalid, mis on kahe või enama metalli segud. _ Metalliline sulam on sulam, mille põhikomponent
Pseudosulam näiline (harjad vask). Struktuuriosad : mehaaniline segu tekib sulamis siis, kui tõmbe või tõukejõud erinevate komponentide aatomite vahel on tunduvalt nõrgemad komponendi enda aatomite vahelistest jõududest. Komponentide kindla suhte korral moodustub vedelast lahusest mõlema komponendi üheaegse kristalliseerumise tõttu ühtlane peeneteraline struktuur eutektikum. Tahked lahused on sulamid, mille puhul ühe komponendi aatomid paiknevad teise komponendi kristallvõres, moodustades faasi. Asendustüüpi tahketes lahustes on osa põhimetaali aatomeid asendunud teise komponendi aatomitega. Kui aatomite mõõtmete erinevus kuni 8 %, esineb piiramatu (täielik) lahustuvus ; 8-15 % tekivad piiratud lahustuvusega tahked ained ja üle 15% metallid enamasti asendustüüpi tahkeid lahusteid ei moodusta. Sisestustüüpi tahketes lahustes paiknevad lahustuva
Alumiinium Alumiinium on keemiliste elementide perioodilisus tabelis IIIA rühmas 3. perioodis aatomnumbriga 13. Alumiiniumi sümbol on Al. See on hõbedase värvusega, massiarv on 26,98154. Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660 kraadi ning keemistemperatuur 2060 kraadi. See on hea elektri ja soojusjuht ning kerge, pehme metall (tihedusega 2700kg/m3 ). Alumiinium reageerib paljude lihtainete ja hapetega. Alumiinium on metallilistest elementidest looduses kõige enam levinud (massisisaldus maakoores 8,2%). Suure aktiivsuse tõttu ei leidu teda vabalt, vaid ainult ühenditena savide ja mineraalide koostises. Alumiiniumi tootmise lähteaineks on boksiid. Alumiiniumi kasutatakse masina, mootori, tanki, ja suurtükitööstustes; sidevahendites, lõhkainete, valgustus ning süütemürskude ja kaablijuhtmestiku too...
redoksreaktsioon. Elektrolüüs kulgeb elektrienergia arvel. Elektrolüüsi korral toimuvad redutseerumine ja oksüdeerumine eraldi elektrooddel. Elektroodi, millel toimub redutseerumine, nim katoodiks, elektroodi, mille toimub oksüdeerumine, nim anoodiks. Elektrolüüsi käigus läbib seadt elektrivool välisahelas liiguvad elektronid, lahuses liiguvad ioonid (anioonid liiguvad anoodi suunas, katioonid katoodi suunas). 10. Sulamid Sulam on materjal, mis koosneb mitmest metallist või metallist ja mittemetallist. Võrreldes puhatse metallidega on suamitel mitmed eelised: tugevamad lennukitööstus (duralumiinium) kergemad lennukitööstus (duralumiinium) odavamad väärismetallidele pannakse aineid juurde kõvemad autometallid (lisatakse kroomi) madalama sulamistemperatuuriga tulekustutus seadmed, jootmisel
Süsteem raud süsinik (Fe - C) Faasidiagramm süsteemile Fe C puhtast rauast kuni süsiniku 6,7%-ni on esitatud joonisel 6-16. Terasetermilisel töötlemisel on faasiüleminekud seoses austeniidiga väga suure tähtsusega. Tsementiit tekib, kui süsinikku on rohkem, kui lahustub või -rauas. Ta on äärmiselt kõva ja rabe. Diagrammil on eutektiline, eutektoidne ja peritektiline isoterm, kus toimuvad vastavad reaktsioonid: L(4,3%C) + Fe3C ; (0,76%C) + Fe3C; L+ Raud ja tema sulamid süsinikuga jaotatakse kolme rühma: 1) puhas raud (-raud) sisaldab süsinikku vähem kui 0,008%; 2) teras - sisaldab süsinikku 0,008 2,14% 3)malm sisaldab süsinikku 2,14 6,7% (tavaliselt kuni 4,5%). Vatleme teraste mikrostruktuuri sõltuvalt süsiniku sisaldusest. Eutektoidse sulami (0,76% C) jahutamisel tekib struktuur, mis koosneb ja Fe3C vahelduvatest kihtidest. Sellist struktuuri nimetatakse perliidiks Kui sulamis on vähem
KEEMIA KT METALLID Metallide reageerimine mittemetallidega Aktiivsed metallid reageerivad halogeenide, hapniku ja väävliga energiliselt juba toatemperatuuril või nõrgal soojendamisel. Vähemaktiivsed metallid reageerivad mittemetallidega enamasti alles kuumutamisel. Väärismetallid reageerivad vähe. Redutseerija (aine, mille osakesed loovutavad elektrone) on metall. Redutseerimine- elektronide liitumine redoksreaktsioonis, elemendi oks. aste väheneb Oksüdeerija (aine, mille osakesed liidavad elektrone) on mittemetall. Oksüdeerimine- elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, elemendi oks.aste kasvab. Redoksreaktsioon- keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühtedelt osakestelt teistele, sellega kaasneb elementide oksüdatsiooniastme muutus. Metallide reageerimisel hapnikuga tekivad oksiidid. Metallide reageerimisel väävliga tekivad sulfiidid Metallide reageerimisel halogeenidega (I2,Br...
Liblegrafiitmalmil (hallmalm) on libleja kujuga grafiidi osakesed. Keragrafiitmalmil on kerajad grafiidi osakesed. Tempermalmil on helbekujulised grafiidi osakesed. Toodetakse lõõmutamise teel: a) must tempermalm – feriitstruktuuriga, saadakse neutraalses keskkonnas lõõmutamisega (plastsem aga nõrgem); b) valge tempermalm – perliitstruktuuriga, saadakse oksüdeerivas keskkonnas (nt rauamaagiga)(tugevam, aga vähem plastsem) Terased – raua sulamid, mis sisaldavad süsinikku 0,05...2,14%. Terasesulatuse meetodid: Konvertermeetod – sulatus teraskesta ja tulekindlast materjalist voodriga lahtises ahjus vedelast toormalmist hapniku läbipuhumisega. Martäänmeetod – sulatus ettekuumutatud gaasi ja õhuga köetavas leekahjus kas malmist või terasmurrust rauamaagi lisamisega. Elektrometallurgia – terase sulatamine elektriahjudes, kaarahjudes või induktsioonahjudes.
( Cr2O3+2Al=>2Cr+Al2O3 ) d) elektrivooluga (sulandi elektrolüüs) aktiivsemate metallide tootmisel ·NaCl-keedusool, Na2CO3-(pesu)sooda, NaHCO3-söögisooda, CaO-kustutamata e. põletatud lubi, Ca(OH)2-kustutatud lubi, CaCO2-lubjakivi(paas),kriit,marmor, CaCO3*MgCO3-dolomiit, Ca(PO4)2-fosforiit, CaSO4*2H2O-kips, CuSO4*5H2O-vaskvitriol, Fe3O4-magnetiit Sulamid Sulam on kahe (või enama) met. ja mittemet. kokkusulatamisel saadud materjal. ·Sulamite liigid ehituse põhjal: 1)Ühtlase sulamid ehk tahked lahused läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallivõre 2)ebaühtlased sulamid erinevate koostisosade väikeste kristallikeste segu ·Sulamite omadusi: 1)tavaliselt madalam sulamistemp kui koostisosadel 2)tavaliselt kõvemad kui koostisosad ·Tähtsamad sulamid: malm(Fe+üle 2%C), teras(Fe+alla2%C), eriterased(Fe+legeerivad lisandid), messing ehk valgevask(Cu+Zn), pronks(Cu+Sn), duralumiinium(Al+veidi Mg, Mn, Cu), amalgaamid(Hg-sulamid)
Lahuses liiguvad ioonid. NaCl vesiolahuse elektrolüüs- Võib toota 3 olulist ainet kloor,vesinik, naatriumhüdroksiidi. Sulamid Sulameid saadakse vedela metallsegu jahutamisel. Sulam-Materjal,mis koosneb mitmest metallis või metallist ja mittemetallist. Sulamitel on eeliseid *odavamad. *paremad omadused. *Sulamite sulamistemp on madalam kui koostismetallidel Jootetina ~ 180; tina ja plii ~ 232 *kõvadus ja tugevus. Sulamid on kõvemad ja tugevamad. Rauasulamid Eriteras- sis. Teisi siirdemetalle.korrosioonikindlamad. Roostevaba teras (lisandid kroom ja nikkel) Teras+vanaadium=elastsus ja tugevus. Alumiiniumsulamid Duralumiinium(vask,mangaan)kerge aga vastupidav. kas. lennukites. Vasesulamid Pronks(tina) Valgevask(tsink) Melhior,Uushõbe (vasesulamid nikliga)-ehteid,lusikaid Keemilised vooluallikad Kuivelemendid ja akud Kuivelemendid väikesed patareid Autoaku e pliiaku-saab laadida
Tartu Kutsehariduskeskus TSINK Maire Aedviir MJ108 Tartu 2009 Tsink (sümbol Zn) on keemiline element järjenumbriga 30, metall. Tal on 4 stabiilset isotoopi massiarvudega 64, 66, 67 ja 68. Normaaltingimustes on tsingi tihedus 7,41 g/cm. Tema sulamistemperatuur on 419C ja keemistemperatuur on 907C. Tsink on keskmise reageerimisvõimega sinikashall metall, mis tuhmub niiske õhu käes ja põleb õhus ereda, sinakas-rohelise loogiga, eraldades tsinkoksiidi suitsu. See reageerib hapetega, alkaanidega ja teiste mittemetallidega. Liitainena reageerib tsink lahjendatud hapetega, vabastades reageerimise käigus vesiniku. Tsingi levinuim oksüdatsiooniaste on +2. Temperatuuril 100C kuni 210C on tsink vormitav ning sellele võib anda erinevaid kujusid. Olles aga kuumutatud üle 210C muutub see metall rabedaks ning vormimisel pulbristub see kergesti. Magneetilised omadused...
Keemia 1.Mõisted! OKSÜDEERIJA- aine, mis seob(liidab) elektrone OKSÜDEERUMINE- elektronide loovutamine reaktsioonis(o.a suureneb) REDUTSEERIJA- aine, mis loovutab(lahutab) elektrone REDUTSEERUMINE- elektronide liitmine reaktsioonis(o.a väheneb) REDOKSREAKTSIOON- reaktsioon, mille köigus elementide o.a muutub 2.Sulamid (mis nad on?, miks valmistatakse?, tähtsamate sulamite koostisosad ja kasutus) SULAM- metallide ( või metalli ja mittemetalli) kokkusulamisel saadud materjal Sulameid valmistatakse, et metallide omadusi paremaks muuta SULAM KOOSTIAINED KASUTAMINE Terased Raud, lisandina süsinik(võivad Tööriistad, sisaldada veel mitmeid metalle masinaosad,seadmed, n. Cr, Ni) ehituskonstruktsioonid Duralumiinium A...
.....................................................................................4 2. Aatomi ehitus......................................................................................................................5 2.1 Asend perioodtabelis.........................................................................................................5 2.2 Aatomi ehitus ja Elektronskeem....................................................................................... 5 4. TÄHTSAMAD SULAMID JA NENDE KOOSTIS.............................................................. 7 Magnaalium................................................................................................................................ 7 5. Magneesiumi keemiline aktiivsus. Reaktsioonivõrrandid ................................................. 9 6. Tähtsamad ühendid........................................................................................................... 10 7. Leidumine looduses.....
Metalle asendavad aina rohkem erinevad plastid,komposiitmaterjalid ja keraamilised. Metallide ja sulamite liigitus-Metallid on ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige,head elektri-ja soojusjuhtivus ning üldiselt ka hea töödeldavus,plastsus,elastsus. Liigitatakse raud-ja rauasulamid ning mitteraudmetallid ja mitterauasulamid.Tiheduse poolest kergmetallid ja sulamid(alla 5000kg/m3 , alumiinium) raskmetalle ja sulameid(üle 10000,plaatina)keskmetalle ja sulamid. Tempi pooles kergsulavaid,alla327C, rasksulavad üle1539C ja kesksulavad.Keemilise aktiivususe poolest väärismetallid ja mitteväärismetallid. Metallide aatomehitus- Aatom on aine kõige väiksem osake,mida keemilisel teel lagundada ei saa.Aatom koosneb :prootonitest,neutronitest ja elektronidest. Prootonid ja neutronid moodustavad tuuma.Elektronid ja prootonid on elektriliselt laetud,neutronid laenguta
sisaldusega tinapronkse,sest alates 10% Sn sisaldusest langeb sulami plastsus järsult,alates 20% ka tugevus.Alumiiniumpronksid on kõrgete mehaaniliste omadustega ja neid kasutatakse väiksemate vastutusrikaste detailide valmistamiseks. c)Vaseniklisulamid-tuntumad sisaldavad 10-25% Ni.,suurepärane korrosioonikindlus ja hea elektrijuht. Niklisulamid Parima korrosioonikindlusega on Ni-Cu sulamitest monelmetall,milles nikli ja vase vahekord on 2:1.Hea tugevus ja stikus.Ni-Cr sulamid on kuumuspüsivad,suurest elektritak. tingituna kasutatakse küttelementides-nikroomid.(80-60% Ni ja 20-40% Cr) Titaanisulamid Puhta titaani tugevus ja kõvadus sõltuvad eelkõige selle puhtusest.Legeerivate elementidena kasut. titaansulameis Sn,Al ja V,mis avaldavad suurt mõju sulami tugevusele.Tõmbetugevus ulatub kuni 1200 N/mm2 ja on võrreldav terase tugevusega. Plii ja tinasulamid Grafiitmailmide ja pronkside kõrval on oluliseks liuglaagrimatterjalideks Pb ja Sn baasil sulamid-
komponentide aatomite vahel. Üldiselt võib kahest komponendist koosnevad keemilist ühendit väljendada valemiga AmBn. Kristallivõret kooshoidvatest sidemetest lähtuvalt eristatakse kolme liiki keemilisi ühendeid: elektrokeemilised ühendid, sisendusfaasid ja elektronühendid. Keemilisi ühendeid moodustavatest komponentidest lähtudes eristatakse oksiide, intermetalliide, karbiide, nitriide ja boriide. 7. Missugust struktuuri nimetatakse tekstuuriks? 8. Missuguse struktuuriga sulamid on hästi survetöödeldavad? Hästi survetöödeldavad on ühefaasilised struktuurid (puhtad metallid, tardlahuse struktuuriga sulamid), sest nad on väikese tugevusega ja kõvadusega ning suure plastsusega. 9. Missuguse struktuuriga sulamid on hästi valatavad? Parimate valuomadustega sulamid on eutektse koostisega või eutektkoostisele ligilähedase koostisega sulamid, seda tänu madalale sulamistemperatuurile ja heale vedelvoolavusele. (kahefaasilise struktuuriga sulamid) 10
Al Tihedus 2700 kg/m3 Sulamistemperatuur Ts 660 °C Kristallivõre K12 Tõmbetugevus Rm Puhas Al 80...135 N/mm2, sulamid 600 N/mm2 -6 Joonpaisumistegur 2410 1/K1) Elektrijuhtivus 1/ 60% IACS Väga hea Korrosioonikindlus 1) IACS rahvusvaheline lõõmutatud vase etalon; näitab elektrijuhtivust vase suhtes (%)
. Lennundus, autotööstus, sport, elektriseadmed, kodutehnika, ehitus, laevaehitus 3. Alumiiniumisulamite mehaanilised omadused. - deformeeritavad (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad) - valusulamid (termotöödeldavad, mitte-termotöödeldavad) - legeerelemendid - Mg, Si, Cu, Zn - tõstavad tugevusomadusi - Mn, Cr - tõstavad korrosioonikindlust - Cu - vähendab korrosioonikindlust - Ti - parandab pinnaomadusi Al Mg sulamid magnaaliumid- on väikese tiheduse, suure tugevuse ja plastsusega, hea keevitatavuse, lõiketöödeldavuse ning korrosioonikindlusega kuid halvasti valatavad ning halva soojusjuhtivusega ja madala kuumutustugevusega (kuni 100º C). Muude lisanditega alumiiniumsulamid : Kuumustugevad Al sulamid on mõeldud tööks kuni 350º C. Kasutatakse näit lennukimootorite kolbide valmistamiseks. Mehaanilised omadused sõltuvad termotöötlusest ning valmistusviisist.
Rauasulamid Sulam on kahe (või enama) metalli või metalli ja mittemetalli kokkusulatamisel või nende pulbrilise segu paagutamisel saadud materjal. Sulamite omadused erinevad koostismetallide omadustest: sulamid on tavaliselt kõvemad ja madalama sulamistemperatuuriga. ühtlased sulamid e. tahked lahused- läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallvõre ebaühtlased sulamid- erinevate koostisosade väikest kristallikeste segu Rauasulamid: Malm (Fe+üle 2% C), habras, raskesti töödeldav (pliidirauad) Teras (Fe+alla 2% C), hästi töödeldav (mitmesugused tööriistad) Eriterased (Fe+ mitmesugused legeerivad lisandid), eriomadustega Roostevaba teras (+Cr), tööriistad, noad, käärid jm. Damaskuse teras (+W+Al+Si), relvad Samuraiteras (+Mo), mõõgad,
........................................lk 3 Vasesulamid.....................................................................................................................................lk 4 Alumiiniumsulamid.........................................................................................................................lk 4 Magneesiumsulamid........................................................................................................................lk 5 Väärismetallide sulamid..................................................................................................................lk 5 Metallide jootmine..........................................................................................................................lk 6 Metallide keevitamine...................................................................................................................lk 7,8 Kasutatud kirjandus........................................................................
säilitab oma kristallivõre, teise (lahustunud) komponendi aatomid paigutuvad lahustajakomponendi kristallivõresse. 6) Keemiline ühend on keemiline aine, mis koosneb kahest või enamast erinevast keemilisest elemendist 7) 8) Hästi survetöödeldavad on ühefaasilised struktuurid (puhtad metallid, tardlahuse struktuuriga sulamid), sest nad on väikese tugevusega ja kõvadusega ning suure plastsusega. 9) Parimate valuomadustega sulamid on eutektse või eutektkoostisele ligilähedase koostisega sulamid tänu madalale sulamistemperatuurile ja heale vedelvoolavusele (Kahefaasilise struktuuriga sulamid) 10) Puhtad metallid, tardlahuse struktuuriga sulamid on väikese tugevusega ja kõvadusega ning suure plastsusega
kõvem ja hapram. Austeniidist selle C-sisalduse vähenemisel tekkiv sekundaarne tsementiit on üleeutektoidses terases tavaliselt heleda võrguna või terakeste ahelana perliiditerade vahel või nõeltena nende sees. 12 Faasidiagrammi Fe-Fe3C alumine osa iseloomustab sekundaarseid ümberkristalliseerumisi tardfaasis. Joonel PSK temperatuuril 727°C: eutektoidmuutus: Saadud eutektoidi nimetatakse perliidiks (P). 1. sulamid I (0,006% C) – tehniline raud 2. sulamid II (0,006...0,02% C) – tehniline raud 3. sulamid III (0,02...0,8% C) – alaeutektoidterased 4. sulamid IV (0,8% C) – eutektoidteras 5. sulamid V (>0,8...2,14% C) – üleeutektoidterased 6. sulamid VI (>2,14...4,3% C) – alaeutektmalmid 7. sulamid VII (4,3% C) – eutektmalm 8. sulamid VIII (4,3... 6,7% C) – üleeutektmalmid. Joonis 15. Faasidiagramm Fe-Fe2C 9. C-teraste omadused, C%-st
3 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. 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: austeniit või perliit. Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud mõlemad. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam. Teraseid võib jagada mitmesse gruppi: 1. Tootmisviisi järgi 1. martäänteras 2. essemer ehk toomasteras 3. elektriteras. 1. Kasutusala järgi 1
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. Voolavuspiir ReH – ülemine voolavuspiir
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.
sulamistemperatuuri järgi: - kergsulavad Ts < Ts Pb = 327 °C (Sn, Pb, Bi) - kesksulavad Ts = 327...1539 °C (Al, Mg, Mn, Cu, Ni, Co, Ag, Au) - rasksulavad Ts > Ts Fe = 1539 °C toodete valmistamisviisi järgi (liigituse alus faasidiagramm (FD) ):- deformeeritavad ehk Survetöödeldavad , valusulamid termotöötluse järgi (TT võimalikkus eeldab lahustuvuse muutust või faasimuutust tardolekus): TT: lõõmutamine, karastamine, vanandamine. 2. Al ja tema sulamid: liigitus- deformeeritavad ja valusulamid, termotöödeldavad ja mittetermotöödeldavad sulamid. Al tugevnemine külmdeformeerimisel. Põhilised legeerivad elemendid Al-sulamites. Al-sulamide TT: karastamine, lõõmutamine, vanandamine. Lähtudes toodete saamise (valmistamise) moodusest, liigitatakse alumiiniumisulamid kaheks: 1) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid 2) valusulamid Termotöödeldavuse põhjal jagunevad sulamid samuti kaheks:
süsinikuterastes esinevatest faasidest. Kord moodustunud tsementiit on väga püsiv eriti madalatel temperatuuridel ja seetõttu on ta tähtis struktuuriosa nii terastes kui ka malmides. Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: ledeburiit, perliit. Nende olemus ja omadused. - Ledeburiit (Le) - eutektne segu C-sisaldusega 4,3%, mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temperatuuril 1147 °C. Ledeburiiti iseloomustab: kõva ja habras ,teda sisaldavad sulamid pole survetöödeldavad. Ledeburiiti sisaldavaid sulameid nimetatakse valgemalmideks ning kasutatakse valandite valmistamiseks.Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutektoidsegu süsinikusisaldusega 0,8%. Perliit esineb neis rauasüsinikusulamites, milles on C>0,02%. Perliit tekib austeniidi lagunemisel temperatuuril 727 °C. Perliiti iseloomustab: sitkus (ferriiti rohkem kui tsementiiti) - survetöödeldav - kõvem kui ferriit. 8
Suhe on 1/6-le, 1 tonn Al 6 tonni boksiidi kohta. Puhas Al (99,9%) Korrosiooni kindlus on väga hea, tihedus 2700kg/m3 ,plastne, sitke, tugevus näitajad suhteliselt madalad. Al sulamid jagunevad: 1. Deformeeritavad: (EN-AW...) Vanandatavad Mitte vanandatav 2. Valusulamid: (EN-AC....) Vanandatavad Mitte vanandatav Termotöötus · Tugevus saavutatakse mitte karastamise vaid vanandamisega · Pärast karastamist on tegemist üleküllastunud tardlahusega, mis on plastne. · Vanandamine seisneb karastamisele järgnevas seisutamises toa temperatuuril..
tihedus on 20ºC juures ligikaudu -4,5. Selline titaan on titaan. Titaani sulamistemperatuur on 1665 º C ja keemistemperatuur on 3227 º C. Tema elektriline eritakistus on 4,21 µ/cm , temperatuuril 20 ºC. Titaani kõvadus Brinelli järgi on 100kg/mm 2 ja tõmbetugevus 25,6 kg/mm2, enne katkemist jõuab titaan pikeneda umbes 70%. 5 2. TITAANI SULAMID Titaani sulameid tehakse eristruktuurides ja legeeritakse erinevate ainetega nagu näiteks: alumiiniumiga, rauaga, räniga, vasega, korrmiga, mangaaniga, tinaga jne. Kui aga lisada titaani plaatinat või palladiumi 0,1-0,2% , siis tõstab see palju titaani korrosioonikindlust soolhappe suhtes. Titaani erinevate struktuuriga lisandeid nimetatakse -struktuuriga sulamid, -- struktuuriga sulamid ja -struktuuriga sulamid. 3.1. -struktuuriga sulamid
..0,06%; fosfor 0,025...0,045% 8.maldmide liigitus lähtudes C olekust. Nende tekke eeltingimused 1) seotud C malmid e. valgemalmid- seotud süsinik tsementiidi kujul (grafitiseerivad lisandeid vähe või on jahtumiskiirus suur) Vaba grafiidiga malmid (hallmalmid)- malmid, kus kogu süsinik, või osa sellest on vabas olekus (malmi aeglane jahtumine ja malmi suur räni sisaldus) 9.kuidas liigitatakse mitteraudmetallid ja sulamid lähtudes tihedusest, tooge piirtihetuse väärtused 1.kergmetallid ja sulamid <5000kg/m3 (Mg,Al,Ti) 2.keskmetallid ja sulamid 5000...10000 (Zn, Sn, Cu, Cr, Mn, antimon) 3.raskmetallid ja sulamid > 10000 (Au, Ag,Pb,W,Mo) 10. CC- CuSn12Ni Täht C vase baasil materjal, CC valandina; CuSn12Ni sulamite korral legeerivate elementide sümbolid ja nende nominaalsisalds ( Täisarv % ) 11. liigitage Plastid, temp toime järgi Temperatuurile
Si ( <0,4%); Mn (<0,8%); S (0,035-0,06%); P (0,025-0,045%). 8)malmide liigitus lahtudes C-olekust. Nende tekke eeltingimused · Seotud süsinikuga malmid valgemalmid (kogu süsinik on seotud olekus tsementiidi (Fe3C) kujul); lisandeid pole ja KIIRE jahutamine · Vaba grafiidiga malmid hallmalmid (kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus); räni olemasolul ja aeglases jahutamisel 9)kuidas liigitakse mitteraudmetallid ja sulamid lahtudes tihedusest, tooge piirtiheduse vaartused · Kergmetallid ja sulamid: <5000 kg/m3 (Li, Mg, Al, Ti) · Keskmetallid ja sulamid: 5000-10.000 kg/m3 · Raskmetallid ja sulamid: >10.000 kg/m3 (Pt, Pb, Sn) 10)CC-CuSn12N1 taht C- vase baasil materjal: CC- valadina, CuSn12N1- sulamite korral legeerivate elemetide sumbolid ja nende nominaalsisaldus (täisarv %) (ehk siis 12% Sn-i ja 1% N-i) 11)liig.plastid, temp toime jargi
Kandevkonstruktsiooni (lennuki plaaneri) ehitusmaterjali järgi jaotuvad lennukid puit-, metall-, komposiit- ja segakonstruktsiooniga lennukiteks. Metall-lennukid valmistatakse peamiselt kergmetallide alumiiniumi ja titaani sulamitest. Komposiitkonstruktsiooniga lennuk on valmistatud polümeervaikudega immutatud klaas-, süsinik-, kevlar- või muude kiudude baasil vormitud komposiidist. Kaasaegses lennukites kasutatakse erinevaid materjale, kuid kõige sagedamini - alumiiniumi ja magneesiumi sulamid ning erinevaid teraseid, titaani ja tema sulameid. Lisaks metallilise materjalidele kasutatakse ka mittemetallist (kummist, plastist jne). Joonis 1. Lennuk 3 2. ALUMIINIUMSULAMID Alumiinium on keemiline element järjenumbriga 13. Alumiinium on hõbevalge, pehme, plastne metall
kokkupaagutamisel saadud materjal. 11. Millised on sulamite saamise põhimeetodid? Sulameid saadakse peamiselt koostiselementide kokkusulatamisel kõrgel temperatuuril. Kõrge sulamistemperatuuriga metallide sulameid saadakse erinevate metallipulbrite kokkupaagutamisel kõrgel rõhul ja kõrgel temperatuuril (paagutamine toimub allpool sulamistemperatuuri). 12.Millised võivad olla sulamite eelised võrreldes puhaste metallidega? Kas neil esineb ka puudusi? Eelised: Enamasti on sulamid mehaaniliselt palju vastupidavamad. Paljud sulamid on ka oluliselt korrosioonikindlamad. (Mõned siirdemetallisulamid sulavad palju kõrgemal temperatuuril.) Sulamid on odavamad, kui puhas metall, kuna puhast metalli raske saada. Puudused: Paljud ebaühtlased sulamid sulavad oluliselt madalamal temperatuuril. 13. Mille alusel jaotatakse sulameid ühtlasteks ja ebaühtlasteks? Ebaühtlased sulamid - Erinevate omadustega ja suhteliselt erineva aatomiraadiusega metallide sulamid.
Kõvadus suurem kui ferriidil — Sitke ja hästi deforeeritav nii kuumalt kui külmalt — Mittemagnetiline Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: Nende olemus ja omadused Ledeburiit - eutektne segu C-sisaldusega 4,3%, mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temperatuuril 1147 °C. Eutektikum koosneb kuni temperatuurini 727 °C austeniidi ja tsementiidi segust, alla selle ferriidist ja tsementiidist. kõva ja habras — teda sisaldavad sulamid pole survetöödeldavad Perliit - on ferriidi ja tsementiidi eutektoidsegu süsinikusisaldusega 0,8%. Perliit esineb neis rauasüsinikusulamites, milles on C>0,02%. Perliit tekib austeniidi (süsinikusisaldusega 0,8%) lagunemisel temperatuuril 727 °C . sitke (ferriiti rohkem kui tsementiiti) - survetöödeldav - kõvem kui ferriit 8. Terased: Terase tavalisandid- räni (Si) ja mangaan (Mn) Juhulisandid - lämmastik (N), hapnik (O), vesinik (H)
vheneb tmbetugevus, suurenevad plastsusnitajad, aga mrgatavalt ka tera suurus. Puhta vase kasutusaladeks elektrotehnikas on igasugused elektrimhised ja -juhtmed, arhitektuuris pindade katmine, koduses majapidamises, toiduainete- ja keemiatstuses mitmesuguste nude 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 klmsurvettluseks. Suurema Zn-sisaldusega sulamid on samuti survetdeldavad, ent seda krgematel temperatuuridel. Nad on reeglina ka valatavad. Tsingi lisamine vasele soodustab sulami tugevuse suurenemist eelkige tnu tsingi lahustumisele vases; samuti suureneb ka plastsus, mis on ebaharilik. Suure plastsusega sulamina
Alumiiniumil on elektrijuhtmete materjalina veel üks puudus. Et ta on palju aktiivsem metall kui vask, tekib tema pinnale kergemini oksiidikiht. See kiht halvendab elektrijuhtivust juhtmete ühenduskohtades. Soovitatav on vältida vask- ja alumiiniumjuhtmete omavahelist ühendamist. Sel juhul oksüdeerub alumiinium kui aktiivsem metall eriti tugevasti. Üleminekuks alumiiniumilt vasele võib kasutada kokkusulatatud ühenduskohti. Kõige tuntum metall on raud ja tema sulamid - teras ja malm. Rauatoodang moodustab 90% kõigi metallide aastasest kogutoodangust! Rauast ja tema sulamitest valmistatakse tööriistu, autosid, ronge, tööstusseadmeid jne. Mis on sulamid ja miks eelistatakse neid sageli puhastele metallidele? Sulam on mitme metalli (või ka metalli ja mõne mittemetalli) kokkusulatamisel saadud materjal. Sulamid on enamasti küllaltki ühtlase koostisega- silmaga vaatlemisel või ka lihtsamate mikroskoopide abil ei ole võimalik nende koostisosi
( Cr2O3+2Al=>2Cr+Al2O3 ) d) elektrivooluga (sulandi elektrolüüs) aktiivsemate metallide tootmisel NaClkeedusool, Na2CO3(pesu)sooda, NaHCO3söögisooda, CaOkustutamata e. põletatud lubi, Ca(OH)2kustutatud lubi, CaCO2lubjakivi(paas),kriit,marmor, CaCO3*MgCO3dolomiit, Ca(PO4)2fosforiit, CaSO4*2H2Okips, CuSO4*5H2Ovaskvitriol, Fe3O4magnetiit Sulamid Sulam on kahe (või enama) met. ja mittemet. kokkusulatamisel saadud materjal. Sulamite liigid ehituse põhjal: 1)Ühtlase sulamid ehk tahked lahused läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallivõre 2)ebaühtlased sulamid erinevate koostisosade väikeste kristallikeste segu Sulamite omadusi: 1)tavaliselt madalam sulamistemp kui koostisosadel 2)tavaliselt kõvemad kui koostisosad Tähtsamad sulamid: malm(Fe+üle 2%C), teras(Fe+alla2%C), eriterased(Fe+legeerivad lisandid), messing ehk valgevask(Cu+Zn), pronks(Cu+Sn), duralumiinium(Al+veidi Mg, Mn, Cu), amalgaamid(Hgsulamid)
CuO+H2 -> Cu + H2O c) Aluminotermia-(rasksulavate metallide jaoks) Cr2O3+2Al -> 2Cr+ Al2O3 d) Elektrivooluga-(aktiivsemate metallide jaoks) 2Al2O3----- > 4Al + 3O2 Sulam on kahe või enama metalli või metalli ja mittemetalli kokkulatamisel saadud materjal. Liigitus: 1) ühtlased sulamid(tahked lahused) erinevate aatomite ühine kristallvõre 2)ebaühtlased sulamid erinevate koostisosade väikeste kristallikeste segu Tähtsamad sulamid: 1)Malm(Fe + üle 2%C) 2)Teras(Fe + alla 2% C) 3)Roostevabateras(Fe + Cr) 4)Messing e.valgevask (Cu + Zn) 5)Pronks(Cu + Sn) 6)Duralumiinium(Al + veidi Mg, Mn, Cu) 7)Amalgaamid(Hg-sulamid)
kergsulav metall B. kesksulav metall C. rasksulav metall D. kesksulav sulam Score: 4/4 5. Mis võiks olla alumiiniumsulami orienteruv maksimaalne tug Student Response A. 250 B. 500 C. 750 D. 1000 Score: 5/5 6. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete valmistamise Student Response A. survetöödeldavad sulamid B. valusulamid C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 7. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete termotöötluse Student Response A. survetöödeldavad sulamid B. valusulamid Student Response C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 8.
<0,8% ; väävel 0,035-0,06%; fosfor 0,025-0,045% 8.malmide liigitus lähtudes C olekust. Nende tekke eeltingimused Seotud süsinikuga malmid(valgemalmid), malmid kus kogu süsinik on seotud olekus tsementiidi kujul (grafetiseerivad lisaneid vähe või on jahtumiskiirus suur) Vaba grafiidiga malmid (hallmalmid)- malmid, kus kogu süsinik, või suurem osa sellest on vabas olekus (malmi aeglane jahtumine ja malmi suur räni sisaldus) 9.kuidas liigitatakse mitteraudmetallid ja sulamid lähtudes tihedusest, tooge piirtihetuse väärtused 1.kergmetallid ja sulamid <5000kg/m3 (Li,Mg,Al,Ti) 2.keskmetallid ja sulamid 5000-10000 (Zn, Sn, Cu, Cr, Mn,Fe)3.raskmetallid ja sulamid > 10000 (Au, Ag,Pb,W,Mo) 10. CC-CuSn12N1 Täht C vase baasil materjal: CC-valadina. CuSn12N1 sulamite korral legeerivate elementide sümbolid ja nende nominaalsisalds ( Täisarv % ) 11. liigitage Plastid, temp toime järgi Temperatuurile reageerimise järgi liigitatakse plastid kahte gruppi:
A. kergsulav metall B. kesksulav metall C. rasksulav metall D. kesksulav sulam Score: 4/4 5. Mis võiks olla alumiiniumsulami orienteruv maksimaalne tugevus? Student Response A. 250 B. 500 C. 750 D. 1000 Score: 5/5 6. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete valmistamisest lähtudes? Student Response A. survetöödeldavad sulamid B. valusulamid C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 7. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete termotöötlusest lähtudes? Student Response A. survetöödeldavad sulamid B. valusulamid C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 8. Millised omadused on ühefaasilisel struktuuril?
A. kergsulav metall B. kesksulav metall C. rasksulav metall D. kesksulav sulam Score: 4/4 5. Mis võiks olla alumiiniumsulami orienteruv maksimaalne tugevus? Student Response A. 250 B. 500 C. 750 D. 1000 Score: 5/5 6. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete valmistamisest lähtudes? Student Response A. survetöödeldavad sulamid B. valusulamid C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 7. Kuidas liigitatakse alumiiniumsulameid toodete termotöötlusest lähtudes? Student Response A. survetöödeldavad sulamid Student Response B. valusulamid C. termotöödeldavad sulamid D. mittetermotöödeldavad sulamid Score: 5/5 8.