Praktikumi nr. 5 aruanne aines tehnomaterjalid Üliõpilane: Oliver Nõgols Rühm: MATB11 Esitatud: 10.12.14 Töö eesmärk: (Lühidalt kirjeldada praktikumitöö eesmärk) Tutvuda terase termotöötlemise tehnoloogiaga, selgitada välja terase süsinikusisalduse, jahutuskiiruse ja karastamisele järgneva noolutustemperatuuri mõju terase kõvadusele. Termotöötluseks nimetatakse terase kontrollitud kuumutamist ja jahutamist omandamaks konkreetsetesse töötingimustesse sobivat struktuuri ja omadusi. Karastamine – kuumutamine üle faasipiiri Ac1 või Ac3 (vastavalt poolkarastus ja täiskarastus), kiire jahutamine (vees, õlis). Noolutamine – karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri Ac1. Kasutatud töövahendid: (Kirjeldada katseaparatuuri jmt)
TALLINNA TEHNIKAKÕRGKOOL TALLINN COLLEGE OF ENGINEERING referaat ,,Metallide termotöötluseks kasutatavad seadmed" Õppeaine: Metallide termotöötlus ja seadmed Mehaanikateaduskond Õpperühm: TI-31 Üliõpilane: Gerda Rand Juhendaja: Annika Koitmäe Tallinn 2011 Tööstusahjude tüübid Vannahi Vannahjud on vaba tööruumiga ahjud, mille alumine osa on ehitatud vannina. Vannahjude kasutusala on materjalide sulatamine
valmistamiseks - sobiv materjaligrupp ja materjali(de) mark(margid) - võimalik(ud) tehnoloogia(d) sobiva(te)st materjalist(dest) detaili valmistamiseks - sobivast materjalist detaili termotöötlus nõutud omaduste tagamiseks Vastus: Antud võlli valmistamiseks võiks kasutada parendatavat terast (EN10083) margitähisega C45E/45. Toormaterjaliks võiks olla terasest latt, millest lõigata sobiva pikkusega toorikud, millest treitakse sobiv võll. Termotöötluseks on parendamine. Tabel 3 Variant Tüüpdetail Nõutud omadused Re, N/mm2 Rm, N/mm2 KU, J HRC 1 350 - - 40-45 2 450 700 27(+20ºC) -
METALLIDE TERMOTÖÖTLUS Metallide termiline töötlemine on metalliõpetuse osa, kus uuritatakse metallide omadusi, mis on saadud sõltuvalt kuumutuse või jahutuse kiirusest. Sõna kitsamas mõttes metallide termotöötluseks võib nimetada metalliõpetuse osa, kus vaadeldakse faasimuutused mittetasakaaluolekus (metastabiilses olekus), so. tingimustes, kus aatomite difusioon ei jõua tasakaalustada sulami faasid kiire jahutuse tõttu. Sellest tulenevalt sulami mehaanilised omadused erinevad nendest, mida saab tasakaaluoleku faasidiagrammist. Peale termotöötlust kasutatakse metallide termokeemilist ja termomehaanilist töötlemist.
tulenevalt algab karbiidide teke; 4) noolutustemperatuuri tõusuga eraldub martensiidist järjest rohkem süsinikku ning umbes 400 oC juures on praktiliselt kogu 1 süsinik martensiidist eraldunud ja terase struktuur koosneb ferriidist ning väga väikestest ümaratest tsementiiditeradest. Niisugust struktuuri nimetatakse noolutustroostiidiks. Nüüd on ka täielikult kõrvaldatud sisepinged, terase kõvadus on vähenenud ning sitkus suurenenud ja teras on väga elastne Termotöötluseks nimetatakse terase kontrollitud kuumutamist ja jahutamist omandamaks konkreetsetesse töötingimustesse sobivat struktuuri ja omadusi. Terase termotöötlus on laialt levinud meetod tema omaduste muutmiseks nii materjalil kui ka lõpptoodetel. Termotöötlus võimaldab ühe ja sama keemilise koostise korral saada terve rea erinevaid võimalikke mehaanilisi omadusi. Lähtudes faasipiiridele A1 ja A3 (joonis 5.1) vastavatest
muutmise teel. Enamasti tehakse termotöötlust detailide või tööriistade valmistamisprotsessi lõppoperatsioonina, et anda neile vajalikke mehaanilisi või talitlusomadusi. Eeloperatsioonina kasutatakse termotöötlust materjali tehnoloogiliste omaduste parendamiseks, nt valtsmetallist valmistatavate detailide lõigatavuse parendamiseks. Kasutatakse ka termilist vahetöötlust, näiteks kalestumise kaotamiseks pärast külmsurvetöötlust või lõplikuks termotöötluseks vajaliku lähtestruktuuri saamiseks. Struktuuri muutmiseks detaile kuumutatakse vajaliku temperatuurini, seisutatakse kuni toimuvad vajalikud struktuurimuutused ja jahutatakse teatava kiirusega. Seega termotöötluse tulemus on määratav ja kontrollitav kahe suurusega – aja ja temperatuuriga. Struktuuri saab muuta detaili või tööriista kogu ristlõike ulatuses või ainult pinnakihis, säilitades südamikule esialgsed omadused (pindkarastus, termokeemiline töötlemine)
strukt ja kaotada sisepinged, b) karastus- kuumutatakse üle faasimuutuste tmpi ja järgneb kiire jahutus, et saada ebapüsivamat, kuid suure kõvadusega martensiitstrukti, c) noolutus- karastatud terase kuumutamisel alla faasimuutuste tempi, et saada stabiilsem strukt karastuspingete vähendamiseks, d) terase termokeemiline töötlus- detaili pinnakihi keemilise koostise muutmine difusiooni teel, millest tulenevad pinnakihi vajalikud struktmuutused 13. Detaili kuumutus termotöötluseks. Struktuurimuutused kuumutamisel Kuumutustemp määratakse vastavalt termotöötluse viisile lähtudes terase koostisest. Kütuse põletamisel kuumutatakse detaili kas otseselt leegiga või kaudselt kuumade gaasidega. Oluliselt tähtis on ahjukuumutamiskeskkonnal, kas see on tavaline (õhk kütus põlemisgaasid, liiv) või kaitsev (kontrollitav gaasiline ksekkond, intergaasid, vaakum, sulatatud sool või metall). Keskkond määrab ära kuumutuskiiruse ja detaili pinnal
Malmid jaotatakse süsiniku oleku järgi kahte gruppi: 1) Valgemalmid - malmid, kus kogu süsinik on seotud olekus ehk esineb tsementiidina. 2) Grafiitmalmid - malmid, kus kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus vaba grafiidina. 4.Terased ja teraste termotöötlus (TT) Termotöödeldavuse eeldused ning TT liigutus: protsessi- ja tugevdav TT. Terase termotöötluse nii nagu igasuguse termotöötluse eesmärgiks on metalli omaduste muutmine struktuuri muutmise teel. Terase termotöötluseks nimetatakse terase kontrollitud kuumutamist ja jahutamist omandamaks konkreetsetesse töötingimustesse sobivat struktuuri ja omadusi. See on laialt levinud meetod nii terase omaduste muutmiseks nii materjalil kui ka lõpptoodetel. Termotöötluse abil on võimalik luua sama keemilise koostisega erinevate mehaaniliste omadustega teraseid. Termotöödeldavuse eeldused. - struktuurimuutus tardolekus (kalestunud struktuur) - lahustuvuse muutus või faasimuutus tardolekus
Võlli keskosas asuvat tappi nimetatakse vahetapiks ehk kaelaks. Võlle ja telgi valmistatakse enamikel juhtudel keskmise süsinikusisaldusega termotöödeldud konstruktsioon- või legeeritud terastest. Materjalide termotöötluseks on parendamine või pindkarastus. Liugelaagrites kiiresti pöörlevad võllid vajavad tappide suurt kõvadust. Neid valmistatakse tsementiiditavatest terastest 55. Võllide-telgede projekt ja kontrollarvutus.
ülesannete lahendamist d´Alamberti printsiibi abil: kui liikuvale seotud masspunktile mõjuvale etteantud jõududele ja sideme reaktsioonidele mõttes lisada punkti inertsijõud, saame tasakaalustatud süsteemi ( ) Fi + Ri + - M a = 0.või. Fi + Ri + Fi n = 0 12. Konstruktsioonimaterjalid ja termotöötlus. Termotöötlus on tehnoloogiline võte, mille abil tekitatakse(nt võlli pindkihis), jääksurve- pingeid, tänu millel prao teke väheneb. Termotöötluseks nim nt. pindkarastamist, nitreermist ja tsüaneerimist. Võllide ja telgede materjaliks sobib süsiniksisaldusega (0,35-0,60%C) konstruktsiooniteras. Vastutusrikastel juhtudel termotöödeldud legeerterased. Tuleb arvestada, et legeerterased on pingekonstruktsioonile tundlikumad 13. Mis on metalli kalestumine? Selgitage tõmbediagrammi abil. Kalestumiseks nim metalli plastsel deformeerimisel tekkivat mehaaniliste omaduste muutumist (meh. Tugevus kasvab). A-pindala F1 < F2 < F3
- teraste liigitus: mittelegeerterased, legeerterased; Mittelegeerterased. Kooskõlas Eurostandardiga (EN 10020) jagunevad mittelegeerterased järgmistesse alagruppidesse: a) tavakvaliteetterased e. tavaterased (commercial quality steel), b) mittelegeerkvaliteetterased (non-alloy quality steel), c) mittelegeerkõrgekvaliteetterased e. mittelegeervääristerased (non-alloy high-grade steel) Tavakvaliteetterased on määratletud alljärgnevaga: - need pole harilikult mõeldud termotöötluseks, - koostis ja põhiomadused on vastavuses piirväärtustega, - teisi erikvaliteeditunnuseid (sobivus tõmbamiseks, sügavtõmbamiseks, külmprofileerimiseks jne.) ei tooda, ei sisalda legeerivaid elemente (v.a. Si ja Mn). Mittelegeerkvaliteetterastele pole esitatud erinõudeid termotöötluse ega mittemetalsete lisandite osas. Nende kasutamisel on aga kõrgendatud nõuded (nt. hapra purunemise, tera suuruse, vormitavuse jm. suhtes). Legeerimata kvaliteetteraste hulka loetakse need, mis ei
METALLIDE TERMOTÖÖTLUS Metallide termiline töötlemine on metalliõpetuse osa, kus uuritatakse metallide omadusi, mis on saadud sõltuvalt kuumutuse või jahutuse kiirusest. Sõna kitsamas mõttes metllide termotöötluseks võib nimetada metalliõpetuse osa, kus vaadeldakse faasimuutused mittetasakaaluolekus (metastabiilses olekus), so. tingimustes, kus aatomite difusioon ei jõua tasakaalustada sulami faasid kiire jahutuse tõttu. Sellest tulenevalt sulami mehaanilised omadused erinevad nendest, mida saab tasakaaluoleku faasidiagrammist. Peale termotöötlust kasutatakse metallide termokeemilist ja termomehaanilist töötlemist. Esimene neist näeb ette metalli
kaelaks. F b) c) d) a) Sele 14.3. Võllide ja telgede tapid. a) – silindriline, b) – kooniline, c) – kael, d) – aksiaaltapp. Võlle ja telgi valmistatkse enamikel juhtudel keskmise süsinikusisaldusega termotöödeldud konstruktsioon- või legeerterastest. Materjalide termotöötluseks on parendamine või pindkarastus. Liugelaagrites kiiresti päärlevad võllid vajavad tappide suurt kõvadust. Neid valmistatakse tsementiiditavatest terastest 15Cr3, 20MnCr5, 14NiCr14 jt. 90 14.1. Võllide ja telgede tugevusarvutus Võllidel ja pöörlevatel telgedel tekivad vahelduvpinged ning detaili töövõime on enamasti piiratud materjali väsimusega
Kui see on määratud piirnormidest allpool, siis on tegemist legeerimata, kui kõrgem, siis legeeritud terasega. 1)Mittelegeerteraste liigitus Mittelegeerterased jagunevad eurostandartite järgi järgmistesse alagrupidesse: a) Tavakvaliteetterased ehk tavaterased b) Mittelegeerkvaliteetterased c) Mittelegeerkõrgekvaliteetterased ehk mittelegeervääristerased a)Tavakvaliteetterased on määratletud järgnevaga: - Need pole harilikult mõeldud termotöötluseks - Koostis ja põhiomadused on vastavuses määratud piirväärtustega - Teisi erikvaliteettunnuseid (sobivus tõmbamiseks, sügavtõmbamiseks, külmprofileerimiseks jne) ei tooda, ei sisalda legeerivaid elemente (v.a. Si ja Mn) b)Mittelegeerkvaliteetterastele pole esitatud erinõudeid termotöötluse ega mittemetalsete lisandite osas. Nende kasutamisel on aga kõrgendatud nõuded (nt hapra purunemise, tera suuruse, vormitavuse jm suhtes)
annaabi.ee 
