Materjalitehnika instituut MATERJALIÕPETUS Kodutöö nr 1 Teostas : MATB-34 ****61 Tallinn 2004 1. Faasidiagramm Fe-Fe3C alaeutek- eutek- üleeutek- alaeutektsed eutektsed üleeutektsed toidsed toidsed toidsed 2. Struktuurivormid: Faasilised (tardfaasid) ferriit (F), Austeniit (A), Tsementiit (T) Faasilised A+L, L+T, A+T, F+A, F+T Mehaanilised segud: Ledeburiit (Le): C-4,3%, t=1147...727 kraadi C, Le= A+T; t=...727 kraadi C, Le=F+T Perliit(P): C-0,8%, aeglasel jahtumisel, alla 727 kraadi C, jäme struktuur, A->P, P=F+T Beiniit(B)=F+T, t= 400-500 kraadi C, peen struktuur Martensiit(M), üleküllastunud FeC. 2 3.Jahtumiskõver Kusjuures toimuvad järgmised faasimuutused: 1.A>F+L 2.F+L>F+A 3
Teras on keemiline element Score: 2/2 Küsimus 7 (2 points) Mis on austeniit (A) Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Süsiniku tardlahus rauas. b. Süsiniku tardlahus rauas c. Raua ja süsiniku keemiline ühend d. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 2/2 Küsimus 8 (2 points) Mis on tsementiit (T) Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Süsiniku tardlahus rauas. b. Süsiniku tardlahus rauas c. Raua ja süsiniku keemiline ühend d. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 2/2 Küsimus 9 (2 points) Mis on ferriit (F) Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus
B. Teras on raua ja süsiniku sulam (süsiniku sisaldus kuni 2,14%) C. Teras on raua ja süsiniku sulam (süsiniku sisaldus alates 2,14%) D. Teras on keemiline element Score: 1,5/1,5 7. Mis on austeniit (A) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 8. Mis on tsementiit (T) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D
alates 2,14%) D. Teras on keemiline element Score: 1,5/1,5 7. Mis on austeniit (A) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 8. Mis on tsementiit (T) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response A. Süsiniku tardlahus rauas. Student Response B. Süsiniku tardlahus rauas C
(süsiniku sisaldus alates 2,14%) Score: 1,5/1,5 7. Mis on austeniit (A) Student Response Feedback A. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu B. Raua ja süsiniku keemiline ühend C. Süsiniku tardlahus rauas D. Süsiniku tardlahus rauas. Score: 1,5/1,5 8. Mis on tsementiit (T) Student Response Feedback A. Süsiniku tardlahus rauas B. Raua ja süsiniku keemiline ühend C. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu D. Süsiniku tardlahus rauas. Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response Feedback A. Raua ja süsiniku eutektoidne
Score: 1,5/1,5 7. Mis on austeniit (A) Student Response Value Correct Answer A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas 100% C. Raua ja süsiniku keemiline ühend D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 8. Mis on tsementiit (T) Student Response Value Correct Answer A. Süsiniku tardlahus rauas. B. Süsiniku tardlahus rauas C. Raua ja süsiniku keemiline ühend 100% D. Raua ja süsiniku eutektoidne mehaaniline segu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F)
Student Response D. Teras on keemiline Score: 1,5/1,5 7. Mis on austeniit (A) Student Response A. Süsiniku tardlahus B. Süsiniku tardlahus C. Raua ja süsiniku ke D. Raua ja süsiniku eu Score: 1,5/1,5 8. Mis on tsementiit (T) Student Response A. Süsiniku tardlahus B. Süsiniku tardlahus C. Raua ja süsiniku ke D. Raua ja süsiniku eu Score: 1,5/1,5 9. Mis on ferriit (F) Student Response A. Süsiniku tardlahus B. Süsiniku tardlahus
struktuur toatemperatuuril ja mis temperatuuril tekivad vastavad struktuuriosad. : 1. järele jäänud austeniit laguneb ferriidi ja tsementiidi eutektoidseks seguks (perliidiks) - temperatuuril 727 kraadi Celsiust 2. austeniit - tekib temperatuuril 1600 kraadi Celsiust 3. perliit - tekib temperatuuril 1147 kraadi Celsiust 4. austeniit laguneb ferriidiks - temperatuurivahemikus alates ca. 780 oC kuni 727 oC 5. tsementiit - tekib temperatuuril 1147 kraadi Celsiust 8 Lähtudes Fe-Fe3C faasidiagrammist, määrake 2%-lise C-sisaldusega terase jahtumiskõvera kriitiliste temperatuuride arv. : a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5 9 Arvutage süsinikusisaldus terases, mille struktuur koosneb 25% P + 75% F Kasutage vastuses üheliste ja kümnendike eraldamiseks koma (,) asemel punkti (.). : 10 Arvutage süsinikusisaldus terases, mille struktuur koosneb 87% P + 13% T"
4. Perliidi süsinikusisaldus (0,8 %) on kokkuleppeline väärtus, mis võimaldab materjaliuuringutes lihtsustusi teha. Reaalselt sisaldab perliit 0-2,14% süsinikku. Question 7 Partially correct Mark 2,00 out of 4,00 Question text Lähtudes Fe-Fe3C faasidiagrammist, teha kindlaks, millest koosneb 0,5%-lise C-sisaldusega terase struktuur toatemperatuuril ja mis temperatuuril tekivad vastavad struktuuriosad. Vali üks või enam: 1. tsementiit - tekib temperatuuril 1147 kraadi Celsiust 2. perliit - tekib temperatuuril 1147 kraadi Celsiust 3. austeniit - tekib temperatuuril 1600 kraadi Celsiust 4. austeniit laguneb ferriidiks - temperatuurivahemikus alates ca. 780 oC kuni 727 oC 5. järele jäänud austeniit laguneb ferriidi ja tsementiidi eutektoidseks seguks (perliidiks) - temperatuuril 727 kraadi Celsiust Question 8 Correct Mark 1,00 out of 1,00 Question text
Fe kristallivõre toatemperatuuril on: Vastus: ruumkesendatud kuupvõre Eutektikum rauasüsinikusulamites kannab nimetust ledeburiit: Vastus: tõene .on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 6,67 massiprotsenti süsinikku. Vastus: tsementiit Seadke vastavusse rauasüsinikusulamites leiduvad faasid ja struktuurivormid nende mehaaniliste omadustega. Vastus: Tsementiit Kõige kõvem, Ferriit Kõige plastsem, Perliit Kõige tugevam. Toatemperatuuril on kõigil tasakaalulistel rauasüsinikusulamitel struktuuris ferriit ja austeniit. Vastus: väär Raua sulamistemperatuur on: (kirjutage ainult number) vastus:1539 ...on raua ja süsiniku tardlahus, mis moodustub, kui süsiniku aatomid on asetunud -raua tahkkesendatud kuupvõre aatomitevahelistesse tühikutesse. Vastus: austeniit.
Lihv 3: Eelmisest mõnevõrra suurema süsinikusisaldusega teras (0.35%). Struktuuri koostis: Ferriit + perliit. Terase mark: C35E. Terase C35E tõmbetugevus jääb vahemikku 550-780N/mm2, voolavuspiir 320-430N/mm2, katkevenivus A on 17-20% ja katkeahenemine Z on 40-50%. Lihv 5: Üleeutektoidteras süsinikusisaldusega 1.1%. Terase mark: C110E. Struktuuri koostis: Perliit + sekundaar tsementiit. Malmid: Lihv 1: Liblegrafiitmalm. Struktuuri koostis: Perliit + liblegrafiit. Ligikaudne süsinikusisaldus: 2.4% Lihv 2: Liblegrafiitmalm. Struktuuri koostis: Perliit + liblegrafiit. Ligikaudne süsinikusisaldus: 2.5% Lihv 3: Keragrafiitmalm. Struktuuri koostis: Ferriit + perliit + keragrafiit. Ligikaudne süsinikusisaldus: 3% Lihv 4: Pesagrafiitmalm. Struktuuri koostis: Ferriit + pesagrafiit
eutektikumi ilmumisega struktuuri. Lõiketöödeldavus halveneb kõvade faaside olemasolu korral. Lihv 6: 16) Kirjeldage struktuuri. V) Struktuur koosneb suurtest raua teradest mille vahel on süsiniku piir. 17) Kuidas nimetatakse faasimuutust, mille tulemusena see struktuur tekib? V) Sellist faasimuutust nimetatakse eutektoidmuutuseks: AP(F+T). Austeniidist tekib perliit, ferriit ja tsementiit. 18) Kuidas nimetatakse eutektoidi Fe-C-sulameis ja milline on selle faasiline koostis? V) Eutektoidi Fe-C sulamis nimetatakse terasteks. Eutektoid Fe-C sulamites ei ole lederburiiti sees. Eutektsulamites on. Eutektoid sulamites võib olla ferriit, perliit, või sekundaar tsementiit. Eutekt sulamites võib olla perliit, tsementiit, sekundaar tsementiit või lederburiit
Milline on antud terase tüüpiline termotöötlus? Tegemist on üleeutektoidterasega, kasutatakse tööriistaterasena. Antud terase tüüpilisteks termotöötlemise meetoditeks on poolkarastamine ja madalnoolutus. 2. Milline on antud terase optimaalne karastustemperatuur ja millised on terase struktuuriosad peale karastamist (jahtumiskiirus kogu ristlõikes >vkr)? Optimaalne karastustemperatuur on 757-777 ºC.Struktuuriosad peale karastust on tsementiit, martensiit ja jääkausteniit. 3. Milline on antud terasest detaili kasutusotstarbest tulenev optimaalne noolutustemperatuur? Kuidas nimetatakse sellist noolutust? Millised on noolutatud terase struktuuriosad? Optimaalne noolutustemperatuur oleks 200 ºC hoides detaili ahjus tund aega e. madalnoolutus.Noolutatud terase struktuuriosad oleks : martensiit ja tsementiit, jääkausteniit eemaldub pärast mitmekordset noolutust. 4
P+T''+Le Alla 4,3 Alaeutektne Le 4,3 Eutektne Le+T Üle 4,3 Üleeutektne Faasid: 1) A - austeniit 2) F - ferriit 3) L - vedelfaas 4) T tsementiit 2. Mehaanilised segud Fe-C sulameis ja nende faasiline koostis: Mehaanilised segud Ledeburiit, Perliit ja Beiniit: a) Ledeburiit(Le) Eutektne segu C-sisaldusega 4,3%, mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temperatuuril 1147oC. Kuni temperatuurini 727 oC koosneb ledeburiit A ja T, alla 727 oC F ja T. b) Perliit(P) F ja T eutektoidne segu C-sisaldusega 0,8%, mis tekib A lagunemisel selle aeglasel jahutamisel alla 727 oC
2005 Eesmärk: Tutvuda rauasüsinikusulamite (teraste ja malmide) struktuuri termotöötluse ja neist tulenevate omadustega I osa (Terased & malmid) küsimused 1. Joonistage Fe-Fe3C faasidiagramm (FD), märkige FD-i kõikides alades faasid ning tooge üksikute sulamigruppide (eutektsed, ala-ja üleeuteksed; eutektoidsed, ala-ja üleeutektoidsed) struktuuriosad toatemperatuuril. Vastus: Faasid: ferriit F, austenniit A, tsementiit T C sisaldus % Sulam Struktuuriosad toatemperatuuril Alla 0,8 Alaeutektoidne F+P 0,8 Eutektoidne P
sferoidaalsed tsementiidiosakesed. 4. Tegemist on termotöödeldava terasega ning antud terase tüüpiline termotöötlus on poolkarastus. 5. Antud terase karastustemperatuur on 757 C- 777 C, sest kui kõrgemat temperatuuri kasutada, siis muutub teras hapramaks, süsinik põleb välja ning saadava terase kõvadus väheneb. Peale karastamist on terase struktuuris martensiit ning tsementiit ning kõvadus HRC-s on 65+ . 6. Noolutustemperatuurid 200-250 C ning seda noolutust nimetataks madalnoolutuseks. Noolutatud terase struktuuriosadest tekib juurde tsementiit ja kõvadus on 67 HRC. 7. Antud noolutatud terase kõvadus ja tugevus on suur ning säilub enam vähem sana suurena kuid antud teras muutub noolutamise käigus sitkemaks. Malmid 8. Fe-Fe3C faasidiagramm malmide osa. 9. Variant 7, C- sisaldus 5.0% - Jahtumiskõver 1.L L+T 2
malmkastidesse ja nendele puistatekse peale puhast kuiva liiva. Liiva puistamine on vajalik selleks, et 1õõmutamisel ei tekiks kaardumist valandi enese raskuse ja temal asuvate teiste valandite raskuse toimel. Kastid paigutatakse 1õõmutusahjudesse. Ahi kuumutatakse temperatuurini 900 - 950° ja sellel temperatuuril hoitakse valandeid 10 - 20 tundi; sõltuvalt malmi ränisisaldusest. Lõõmutustemperatuuril koosneb valgemalmi struktuur austeniidist ja tsementiidist. Tsementiit laguneb rauaks ja grafiidiks. Raud lahustub austeniidis, grafiit aga jääb püsima struktuuriosana, teise tahke faasina. Pärast lõõmutamise esimest staadiumi (s.t. pärast lõõmutamist temperatuuril 900-950°) koosneb malmi struktuur austeniidist ja grafiidist. Tempermalmi lõplik struktuur oleneb sellest, kuidas toimub edasine jahutamine. Kui pärast lõõmutamise esimest staadiumi jahutada malmi suhteliselt kiiresti (õhus), siis austeniit
c. Pesagrafiidiga (valgemalmid) ja keragrafiidiga (valgemalmid) d. liblegrafiidiga (hallmalmid) ja keragrafiidiga (kõrgtugevad malmid) Score: 5/5 Küsimus 3 (5 points) Valgemalmis esinevad järgmised faasid: Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Tsementiit b. Ferriit c. Perliit d. Ledeburiit e. Grafiit Score: 0/5 Küsimus 4 (5 points) Grafiitmalmis võivad esineda järgmised faasid: Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Tsementiit b
Süsiniku maksimaalne lahustuvus rauas on 2,14% temperatuuril 1147°C , temperatuuril 727°C 0,8%. Toatemperatuuril austeniiti süsinikterastes ei esine, sest ta laguneb 727°C juures perliidiks (F+T) c) Perliit (P) on ferriidi ja tsementiidi eutektoidne segu süsinukusisaldusega 0,8%, esineb neis raua-süsiniksulamites, milles C > 0,02% ja ta tekib austeniidi (süsinikusisaldusega 0,8%) lagunemisel temperatuuril 727°C: A -> P (F+T) d) Tsementiit (T) on raua ja süsiniku keemiline ühend Fe3C raudkarbiid. Tema süsinikusisaldus on 6,67% ja ta on raua süsiniksulamite struktuuriosadest kõige kõvem ja hapram. e) Lederburiit(Le) on eutektne segu C-sisaldusega 4,3%,mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temperatuuril 1147 C L-Le(A+T).Kuni temp.727 C koosneb ledeburiit auserniidist ja tsementiidist,alla selle feriidist ja tsementiidist. ' Terased
punaka punktiirjoonena. Terased, mis sisaldavad süsinikku 0,02...0,8%,nimetatakse alaeutektoidseteks (joonisel 1 kolmnurkadega ala) ning teraseid, mis sisaldavad süsinikku 0,8...2,14% üleeutektoidseteks (joonisel 1 täpiline ala). 2. Joonis 2. Terase struktuuriskeem 1,6% süsinikusisalduse juures. 3 Joonisel 2 näidatud struktuuri osad tekivad 727C° juures, tegemist on tsementiit ja perliit (tsementiidi ja ferriidi segu) faasiga. 0,8% juures on terase struktuuriskeem kompaktne ja see sisaldab ainult perliiti, 1,6% juures on terase struktuuriskeemis perliidi vahel ka tsementiit (struktuuriosad näidatud joonisel 2). Kasutusalaselt on tegemist tööriistaterasega. 3. Antud terase korral on võimalikud poolkarastus ehk kuumutus üle faasipiiri ning siis kiire jahutamine soolalahuses, vees või õlis. Kasutades kriitilist jahtumiskiirust saadakse martensiitstruktuur
perliidiks muutuda. Lõppstruktuuriks jääb martensiit pluss perliit M+P. Õhk jahtumine: Austeniidist muutub kogu teras perliidiks. Lõppstruktuur on perliit. C60E: Vesi jahtumine: Otse austeniidist martensiidiks. Lõppstruktuuriks jääb martensiit M. Noolutamine: C45E 250°C: Noolutusmartensiit (terastes C-sisaldusega üle 0,8%, ka tsementiit) on väga kõva ja võrreldes karastatuga, sitkem C45E 500°C: Noolutussorbiit (ferriit + teraline tsementiit) omab head kombinatsiooni sitkusest ja tugevusest. Järeldus: Terase karastamine on väga täpne töö. Pead teadma, millist lõppstuktuuri soovid saada ja vastavalt sellele jahutama sobivas keskkonnas. Puhta martensiidi saamineks peab jahutamine käima väga kiiresti (alla kahe sekundi). Kui jahutamise aeg läheb üle selle aja ei
Tehnomaterjalid II KT 1. Fe-Fe3C faasidiagramm: faasid rauasüsinikesulameis: F, T, A. Faaside omadused. Raud moodustab süsinikuga järgmised metalsed faasid: Piiratud tardlahused: ferriit, austeniit. Keemilised ühendid: Fe 3C jt. Toatemperatuuril on kõikidel tasakaalulistel rauasüsinikusulamite struktuuriosadeks ferriit ja tsementiit (Fe 3C), temperatuuril üle 727°C lisandub neile austeniit. Ferriit (F) (ferrite)- süsiniku tardlahus a-rauas, mis moodustub süsiniku aatomite paigutumisel -raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse (eelkõige tahkudel olevatesse). Temperatuuril 727 °C lahustub a-rauas kuni 0,02% C (massi%), toatemperatuuril aga kuni 0,01%. Temperatuuridel 0...911 °C esineb -ferriit, 1392...1539 °C-ferriit. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8), väike tugevus ja kõvadus, suur plastsus
Kõvendatakse karastamisega Click to edit Master text styles Tootmine täpsemalt(video) Second level Third level Fourth level Fifth level Metalli struktuur Algul koosneb enamasti austeniidist mis tagab parema töödeldavuse Pärast karastamist ja temperdamist tekib metallis tsementiit mis annab hea tugevuse kuullaagri detailidele Kuullaagri eluiga Enamasti kolmel põhjusel lähevad laagrid katki Abrasioon Metalli väsimus Survest põhjustatud keevitus. Kuullaagrite tulevik Magneetilised kuullaagrid Hüdraulilisedlaagrid Täiuslikku kuuli saab kaaluta olekus sulametallist Kasutatud materjal http://www.tehnikamaailm.ee/est/tech/2007/11/?headerID=1090 http://www.suppliersonline.com/propertypages/52100.asp http://www.youtube.com/watch?v=eGyoMuE4gDQ
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: tsementiit, austeniit, martensiit või perliit. Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud kõik kolm.Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam.Tunnis meelde jäänud teema.Terase füüsikalised omadused tugev,kerge materjal,ei lähe rooste.Terast ka parem töödelda kui rauda kokkukeedetav ja karastav.Head vastu pidavad terast saada.Maagi valik,räbu eemaldamisega.Muidugi peab kuumutama mitu korda,siis kas õlis või vees
kristallide kasvamiseks tsentrite ümber. Amorfse struktuuriga metallisulam saadakse sulametalli kiirel jahutamisel. Head elastsed omadused (kõrge restitutsioon). Näide: vedelmetall 6. Sulamite struktuur: mehaaniline segu (eutektikum, eutektoid), tardlahus (asendus- ja sisendustüüpi), keemiline ühend. Sulam on aine, mis on saadud kahe või enama komponendi kokkusulatamise-või paagutamise teel. 7. Fe-Fe 3C faasidiagramm. Faasid rauasüsinikusulamites: ferriit, tsementiit, austeniit. Nende olemus ja omadused. Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: ledeburiit, perliit. Nende olemus ja omadused. Fe-Fe 3C faasidiagrammilt selgub, et süsteemis esineb kolmefasilist tasakaalu: peritektne, eutektne ja eutektoidne tasakaal. Ferriit on süsiniku tardlahus α-rauas, mis moodustab süsiniku aatomite paigutumisel α-raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse.(isel:ruumkeskenduatud kuupvõre K8, väike tugevus ja kõvadus)
Kuidas olekudiagrammi põhimõtteliselt ehitatakse? Tasakaaluolekus sulami kohta, väga aeglasel jahutamisel või pikaajalisel kuumutamisel. 3. Mida nimetatakse eutektikumiks ja mida eutektiliseks sulamiks? Kaht või enamat liiki metallide mehaanilist segu, mis kristalliseerub vedelast sulamist üheaegselt. Sulamid, mis kristalliseerub (sulab) ühel kindlal temperatuuril. 4. Erinevate olekudiagrammi osade ja kõverate olemus ja nimetused? 5. Süsteemi raud – tsementiit olekudiagrammi olemus, struktuuriosad ja nende definitsioonid? Süsteem selgita raua-süsinikusulamite (teraste ja malmide) kristalliseerumisprotsessi ja faasilisi muutusi. Alates puhtast rauast kuni tsementiidini. (6,67% C) Alla 2,14%C on teras ja üle on malm. 6. Milline tähtsus on raud-tsementiit olekudiagrammil, milleks seda kasutatakse? Olekudiagrammil on näidatud raua-süsinikusulamite faasiline koostis ja struktuuriosad
Sulamites järmised struktuurid: NB! Ac1- 727C- alumina kriitiline piir kuumutamisel, Ar1-jahutamisel Ac3-830C- ülemine kriitiline piir kuumut. Ar3- jahutamisel Alatetektoidsed terased C< 0,83% F+P struktuur Eutektoidsed terased C=0,8 % P struktuur ÜLEEUTEKTOIDSED TERASED C> 0,8 % P+T struktuur FERRIIT-pehme, plastne 727"C juures Perliit- ferriidi ja tsementiidi meh. Segu. Teralisel on head mehaanilised omadused. 727"C juures Austerniit- Temp. 1147"C väike plastsus ja tugevus. Tsementiit- C=6,67%, sulab 1600"C juures on väga kõva (800HB) Grafiit- vaba süsinik, pehme (3HB), väike tugevus. Terase struktuur toatemperatuuril. Sulam on tasakaaluolekus siis,kui kõik faasimuutused temas on toimunud täielikult faasidiagrammi kohaselt. Selline olek saavutatakse ainult väga aeglasel jahtumisel .Rauasüsinikusulamite tasakaaluliste struktuuride leidmise lauseks on Fe-Fe3C faasidiagramm .Faasidiagrammi komponetideks on puhas raud(Fe)ja raudkarbiid(Fe3C)ehk tsementiit.
2)asendustardlahuse kristallvore (lahustaja komponendi A kristallivore K12) milline on kristallivore baas? n=4 3)FD kuju komponentide osalise lahustuvuse korral, taasid selle koikides alades, nende tahistus ja sisu. 4)loetlege tardfaasid Fe-C-sulameis. Tooge nende tahistus, sisu ja C-sisaldus. · Ferriit (F): F=Fe(C); C-sisaldus: 7270C 0,02% ja toatemp. 0,01% F= Fe(C); C-sisaldus: 14950C 0,1% · Austeniit (A): A=Fe(C), C-sisaldus 11470C 2,14% ja 7270C 0,8% · Tsementiit (T): Fe3C; C-sisaldus: 6,67% · Martensiit (M): M=Fe(C)ülek; max C-sisaldus on võrdne lähtefaasi austeniidi C- sisaldusega 5)milles seisneb beiniitmuutus Fe-C-sulameis muutuse skeem, T A->(F+T)B; Tekib A lagunemisel selle allajahutamisel temp-ivahemikus 400-500C.(C%=0,8) 6)alaeutektoidterase struktuuriosad, nende tekkimistemperatuur F(0-911C ja 1392-1539C) P(727C) 7)tavalisandid terastes, nende sisaldus Si ( <0,4%); Mn (<0,8%); S (0,035-0,06%); P (0,025-0,045%).
Teras on raua-süsiniku sulam süsinikusisaldusega kuni 2,14%. Süsinik ei ole lisand terases, vaid teeb rauast terase. Eutektoidteras C-sisaldusega 0,8 % ja struktuur 100%-liselt perliit (ferriidi-tsementiidi segu). Alaeutektoidterased C-sisaldusega kuni 0,8%, struktuuriga ferriit-perliit. Terased hakkavad C- sisaldusest 0,05%. Alla selle ei ole teras, vaid puhas raud. Sest väiksema C-sisaldusega ei kasutata. Üleeutektoidsed terased C-sisaldus üle 0,8% kuni 2,14%. struktuur perliit-tsementiit (perliidi terade vahel on sekundaarse tsementiidi võrk). Terase struktuur ja omadused (kõvadus, tugevus, plastsus, sitkus) sõltuvad eelkõige terase C- sisaldusest ehk põhilisandist. TUGEVUS (määratakse tõmbeteimiga) Mida rohkem terases on süsinikku, seda suurem on kõvadus kuni 0,8%ni. Kui C-d on üle 0,8%, tuleb struktuuri habras faas tsementiit, mille tõmbetugevus on väike. Sellest tulenevalt
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: tsementiit, austeniit, martensiit või perliit. Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud kõik kolm. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam. Terasesse lisatakse ka teisi keemilisi elemente nagu : · Kroom · Lämmastik · Mangaan · Molübdeen · Nikkel · Nioobium · Tantaal · Titaan · Vanaadium · Vask · Volfram Terase ajalugu Esimesed terased loodi nähtavasti kogemata, kui raudmõõkade toorikuid kuumutati
Malmideks nimetatakse terastega võrreldes suuremasüsinikusisaldusega (üle 2,14%) rauasüsiniku-sulameid. Malmid liigitatakse süsiniku oleku järgikahte gruppi:1) malmid, kus kogu süsinik on seotud olekustsementiidis (Fe3C). Need on seotud süsinikugamalmid e. valgemalmid 2) malmid, kus kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus grafiidina. Need malmid on tuntud grafiitmalmidena (tuntumad neist on hallmalmid). 20. Mis on ferriit, austeniit, tsementiit? Ferriit on süsiniku tardlahus α-rauas. Tehakse vahet madaltemperatuurilise ferriidi ning kõrgtemperatuurilise ferriidi vahel. Austeniit on samuti raua ja süsiniku tardlahus. Austeniidil on pindtsentreeritud kuupvõre, kus võib lahustuda 2,14% süsinikku. Austeniidi struktuur on pehme ning sitke ning seepärast viiakse sepistamine läbi nendel temperatuuridel. Tsementiit on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 25 aatomprotsenti ehk 6,67 massiprotsenti süsinikku
Optimaalne karastustemperatuur on 890ºC. Struktuuriosad peale karastust on martensiit ja ferriit, jääkausteniiti ei jää, kuna süsinikusisaldus antud terases on alla 0,5%. 3. Milline on antud terasest detaili tulenev optimaalne noolutustemperatuur? Kuidas nimetatakse sellist noolutust? Millised on noolutatud terase struktuuriosad? Optimaalne noolutustemperatuur oleks 450 ºC -600 ºC. Tegemist on kõrgnoolutusega. Noolutatud terase struktuuriosad on ferriit ja tsementiit. 4. Millised on antud noolutatud terase põhilised omadused (kõvadus, tugevus ja sitkus)? Antud terase noolutamise puhul sitkus tõuseb.Kui võrrelda teiste noolutus reziimidega (kesk. madal ), siis kõrgnoolutust kasutatakse just konstruktsiooniteraste puhul, et saavutada suurem sitkus ja tugevus. 5. Pakkuge välja detaili (tüüpdetaili ja selle omadused võtke Tabelist 3) valmistamiseks - sobiv materjaligrupp ja materjali(de) mark(margid)
lahustunud umbes 2 % süsinikku austeniidis 50.0% b. 4 % süsinikusisaldusega malmi faasiline koostis 1000 C juures on austeniit ja tsementiit -50.0% c. 4 % süsinikusisaldusega malm on 1300 C juures tahkes olekus ja võimeline taluma koormusi -50.0% d. 0.3 % teras on 1300 C juures sulanud Score: 7.5 / 15
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: tsementiit, austeniit,martensiit või perliit. Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud kõik kolm. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam.
temp.-l 727 kraadi, temp. vahemik 0...911 kraadi. Sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt. Kõvadus toatemperatuuril 60-90 HB · Tardlahus austeniit (A) Fe(C) - süsiniku tardlahus -rauas (K12), C-sisaldus kuni 2,14% temp.-l 1147 kraadi, 0,8% temperatuuril 727. Sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt, mittemagneetiline. Toatemperatuuril laguneb A -> F+T= Perliit · Keemiline ühend tsementiit (T) Fe3C - C-sisaldus kuni 6,67% . Habras ja väga kõva 820HB. Väga püsiv madalatel temperatuuridel · Vedelfaas L 4.3. Loetlege mehaanilised segud Fe-C-sulameis, tooge nende määratlused. · Ledeburiit (Le) - eutektne segu C-sisaldusega 4,3%, mis tekib vedelfaasi kristalliseerumisel temp.-l 1147. L -> A + T, st vedelfaas teisendub kahefaasiliseks mehaaniliseks seguks. Alla temp 727 Le -> F + T, st Le= A+T (1147-727) ja F+T (727-0)
4. Malm sisaldab 0,15% P ja 0,1% S 5. Ledeburiitstruktuur toatemperatuuril on eutekukum 6. Süsinuku sisaldus perliidis on 0,8% 7. Keevterase tunnuseks on teras mida deoksüdeeritakse ferromangaaniga 8. Terase struktuur tekib külmsurvetöötlemisel 9. Alaeutektse malmi süsinikusisaldus on 4,3% 10. Malmi struktuur toatemperatuuril koosneb perliidist, ferriidist ja grafiidist 11. Üleeuteutektoidse terase struktuuris toa temp on perliit ja tsementiit 12. Terase Vene tähistussüsteemis on ,,P"- kiirlõiketeras 13. Kõrgtugeva malmi struktuuri tunnuseks on keragrafiit 14. Malmide struktuuri ,,valgendab" mangaan 15. Valgemalmi kiirjahutus A1 temp piirkonnas peale lõõmutamist soodustab perliidi teket 16. Ferriitstruktuuriga malmid on tugevamad 17. Väävel malmis mõjutab vähendab vedelvoolavust 18. Terase karastuse tunnuseks on kõvaduse kasv 19
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
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: tsementiit, austeniit, martensiit või perliit. Ühes tükis terases on tavaliselt esindatud kõik kolm. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam. Legeerterased Legeerterased sisaldavad peale raua ja süsiniku veel legeerivaid lisaaineid, mis parandavad mitmeid terase omadusi. Enamkasutatavad legeerivad terased on : nikkel, kroom, mangaan, räni, vask ja volfram. Vask
Faasidiagramm komponentide piiramatu lahustuvuse korral. Tuleb teada faasidiargammi kujusid ja faasidiagrammil olevate tähistuste tähendusi. 6. Rauasüsiniksulamid. Terased. Malmid. Põhilised tehnomaterjalid valmistatakse rauasulamitest. Suurem osa rauasulameist on süsinikku sisaldavad sulamid- rauasüsiniksulamid: Süsinikusisaldus kuni 2,14%- terased Süsinikusisaldus üle 2,14%- malmid 7. Faasid rauasüsinikusulamites: feriit, tsementiit, austeniit. Nende olemused ja omadused. 8.Struktuurivormid rauasüsinikusulamites: lebeburiit, perliit. Nende olemused ja omadused. 9. Terase tavalisandid, juhulisandid, põhilised legeerivad elemendid Terase juhulisandid: lammastik (N), hapnik (O), vesinik (H) 10. Süsiniku mõju teraste mehaanilistele omadustele. C-sisaldusest ja Fe-Fe3C faasidiagrammist lähtudes liigitatakse terased: - alaeutektoidsed C<0,8%, struktuur F+P - eutektoidsed C=0,8%, struktuur P
Piiratud lahustuvus ja peritektikumi tekkimine Mittelahustuvus Vedelas olekus lahustub enamik metalle üksteises piiramatult, moodustades ühtlase vedellahuse. Vedelfaasist tekkivad tardfaasid erinevad koostiselt vedelast lähtefaasist. Rauasüsinikusulamid (Fe-C sulamid) Faasid ja mehaanilised segud Fe-C sulamites Toatemperatuuril on kõikide rauasüsinikusulamite struktuuriosadeks ferriit ja tsementiit, kõrgemal temperatuuril (üle 727 °C) lisandub neile ka austeniit. Ferriit (F) - α-ferriit on tardlahus, mis moodustub süsinikuaatomite paigutumisel α- raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse, eelkõige tahkudel olevaisse, ja eksisteerib temperatuurivahemikus 0...911 °C. Kuna tühikute mõõtmed on tunduvalt väiksemad süsinikuaatomite läbimõõdust, on süsiniku lahustuvus α -rauas äärmiselt väike:
14%). Malmi ja terase erinevus seisab selles, et malmi pole võimalik toatemperatuuril plastselt deformeerida , kuna malm puruneb. Malm on heade valuomadustega ja odavam kui teras. Mistõttu on masiante kered ja korpused valatud malmist. Malmil on omadus ka summutada lööke. Lähtuvalt süsiniku olekust ja sellest tulenevalt värvusest liigitatakse malmid: Valgemalm (white cast iron, white iron) – Kogu süsinik on raudkarbiidi Fe3C (tsementiidi) kujul, ehk seotud. Tsementiit on raua ja süsiniku ühend raudkarbiit, süsiniku sisaldus on 6,6%. Kõva kuid habras. Hallmalmis on kogu süsinik vabas olekus ehk grafiidina. Hallmalmid jagunevad: 1. Liblelise grafiidiga malm (flake graphite iron, FG-iron) on tuntud kui ka hallmalm (gray cast iron). Kõige enam kasutatav hallmalm. Tema tõmbetugevus on u. 5x väiksem kui terasel, samuti plastsus, sitkus, elastsusmoodul on väikesemad. Kasutatakse valandite tootmiseks millel
vahekordades. *Lisandite rauda ehituses ei kasutata ta omadused pole selleks sobivad.Rauale lisatavad lisandid määravad tema omadused ja kasutamisviisi. *Põhimõtteliselt jaotatakse mustad metallid:terasteks ja malmideks. *Süsiniku sisaldus malmides C 1,7%Tavaliselt sisaldavad malmid süsiniku 2...4% ja rohkem. *malmid jaotatakse valgeteks ja hallideks malmideks. *valges malmis ehk toormalmis sisalduv süsinik on seotud raudkarbiidist Fe3C(tsementiit) *malm on habras,väikse tõmbetugevusega,aga suure kulumiskindlusega.vähe löögi kindlust. *tempermalm saadakse valgest malmist mida kuumutatakse850C juures.sellise protsessi tulemusena suureneb malmi löögikindlus ja plastsus. *hallmalm evalumalmis esineb süsinik vaba grafiidi lehekestena see muudab malmi pehmeks ja kergemini töödeldavaks. *omaduselt on hallmalm jäik ja suure survetugevusega *miinused;habras,kaalult raskem,kallis materjal,löögitugevus.
Kuigi austeniit pole stabiilne madalatel temperatuuridel (alla 727 °C), võib ta säilida kiirel jahutamisel suure süsinikusisaldusega terastes ka toatemperatuuril. Suurest C-sisaldusest tulenevalt on austeniidi kõvadus ferriidi kõvadusest suurem nii näiteks C-sisaldusele 1,5% vastab kõvadus 150 HB. Nagu teisedki tahkkesendatud kuupvõrega metallid, on austeniit sitke ja hästi deformeeritav nii kuumalt kui ka külmalt. Austeniit on mittemagnetiline. Tsementiit (T) e. raudkarbiid (Fe3C) (cementite, iron carbide) on raua ja süsiniku keemiline ühend, mis sisaldab 25 aatomprotsenti ehk 6,67 massiprotsenti süsinikku. Metastabiilse faasina laguneb ta kõrgetel temperatuuridel (üle 1300 °C), nii et tal ei ole sõna otseses mõttes kindlat sulamistemperatuuri. Kuna C-aatomi läbimõõt on 63% Fe-aatomi läbimõõdust, muutub tsementiidi korral kristallivõre rombiliseks. Kristallivõre
c. voolavuspiir, kõvadus, katkevenivus d. tõmbetugevus, löögisitkus, katkevenivus Küsimus 19 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Sulfiidse vasemaagi särdamist tehakse eesmärgiga Vali üks: a. utiliseerida SO2 b. oksüdeerida maaki c. redutseerida vask d. saada toorvaske Küsimus 20 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Tsementiit raudsüsiniksulameis kujutab endast Vali üks: a. sisendustardlahust b. keemilist ühendit c. asendustardlahust d. mehaanilist segu Küsimus 21 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Mg elektrometallurgias kasutatakse elektrolüüdina Vali üks: a. Mg vesilahust b. MgO c. naatriumkarbonaati d. MgCl2 Küsimus 22 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst
..50° C üle Ac1 (s.o. poolkarastus). Alaeutektoidteraste karastustemperatuuri valikul on lähtutud asjaolust, et karastamisel teisiti, üle faasipiiri Ac1 (s.o. poolkarastus), säilib struktuuris kõrvuti martensiidiga ka ferriit, mis vähendab terase kõvadust pärast karastust. Üleeutektoidterastel on seevastu optimaalne karastustemperatuur faasipiiride Ad ja Acm vahel (s.o. poolkarastus), mistõttu säilib struktuuris martensiidi kõrval sekundaarne tsementiit, mis suurendab terase kõvadust; teisiti karastades, üle faasipiiri Acm (s.o. täiskarastus), on oht jämedateralise struktuuri tekke oht, mis teeb karastatud terase hapraks. Karastuskeskkonna teooria Levinuim karastuskeskkond on vesi. Vesi jahutab intensiivselt nii temperatuuripiirkonnas 650°…550° C (austeniidi lagunemine) kui ka temperatuurivahemikus 300°…200° C (martensiidi teke). Viimases peitubki vee kui karastuskeskkonna olulisim puudus.
Fe-Fe3 C faasidiagramm - Faasilise tasakaalu diagramm ehk faasidiagramm näitab sulamite faasilist koostist sõltuvalt temperatuurist ja koostisest. Faasidiagrammid koostatakse tasakaaluolekule või sellele lähedasele olekule. Fe-Fe3C faasidiagrammist lähtudes liigitatakse terased: - alaeutektoidsed C<0,8%, struktuur F+P - eutektoidsed C=0,8%, struktuur P - üleeutektoidsed C>0,8%, struktuur P+T´´ Faasid rauasüsinikusulamites: ferriit, tsementiit, austeniit. Nende olemus ja omadused. - Ferriit (F) - süsiniku tardlahus α-rauas, mis moodustub süsiniku aatomite paigutumisel α-raua ruumkesendatud kuupvõre tühikutesse. Ferriiti iseloomustab: ruumkesendatud kuupvõre (K8) , väike tugevus ja kõvadus , suur plastsus. Ferriit on sitke ja hästi deformeeritav nii külmalt kui kuumalt, tema kõvadus toatemperatuuril on 60...90 HB. Kuni 768 °C-ni on ferriit ferromagnetiline. δ-ferriidi puhul on maksimaalne süsiniku lahustuvus 0,1%
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 malml 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. Süsinikusisaldus teeb raua kõvemaks ja suurendab tunduvalt tõmbetugevust, kuid teras on rauast rabedam. (Vikipeedia, 2007c) 6 KOKKUVÕTE Raud on lihtaine ning ehedalt leidub rauda ainult meteoriitide koostises ja ka paljude ühendite koostises
faasipiiri Ac3, üleeutektoidterastel (C > 0,8%) 30-50oC üle Ac1. Alaeutektoidteraste karastustemperatuuri valikul on lähtutud asjaolust, et karastamisel teisiti üle faasipiiri A c1 (s.o. poolkarastus) säilib struktuuris kõrvuti martensiidiga ka ferriit, mis vähendab terase kõvadust pärast karastamist. Üleeutektoidterastel on seevastu optimaalne karastustemperatuur faasipiiride A c1 ja Acm vahel (s.o. poolkarastus), mistõttu säilib struktuuris martensiidi kõrval sekundaarne tsementiit, mis suurendab terase kõvadust; teisiti karastades üle faasipiiri A cm, on jämedateralise struktuuri tekke oht; see teeb karastatud terase hapraks. [1] Noolutamine on karastamisele järgnev kuumutus allpool faasipiiri A c1; temperatuuri valimisel lähtutakse soovitud kõvadusest/sitkusest. [2] 1.4 Jahutamiskeskkonna valik ja jahutamiskiirus Jahutus valitakse niisugune, mis kindlustab terasele vajaliku struktuuri ja soovitavad omadused
Valuviisidest tekib austeniidi (süsinikusisaldusega 0,8%) kasutatakse peamiselt liivsavivormi ja lagunemisel temperatuuril 727 °C: A P (F+T). metallvormi (kokilli) valu. 38) Tsementiit : on raua ja süsiniku keemiline 8) Keragrafiitmalm ühend raudkarbiid Fe3C. Tema süsinikusisaldus on 6,67% ja ta on rauasüsinikusulamite struktuuriosadest kõige kõvem ja hapram
lõiketöötluse käigus tekkinud pingeid Score: 4/4 15. Millised väited on õiged? Student Response A. Poolkarastus tähendab seda, et mingi osa detailist jäeti karastamata B. täiskarastus tähendab seda, et terve detail karastati C. Poolkarastus tehakse üleeutektoidsetele materjalidele ja sel juhul austeniseerimistemperatuuril esinev tsementiit ei võta karastusprotsessist osa D. täiskarastuse korral kuumutatakse detail ühefaasilise austeniitse alani, hoitakse ja tehakse kiire jahutamine sealt E. Külmaga töötlemisel jahutatakse teras peale karastamist miinuskraadideni, et vabaneda jääkausteniidist Score: 4/4 16. Millised väited on õiged terase karastamise kohta? Student Response A
annaabi.ee 
