Metallide ja sulamite mikrostruktuur Töö nr. 6 Üliõpilane: Karl Aas Rühm: MATB11 Õppejõud: Mart Saarna Esitamise kuupäev: 28.10.09 Töö eesmärk: · Tutvuda mitteraudmetallide ja metterauasulamite struktuuri ja omadustega. Alumiiniumsulamid: 1)Alumiiniumi deformeeritavad sulamid a)sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata(mittevanadatavad) Nt: Al-Mn, Al-Mg b)termotöötlusega tugevdatavad sulamid(vanadatavad) Nt: Al-Cu, Al-Cu-Ni 2)Alumiiniumi valusulamid ehk silumiinid Al-Si Vasesulamid: a)messingid Cu-Zn, Zn sisalduse kasvades kasvab tugevus(kuni 45% Zn) ja plastsus( kuni 35%) b)pronksid Cu-Sn Mikrostruktuuride joonised ja kirjeldused: Lihv nr. 1: Kunstlikult vanandatud duralumiinium
-raskmetallid-ja sulamid(tihedus üle 10000 kg/cm3)Pb,Ag,Au,W b)Sulamistemp.järgi: -kergsulavad metallid ja sulamid(ei ületa 327 C)Li,Sn,Pb -kesksulavad metallid ja sulamid(üle 327,alla 1539C)Mn,Cu,Ni,Ag -rasksulavad metallid ja sulamid(üle 1539C)Ti,Cr,W Alumiiniumsulamid Jaotatakse lähtudes töödeldavusest ja termotöötlusest järgmiselt: a)Al.deformeeritavad sulamid-liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: 1)sulamid,mida termotöötlusega ei tugevdata(mt.vanandatavad) Al-Mn, Al-Mg 2)termotöötlusega tugevdatud sulamid(vanandatavad) Al-Cu, Al-Cu-Ni, Al-Mg-Si ... Tüüpiliseks termotöödeldavateks sulamiteks on Al-Cu sulamid-duraluminium b)Alumiiniumi valusulamid-Al-Si,ehk silumiin.Sulamites,alates ränisisaldus al.1,65%,esineb eutektmuutus temperatuuril 577c,mil moodustub eutektikum Si-siladusega 11,7%. Vasesulamid Kasutatavad vasesulamid on messingid ehk valgevased(Cu-Zn) ja pronksid (Cu-,Sn-,Cu-Al-
aparaadiehituses teraste järel üks põhilisemaid konstruktsioonimaterjale. Tugevuse tõstmise eesmärgil sulameid karastatakse ja seejärel vanandatakse kas loomulikult (s.o. toatemperatuuril) või kunstlikult (s.o. kõrgendatud temperatuuril). Seejuures saavutatakse tugevus mitte karastamisega nagu terastel, vaid vanandamisega. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al-Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si- sulamid. Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1...5% Mn või Mg, olles ca 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega. Need sulamid on kõrge plastsusega, korrosioonikindlad, hästi stantsitavad ja keevitatavad aga
6). Eutektoidterase ja eutektmalmi struktuur P (C%=0,8), 727C Le (C%=4,3), 1147C 7). Legeerteraste liigitus legeerimisastme järgi · Madallegeerterased (Leg.elemente kuni 2,5%) · Kesklegeerterased ( Leg.elemente 2,5...5%) · Kõrglegeerterased ( üle 5 %) 8). Valge malmi ja valgendatud malmi vahe? Valgemalm-kiirel jahutamisel, kuid valgendatud malm teatud osade kiirel jahutamisel. 9). Deformeeritavate alumiiniumsulamite liigitus TT põhjal? · Sulamid, mida TT-ga ei tugevdata (mitteTT) (nt: AlMn ja AlMg); · TT-ga tugevdatavad (termotöödeldavad) (nt: AlCu, AlCuNi, AlLi). 10. vasesulamite liigitus lähtudes legeerelementidest Messingid CuZn, Pronksid CuSn, Vase-nikli sulamid CuNi 11. plastide töötlemine Termoplaste valatakse, vormitakse, töödeldakse ekstruuderiga, lõiketöötlemine, keevitamine Termoreaktiive pressitakse, valatakse, vormitakse, lõiketöötlemine 12. ? On metalli ja keraamika baasil moodustatud komposiitmaterjal
tekib temp 1147C. T-tekib vedelfaasist jahtumisel alla solidusjoont. 6. C>4,3% Struktuur koosneb primaartsementiidist ja ledeburiidist tekketemp. 727C 7. Väävel põhjustab kuumhaprust. Max sisaldus sõltuvalt terasest on 0,035...0,06% Fosfor (P) põhjustab külmhaprust. Max lubatud määr 0,025...0,045% 8. alaeutektmalmid 2,14...6,67% 2) eutektmalmid ->4,3% 3) üleeutektmalmid 4,3...6,67% 9. a)sulamid mida termotöötlusega ei tugevdata(mittetermo) b)termotöötlusega tugevdatavad sulamid (termotöödeldavad) Al. Termotöötlus seisneb karastamises ja vanandamises. 10. Tegu on alumiiniumi deformeeritava sulamiga, mis sisaldab peale Al 4% Cu ja 2%Mg duralumiinium 11. kautsuk, kummi, polüuretaan (PUR) jt. 12. 1)ülikõva keraamika, 2) lõikekeraamika, 3) kermised 5. pilet.1.H6 k=6 n=2 4.eutektoid Fe-C sulamis perliit. Fe koosneb F ja T ning tekib jahtumisel alla 727C. 5
· Deformeeritavad Termotöödeldavad Al-Cu, duralumiinimumid tõmbetugevus 500 MPa Mitte-termotöödeldavad Al-Mn, tõmbetugevus 300 MPa · Valusulamid - tõmbetugevus 250 MPa, sitkus väike Termotöödeldavad Mitte-termotöödeldavad silumiin 9.2. Alumiiniumisulamite liigitus läihtudes termotöötlusest. Milles seisneb TT? · Mittetermotöödeldavad - sulamid, mida termotöötlusege ei tugevdata · Termotöödeldavad Alumiiniumsulamite tugevdamiseks rakendatakse karastamist ja vanandamist, ebapüsivate struktuuride ja kristallilise ehituse deformatsioonidefektide kõrvaldamiseks ka lõõmutamist. Alumiiniumsulamite termotöötus põhineb asjaolul, et nimetatud süsteemis sulamites esineb piiratud lahustuvus, mis erineb suuresti madalal ja kõrgel temperatuuril. 9.3. Duralumiinium (koostis, omadused, margi näide)
>F+T) Le- tekib temp 1147C. T-tekib vedelfaasist jahtumisel alla solidusjoont. 6.C>4,3% Struktuur koosneb primaartsementiidist ja ledeburiidist tekketemp. 727C 7.Väävel põhjustab kuumhaprust. Max sisaldus sõltuvalt terasest on 0,035...0,06% Fosfor (P) põhjustab külmhaprust. Max lubatud määr 0,025...0,045% 8.alaeutektmalmid 2,14...6,67% 2) eutektmalmid ->4,3% 3) üleeutektmalmid 4,3...6,67% 9.a)sulamid mida termotöötlusega ei tugevdata(mittetermo) b)termotöötlusega tugevdatavad sulamid (termotöödeldavad) Al. Termotöötlus seisneb karastamises ja vanandamises. 10.Tegu on alumiiniumi deformeeritava sulamiga, mis sisaldab peale Al 4% Cu ja 2%Mg duralumiinium 11.kautsuk, kummi, polüuretaan (PUR) jt. 12.1)ülikõva keraamika, 2) lõikekeraamika, 3) kermised 5.variant 1.H6 k=6 n=2 2.. 3.FD Mõlema komponendi polümorfismi korral. 4.eutektoid fe-C sulamis perliit. Fe koosneb F ja T ning tekib jahtumisel alla 727C. 5
järel üks põhilisemaid konstruktsioonimaterjale. Tugevuse tõstmise eesmärgil sulameid karastatakse ja seejärel vanandatakse kas loomulikult (s.o. toatemperatuuril) või kunstlikult (s.o. kõrgendatud temperatuuril). Seejuures saavutatakse tugevus mitte karastamisega nagu terastel, vaid vanandamisega. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al- Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid. Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1...5% Mn või Mg, olles ca 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega. Deformeeritavatest vanandatavatest sulamitest tuntuim on duralumiinium (Al-Cu-Mg-sulam), mille
a) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid, b) valusulamid. Lähtudes termotöödeldavusest liigitatakse sulamid samuti kahte gruppi: a) vanandatavad sulamid, b) mittevanandatavad sulamid. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid 4 Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al- Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid. Alumiiniumi valusulamid Alumiiniumi valusulamite tüüpilised esindajad on Al- Si-sulamid - silumiinid, mis ei moodusta ega mille koostises ei ole keemilisi ühendeid. Alumiiniumisulamite termotöötlus Tugevdamiseks karastamine ja vanandamine Struktuuri ühtlustamiseks ja kalestumise kõrvaldamiseks ka lõõmutamist
paiknenud võrgustikku. 5. Alumiiniumsulamite liigitus Alumiiniumsulameid liigitatakse , lähtudes töödeldavuselt ja termotöötlusest. Alumiiniumit võib legeerida paljude elementidega, andes rida kasulikke konstruktsioonimaterjale. Puhas Al ja pulberjal sulamid: deformeerit. (vanand. ja mittevanand) ja valussulamid (vandand. ja mittevanand.) Alumiiniumi deformeeritavad sulamid Liigitatakse: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad) - kuuluvad Al-Mn- ja Al- Mg- süsteemi sulamid, b) Termotöötlusega tugevdatavad (vanandatavad).-Al- Cu-, Al-Cu-Ni-, Al-Mg- Si-, Al-Zn- Cu ja Al- Li süsteemi sulamid. Tuntuimad deformeeritavad, kuid mitte termotöödeldavad sulamid on Al- Mn- ja Al- Mg- süsteemi sulamid. Mangaan lahustub alumiiniumis piiratult, mistõttu tööstuslikud Al-Mn sulamid sisaldavad 1...2% Mn ning nad on 15% tugevamad puhtast alumiiniumist.
Rekristalliseeriv lõõmutamine viiakse läbi sõltuvalt sulami koostisest temperatuuril 350…500 oC kestusega 0,5…2 h kalestumise kõrvaldamise ja tera peenendamise eesmärgil. Karastamise ja vanandamise efekt kaob, kui viia läbi lõõmutamine temperatuuril 350…450 oC kestusega 1…2 h. Deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad Al-Mn- ja Al-Mg-süsteemi sulamid, teise Al-Cu-Mg- (duralumiiniu), Al-Cu-Ni-, Al-Mg-Si-(korrosioonikindlad), Al-Zn-Mg-Cu-(kõrgtugevad) ja Al-Li-süsteemi sulamid. Valusulamid Alumiiniumi valusulamite tüüpilisteks esindajateks on Al-Si-sulamid – silumiinid, mis ei moodusta ega millel ei ole koostises keemilisi ühendeid. Enamkasutatavamad Al-valusulamid
Tootmisprotsess seisneb sellest alumiiniumoksiidi saamises ja järgnevas sulas krüoliidis lahustatud alumiiniumoksiidi elektrolüüsis. Sel menetlusel saadud alumiiniumi puhtus on 99,5...99,8% ja põhilisteks lisanditeks raud, räni ja mangaan. Suurema puhtusega alumiiniumi (kuni 99,9%) saadakse sulaalumiiniumi rafineerimise teel. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al-Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid. Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1...5% Mn või Mg, olles ca 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega. Deformeeritavatest vanandatavatest sulamitest tuntuim on duralumiinium (Al-Cu-Mg-sulam), mille
misega. takse vedelmetalli väikeses koguses (ca 0,01%) naatriumi, mille tulemusena saadakse peeneteraline Alumiiniumi deformeeritavad sulamid haprate ränikristallideta struktuur. Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: Alumiiniumisulamite termotöötlus a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); Alumiiniumisulamite tugevdamiseks rakendatakse b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid karastamist ja vanandamist, struktuuri ühtlusta- (vanandatavad). miseks ja kalestumise kõrvaldamiseks ka lõõmu- Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al- tamist. Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si-sulamid. Lõõmutamine. Rakendatakse homogeni-
(kõrgendatud temperatuuril). Seejuures saavutatakse tugevus mitte karastamisega nagu terastel, vaid vanandamisega. 2)Liigitus TT (termotöödeldavuse) järgi a) Termotöödeldavad (vanandatavad) sulamid b) Mittetermotöödeldavad (mittevanandatavad) sulamid 3)Põhilised esindajad (duralumiinium, silumiin) Alumiinium deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) Sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittetermotöödeldavad) b) Termotöötlusega tugevdatavad sulamid (termotöödeldavad) Esimesse gruppi kuuluvad Al-Mn- ja Al-Mg-süsteemi sulamid, teise Al-Cu- (Al-Cu-Mg- sulamid = duralumiinium), Al-Cu-Ni-, Al-Mg-Si-, Al-Zn-Cu- ja Al-Li-süsteemi sulamid. Deformeeritavatest, kuid mittetermotöödeldavatest sulamitest tuntumad on Al-Mn- ja Al- Mg-süsteemi sulamid. Al-Mn-sulamid mangaaliumid sisaldavad 1...2% Mn, olles ca 15% tugevamad puhtast
seetõttu on keragrafiidiga malmid heade mehaaniliste omadustega. Tempermalm sisaldab vaba grafiiti pesadena. Saadakse valgemalmi lõõmutamise tulemusena. Omab mõningast sitkust st. malm on külmalt deformeeritav. Kasutatakse valudetailidena, mille ristlõike mõõtmed ei ületa 50 mm. 2.3.3. Alumiiniumisulamid Deformeeritavad sulamid Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse termotöötluse põhjal järgmiselt: a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata (mittevanandatavad); b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid (vanandatavad). Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al-Mg-sulamid, teise Al-Cu-Mg-, Al-Mg-Si- sulamid. Deformeeritavatest, mittevanandatavatest sulamitest tuntumad Al-Mn- ja Al-Mg-sulamid sisaldavad 1 ... 5% Mn või Mg, olles 15% tugevamad puhtast alumiiniumist ja veidi suurema korrosioonikindlusega. Tabel 2.11. Alumiiniumi deformeeritavad sulamid (leht, riba, profiilid)
Alumiiniumisulameid liigi- tatakse tavaliselt toodete saamise (töödeldavuse) ja Alumiiniumi deformeeritavad sulamid termotöötluse alusel. Toodete saamise (valmistamise) mooduse Deformeeritavad alumiiniumisulamid liigitatakse järgi liigitatakse alumiiniumisulamid kahte gruppi: termotöötluse põhjal järgmiselt: a) deformeeritavad (survetöödeldavad) sulamid, a) sulamid, mida termotöötlusega ei tugevdata b) valusulamid. (mittevanandatavad); Lähtudes termotöödeldavusest liigitatakse b) termotöötlusega tugevdatavad sulamid sulamid samuti kahte gruppi: (vanandatavad). a) vanandatavad sulamid, Esimesse gruppi kuuluvad eelkõige Al-Mn-, Al- b) mittevanandatavad sulamid
annaabi.ee 
