Tutvuda metallide ja metallisulamite mikrostruktuuridega (0)

Tallinna Tehnikaülikool
2018
Mehaanika ja tööstustehnika instituut
Praktikumi nr. 3 aruanne
aines MTX0010 Materjalitehnika

Üliõpilane:
Rühm:
Esitatud:
Töö eesmärk:
Tutvuda metallide ja metallisulamite mikrostruktuuridega, nende struktuurides esinevate faaside ja mehaaniliste segudega ning tutvuda turvetöötluse mõjuga metallide ja matellisulamite struktuurile.
Kasutatud töövahendid:
Kuue erineva materjali lihv
Mikroskoop
Katsetulemused : vask
Mikrostruktuuride jooniste selgitus :
Lihv 1 – Puhas lõõmutatud vask (Cu). Joonisel märgitud eri värvi terad on tegelikult täpselt ühesugused. Söövituse käigus on need eri värvi läinud.
Lihv 2 – Puhas külmdeformeeritud vask (Cu). Erinevad värvid on jälle kujunenud söövitamise käigus. (Tahvlile oli kirjutatud, et tegu on terasega aga moodlis olevas dokumendis on kirjas vask. Selle pärast on kirjaviga eelmisel leheküljel.)
Lihv 3 – Vase- Nikkli sulam . Joonisel on on üks vask (Cu) märgitud horisontaalsete joontega ja nikkel (Ni) vertikaalsete joontega.
Lihv 4 – Pseudosulam. Väikesed täpid on koobalt (Co) ja ülejäänud on volframi (W) ja süsiniku (C) sulam.
Lihv 5 – Eutektkoostisega plii (Pb) ja antimon (Sb) sulam. Ära viirutatud tükid on antimon ja ülejäänud on plii.
Lihv 6 – Eutektkoostusega raud (Fe) ja süsiniku (C) sulam. Ära viituratud osa on raud ja valgeks jäetud veerud on süsinik.
Lihvide küsimused:
Lihv 1:

Joonistage vase jahtumiskõver, pidades silmas, et Cu-sulami kristallisatsioonitemperatuur on ca 1083°C
V) Vase jahtumiskõver ( Graafik 1): Punasest joonest ülevalpool on vask vedelas olekus. Punasest joonest allapoole on tahkes olekus. Punase joone
juures. Toimub kristallisatsioon mis on ligikaudu 1083°C
Lihv 2:

Analüüsige vase tekstuuri (milline oli deformeerimise suund ja deformatsiooniaste?) Graafik 1
V) Vase terad on üksteise suhtes väga ebaühtlaselt/kaootiliselt. Kõik terad on erineva kuju ja suurusega. Struktuuri vaadates, et suuda mina välja lugeda deformeerimis suunda. Deformatsioon paistab olevat igas suunas.

Võrrelge seda lihv nr 1 struktuuriga
V) Teist lihvi võrreldes esimese lihviga on näha, et esimesel lihvil on
terad ühtlasema suuruse, kuju ja paiknemisega.
Lihv 3:

Mis liiki lahustuvusega on Cu-Ni korral tegemist?
V) Cu ja Ni sulami korral on tegemist piiramatu lahustuvusega.

Millised on eeldused seda liiki lahustuvuse tekkeks?
V) Tegu peab olema asendustardlahusega. Seda liiki tardlahused
tekivad metallide korral, mille aatomiraadiused ei erine üksteisest Graafik 2
rohkem kui 15%. Mõlemad ained peavad omama üht sama tüüpi
kristallvõresid ja ligilähedasi füüsikalis-keemilisi omadusi.

Tooge sulami põhimõtteline jahtumiskõver.
V) Graafik 2

Millised on sulami füüsikalis-mehaanilised (kõvadus, tugevus, plastsus) ja tehnoloogilised omadused (valatavus, surve ja lõiketöödeldavus)?
V) Võrreldes puhta vasega on
vase-nikkli sulami tõmbetugevus palju suurem, plastsus halvem ,
kõvadus suurem, valatavus halvem, survetöödeldavus parem ja
lõiketöödeldavus parem. Cu-Ni suhteline survetöödelvaduv on halb. Ühefaasilised sulamid on hästi survetöödeldavad. Suhteline lõiketöödeldavus on ka halb kuna struktuuris on kõvad faasid .

Millised on Cu-Ni-sulami elektri- ja soojusjuhtivus võrreldes Cu ja Ni omadega?
V) Vase nikkli sulam ei ole nii hea elektrijuhtuvus kui vask või
nikkel üksinda aga soojusjuhtuvus on parem.
Lihv 4:

Millise struktuuriga on tegemist: kas karkassstruktuuriga (karbiidkarkass on pidev) või maatriksstruktuuriga ( metalne põhimass on pidev, milles paiknevad karbiidiosakesed)?
V) Tegu on maatriksstruktuuriga.

Milline on antud sulami struktuuris keemilise ühendi protsentuaalne sisaldus?
V) 85% on volframi-süsiniku sulamit ja 15% on koobaltit.

Milline on sulami lõiketöödeldavus?
V) Lõiketöödeldavus on halb kuna keemiline element muudab materjali hapraks ja kõvaks.

Kus kasutatakse sellist kõvasulamit?
V) Sellist materjali kasutatakse näiteks puuri otstes , relva kuulides ja rehvi naeltes.
Lihv 5:

Kuidas nimetatakse faasimuutust, mille tulemusena antud struktuur tekib?
V) Faasimuutust, mille tulemusena tekib selline sturktuur nimetatakse euteksulamiks.

Tooge sulami põhimõtteline jahtumiskõver ja faasimuutus sellel.
V) Tegu on mehaanilise seguga . (Graafik 3).
Ülevalt alla vaadates:
Vahemik 1: Kogu sulam on vedelas olekus.
Vahemik 2: Üks osa sulamist muutub tahkeks kui teine osa on veel vedelas olekus. Horisontaalne joon jahtumiskõveral näitab hetke mis teise osa sulamist muutub ka tahkeks.
Vahemik 3: Mõlemad sulami osad on tahkes olekus ja jahtuvad maha.

Millised on vaadeldava sulami valuomadused (koos põhjendusega)?
V) Eutektsetel sulamitel on parimad valuomadused. Plastsus vähendeb järsult eutektikumi ilmumisega struktuuri. Lõiketöödeldavus halveneb kõvade faaside olemasolu korral.
Lihv 6:

Kirjeldage struktuuri.
V) Struktuur koosneb suurtest raua teradest mille vahel on süsiniku piir.

Kuidas nimetatakse faasimuutust, mille tulemusena see struktuur tekib?
V) Sellist faasimuutust nimetatakse eutektoidmuutuseks: A→P(F+T). Austeniidist tekib perliit , ferriit ja tsementiit .

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. Graafik 3
Vahemik 3
Vahemik 2
Vahemik 1
Eutektoid sulamites võib olla ferriit, perliit, või sekundaar tsementiit.
Eutekt sulamites võib olla perliit, tsementiit, sekundaar tsementiit või lederburiit
Kokkuvõte/järeldused:
Igal ainel ja sulamil on oma struktuur. Ei ole olemas kahte erinevat ainet millel on täpselt samasugune struktuur. Struktuuri määramiseks ja sellest ülevaate saamiseks on kõige lihtsam viis vaadata ainet mikroskoobi all.