S= [ ] elemendi ristlõike- pindala · F- antud konstruktsiooni- elemendile mõjuv jõud []-lubatav pinge [][]V METALLIDE JA SULAMITE OMADUSED Omaduste liigitus Füüsikalised omadused ( ): · tihedus, sulamistemperatuur, kõvadus, elastsus Mehaanilised omadused ( ): · tugevus, plastsus, sitkus Tehnoloogilised omadused ( ): · valatavus, deformeeritavus, lõiketöödeldavus, termotöödeldavus · jt. (keemilised, majanduslikud, esteetilised) METALLIDE JA SULAMITE OMADUSED Füüsikalised omadused tihedus () Tihedus , kg/m3 (g/cm3) Metallide ja sulamite liigitus tiheduse järgi: < 5000 kg/m3 kergmetallid ja -sulamid 5000 < < 10000 kg/m3 - keskmetallid ja -sulamid > 10000 kg/m3 - raskmetallid ja -sulamid METALLIDE JA SULAMITE OMADUSED Füüsikalised omadused
·Teras erinevad konstruktsioonielemendid keevitatakse omavahel kokku, seetõttu kergem kui malm. Hea jäikuse ja kaalu suhe, kuid halb vibratsiooni summutaja ·Keraamika kasutatakse selliste komponentide valmistamisel, mis nõuavad suurt tugevust, jäikust, korrosioonikindlust ja pinnaviimistlust nagu spindlid ja laagrid ·Kompsiidid kasutatakse kõrget täpsust nõudvate elementide valmistamisel ·Epoksüüdgraniit kasutatakse peamiselt lihvpinkide valmistamisel. Hea valatavus, jäikuse ja kaalu suhe ning termostabiilsus ·Polümeerbetoon kasutatakse peamiselt tööpingi sängide valmistamiseks. Hea valatavus ja võnkesummutusvõime, kuid halb soojusjuhtivus ja väike jäikus 11. 2 üldist lisaküsimust materjali ulatuses
Selle määratakse alumiinium konstruktsioonidele kindel eluiga, erinevalt näiteks terasest, mis potentsiaalselt võib olla igavene. Teine alumiiniumi puudus materjalina on selle soojustundlikus. Erinevalt terasest hakkab alumiinium sulama enne punaselt hõõgumist. · AlSi (silumiin): räni 10..13%, lihtsate detailide valmistamiseks · AlSiCu: vastutusrikaste valandite valmistamiseks (plokk) · AlMg: kõrge korrosioonikindlus ja head mehh. omadused, halvem valatavus · AlCu: hea valatavus, madalam korrosioonikindlus · AlMg, AlMn, AlSi: kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed, korrosioonikindlad · AlCuMg: duralumiinium; kasutusel alates 1907.a. · AlZnMgCu: kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav) Sulfaadid- Alumiiniumsulfaati toodetakse iga aasta miljardites kilogrammides. Umbes pool toodangust kasutatakse veepuhastuses. Ülejäänud kasutusalad on paberi tootmine, toidulisandid, tulekindlus tooted ja naha parkimine.
1.A>F+L 2.F+L>F+A 3.F+A> A 4.A>F+A 5.F+A>F 6.F>F+T 4. Süsiniku %=0,2, struktuur ja selle osad. Osutub, et tegu on alaeutektoidterasega ning selle struktuur koosneb ferriidist ja perliidist, kusjuures vastav suhe on 3:1. Enam esineb ferriiti. 3 Perliit tekib austeniidi aeglasel jahutamisel alla 727 kraadi C. Eraldi ferriit tekib jahutamisel alla ~800 kraadi C F+A faasist. 5. Fe-C sulam, C%=2,5, järelikult malm. *Valatavus on sellisel malmil nigel, sest likvidus- ja solidusjooned asuvad faasidiagrammi antud piirkonnas üksteisest kaugel. *Survetöödeldavus on kehv. Pole kuigi plastne, on habras. Üldistatult, on kõikide malmidega sama lugu. *Lõiketöödeldavus: nigel, kõvad faasid on sees. Eesmärk: Tutvuda rauasüsinikusulamite (teraste ja malmide) struktuuri termotöötluse ja neist tulenevate omadustega I osa (Terased & malmid) küsimused 1
1. Tsementiiditavad terased (C10E) Hammasrattad 2. Parendatavad terased (C30E) Võllid 3. Vedruterased (55Cr3) Keerdvedrud ja lehtvedrud 4. Kuullaagriterased (-) Kuullaagrid 5. Automaaditerased (10S20) Võllid 6. Tavalised masinaehitusterased (E295) Masinaehitud detailid 5. Malmide liigitus, nende põhiomadused, tähistus. Hall- / liblegrafiitmalmi süsinik on liblelise grafiidi kujul. Hea vibratsioonisummutavus ja vastupanu väsimusele, hea valatavus. GJL 150. Keragrafiitmalm on tunduvalt tugevam ja sitkem kui hallmalm, vastupanu dünaamilisele koormusele ja väga hea valatavus. GJS 400 15. Tempermalmi murdepind on hele või tume, väga suure kõvadusega ja kulumiskindlusega, raskelt lõiketöödeldav. GJMW 350-4. 6. Vase- ja alumiiniumsulamite liigitus. Nende sulamite põhiomadused, põhikoostis, kasutusalad Alumiiniumsulamid jaotatakse: Deformeeritavad sulamid (kõvad, peamiselt Al
Tehnoloogilised omadused. 1. Like tdeldavus: -hsti tdeldavad likeriistadega -halvasti tdeldavad (suur kvadus) sitked ja vikse kvadusega. Tdeldavust saab parandada termottlemisega. 2. Keevitavus: -saadakse mblus mis on lhedane phimetallile. 3. Sepistavus: -purunemata vi pragunemata kuumalt vi klmalt deformeeruda. 4. Valatavus: -vime moodustada valandeid ilma pragudeta, thikute iselomustab: -vedelvoolavus: sulametalli vime hsti tita valuvormi. -kahanemine: sulami ruumala vhendamine tahkumisel. -Likvatsioon: vedela sulamikristalliseerumisel tekkiva keemilise koostise ebahtlus. Vrvilised metallid ja sulamid. 1. Alumiinium: -hea korrosioonikindlus. -hea soojusjuhtivus. -hea plastiisus -hsti tdeldav Sulab: 660 kraadi juures
tekivad metallide korral, mille aatomiraadiused ei erine üksteisest rohkem kui 15%. Mõlemad ained peavad omama üht sama tüüpi Graafik 2 kristallvõresid ja ligilähedasi füüsikalis-keemilisi omadusi. 6) Tooge sulami põhimõtteline jahtumiskõver. V) Graafik 2 7) 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.
Nagu teistel metallidel, tekivad ka alumiiniumil kuumutamise tagajärjel sisemised pinged. Kuna alumiiniumi sulamispunkt on väga väike, muudab see alumiiniumi töötlemise ja keevitamise raskeks. [10] 1.6.1. Alumiiniumisulamid Järgnevalt toodud alumiiniumsulameid [10] : AlSi (silumiin) – räni 10–13%, lihtsate detailide valmistamiseks AlSiCu – vastutusrikaste valandite valmistamiseks (plokk) AlMg – kõrge korrosioonikindlus ja head mehaanilised omadused, halvem valatavus AlCu – hea valatavus, madalam korrosioonikindlus AlMg, AlMn, AlSi – kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed, korrosioonikindlad AlCuMg – duralumiinium; kasutusel alates 1907. aastast AlZnMgCu – kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav) 1.6.2. Alumiiniumsulamite termotöötlus Alumiiniumisulamite tugevdamiseks rakendatakse karastamist ja vanandamist, ebapüsivate struktuuride ja kristallilise ehituse deformatsioonidefektide kõrvaldamiseks ka lõõmutamist
Maakoores on räni 29,5 % Räni leidub liivas, savis, vees, mudas, poris, taimedes, kus kõige rohkem on terades, juurikates Kõikjal pinnases Mineraalide koostises Kasutamine Mikrokiipide ja teiste pooljuhtelementide tootmises Päikeseenergeetikas päikesepatareides (polükristalne räni) Ehitusmaterjalid, klaas (SiO2) Silikoonid, proteesid meditsiinis Sulamite komponent (korrosioonikindlus, valatavus) Räniühendid Kvarts (SiO2)n (kõva, habras) Värvuseta kvarts- mäekristall Lilla kvarts- ametüst Valge kvarts- piimkvarts Pruunikas kvarts- suitsutopaas Peenikesed kvartsiterad- liiv Silikaadid- graniit, ränikivi (tulekivi) Täname kuulamast!
Vastus: C-sisalduse 0,2% korral on ferriidi ette tasakaal. See viib C-sisalduse (heledad laigud) ja perliidi (tumeda laigud) arvutamisel suuremate väärtusteni. Samas koguste suhe (F)/(F+T)=(0,8-0,2)/(0,2- suunas mõjutavad terases esinevad lisandid 5. Millised on sulami (sulami C-sisaldus võtke ülaltoodud tabelist 1 vastavalt variandile) tehnoloogilised omadused (valatavus, lõiketöödeldavus, survetöödeldavus) ning tooge põhjendused. Malmide korral selgitage, millised on tingimused seotud C-ga (valgemalmi) või vaba grafiidiga (hallmalmi) tekkeks (vt. struktuuridiagramme joon. 3.72 ja 3.73. Metalliõpetus ja metallide tehnoloogia, I. Metalliõpetus ja metallurgia). Vastus: valatavus halb, sest sulamistemperatuur on kõrge ja et likviduse ja solidusjoone vahe on suur(sellest oleneb vedelvoolavus). 2,5%-lise süsinikusisaldusega sulami
·Mõnel kitarril on alumiiniumist kael, mis annab väga erilise tooni. Selliseid kitarre tootis näiteks Kramer Puhta metallina kasutatakse alumiiniumit vaid siis, kui vastupidavus korrosioonile ja töödeldavus on tähtsam kui tugevus või kõvadus. Mõned alumiiniumi sulamid ·AlSi (silumiin): räni 10..13%, lihtsate detailide valmistamiseks ·AlSiCu: vastutusrikaste valandite valmistamiseks (plokk) ·AlMg: kõrge korrosioonikindlus ja head mehaanilised omadused, halvem valatavus ·AlCu: hea valatavus, madalam korrosioonikindlus ·AlMg, AlMn, AlSi: kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed, korrosioonikindlad ·AlCuMg: duralumiinium; kasutusel alates 1907. aastast ·AlZnMgCu: kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav) Tootmine Tänapäeval toodetakse alumiiniumi Hall-Heroulti meetodil. Alumiiniumi tootmine Alumiiniumi elektrolüüsimine nõuab väga palju energiat. Keskmine energiatarve 1 kg alumiiniumi tootmiseks on 15 kilovatt-tundi
3:1. Teiselt poolt kasutatakse ferriidi ja perliidi koguste suhet terase C-sisalduse määramiseks, kuna see on mikroskoobi abil suhteliselt kergesti eristatav. Suurematel jahtumiskiirustel, mil austeniidi lagunemine ei toimu täielikus vastavuses tasakaaluolekule, moodustub struktuuri rohkem perliiti, kui seda näeb ette tasakaal. See viib C-sisalduse arvutamisel suuremate väärtusteni. Samas suunas mõjutavad terases esinevad lisandid; 5. C sisaldus 2,5% (Alaeutektmalm). · Valatavus hea sest sulamistemperatuur ei ole väga kõrge ja lividusjoone ja solidusjoone vahe on küllaltki suur. · Lõiketöödeldavus halb sest malmid on kõik halvasti lõiketöödeldavad. · Ei ole survetöödeldav malm. Valgemalmi või hallmalmi tekkimisel mängib osa räni sisaldus.Valgemalmi tootmisel on seda vähe ja hallmalmi puhul palju. Valgemalm tekib ka suure jahtumiskiiruse korral.
Malmid 8. Fe-Fe3C faasidiagramm malmide osa. 9. Variant 7, C- sisaldus 5.0% - Jahtumiskõver 1.L L+T 2. L+T A+T 3. A+T Le+T (F+T) . 10. Tegemist on üleeutektmalmiga. Grafiitmalmi tekkimis eeldusteks on , et peavad eksisteerima vabas olekus süsinik. Selle teket soodustab eelkõige erilisandite sisseviimine sulamalmi ning valgemalmidest tehtud valamite pikaajaline lõõmutamine. 11. Valatavus on hea, sest sulamistemperatuur ei ole väga kõrge. Lõiketöödeldavus on seevastu halb, sest malmid on kõik halvasti lõiketöödeldavad. Samamoodi pole malmid ka hästi survetöödeldatavad.
valmistamise viisist ning mitmest muust asjaolust. Detaili materjali valikul arvestatakse: 1. Vajadust tagada minimaalse massi juures nõutav tugevus ja jäikus. 2. Vastavust kasutustingimustele (näiteks antifriktsioonilisi omadusi, soojuskindlust, kulumiskindlust); 3. Maksumust; 4. Tehnoloogiliste omaduste vastavust detaili projekteeritud valmistamisviisile (stantsitavus, keevitatavus, valatavus, lõiketöödeldavus jne). 5. Masinaehituses kasutatavad metallid jagunevad mustadeks ja värvilisteks metallideks. Mustad metallid Musti metalle kasutatakse nende suure tugevuse ja jäikuse ning suhteliselt madala hinna tõttu väga laialdaselt. Mustad metallid jagunevad omakorda malmideks ja terasteks. Malm Malm on rauasulam, kus on vähemalt 2,14% süsinikku. Malm on heade valuomadustega ning
Märgista küsimus Küsimuse tekst Millise materjali tõmbediagramm on pildil? Vali üks: 1. plastse 2. hapra Tagasiside Õige vastus on: plastse Küsimus 5 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Märgista küsimus Küsimuse tekst Mis on tugevuse ühik? Vali üks või enam: 1. J 2. N/mm2 3. MPa Tagasiside Õige vastus on: MPa, N/mm2 Küsimus 6 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Märgista küsimus Küsimuse tekst Valatavus, deformeeritavus, lõiketöödeldavus, keevitatavus, termotöödeldavus on materjalide: Vali üks: 1. füüsikalised omadused 2. tehnoloogilised omadused 3. mehaanilised omadused Tagasiside Õige vastus on: tehnoloogilised omadused Küsimus 7 Õige Hinne 1,00 / 1,00 Märgista küsimus Küsimuse tekst Tugevus, plastsus ja sitkus on materjalide: Vali üks: 1. mehaanilised omadused 2. füüsikalised omadused 3. tehnoloogilised omadused Tagasiside
ledeburiidis). Eeldused grafiitmalmi ehk hallmalmi tekkeks on aeglane jahutamine ja räni olemasolu. Mida rohkem on malmis süsinikku ja räni, seda rohkem tekib struktuuri ka grafiiti. 11. Kuna valgemalmi struktuuris on palju tsementiiti, siis on valgemalmist valandid suure kõvaduse tõttu raskesti lõiketöödeldavad. Ledeburiidi olemasolu valgemalmis teeb selle hapraks, mistõttu ei saa seda survega töödelda (valtsida, sepistada jne). Valgemalmi valatavus on väga hea tänu kahefaasilisele struktuurile. 6 Kasutatud kirjandus Kulu P., Saarna M., Tarbe R., Kers J., Veinthal R., 2010. Materjaliõpetuse praktikumide ja kodutööde juhendid. TTÜ Kirjastus. Tehnomaterjalid õppematerjalid Moodles. 3. RAUASÜSINIKSULAMID; MALM, METALLIDE EHITUS JA OMADUSED; 4. TERASE TERMOTÖÖTLUS.
3 ~790 ~727 4 F + T (jahtumine) t 4. Antud sulami struktuuriskeem / struktuuriosad. 1) L -> A + L 2) L -> A 3) A -> F 4) A -> P(F + T) P F suurendus 500x 5. Sulami tehnoloogilised omadused. C-sisaldus 3,0% Valatavus: Hea, sest likvidusjoone ja solidusjoone vahe on väike. Lõiketöödeldavus: Grafiitmalmil hea (grafiidi osakeste tõttu). Valgemalmil väga halb. Survetöödeldavus: Grafiitmalmi korral on väga halb (grafiidi osakeste tõttu). Valgemalmis tsementiidi sisalduse lähtudes tuleb et sulam ei ole survetöödeldav. (Tsementiit kõva ja habras) Valgemalm tekib kui sulam ei sisalda lisandeid või jahtumiskiirus on suur.
3:1. Teiselt poolt kasutatakse ferriidi ja perliidi koguste suhet terase C-sisalduse määramiseks, kuna see on mikroskoobi abil suhteliselt kergesti eristatav. Suurematel jahtumiskiirustel, mil austeniidi lagunemine ei toimu täielikus vastavuses tasakaaluolekule, moodustub struktuuri rohkem perliiti, kui seda näeb ette tasakaal. See viib C-sisalduse arvutamisel suuremate väärtusteni. Samas suunas mõjutavad terases esinevad lisandid; 5. C sisaldus 2,5% (Alaeutektmalm). · Valatavus hea sest sulamistemperatuur ei ole väga kõrge ja lividusjoone ja solidusjoone vahe on küllaltki suur. · Lõiketöödeldavus halb sest malmid on kõik halvasti lõiketöödeldavad. · Ei ole survetöödeldav malm. Valgemalmi või hallmalmi tekkimisel mängib osa räni sisaldus.Valgemalmi tootmisel on seda vähe ja hallmalmi puhul palju. Valgemalm tekib ka suure jahtumiskiiruse korral. 2) Osa 1
1. Loetle metallide füüsikalised omadused. 2. Loetle metallide mehaanikalised omadused. 3. Loetle metallide tehnoloogilised omadused. 4. Loetle metallide kasutusomadused. 5. Mis on tugevus? Missugused detailid peavad olema tugevast materjalist? 6. Mis on kõvadus? Nimeta 2 kõvat metalli. Missugused detailid peavad olema kõvast materjalist? 7. Mis on sitkus? Missugused detailid peavad olema sitkest materjalist? 8. Mis on valatavus? Kas parem on valada terast või malmi? Miks? 9. Mis on keevitatavus? Kas keevitada on parem musti või värvilisi metalle?Miks? 10. Mis on elastsus?Missugused detailid peavad olema elastsest materjalist? 11. Mis on plastsus? Nimeta mõni plastne metall või sulam. 12. Mis on tihedus?Nimeta 2 kergmetalli ja 2 raskmetalli. 13. Mis on soojusjuhtivus? Nimeta 2 head soojusjuhti. 14. Mis on elektrijuhtivus? Nimeta 2 kõige paremat elektrijuhti. 15. Mis on sulamistemperatuur
viskumine ja müra, tekib kloppimine ning masinat pole võimalik edasi kasutada. Kasutamise seisukohalt on kulumine kahjulik nähtus, mida püütakse vähendada kulumiskindlate materjalide, pinnete või sobivate määrdeainete kasutamisega või muul viisil. Materjalide tehnoloogilised omadused Materjali füüsikalised ja mehaanilised omadused määravad selle töödeldatavuse tehnoloogilised omadused. Tehnologilisteks omadusteks on: Valatavus Survetöödeldavus Lõiketöödeldavus Termotöödeldavus Keevitatavus Joodetavus Materjalide tehnoloogilised omadused Valatavus Metallide valatavust iseloomustab nende vedelvoolavus, kahanemine likvatsioon. Vedelvoolavus on metalli võime täita vormi ja kopeerida selle kuju. oleneb sulami keemilisest koostisest, temperatuurist ja muudest teguritest. Kahanemine on metalli omadus tahkumisel mahuliselt kokku tõmbuda.
1200-3000HV piires. 7.variant. 1.K8 n=1+8*1/8=2 =0,68 2.H12 A2B4 B=2*1/2+3 A=1/6*12=2 n=A+B=6 3.FD mittelahustumise korral 4.eutektoid Fe-C sulam P Perliit koosneb F ja T ning tekib austeniidist jahtumisel alla 727C P->0,8%C 5.alaeutektoid F+P 6.madalnoolutus (->200C )tööriistad. Kesknoolutus (300- 400C)Puidutööriistad. (KeN)Fe(C)ülek->Fe3C+Fe(C) 7.Tavalisandid Si(1,5-3,5%) Mn(0,5%c-vabagrafiidiga malm) (0,5-1,0% Valgemalm) S(0,08-0,12%) langeb valatavus P(0,1- 0,2) tõuseb valatavus 8.Ferriitmalm (C u.0%) Fe ja grafiit. Ferriitperliitmalm(C<0,8) Fe+P+grafiit. Perliitmalm(C=0,8%)P ja grafiit. Poolmalm(C>0.8) P+T'' 9.Al-Si silumiinid, ränisisaldus 1,65% esineb eutektmuutus, temp 577C mil moodustub eutektikum Si sisaldusega 11,7% 10.Messing, pronksid, vaseniklisulamid. 8.Variant. 1K12, n=8*1/8+6*1/2=4 =0,74 2.A3B1 K12 B=8*1/8=1 A=6*1/2=3 n=1+3=4 3.Piiramatu lahustuvusega FD. 4.Le(A+T) Alla 727C P(F+T) Üle 727 A+T 5.Üleeutektoidne 0,8...2,14% 6
komponendi aatomid põhimetalli aatomite vahel. Piiratud lahustuvus väheneb temperaturi langedes. Harva on metaalisulameis ka vakantstüüpi tahkeid lahuseid, mille kristallvõresse jääb vabu sõlmi. Sellised lahused moodustuvad vaid keemiliste ühendite alusel. Tahkete lahuste kõvadus ja tugevus on tavaliselt tunduvalt suurem, plastsus väiksem kui sulami komponentidel. Kasutatakse konstruktsioonimaterjalidena. Hästi sepistatavad, lõigatavus ja valatavus raskendatud. Keemilised ühendid moodustuvad sulamis siis, kui erinevate komponentide aatomite vahelised jõud ületavad tunduvalt sama elemendi aatomite vahel mõjuvaid jõude. Keemilist ühendit iseloomustab komponentide kristallvõredest erinev võre, millele on omane komponentide aatomite korrapärane paigutus ja lihtne täisarvkordne suhe komponentide aatomite vahel. Lisaks kindel sulamitemperatuur ja hüppeline omaduste muutus sõltuvalt koostisest.
lennukiehitus jne) 3.abi ja viimistlus materjalid(värvid, määrded, jahutusvedelikud, õlid jne) 4. hooldusmaterjalid ehk pesuvahendid(lahustid) Tehnikas kõiki nimetatud materjale iseloomustavad järgmised põhiomadused: 1. mehaanilised(tugevus, pinna kõvadus, deformeeritavus, sitkus) 2.Elektrilised omadused (juhitavus, eritakistus) 3.Füüsikalised omadused(sulamis temp, erikaal,korrosiooni kindlus) 4.Tehnoloogilised omadused(sepistatavus, valatavus) Põhiomaduste tundmine võimaldab luua: 1.nüüdisaegseid, kaasaegsed seadmeid(töökindlaid) 2.Luua uusi sulameid, materjale 3.Seadmete õigeaegne remont ja hooldamine Kõik need omadused on kinnitatud Riiklike standarditega- juuridilised dokumendid, nende alusel kontrollitakse marejali õigsust ja koostatakse tellimiskirjad. EN- Euronormid Materjalide mehaanilised omadused Mehaanilised omadused sõltuvad materjali keemilisest koostisest ehk siseehitusest. Mehaanilised omadused on:
Metallide keemilist purunemist nimetatakse korrosiooniks. Metallid, mis tugeval kuumutamise ei oksüdeeru, on kuumuskindlad e. tagikindlad. Niisugusest metallist valmistatakse kõrgel temperatuuril töötavaid detaile. Metallide korrosioonikindlust hinnatakse pindalaühiku kohta ajaühikus lagunemisproduktideks muutuva metalli massi järgi [kg/mm² s]. Tehnoloogilised omadused Füüsikalised, keemilised ja mehaanilised omadused määravad metallide tehnoloogilisuse, s.t. töödeldavuse. Valatavus. Metallide valatavust iseloomustab nende vedel voolavus, kahanemine ja likvatsioon. Vedelvoolavuse all mõistetakse metalli võimet täita vormi ja kopeerida selle kuju. Vedelvoolavus oleneb sulami keemilisest koostisest, temperatuurist ja muudest teguritest. Kahanemine on metalli omadus tahkumisel mahuliselt kokku tõmbuda. Kahanemine sõltub samuti sulami keemilisest koostisest, valu temperatuurist ja viisist, jahtumiskiirusest ja valandi kujust
keevitamise või valmise teel raskeks. Mõned Alumiiniumi sulamid AlSi (silumiin): räni 10..13%, lihtsate detailide valmistamiseks. Silumiinideks nimetatakse alumiiniumi ja räni (8...14%) sulameid. Sulamitel, milles räni(10...13%) ja vaske 0,8% või räni(8...10%) magneesiumi 0,3% ja mangaani 0,5%, on head valuomadused, need sulamid on ka sitked ja korrosioonikindlad. AlSiCu: vastutusrikaste valandite valmistamiseks (plokk) AlMg: kõrge korrosioonikindlus ja head mehh. omadused, halvem valatavus AlCu: hea valatavus, madalam korrosioonikindlus AlMg, AlMn, AlSi: kasutatakse ilma termotöötluseta, plastsed, korrosioonikindlad AlCuMg: duralumiinium; kasutusel alates 1907.a. AlZnMgCu: kõrgtugev alumiiniumi sulam (vanandatav) Aldrei on sulam, mis sisaldab kuni 1% magneesiumi, rauda ja räni. Sobib juhtmete valmistamiseks sest on puhtast alumiiniumist tugevam ja vasest kergem. Magnaalium sisaldab kuni 12% magneesiumi ja kuni 1% mangaani. kerge ja tugev materjal. Hästi keevitatav.
Magneetiline läbitavus µ (H) Keemilised omadused: Metallil on suur puudus, võime oksüdeerida, kas kokkupuutes O2-ga, H2O, hapete või leelistega. Metallid selle tagajärjel hävivad. Korrosioon: Meterioloolistes tingimustes (roostetamine)., Keemiline korosioon agresiivses keskonnas, Elektrolüütiline korosioon, kus kaks kontaktis olevat metalli vedelas elektrolüüdis hävitavad teineteist., Kõrge temperatuuri korosioon Tehnoloogilised omadused: Valatavus, Sepitsetavus, Keevitatavus, Lõike töödeldavatus 2. Milline on kristallilise, amorfse ja kristalliidse materjali struktuuriline erinevus? Amfordsed on korrapäratu siseehitusega aatomidel ei ole paigutussüsteemi ja ainel ei ole kindlat sulamistemperatuuri. Kõrgetel temperatuuridel ja rõhkudel on võimalik muuta aine siseehitust nende abil on võimalik tekitada kristalliidseid struktuure milledes esinevad nii amfordsed kui ka kristalliidsed ained.
rangetele ja vajalikele keskkonnanõudmistele. Detaili materjali valikul arvestatakse: 1 Vajadust tagada minimaalse massi juures nõutav tugevus ja jäikus. 2 Vastavust kasutustingimustele (näiteks antifriktsioonilisi omadusi, soojuskindlust, kulumiskindlust); 3 Maksumust; 4 Tehnoloogiliste omaduste vastavust detaili projekteeritud valmistamisviisile (stantsitavus, keevitatavus, valatavus, lõiketöödeldavus jne). 5 Masinaehituses kasutatavad metallid jagunevad mustadeks ja värvilisteks metallideks. Mustad metallid Musti metalle kasutatakse nende suure tugevuse ja jäikuse ning suhteliselt madala hinna tõttu väga laialdaselt. Mustad metallid jagunevad omakorda malmideks ja terasteks. Malm Malm on rauasulam, kus on vähemalt 2,14% süsinikku. Malm on heade valuomadustega ning
Füüsikalised, Mehaanilised, Keemilised, Talitlus, Majanduslikd ja Esteetilised. 2. Nimetage metallide mehaanilised omadused. Seletage nad lahti. Tugevus, kõvadus, sitkus, plastsus, elastsus. 3. Nimetage metallide füüsikalised omadused. Seletage nad lahti. Värvus, tihedus, sulamistemperatuur, soojuspaisumine, soojusjuhtivus, elektrijuhtivus, magnetism. 4. Nimetage metallide tehnoloogilised omadused. Seletage nad lahti. Valatavus, survetöödeldavus, lõiketöödeldavus, termotöödeldavus, keevitatavus, joodetavus, liimitavus. 5. Nimetage metallide talituslikud omadused. Seletage nad lahti. Kulumiskindlus, pinnaomadused, tulekindlus, soojuspüsivus, ohutus, keskkonnasõbralikkus. 6. Kuidas liigitatakse materjalide omaduste uurimise meetodeid? Iseloomustage neid? Purustavad ja mittepurustavad katsed. 7. Milles seisneb metallide purustavate katsete olemus?
· värvus · elektrijuhtivus · magneetumus 1.2 Metallide keemilised omadused · Korrosiooni kindlus on metalli võime vastu panna niiskuse ja õhuhapniku . · Happekindlus metalli võime mitte laguneda hapetega kokkupuutes või leelisega. · Kuumapüsivus kõrgel temperatuuril võimalikult vähe oksüdeerida 1.3 Metallide tehnoloogilised omadused · Omadused võimaldavad metallide töötlemist mis iganes viisil · Valatavus · Sepistatavus · Keevitatavus · Lõigatavus 2.Metallid 2.1 Füüsikalised omadused · Plastilised (üks plastilisemaid on kuld). · Head valguse peegeldajad (kõige paremini hõbe, alumiinium ja induim). · Head elektri- ja soojusjuhid (parimad Au, Ag, Cu, Al). · Käega katsudes külmad. · Sulamistemperatuurid on väga erinevad (Hg -39 oC, W 3422 oC).
valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Materjali kasutusomadusi iseloomustavad talitluslikud omadused. Füüsikalised Mehaanili Tehnoloogilised Kasutusomadused sed omadused omadused omadused Tihedus Tugevus Valatavus Korrosioonikindlus Sulamistemperat. Kõvadus Survetöödeldavus Kulumiskindlus Soojuspaisumine Sitkus Lõiketöödeldavus Pinnaomadused Soojusjuhtivus Haprus Termotöödeldavus Tulekindlus Elektrijuhtivus Plastsus Keevitatavus Soojuspüsivus Magnetism Elastsus Joodetavus Ohutus
Eksamiküsimused aines „Tehnomaterjalid“ 1. Millised on materjalide füüsikalised omadused? Tihedus Sulamistemperatuur Soojuspaisumine Soojusjuhtivus Elektrijuhtivus Magnetilisus 2. Millised on materjalide mehaanilised omadused? Tugevus Kõvadus Sitkus Plastsus 3. Millised on materjalide tehnoloogilised omadused? Valatavus Survetöödeldavus Sepistatavus Termotöödeldavus Keevitatavus Joodetavus 4. Millised on materjalide talitlusomadused? Korrosioonikindlus Kulumiskindlus Pinnaomadused Tulekindlus Soojuspüsivus Ohutus Keskkonnasõbralikkus 5. Millised on materjalide mehaaniliste omaduste määramise meetodid? Tõmbeteim Väsimusteim Löökpaindeteim Kõvaduskatse 6
valmistamise tehnoloogiaga. Materjalide omadused võib grupeerida füüsikalisteks, mehaanilisteks ja tehnoloogilisteks. Materjali kasutusomadusi iseloomustavad talitluslikud omadused. Füüsikalised Mehaanili Tehnoloogilised Kasutusomadused sed omadused omadused omadused Tihedus Tugevus Valatavus Korrosioonikindlus Sulamistemperat. Kõvadus Survetöödeldavus Kulumiskindlus Soojuspaisumine Sitkus Lõiketöödeldavus Pinnaomadused Soojusjuhtivus Haprus Termotöödeldavus Tulekindlus Elektrijuhtivus Plastsus Keevitatavus Soojuspüsivus Magnetism Elastsus Joodetavus Ohutus
Vask 1083 Raud 1539 Soojuspaisumine Soojendamisel keha mõõtmed muutuvad. Harilikult iseloomustatakse soojuspaisumist ruumpaisumis teguriga (vedelikud, gaasid) või joonpaisumis teguriga (tahkised). Soojusjuhtivus Soojusjuhtivus iseloomustab soojuse kandumist ühest osast teise paigalseisvas aines. Elektrijuhtivus Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu. 4.2. Materjalide tehnoloogilised omadused Valatavus Survetöödeldavus Lõiketöödeldavus Termotöödeldavus Keevitatavus Joodetatavus 4.3. Materjalide mehaanilised omadused Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri Kõvadus on materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile. Sitkus on materjali omadus koormamisel taluda (enne purunemist) olulist deformeerimist. Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul
Enamus metalle on raskmetallid. · Sulavus - · Magneetuvus · Elektrijuhtivus 1.2 Metallide keemilised omadused: · Korrosioonikindlus - metalli võime vastu panna niiskusele ja õhuhapnikuga · Happekindlus metalli võime mitte laguneda hapetega kokkupuutumisel · Kuumapüsivus metalli võime kõrgel temperatuuril võimalikult vähe oksüdeeruda 1.3 Metallide tehnoloogilised omadused Omadused võimaldavad metallide töötlemist, mis iganes viisil 1. Valatavus 2. Sepistatavus 3. Keevitatavus 4. Lõigatavus 1.4 Legeerivate elementide tähtsus teraste omadustele: · Cr kroom suurendab terase tugevust, läbikarastatavust ja korrosioonikindlust. · Ni nikkel suurendab terase sitkust, tugevust ja korrosioonikindlust. · Co koobalt suurendab materjali magnetilisi omadusi, terase tugevust ning muudab peenestruktuurilisust.
Pilet 3 Materjalide põhiomadused ja nende uurimine. Tihedus, Sulamistemperatuur, Soojuspaisumine, Elektrijuhtivus, Mehaanilised omadused (tugevus, kõvadus, jäikus, plastsus, sitkus). Materjalide omadused võivad olla füüsikalised(tihedus, sulamistemp.), keemilised (tundlikkus korrosioonile, vastupidavus hapetele/alustele), bioloogilised (vastupidavus mikroorganismidele, mõju inimestele), tehnoloogilised (töödeldavus, nt valatavus, voolavus, metalli sepistamine), mehaanilised (tugevus, kõvadus, elastsus) või ekspluatsiooni omadused (nt kulumiskindlus, külmakindlus, kuumakindlus). Materjali omaduste poolest saab liigitada ka isotroopseid (omadused on ühesugused kõikides ruumi suundades) ja anisotroopseid (omadused on eri suundades erinevad) materjale. Omadusi mõjutavad ka defektid. Omaduste uurimine Kristallvõre tüübi määramine (röntgendifraktsioonanalüüs),
lakkamist Kapillaarkatse 5. Materjalide Kapillaarmeetod põhineb vedeliku võimel imbuda tehnoloogilised kapillaarjõudude toimel materjali omadused defektidesse. See on vanemaid ja lihtsamaid MPK Valatavus, keevitatavus, meetodeid, mis Joodetavus, lubab leida kuni 1 μm läbimõõduga termotöödeldavus, poore või pragusid. lõiketöödeldavus, Selleks kaetakse metalli üks pool survetöödeldavus. kriitvärviga;
Teiselt poolt mangaan, moodustades tsementiidile sarnase karbiidi Mn3C, soodustab valgemalmi teket, vähenevad eeldused vaba grafiidi tekkeks. Siit tulenevalt on Mn-sisaldus vaba grafiidi malmides ~0,5%, valgemalmis 0,5...1,0%. c)Väävel (S) ja fosfor (P) Väävli ja fosfori mõju omadustele on vaadeldud teraste puhul ning see kehtib ka malmide korral. Tavaliselt on aga S- ja P-sisaldus malmides suurem kui terastes. Väävli mõjul halveneb malmi valatavus ning seetõttu on väikevalandite korral väävlisisalduse ülemmääraks 0,08%, suuremate valandite korral lubatakse kuni 0,1...0,12% väävlit. Fosfor on malmides erinevalt terastest vedelvoolavust parandav lisand ning seetõttu lubatakse malmides seda ka rohkem kui terastes (0,1...0,2%). 2)Legeerivad elemendid Mõnevõrra kasutatakse ka malmi legeerimist, kuigi tunduvalt vähemas ulatuses kui terastel. Legeerivateks elementideks malmides on samad elemendid mis terasteski mangaan, räni,
vaba grafiidi tekkele. Teiselt poolt mangaan, moodustades tsementiidile analoogse karbiidi Mn3C, soodustab valgemalmi teket, s.o. vähenevad eeldused vaba grafiidi tekkeks. Siit tulenevalt on Mn-sisaldus vaba grafiidiga malmides ~ 0,5 %, valgemalmis 0,5...1,0 %. Väävel ja fosfor. Väävli ja fosfori mõju omadustele on vaadeldud teraste puhul (p.2.2.1) ning see kehtib ka malmide korral. Tavaliselt on aga S- ja P-sisaldus malmides suurem kui terastes. Väävli mõjul halveneb malmi valatavus ning seetõttu on väikevalandite korral väävlisisalduse ülemmääraks 0,08 %, suuremate valandite korral lubatakse kuni 0,1...0,12 % väävlit. Fosfor on malmides erinevalt terastest vedelvoolavust parandav lisand ning seetõttu lubatakse malmides teda ka rohkem kui terastes (0,1...0,2 %). Legeerivad lisandid malmis. Mõnevõrra kasutatakse ka malmi legeerimist, kuigi tunduvalt vähemas ulatuses kui terastel. Legeerivateks elementideks malmides on samad elemendid, mis terasteski, n.o
elektrijuhtivus/takistus, magneetilised. Keemilised omadused e korrutsioonikindlus- happekindlus, alustekindlus, temperatuurikindlus ja ka sellised parameetrid nagu viskoossus, molaarmass, hüdroskoopsus jms. Mehaanilised omadused- materjali vastupanu deformeerimisel ja purunemisel iseloomustavad materjalide mehaanilised omadused nagu: tugevus, kõvadus, plastus, sitkus, elastsus. Tehnoloogilised omadused- määratud sellisete parameetritega nagu valatavus, joodetavus, keevitatavus, töödeldavus. Eksplutatsiooni omadused- kulumiskondlus ning vastupanu väsimusele. 6. GARANTII JA PRETENSIOONI ESITAMISE ÕIGUS Kaupade ostmisel ja müümisel on väga oluline teha vahet pretensiooni esitamise õiguse ja müügigarantii vahel. Tootele või teenusele garantii andmine on ettevõtjatele vabatahtlik, kohustuslik on järgimiseks aga tarbijatele seadusega määratud pretensiooni esitamise õigus, mis ei sõltu müüjast. Nimelt ei saa müüjad
11,8 % Ge ja 6,9 % As. Sõlmpunktidevahelise lisandiga püsiv tahke lahus saadakse siis, kui lisandi ja põhimetalli aatomid erinevad suuruselt küllaldaselt. Niisuguseid lahuseid moodustavad tavaliselt vesinik, hapnik, lämmastik ja süsinik. Väikesed aatomid difundeeruvad oluliselt kiiremini kui suured. Näiteks terases süsiniku aatomid difundeeruvad vabalt, kuid suured raua aatomid difundeeruvad ainult vakantside kaudu. Metallide ja sulamite omadused on nende valatavus, survetöötlus(valtsimine, pressimine, stantsimine), keevitatavus, lõigatavus, sepitatavus jpm. Omaduste uurimisel on väga tähtis teada, millised muutused toimuvad metalli kristallvõres, sest näiteks et sepistatud metalli viia tagasi stabiilsesse olekusse, tuleb teda stabiliseerida ehk kuumutada vähemalt sellise temperatuurini, et kristallivõre taastuks ja suureneks plastsus. Kristallvõre tüüp määratakse röntgen- struktuuranalüüsi abli
2.1. Materjalide omadused Materjalide omadused võib jagada kolme gruppi: füüsikalised, mehaanilised ja tehnoloogilised omadused (vt. Tabel 2.1). Materjalide kasutusomadusi iseloomustavad talitlusomadused. Tabel 2.1. Materjalide omadused. Füüsikalised Mehaanilised Tehnoloogilised Talitlusomadused omadused omadused omadused Tihedus Tugevus Valatavus Korrosioonikindlus Sulamistemperatuur Kõvadus Survetöödeldavus Kulumiskindlus Soojuspaisumine Sitkus Lõiketöödeldavus Pinnaomadused Soojusjuhtivus Plastsus Termotöödeldavus Tulekindlus Elektrijuhtivus Keevitatavus Soojuspüsivus Magnetilisus Joodetavus Ohutus
(plaatina, volfram, molübdeen, plii, tina jt.) ning keskmetalle ja -sulameid (tihedus üle 5000 kuid alla 3 10 000 kg/m ). Tehnikas kasutatavaist metallidest kergeimaks on magneesium, raskeimaks aga plaatina. Füüsikalised omadused Mehaanilised Tehnoloogilised Talitlusomadused omadused omadused Tihedus Tugevus Valatavus Korrosioonikindlus Sulamistemperatuur Kõvadus Survetöödeldavus Kulumiskindlus Soojuspaisumine Sitkus Lõiketöödeldavus Pinnaomadused Soojusjuhtivus Plastsus Termotöödeldavus Tulekindlus Elektrijuhtivus Keevitatavus Soojuspüsivus
annaabi.ee 
