Vask ja vasesulamid (1)

Vask ja vasesulamid

Vask
Vask on ьks vanimaid inimkonnale teadaolevaid metalle , mis sulameina (koos tinaga pronksidena) on olnud kasutusel enam kui 5000 aastat. Tдna­pдeval on palju vдga kasulikke vasesulameid, kuid metalli kхrgest hinnast tingituna on need paljudel juhtudel asendumas odavamate materjalidega nagu alumiinium ja plastid.
Pхhilised vasemaagid on kompleksmaagid vask- ja raudsulfiitidest. Vase tootmine neist toimub sulatusmetallurgia (pьrometallurgia) ja elektro­metallurgia meetoditega. Sulatuse teel saadakse toorvaske, mis sisaldab 98,5…99,5% Cu ja lisandeina rauda, vддvlit, hapnikku jt. Toorvask rafineeritakse elektrolььtiliselt, mille tulemusena saadakse puhas elektrol ььtiline vask e. katoodvask vasesisaldusega 99,2…99,7%.
Lххmutatud vase elektrijuhtivus (1/) tempe­ra­tuuril 20 °C on 58 mm2/m, mis on vхetud elektrijuhtivuse standardvддrtuseks ja vхrdub 100%-ga IACS jдrgi (International Annealed Copper Standard).
Puhta vase nagu alumiiniumigi mehaanilised oma­dused sхltuvad suuresti kьlmdeformeerimisest ja kalestumisest ning metalli jдrgnevast lххmuta­mi­sest. Lххmutamisel vдheneb tхmbetugevus, suure­nevad plastsusnдitajad, aga mдrgatavalt ka tera suurus. Puhta vase kasutusaladeks elektrotehnikas on igasugused elektrimдhised ja -juhtmed, arhi­tek­tuuris pindade katmine , koduses majapidamises , toiduainete- ja keemiatццstuses mitmesuguste nхude ja mahutite valmistamine, soojusvahetid jm.
Vaske legeeritakse mitmesuguste elemen­ti­dega, saades erisulameid, millistest peamised on:

• vasetsingisulamid e. messingid (tuntud ka kui valge­vased),
  
• vasetina-, vasealumiiniumi- jt. sulamid e. pronksid ,
  
• vaseniklisulamid .
  

Messingid
Kuna vask annab tsingiga tardlahuse tsingi lahus­tu­vusega kuni 39%, on messingid plastsed ja sobivad kьlmsurvetццtluseks. Suurema Zn-sisaldusega sula­mid on samuti survetццdeldavad, ent seda kхrge­matel temperatuuridel . Nad on reeglina ka valatavad.
Tsingi lisamine vasele soodustab sulami tuge­vuse suurenemist eelkхige tдnu tsingi lahustumisele vases; samuti suureneb ka plastsus, mis on eba­harilik. Suure plastsusega sulamina on tuntud 30% Zn-sisaldusega messing , nn hьlsimessing. Defor­mee­ritavate messingite Zn-sisaldus piirdub tavaliselt 35%-ga. Edasine Zn-sisalduse tхus toob kaasa messingi plastsuse vдhenemise, kuna struktuuris moodus­tub vдga kхva ja habras faas.
Pronksid
Pхhilisandi jдrgi eristatakse tinapronkse, alumiinium­pronkse, rдnipronkse, berьlliumpronkse jt.
Tinapronkside Sn-sisaldus ei ьleta 20%, sest vastasel korral tuleksid struktuuri haprad faasid. Valusulameis tuleb struktuuri mхningal mддral habras faas siiski juba alates 5% Sn-sisaldusest. Selli­ne valamisel tekkiv struktuur sobib laagri­materjalile. Kahefaasiline struktuur on neile sobiv, kuna ьhelt poolt tagab laagri hea sissetццtavuse ja vastupanu lццkidele ja teiselt – vдga kхvad ja haprad osakesed kannavad koormust ja tagavad hea kulumiskindluse. Sulami keemilise koostise ebaьhtlus – likvatsioon – on kхrvaldatav pikaajalise lххmutamisega. Survetццdeldavate sulamite Sn-sisaldus tavaliselt ei ьleta 7%. Neid sulameid kasu­tatakse mitterauasulameist vedrude, mьntide ja dekoratiivse pronkspleki valmistamiseks. Fosforit sisal­davaid suurema tugevusega tinapronkse nime­tatakse ka fosforpronksideks.
Alumiiniumpronkside omadused on analoog­sed tinapronkside omadega. Need sulamid on eelkхige ьhefaasilised ja hea kьlmsurvetццdelda­vu­sega, kusjuures kahefaasilisi sulameid kasutatakse eelkхige valatult vхi kuumsurvetццdeldult. Alumii­nium­ pronkside peamisteks omadusteks on suure­pдrane korroskoonikindlus, sealhulgas ka merelistes tingimustes. Neid kasutatakse pleki , soojusvahetite torustiku jms. valmistamiseks.
Vaseniklisulamid
Vaseniklisulamid on tugevad ja plastsed ning suurepдrase korrosioonikindlusega ja heade elektri­liste omadustega.
Cu-Ni-sulamite joonpaisumistegur Ni-sisaldu­sel 40…50% on nullilдhedane, samas elektrieri­takistus aga maksimaalne. Vдga vдike joonpaisu­mis­tegur peaegu ei muutu kuni temperatuurini 500 °C, mistхttu konstantaanina tuntud Cu-Ni-sula­mit (55% Cu, 45% Ni) kasutatakse elektri- ja tдppis­seadmeis, kus esinevad suured temperatuuri­kхiku­mised.
Korrosioonikindlad vaseniklisulamid sisalda­vad ca 30% Ni ja vдhesel mддral Fe ning Mn, mis­tхttu nad on pьsivad merevees .
Vaseniklisulam CuNi25 on tuntud mьndi­metallina – mьndimelhiorina. Teisteks nimetatud vase­niklisulami kasutusvaldkondadeks on soojus ­vahetid jms. Tsingi lisamisel Cu-Ni-sulamitesse saadakse sulam (45…75% Cu, 10…20% Ni, 20…35% Zn), mis on tuntud uushхbedana e. alpakana. Uushхbe on vдga plastne sulam, mille pхhiline kasutusvaldkond on juveelitццstus
Niklisulamid
Kuigi niklil on suurepдrane korrosioonikindlus , on see veelgi parem vase, kroomi vхi molьbdeeniga legeeritud niklisulamitel. Parima korrosioonikindlu­sega on Ni-Cu-sulamitest tuntud monelmetall, milles nikli ja vase vahekord on 2:1. Monelmetalli head omadused ilmnevad eriti merevees. Lisaks korro­sioonikindlusele iseloomustab monelmetalli ka hea tugevus ja sitkus, need sдilivad laias temperatuuri­vahemikus: ta ei muutu hapraks madalatel tempe­ratuuridel ja tugevusomadused sдilivad ka suhte­liselt kхrgetel temperatuuridel (kхrgematel kui messingitel).
Ni-Cr-sulamid on tuntud eelkхige kuumus­pьsi­vate materjalidena, mida suure elektrieri­takistuse tхttu kasutatakse palju kьtteelementides. Nikroomina tuntud materjalid sisaldavad 80…60% Ni ja vastavalt 20…40% Cr. Co, Ti ja Al-ga tдien­davalt legeeritud Ni-Cr-sulamid on tuntud nimonik­kidena, mida kasutatakse kuumustugevate sula­mitena gaasitrubiinide ja muude kхrgel temperatuuril tццtavate masinaosade materjalina. Eriti kuumus­pьsivad ja kuumustugevad Ni-sulamid on lisaks kroomile legeeritud rauaga, mis on tuntud inkonelli ja inkolloina. Samasse gruppi kuuluvad ka lisaks rauale molьbdeeniga legeeritud Ni-sulamid, mida nimetatakse hastelloidideks.