MITTERAUDMETALLID JA MITTERAUASULAMID

1
MITTERAUDMETALLID JA MITTERAUASULAMID
2
Värvilismetallid ja -sulamid
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Al, Cu, Zn, Mg, Ti, Ni, Co, W, V
• ja nende sulamid kõik metallid peale Fe ja
• selle sulamite (mustmetallide).

3
Liigitus (1)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• tiheduse järgi
• kergmetallid ja sulamid
• ? lt 5000 kg/m3 (Mg, Al, Ti)
• keskmetallid ja -sulamid
• ? 5000...10000 kg/m3 (Sn, Zn, Sb, Cr, Ni, Mn,
  Fe, Cu)
• raskmetallid ja -sulamid
• ? ? 10000 kg/m3 (Pb, Ag, Au, Ta, W, Mo)

4
Liigitus (2)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• b) sulamistemperatuuri järgi
• kergsulavad Tsul lt TsulPb 327 C
• (Sn, Pb, Bi)
• kesksulavad Tsul 3271539 C
• (Al, Mg, Mn, Cu, Ni, Co, Ag, Au)
• rasksulavad Tsul ? TsulFe 1539 C

Element Ti Cr V Nb Mo Ta W
Tsul, C 1660 1875 1900 2415 2610 2996 3410
5
Liigitus (3)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• c) muudest omadustest lähtudes
• väärismetallid (Pt, Pd, Ag, Au)
• haruldased metallid (Li, Be, Ti, Ga)
• leelismetallid (Li, Na, K)
• d) toodete valmistamisviisi järgi (liigituse alus
  FD)
• deformeeritavad
• valusulamid

6
Liigitus (4)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• e) termotöötluse järgi
• TT lõõmutamine, karastamine, vanandamine

7
Alumiinium ja alumiiniumsulamid
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID
Puhas Al Al-sulamid
Pulberalumiinium
Deformeeritavad Valusulamid
sulamid Termo-
Mittetermo- Termo- Mittetermo-
töödeldavad töödeldavad töödeldavad
töödeldavad
8
Puhas Al
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• - rafineerimata (99,599,8 Al)
• - rafineeritud (kuni 99,9 Al)
• Al 99,9 Rm 70135 N/mm2
• Al tugevnemine külmdeformeerimisel
• 
  Al oleku tähistus
• 
  O lõõmutatud
• 
  H kalestatud
• 
  (kõvenemisaste H1-H9)
• 
  W karastatud
• 
  T karastatud ja
• 
  vanandatud (T1-T9)

9
Alumiiniumisulamid (1)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID
Al-sulamite termotöötlus (1)

• Termotöötlus määratud joonega ABC
• kuni punktini B Tkar üle joone AB,
• üle punkti B alla joone BC.

10
Alumiiniumisulamid
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Al-sulamite termotöötlus (2)
• Karastamine ? vette ? a-struktuuri Rm, Rp0,2 ?
  A, Z ?
• Vanandamine loomulik vanandamine
  (20 C)
• kunstlik
  vanandamine
• madal (100150 C)
  kõrge (200250 C)
• (Rp0,2/Rm 0,60,7)
  (Rp0,2/Rm 0,90,95)
• Lõõmutamine
• ? rekristalliseeriv (300500 C) ? tera
  peenendamiseks
• ? homogeniseeriv (450520 C) ? dendriitse
  likvatsiooni kõrvaldamiseks

11
Alumiiniumsulamid (2)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Deformeeritavad sulamid
• deformeeritavad ja termotöödeldavad
• 
  Lahustuvus
• Al-Cu-Mg-sulamid (duralumiinium)
  Cu ? 5,7
• Al-Cu-Mg-Si-sulamid (sepistatavad) Mg
  ? 14,9
• Al-Mg-Si-sulamid (korrosioonikindlus)
• Al-Zn-Mg-Cu-sulamid (kõrgtugevad)
• Al-Cu-Mg-Ni-Fe-sulamid (kuumustugevad)
• Rm ? 500 N/mm2 Rp0,2 ? 390 N/mm2 A ? 25

12
Duralumiiniumi vanandamine
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Duralumiiniumi vananemiskõverad

13
Alumiiniumsulamid (3)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• deformeeritavad ja mittetermotöödeldavad
• Al-Mn-sulamid
  12 Mn
• Al-Mg-sulamid (magnaalium) 25 Mg
• Rm ? 300 N/mm2 Rp0,2 ? 150 N/mm2 A ? 25
• laagrisulamid (mono- ja bimetalsete laagriliudade
  valmistamiseks)
• Al-Sn Al-Ni Al-Cu-Sb Tüüpiline
  laagrimaterjali struktuur

14
Alumiiniumsulamid (4)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Valusulamid (1)
• Al-Si-sulamid (silumiinid)
• keskm. Rm
• Mootoriplokid, plokikaaned
• Rm ? 250 N/mm2
• A ? 17

15
Alumiiniumsulamid (5)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID
Valusulamid (2)
1) Al-Cu-sulamid Rm ? kui I rühmal ? kuumustugev Plokikaaned, aparaadikered
2) Al-Si-Cu-sulamid Rm ? kui I rühmal ? kuumustugev ? 350 C
3) Al-Mg-sulamid (magnaalium) Rm, A hea korr. kindlus ? valatavus ? 100 C
4) Al-muud lisandid kuumustugev ? 350 C lennukimootori det-d
Rm ? 340 N/mm2 A ? 8 (sõltuvalt valuviisist)
16
Vask ja vasesulamid
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Puhas Cu
  Cu-sulamid
• Messingid
  Pronksid Vaseniklisulamid
• Deformeeritavad Valusulamid
  Deformeeritavad Valusulamid
• sulamid
  sulamid

17
Puhas Cu (1)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Lõõmutatud Cu (99,85 Cu) Rm ? 250 N/mm2
• Elektrijuhtivus 1/? 58 Omm2/m 100 IACS
• Cu tugevnemine külmdeformeerimisel
• 
  Cu oleku tähistus
• 
  A katkevenivus (nt A007)
• 
  B vedru paindepiir (nt B410)
• 
  G tera suurus (nt G020)
• 
  H HB või HV (nt H150)
• 
  R tõmbetugevus (nt R500)
• 
  Y tinglik voolavuspiir (nt Y460)

18
Puhas Cu (2)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Cu omaduste muutus rekristalliseerival
  lõõmutamisel

19
Vasesulamid (1)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Cu-Zn-sulamid - messingid
  
• a-messing (? 30 Zn)
• aß-messing ( 40 Zn)
• ß-messing
• Rm ? 700 N/mm2 (kalestatud)

20
Vasesulamid (2)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Zn mõju messingi omadustele Pb mõju
  messingi
• 
  lõiketöödeldavusele

Automaadimessing 100 40 Zn, 2 Pb

21
Vasesulamid (3)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Cu-ülejäänud elemendid - pronksid
• 
  Lahustuvus
• Cu-Sn (tinapronksid) ? 15,8
  Sn (520)
• Cu-Sn-P (fosforpronksid) ? 0,1P
• Cu-Pb (pliipronksid) ? 20
  Pb
• Cu-Al (alumiiniumpronksid) ? 9,8 Al
  (10 Al)
• Rm ? 700 N/mm2
• Cu-Si (ränipronksid) ? 5,3
  Si (3 Si)
• Cu-Be (berülliumpronks) vedrupronks
• Rm ? 1400 N/mm2 (K V)

22
Vasesulamid (4)
MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID

• Vaseniklisulamid (? 50 Ni)
• jääv joonpaisumine
• (konstantaan) 45 Ni
• korrosioonikindlad
• (NiFeMn) 30 Ni
• Cu - 25 Ni (mündimelhior)
• Cu - 10-20 Ni 20-35 Zn
• (uushõbe)