MITTERAUDMETALLID JA MITTERAUASULAMID

Värvilismetallid ja -sulamid MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Värvilismetallid ja -sulamid Al, Cu, Zn, Mg, Ti, Ni, Co, W, V … ja nende sulamid – kõik metallid peale Fe ja selle sulamite (mustmetallide).

ρ = 5000...10000 kg/m3 (Sn, Zn, Sb, Cr, Ni, Mn, Fe, Cu) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Liigitus (1) tiheduse järgi: kergmetallid ja –sulamid ρ < 5000 kg/m3 (Mg, Al, Ti) keskmetallid ja -sulamid ρ = 5000...10000 kg/m3 (Sn, Zn, Sb, Cr, Ni, Mn, Fe, Cu) raskmetallid ja -sulamid ρ  10000 kg/m3 (Pb, Ag, Au, Ta, W, Mo)

Liigitus (2) b) sulamistemperatuuri järgi: MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Liigitus (2) b) sulamistemperatuuri järgi: kergsulavad Tsul < TsulPb = 327 °C (Sn, Pb, Bi) kesksulavad Tsul = 327…1539 °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

Liigitus (3) c) muudest omadustest lähtudes: MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Liigitus (3) 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

Liigitus (4) e) termotöötluse järgi: MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Liigitus (4) e) termotöötluse järgi: TT: lõõmutamine, karastamine, vanandamine

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

Puhas Al - rafineerimata (99,5…99,8% Al) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Puhas Al - rafineerimata (99,5…99,8% Al) - rafineeritud (kuni 99,9% Al) Al 99,9% Rm = 70…135 N/mm2 Al tugevnemine külmdeformeerimisel Al oleku tähistus O – lõõmutatud H – kalestatud (kõvenemisaste H1-H9) W – karastatud T – karastatud ja vanandatud (T1-T9)

Alumiiniumisulamid (1) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Alumiiniumisulamid (1) Al-sulamite termotöötlus (1) Termotöötlus määratud joonega ABC: kuni punktini B – Tkar üle joone AB, üle punkti B – alla joone BC.

Alumiiniumisulamid Al-sulamite termotöötlus (2) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Alumiiniumisulamid Al-sulamite termotöötlus (2) Karastamine → vette → α-struktuuri Rm, Rp0,2 ↓; A, Z ↑ Vanandamine: loomulik vanandamine (20 °C) kunstlik vanandamine madal (100…150 °C) kõrge (200…250 °C) (Rp0,2/Rm = 0,6…0,7) (Rp0,2/Rm = 0,9…0,95) Lõõmutamine: → rekristalliseeriv (300…500 °C) → tera peenendamiseks → homogeniseeriv (450…520 °C) → dendriitse likvatsiooni kõrvaldamiseks

Alumiiniumsulamid (2) Deformeeritavad sulamid MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Alumiiniumsulamid (2) 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%

Duralumiiniumi vanandamine MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Duralumiiniumi vanandamine Duralumiiniumi vananemiskõverad

Alumiiniumsulamid (3) deformeeritavad ja mittetermotöödeldavad MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Alumiiniumsulamid (3) deformeeritavad ja mittetermotöödeldavad Al-Mn-sulamid 1…2% Mn Al-Mg-sulamid (magnaalium) 2…5% 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

Alumiiniumsulamid (4) Valusulamid (1) Al-Si-sulamid (silumiinid) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Alumiiniumsulamid (4) Valusulamid (1) Al-Si-sulamid (silumiinid) keskm. Rm Mootoriplokid, plokikaaned Rm → 250 N/mm2; A → 1…7%

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

Vask ja vasesulamid MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Puhas Cu Cu-sulamid Messingid Pronksid Vaseniklisulamid Deformeeritavad Valusulamid Deformeeritavad Valusulamid sulamid sulamid

Puhas Cu (1) Lõõmutatud Cu (99,85% Cu); Rm → 250 N/mm2 MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Puhas Cu (1) Lõõmutatud Cu (99,85% Cu); Rm → 250 N/mm2 Elektrijuhtivus 1/ρ = 58 Ω·mm2/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)

Puhas Cu (2) Cu omaduste muutus rekristalliseerival lõõmutamisel MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Puhas Cu (2) Cu omaduste muutus rekristalliseerival lõõmutamisel

Vasesulamid (1) Cu-Zn-sulamid - messingid α-messing (→ 30% Zn) MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Vasesulamid (1) Cu-Zn-sulamid - messingid α-messing (→ 30% Zn) α+β-messing (~ 40% Zn) β-messing Rm → 700 N/mm2 (kalestatud)

Vasesulamid (2) Zn mõju messingi omadustele Pb mõju messingi MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Vasesulamid (2) Zn mõju messingi omadustele Pb mõju messingi lõiketöödeldavusele Automaadimessing – 100% 40% Zn, 2% Pb

Vasesulamid (3) Cu-ülejäänud elemendid - pronksid Lahustuvus MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Vasesulamid (3) Cu-ülejäänud elemendid - pronksid Lahustuvus Cu-Sn (tinapronksid) → 15,8% Sn (5…20%) Cu-Sn-P (fosforpronksid) → 0,1%P 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)

Vasesulamid (4) Vaseniklisulamid (→ 50% Ni) jääv joonpaisumine MITTERAUDMETALLID JA -SULAMID Vasesulamid (4) Vaseniklisulamid (→ 50% Ni) jääv joonpaisumine (konstantaan) – 45% Ni korrosioonikindlad (Ni+Fe+Mn) – 30% Ni Cu - 25% Ni (mündimelhior) Cu - 10-20% Ni + 20-35% Zn (uushõbe)