1. Konstruktsiooni- ja tööriistaterased
Metalliõpetuse professor Priit Kulu
TTÜ materjalitehnika instituut

2. Konstruktsiooniterased (1)
Liigitus
mittelegeerterased
legeerterased
Mittelegeerterased (C = 0,2...0,65%)
tava(kvaliteet)terased (S ≤ 0,05, P ≤ 0,04%)
kvaliteetterased (S,P ≤ 0,035%)
vääristerased (S, P ≤ 0,025%)
automaaditerased (C = 0,12...0,4%, g 0,2% S)
valuterased (C = 0,15...0,55%)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

3. Konstruktsiooniterased (2)
Legeerkonstruktsiooniterased (C = 0,2...0,7%, kul. terased 0,9...1,3%)
Madallegeerterased (leg. el. g 2,5%)
ehitusterased
külmvormitavad terased
vedruterased (C = 0,5...0,7%, Si = 1...2%)
kuullaagriterased (C ≈ 1%, Cr = 0,5...0,6%)
Kesklegeerterased (leg. el. 2,5...5%)
tsementiiditavad terased
parendatavad terased
nitriiditavad terased
Kõrglegeerterased (leg. el. üle 5%)
roostevabad terased
kuumuskindlad terased
kulumiskindlad terased
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

4. Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (1)
Ehitusterased
Madalsüsinikmadallegeerterased C≤0,22%; 1...2% Si, Mn
Nõuded:
Külmahaprus: madal külmahapruslävi (TKHL, T50)
suur sitkus (h purustustöö KU, KV)
Keevitatavus
CE%=C%+Mn%/6+(Cr%+Mo%+V%)/5+(Ni%+Cu%)/15
CE≤0,40% - rahuldav keevitatavus
CE≥0,40% - erimeetmed: ettekuumutus, madallõõmutus.
Legeerimise põhimõtted: iP,S giTKHL
Üheaegne leg. V,NgTKHL-80°C
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

5. Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (2)
Külmvormitavad kõrgvoolavad terased
Nõuded
Madal voolavuspiir (Rp0,2/Rm = 0,5...0,65)
Suur plastsus (A ≥ 40%)
Legeerimise põhimõtted:
C ja Si%h Rp0,2 gi stantsitavus; Mn%h, Rm, Rp0,2≈const g hea stantsitavus
Eelistatud:
keevterased
kahefaasilised (F % M või B)
(C = 0,06...0,12%, Poolkarastus g Rp0,2/Rm = 0,5) g hea sügavstantsitavus
10% deformatsiooniastme korral Rp0,2/Rm = 0,8...0,9
Ballooniterased
Lihtsurvemahutite terased
Õmblusteta torud
Keevistorud
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

6. Konstruktsiooniterased Madallegeerterased (3)
Vedruterased
Kõrge Re, σR, elastsusmoodul E
C = 0,5...0,7%
Mn-terased (1...2% Mn)
Si-terased (2...3% Si)
Cr-V-terased
TT: K + KeN ( °C) g Troostiitstruktuur
Laagriterased
Suur kõvadus (≥ 62 HRC)
C ≈ 1%; Cr = 0,6...1,5%
Veerevõrud ( HRC), kuulid ( HRC)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

7. Konstruktsiooniterased Kesklegeerterased (1)
Tsementiiditavad
terased (0,1...0,25% C)
Cr-terased
Cr-Mn-terased
Cr-Ni-terased
B-terased
TT: Tsem + K + MN Pind (Cg0,8) – HRC Südamik (C = 0,1...0,25) – HRC
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

8. Konstruktsiooniterased Kesklegeerterased (2)
Parendatavad terased (0,3...0,5% C; 3...5% leg.el.)
Rm g1200 N/mm2; Rp0,2 g 1100 N/mm2; A = %; KUg40J
Nitriiditavad (C-, leg. el. – sama, mis parend. ter.)
Tnitr °C (erinevalt tsem.)
Leg. el. Cr, Mo, Al + N g CrN, MoN, AlN
Kõvadus: Pind – legeerterased HV, mittelegeerterased HV
Südamik HB
D95, mm
T50, °C
I gr – mittelegeerterased 20
II gr – Si-Mn/Cr-terased (~1%)
III gr – Mn-Cr-terased 25
-60
IV gr – Ni-Mo-terased 40
-80
V gr – Ni-rasksul. (W, Mo, V jt.)
100
-100
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

9. Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (1)
Roostevabad terased
Cr-terased C – min (0,08...0,2%) ,1...0,4% – karastuvuse tarvis
Cr = 13, 17 või 27%
Cr-Ni terased C ≤ 0,12%
18% Cr, % Ni, Ti/Nb ≤ 1%
Rm = N/mm2
Rp0,2 = N/mm2
Teradevaheline korrosioon: g Ti, Nb (0,1...0,2%)
g Ci (<0,03%)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

10. Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (2)
Kuumuskindlad terased
Kuumuskindlus = kuumuspüsivus + kuumustugevus
Kuumuspüsivus = tagikindlus
Kuumustugevus: kestustugevus σtT
roometugevus σε/tT
°C - katlaterased ,1...0,15% C, 0,5...1% Mo, W või V
0,5...1% Cr (perliitterased)
2...6% Cr (martensiitterased)
- silkroomid ,5...0,6% C, 1,5...3% Si, % Cr
°C - austeniitterased
% Cr; % Ni
% Cr; g37% Ni + Al, W, Nb, Ti, Mo
üle 700°C - Ni- ja Co-sulamid (supersulamid)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

11. Konstruktsiooniterased Kõrglegeerterased (3)
Kulumiskindlad terased
Nõuded
Suur pinnakõvadus
Legeerimise põhimõtted
läbilegeerimine (ebaefektiivne – 2...3% /Ø100mm)
pindlegeerimine
Mittelegeer- ja legeertööriistaterased (Cr, Mn, W jt.)
Tsementiiditavad terased
Mn-terased (Hadfieldi teras) (1,1...1,3% C, % Mn)
TT: K ( °C) g A-struktuur
Rm= , Rp0,2= N/mm2, A = %, HB
Kalestumine g HRC
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

12. Tööriistaterased (1) Nõuded kõvadus ja kulumiskindlus
tugevus ja sitkus
soojuskindlus
Mittelegeertööriistaterased (C = 0,7...1,3%)
Legeertööriistaterased (C = 0,4...1,6%)
mittesoojuskindlad (g200°C)
poolsoojuskindlad (g °C)
külmstantsiterased
kuumstantsiterased
soojuskindlad terased (g °C)
karbiidse noolutuskõvadusega
intermetalliidse noolutuskõvadusega
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

13. Tööriistaterased (2) Mittesoojuskindlad terased (200...250°C)
Mittelegeertööriistaterased (0,7...1,2% C)
Madallegeerterased (Cr, W, Mn)
Poolsoojuskindlad terased ( °C)
Külmstantsiterased ( °C)
Cr-terased (1,2...2,3% C; 12% Cr + Mo, V)
Struktuur: M % karbiide
C = 0,6...0,7 – tükeldus- ja löökinstrumendid
Kuumstantsiterased
Nõuded:
kuumustugevus
soojuskindlus ja termokindlus
suur läbikarastuvus ja mittekalduvus noolutusrabedusele
väike adhesioon
Terased 0,5...0,6% C g hea sitkuse
1,5...2% Ni, Mo g suure läbikarastuvuse
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

14. Tööriistaterased (3) Soojuskindlad terased (500...750°C)
Karbiidse noolutuskõvadusega ( °C)
Legeerivad elemendid: W (18 või 9% + Mo, V, Co)
HS (P18)
HS (P6M5K5)
TT: K ( °C); 3X N ( °C) gi Ajääk ;
g HRC
Intermetalliidse noolutuskõvadusega ( °C)
Legeerivad elemendid: Co, W, Mo g Co7W6; (Co,Fe)7W6 jt.
(0,1...0,3% C, % Co, % W, ca 7% Mo)
TT: K ( °C) g 68 HRC; N ( °C) g 60 HRC
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

15. Muud tööriistamaterjalid
Kõvasulamid ja kermised
WC-Co, WC-TiC-Co, WC-TiC-TaC-Co (g30% Co, HRA)
TiC-NiMo, TiCN-NiMo (g50% NiMo, HV)
Cr3C2-Ni (g30%Ni, HV)
Tööriistakeraamika
Al2O3, Si3N4, Sialon (2000 ja 1600 HV)
Teemant (C modifikatsioon)
(kõvadus 10 Mohsi skaala järgi)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

16. Eriterased ja -sulamid (1)
Magnetterased
Pehmemagnetmaterjalid
puhas Fe (C < 0,05%)
elektrotehniline teras (1...4% Si)
Kõvamagnetmaterjalid
suure C-sisaldusega mittelegeertööriistaterased (1,1...1,3% C)
kroomterased (ca 1% C; 1,5...3% Cr)
koobaltterased (ca 1% C; 1,5...3% Cr; % Co)
Fe-Ni-Al-sulamid (alniko) ( % Al; % Ni)
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu

17. Eriterased ja -sulamid (2)
Krüoterased
Nõuded
madal külmahapruslävi TKHL
Terased tööks
kuni –60°C (mittelegeer- ja madallegeerkvaliteetterased)
kuni –100°C – väikese C-sisaldusega Ni-terased – 2...5% Ni + Cr, V, Ti
kuni –190°C (vedela N2 kasutamisel) – austeniitsed roostevabad terased)
alla –190°C (vedela H2, O2 kasutamisel) – kõrglegeeritud korrosioonikindlad terased – Cr > 10%; Ni > 20%
Rauasüsinikusulamid
Priit Kulu