KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Tsementiit Fe 3 C on ebastabiilne ühend ja võib laguneda mitmekordsel kuumutamise ja jahutamisel
ferriidiks ning grafiidiks:
Fe 3 C → 3Fe( α)
+ C(grafiit)
Grafiidi tekkimist saab reguleerida lisandite ja jahutamise kiirusega. Grafitiseerumist soodustab Si
sisaldus ja aeglane jahutamine. Enamik valumalme sisaldab süsinikku grafiidi kujul.
Tähtsamad malmi liigid on valge malm, hall malm, tempermalm ja ülitugev malm.
Erinevate malmi liikide saamise tehnoloogiad on esitatud joonisel 7-2.
Kõige enamkasutatavam ja odavam on hall malm, mis saadakse mitte väga kiirel jahutamisel. Grafiit
sadeneb seal välja lamellide (liistakute) kujul G f . Sisaldab räni 1 – 3%. Ta ei ole eriti tugev ja on
väga rabe. Survetugevus on parem kui tõmbetugevus. Head omadused – summutab vibratsiooni ja
hõõrdetugevus suur, valamistemperatuuril hea voolavus. Kasutatakse näiteks sisepõlemismootorite
plokkide, silindrite, kolbide jm valmistamiseks.
Kiirel jahutamisel saadakse valge malm, kuna C ei jõua välja sadeneda grafiidi kujul, vaid tekib
tsementiit Fe 3 C, küll peamiselt pinnal. Valge malm on väga kõva ja rabe. Kasutatakse näiteks
kuullaagrite ja kuulveskite kuulide valmistamiseks.
Kui valget malmi lõõmutada, sadeneb C välja helvestena G r ja malm muutub plastilisemaks. Sellist
malmi nimetatakse tempermalmiks. Sobib hästi sepistamiseks
Kui sulametalli lisada enne valamist veidi Mg ja/või Ce, sadeneb C välja kerajate moodustistena G n
(struktuurilt sarnane tempermalmile). Tekib ülitugev malm, mis on ka piisavalt plasiline.
Tõmbetugevuselt ja plastilisuselt lähedane terasele, kuid odavam. Kasutatakse näiteks mootorite
klappide, pumpade korpuste, hammasrataste jm valmistamiseks.
7.1.3 Muud raua sulamid
Peale terase ja malmi kasutatakse ka teisi sulameid, kus raud on enamuskomponent. Näiteks Fe ja Ni
sulamid (permalloidid) on magnetmaterjalid. Fe, Al ja Si sulamid (alsiferid) on suure takistusega,
kasutatakse küttelementide valmistamiseks.
7.2 Vask ja tema sulamid
Puhas vask on suure elektri- ja soojusjuhtivusega, kuid samal ajal väga pehme ja plastiline
(tõmbetugevus 220 MPa). Puhast vaske saab elektrolüüsi teel. Väga hästi külmalt töödeldav ja
korrosioonikindel. Puhtal kujul kasutamist takistabki pehmus. Termilise töötlemisega mehaanilisi
omadusi ei saa parandada. Seda saab teha külmtöötlemisega ja lisandite sisseviimisega (sulamid).
Sulamitest on tähtsaim valgevask ehk messing. Tavaline koostis on 70% Cu ja 30% Zn. Nagu
diagrammilt (joon 6-12) näha, esineb tahke lahus α, mis on TTK võrega. α-messing on mehaaniliselt
tunduvalt tugevam, kuid ikkagi üsna plastiline ja hästi külmalt deformeeritav.
Kui sulam sisaldab Zn üle 35%, tekib ka β’ faas, mis on RTK võrega ja mehaaniliselt veelgi
tugevam ja kõvem, kuid vähem plastiline. Mehaaniline töötlemine detailideks toimub kuumalt.
Sobib ka detailide valuks.
Tähtsuselt teised vase sulamid on pronksid. Pronksid on Cu sulamid peamiselt tinaga (Sn), aga ka
selliste elementidega nagu Al, Si, Ni, Be, P.
29