KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

Pronksid on palju tugevamad ja elastsed, korrosioonikindlamad.
Eriti tugev on berülliumpronks (1,9% Be) – tõmbetugevus > 1100 MPa (terasest tugevam).
Seejuures väga suure elektrijuhtivusega, kulumiskindlusega ja külmalt töödeldavusega. Kasutatakse
näiteks elektrit juhtivate vedrude valmistamiseks.
Pronkside suur tugevus on tingitud lisandite pretsipitaatide (väljasadenenud kogumid) tekkest.
Tähtsad on veel Cu sulamid nikliga, näit konstantaan – suure takistusega. Kasutatakse reostaatide
valmistamiseks ja termopaarides (Cu – konstantaan termopaar).
7.3 Alumiinium ja tema sulamid
Al on väga väikese tihedusega (kerge) metall – ρ = 2,7 g/cm 3 (terasel 7,9). Ta on hea elektri- ja
soojusjuhtivusega (halvem kui Cu), suure soojusmahtuvusega väga pehme metall (tõmbetugevus 50
MPa). Ta on aktiivne metall, oksüdeerub intensiivselt õhu käes juba toatemperatuuril, kuid tekkiv
Al 2 O 3 on väga tihe ja kaitseb edasise oksüdeerumise eest. Oksiidikihi paksust saab suurendada
elektrolüüsi teel, kus Al on anoodiks ja oksüdeerub. Sellist Al nimetatakse anodeeritud
alumiiniumiks (veidi kollaka värvusega) ja teda kasutatakse küllalt palju ehitusmaterjalina. Kuna
väga plastiline, siis saab valmistada väga õhukest kilet – fooliumi. Omab TTK võret. Tema
kasutamist piirab suhteliselt madal sulamistemperatuur – 660 o C.
Al mehaanilist tugevust saab suurendada külmtöötlemisega ja sulamite kasutamisega. Sulamid
sisaldavad peamiselt Cu, aga ka Mg, Si, Mn, Zn, Cr.
Al sulamite tugevus saavutatakse pretsipitaatide tekitamisega. Pretsipitaadid on väikesed uue
väljasadeneva faasi alged tahkes lahuses.
Vaatleme faasidiagrammi Al – Cu (joon 7-3). Väikestal Cu kontsentratsioonidel tekib tahke lahus α,
suurematel kontsentratsioonidel α ja Θ mehaaniline segu (Θ – ühend CuAl 2 ). Sulamit, mis sisaldab
Cu umbes 4% kuumutatakse temperatuuril T 1 (tekib α) ja jahutatakse siis temperatuurini T 2 , kus
hoitakse teatud aeg. Tekkivad Θ-faasi osakesed annavad suure tugevuse, kuna ühendis on Cu ja Al
vaheline kaugus väiksem, kui Al vaheline kaugus metallis. See tekitab Θ-faasi osakestes
kokkutõmbejõu. Seejuures on oluline temperatuuril T 2 hoidmise aeg. Joonisel 7-4 on näidatud, et
suurim tugevus tekib kindla suurusega pretsipitaatide tekkimisel.
Cu lisamine Al-le 0,12% suurendab tema tõmbetugevust ligi 2 korda (90 MPa). Selliseid Al
sulameid kasutatakse väga laialdaselt toidunõudena, kemikaalide säilitusanumatena,
soojusvahetajatena, reflektoritena.
Eriti tugevad on kaks Al sulamit:
1) Al + 4,4% Cu + 1,5% Mg + 0,6% Mn – tõmbetugevus 470 MPa
2) Al + 1,6% Cu + 2,5% Mg + 5,6% Zn + 0,23% Cr – tõmbetugevus 570 MPa.
Neid sulameid kasutatakse lennuki- ja autotööstuses.
Väljatöötamisel on uued Al ja Li sulamid, mis on tugevad ja töötavad hästi ülimadalatel
temperatuuridel. Kasutusalad: kosmosetehnika, krüotehnika. Kallid, kuna nõuavad eritehnoloogiaid
Li suure keemilise aktiivsuse tõttu.
30