Inžinerinės medžiagos

INŽINERINIŲ MEDŽ. KLASIFIKACIJA.Inžinerinės medžiagos yra skirstomos: 1. Metalai ir jų lidiniai 2.Kompozicinės medžiagos 3.Miltelinės medž. 4.Plastmasės 5.Guma 6.Stiklas 7.Mediena 8.Dažai ir lakai 9.Klijai .Mašinų gamyboje pagrindinė konstrukcinė medž. – metalai ir jų lidiniai.Būdingos savybės kurios išskiria metalus iš kitų medž.-elektrinis ir šiluminis laidumas, lūžio blizgesys, kristalinė sandara ir elektros varžos augimas didėjant temperatūrai. Pramonėje dažniausei naudojami geležies lydiniai- plienas ir ketus, rečiau spalvotujų metalų: aliuminio, vario, magnio, titano, cinko, švino, alavo lydiniai. Kompozicinės medž., tai dviejų ar daugiau chemiškai skirtingų medž. kompozicija, tuurinti ryškų skiriamajį paviršių. Jų savybės žymiai skiriasi nuo jas sudarančių komponentų savybių. Jas sudaro 2 dalys: 1.Armuojanti medž. 2.Pagrindinė rišamoji medž.- matrica. Armuojančia dalimi gali būti stiklo, silicio karbido, ar anglies pluoštas, plieninė viela, azbestas, medvilnė ir kt.. Matrica būna iš stiklo, plastmasės, metalų ir jų lydinių, keramikos ir kt. medž.. Miltelinės medž. gaunamos miltelinės metalurgijos būdu. Mltelinė metalurgija susideda iš 3 operacijų: 1.Miltelių gamyba 2.Ruošinio gamyba 3.Ruošinio sukepinimo. Metalų milteliai tai labai smulkios, nuo 0,5-500 mikrono dydžio metalų ir jų oksidų, daalelės. Metalų milteliai yra gaminami mechaniniais, fizikiniais, cheminiais būdais. Ruošinio formavimas dažniausiai atliekamas supresuojant miltelius spec. formuose. Ruošinio sukepinimas yra atliekamas spec. atmosferoje prie temp. lygios T=(0,7-0,9). To pavyzdys gali būti elektros lempučių kaitinimo siūlelis, kuris gaminamas iš supresuoto volframo. To

o siūlelio lydinimosi temp. 3380 laip. C. Medž. kurių pagrindas yra polimerai- plastmasės. Polimerai- stambiamolekuliniai anglies junginei su O, N,Si ir kt.elementais. Guma- tai naturalių ir sintetinių kaučiukų cheminių reakcijų vadinamų vulkanizacija produktas. Pramonėje plačiau naudojamos medž. iš medžio: tašai, faniera, drožlės, pjuvenos, medžio miltai ir kt.. Gaminiai iš stiklo yra gaminami išlydžius susmulkintus įvairių elementų oksidus ir apdirbus gauto stiklo masę. Siklo savybės priklauso nuo jo cheminės sudėties ir terminio apdirbimo pvz.: užgrūdinus paprastą lakštinį stiklą jo atsparumas lenkimui, smūgiui ir statinėms apkrovoms padidėja 5-6 kartus. Stiklas grūdinamas įkaitinant 610-650 laips.C ir greitai bei tolygei aušinant. Lakai- tai skystos kompozicijos kuriais padengus gaminį paviršiūje susidaro plėvelė tvirtai sukibusi su gaminiu. Lakai dažniausei būna skaidrūs. Pridėjus pigmento jis praranda skaidrumą, įgauna spalvą ir vaadinamas dažais. Tiek dažais tiek lakais gaminiai dengiami apsaugineis bei dekoratyvineis tikslais. Klijai- tai klampūs choloidinei tirpalai, kurie sudaro kietą plėvelę tvirtai sukimbančia su klijuojamais gamineis.

DVIKOMPONENCIU LYDINIU KRUVIO DIAGRAMOS: kruvio diagramos parodo kaip vyksta ivairiu sistemos lydiniu kietejimo ir strukturos kitimo procesai. Is ju galima susidaryti tikra vaizda apie atitinkamos sistemos bet kurio lydinio fazes. Turint lydiniu kruvio diagrama galima is anksto prognozuoti apie sistemos lydiniu savybes. Naudojantis lydiniu kruvio diagramomis, lydiniams parenkami terminio apdirbimo, kalumo, suvirinimo rezimai. Kruvio diagramomis yr

ra vadinami grafikai sudaryti temperatures ir koncentracijos asyse. Norint nupaisyti kruvio diagrama reikia tureti kuo daugiau ivairiu koncentraciju lydiniu ausimo kreiviu. Gautu kreiviu kritines temperatures ties atitinkamomis koncentracijomis kaip kritiniai taskai pernesami I temperatures ir koncentracijos asis. Sujungus siuos taskus linijomis ir gaunama duotos lydiniu seimos kruviu diagrama. Panagrinekime lydiniu kruvio diagrama, kada komponentai visiskai tirpsta vienas kitame, skystame buvyje. Praktiskai netirpsta vienas kitame kietame buvyje. Nesudaro cheminiu ir intermetaliniu junginiu, bet tam tikroje koncentracijoje sudaro eutektikas. Tokios sistemos pvz gali buti svino ir stibio lydiniai.Paprastai norint sudaryti diagrama reikai aug ausimo kreiviu. Mes paimsim 6 lydinius su atitinkamais % stibio. Jeigu siuos lydinius islydysime iki visisko islydymo, po to savirasiu pirometru uzrasysime jo ausimo kreives, gausime kreives. Kreiviu perlinkimai arba horizontalus ruozai rodo, kad tolygiai ausinamu lydiniu ausimo greitis sumazejo arba sustojo. Tuose perlinkimuose ir luziuose yra tu lydiniu kritiniai taskai. Kiekviena kreive turi 2 kritinius taskus, tik viena kreive (su 13% stibio) turi 1-a kritini taska. Viena kritini taska tures tures ir grynu metalu (svino ir stibio) ausimo kreives. Pirmasis kritinis taskas rodo stingimo pradzia, antrasis – pabaiga. Lauztine kreive ABC rodo stingimo pradzia (likviduso linija). Virs jos yra vienalytis skystas tirpalas. Zemiau jos pradeda atsirasti svino ir stibio kristalai. DBE rodo stingimo pa
abaiga (soliduso linija). Zemiau jos visi lydiniai yra kietoje busenoje. 3270C pradeda ir baigia kristalizuotis grynasis svinas, o 6300C grynas stibis. Sudarytoji diagrama rodo, kad visi lydiniai pradeda kristalizuotis skirtingose temperaturose, visi baigia kristalizuotis prie 2460C. lydinys su 13% stibio pradeda ir baigia kristalizuotis prie 2460C. Siuo atveju susidaro smulkus svino ir stibio kristalu misinys, kuris vadinamas eutektika. Eutektika turi pacia zemiausia lydimosi temperatura is visu sistemos lydiniu. Lydiniai, kuriuose yra stibio maziau kaip 13% vadinami prieseutektiniais, kur >13% poeutektiniais.

GRAFIKASYra dvi Fe ir C būvio diagramos cementitiniai ir grafitiniai. Kos kairioji vertikalė gryna Fe, dešn. Rodo anglies koncentracija lydinyje. Taške A pradeda ir baigia kristalizuotis gryna Fe, o D-cementitas. Taške K pradeda kristalizuotis ledeburitas. Linijoje AC pradeda kristalizuotis austenitas, CD-CI. ACD yra likviduso linija.Linijoje išskiriantį austenitas suima Fe perteklių. CD-išsiskiriantis cementitas-anglies perteklių. Todel linija ECF pasiekia eutektine koncentraciją ir tirpalas virsta lediburitu. Žem. AC-lediburitas ir austenitas, o zemiau CF yra anksciau issiskyres pirm. Cementitas ir lediburitas. Jeigu lyd. Yra 2,14% C, tai visas skystas tirpalas nespejes įgauti eutektines koncentracijos linijoje AE virsta austenitu. –AESG yra tik austenitas. Linija SE-austenito solvuso linija. Ji rodo C tirpumo kitima kintant temperaturai ir koncentr. Prie kuriu austenitas išlaiko pus. Su cementitu. Žemejant temperaturai si pusiausvyra gali issilaikyti ma

azejant C tirpumui austenite. Pertekline C isstumiama is austenito cementito plokstelemis. Kadangi cementitas issiskiria kietoje busenoje, vad antriniu. AECF yra soliduso linija ir zemiau jos visi virsmai jau vyksta kietojoje busenoje. Taske G vyksta alotropinis virsmas-keiciasi gelezies kristaline gardele, vyksta GS linijoje. Zemiau sios linijos yra austenitas ir susidarantis feritas. Ferite istirpsta labai mazai C, todel siame procese suimama vis alaisva gelezis. Liekantis austenitas iangleja. Atkarpa PS visas likes austenitas pasiekia turedamas eutektoidine koncentracija ir sioje linijoje virsta perlitu, zemiua PS yra feritas ir anskciau susidares perlitas.Eutektoidine koncen. Austenitas igauna ir atkarpoje SK, taip ivyksta delto,kad mazejant c tirpumui austenite susidarantis austenitas krentant T°C sugeria c pertekliu. Todel austenitas suangleja ir igyja eutektoidine koncent. Linijoje SK virsta perlitu. Gryna seutektoidinis veiksmas vyksta tik taske S, kur asutenitas-eutektoidines koncentracijos. Jei lidinyje maziau C, tai GP visas austenitas virsta perlitu. Trikampi GQP tik perlitas. PQ ferito solvuso linija. Ji rodo ribini C tirpuma ferite kint. T., taip pat koncentracijos kuriose feritas islaiko pusiausvyra us cementitu. Zemejant temperaturai si pusiausvyra islaikoma mazejant C tirpumui ferite. C istumiama cementito plokstelemis.ir vadinamas tretiniu cementitu.i desine nuo PQ issiskiria Fe3CIII.ECF vadinama eutektinio virsmo linija nes susidaro lediburitas, o PSK –eutektoidinio, nes susidaro perlitas.

ĮTEMPIMAIPaveikus kūną tam tikra jėga, jame atsiranda įtempimai, kurie paprasčiausiai įtempimo atveju nusakomi kaip veikiančios jėgos ir skerspjūvio ploto santykiu. s=P/F [N/m2] arba [Pa].Įtempimai metale atsiranda netik veikiant išorinėms jėgoms, bet ir kaitinant kūną bei keičiantis kūno vidinei struktūrai. Atomams persislenkant iškreipiamos gardelės ir tarp atomų susidaro papildomi įtempimai, kurie gali išlikti ir nustojus veikti išorinei apkrovai. Tokie įtempimai vadinami liekamaisiais arba vidiniais įtempimais. Įtempimai pagal tūrį kurie pasireiškia skirstomi į 3 grupes:1 eilės įtempimus, kuriuos apima gamą arba didelę jo dalį;2 eilės įtempimai, kurie apima atskirus grūdelius arba jų fragmentą;3 eilės įtempimai, kurie apima kelias elementarias gardeles.Vidiniai įtempimai turi didelę reikšmę metalų savybėms

SUKIETINIMASGrūdelio plastinė deformacija prasideda toje kristalografinėje plokštumoje, kurioje daugiausiai yra atomų ir kur silpniausias pasipriešinimas persislinkimui. Plastinis poslinkis iškreipia taisyklingų aplinkinių tūrių sandarą. Pagal nagrinėjamus kristalinės sandaros netobulumus pasunkėja atomų persislinkimai. Metalas poslinkio srityje sustiprėja. Kitas plastinis poslinkis atsiranda naujoje vietoje ir tik padidėjus pradiniam įtempimui. Todėl vykstant plastinei deformacijai metalas stiprėja. Toks reiškinys vadinamas deformaciniu sustiprėjimu arba sukietinimu. Dažnai labai pageidautina, kad metalą deformuojant pasidarytų kietesnis ir stipresnis.. Tačiau reikia nepamiršti kartu su tuo gali žymiai sumažėti metalų plastiškumas. Plastinio deformavimo metu pasikeičia ir kitas metalų savybes: sumažėja atsparumas korozijai, padidėja varža, keičiasi magnetinės savybės.

ATSISTATYMAS IR REKRISTALIZACIJAPlastinio deformavimo metu metalas pasidaro mažiau stabilus. Stabilumo didėjimas intensyviau gali vykti tik gavus aktyvinės energijos tai yra pakaitinus deformavimo metu sukietintą metalą. Šio proceso metu iš dalies sumažėja stiprumas ir kietumas, kartu šiek tiek padidėja plastiškumas. Kai kurios savybės pavyzdžiui elektros varža atsistato visiškai. Todėl šis reiškinys dažnai vadinamas atsistatymu. Toliau kylant temperatūrai, atomų paslankumas didėja ir dislokacijos intensyviai persitvarko. Vietoje viena kryptimi iškreiptų deformuoto metalo grūdelių atsiranda nauji nukreipti įvairiai įvairiai orientuoti grūdeliai. Šis reiškinys vadinamas rekristalizacija. Rekristalicazija prasideda temperatūroje, kuri apytikriai sudaro 40% metalo lydymosi temperatūros. Trek»0.4Tlyd.Deformuoto metalo atkaitinimas rekristalizuojant vadinamas rekristalizaciniu atkaitinimu.

METALŲ KRISTALIZACIJAMetalų kristalizacija vadinamas metalų augimo proc. Pereinant metalui iš skystos būsenos į kietą. Šio proc. Metu perteklinė laisvoji energija dėl ko kristalizacija vyksta pastovioje temp. Ir aušinimo kreivėje susidaro pastovios temperatūros laiptelis. Toks proc. Vyksta dviem etapais: pirmame atsiranda kietų kristalų užuomazgos, o antrame jos auga prisijungdamos iš skysto lydalo naujus atomus. Abu šie proc. vyksta lygiagrečiai tol, kol visas metalas sukietėja. Daugiausiai metalai gaminami luitais. Luitu vadinama luitadėžėje sukietėjusio metalo masė. Luito sandara priklauso nuo metalo prigimties temperatūros ir aušinimo sąl.(ramaus stingimo plieno luito sandaros pieš.) Supiltas į luitadėžę plienas aušinamas su sienelių. Čia metalas peraušinamas todėl susidaro daug kristalizacijos centrų. Susidaro sluoksnis prie sienelių, kuris susideda iš daugybės smulkių grūdelių. Susidarius šiam pirmajam sluoksniui stingimas sumažėja, nes luitadėžės sienelės sušyla. Susidarius šiai antrąjai zonai šiluma nuvedama jau ne taip kryptingai, todėl luito vidus susidaro iš lygiaašių stambių kristalų. Luito kristalams sukietėjus, išlieka nesukietėję kunai luito viršuje, dažniausiai ši dalis uolėta ir daugiausiai įvairių priemaišų, todėl tolimesniam apdirbimui ji netinkama ir nuo luito pašalinama.

LIKVACIJALikvacija-cheminės sudėties netolygumas kristalo masėje. Kristalizuojantis Fe pirminės dendritų šakos žymiai grynesnės už besikristalizuojančias vėliau. Reiškinys vadinamas DENDRITINĖ LIKVACIJA. Lygiaašiuose kristaluose gali skirtis centrinės ir paviršiaus dalies sudėtis-INTERKRISTALINĖ LIKVACIJA. Tačiau kristalizuojantis daugiau įtakos turi ZONINĖ LIKVACIJA, kada skiriasi atskirų kūnų chem. sudėtis. dėl zoninės likvacijos metalų sąv. gali pablogėti, taip pat jis gali būti netinkamas tolesniai gamybai.Pagr. mechaninės metalų sąv.Mechaninėmis vadinamos tokios metalų sąv., kurios rodo jos sugebėjima priešintis išorinei aplinkai.Įtempimai matuojami MPa. Tempiant plienas išlieka tamprus iki tam tikro tempimo.dT- takumo riba. Toks įtempimas, kurį pasiekus deformacija didėja nedidinant apkrovos. Mech. plieno tempimo diagr.dB –stiprumo riba-didžiausias įtempimas, kurį gali atlaikyti bandinys.Plastinės medžiagų sąv. nusakomos santykiniu pailgėjimu ir santykiniu skerspjūvio susitraukimu. Matuojamas %.Santykinis pailgejimas d=l1-l0/l0×100%Santykinis skerspjūvio susitraukimas f=F0 – F1/F0 ×100%.

KIETUMASkietumu vadinama medžiagų sąv. priešintis plastinėms deformacijoms. Kietumas matuojamas tam tikra jėga įspaudžiant kitą kietą kūną. Metalų kietumas matuojamas trimis būdais: 1. Brinelio HB.1 Į medžiagą spaudžiamas grūdinto plieno rutuliukas kietumas apskaičiuojamas pagal veikiančios jėgos santykį. Žymimas HB. Šiuo būdu matuojamas minkštų metalų kietumas.2. Rokvelo HRC. Į medžiagą spaudžiamas deimantinis kūgis. Kietumas išreiškiamas pagal veikiančios jėg. 2 P ir įspaudo gylio santykį. HRC. -//- kietų kietų met. kietumui nustatyti.3. Vikerso HV. Į medžiagą spaudžiama deimantinė piramidė. Kietumas nustatomas pagal veikiančią jėgą ir įspaudos įstrižaines. Naudojama plonų dangų kietumui nustatyti.

SMŪGINIS TĄSUMAS IR ATSPARUMAS NUOVARGIUISmūginis tąsumas įvertina medžiagos poveikį trapumui.Smūginis tąsumas nustatomas spec. mašinuose smūgiuojantį priešingą įpjovai pusę. Apskaičiuojamas darbas duotąjam skerspjūvio bandynio suardymui. a-[kJ/m²]Skaitinė smūginio atsparumo reikšmė priklauso nuo įpjovos formos. Išpjovos: V, U, _|_. Todėl prie koef. Parodoma kokia įpjova av, au .Jei metalą ilgą laiką veikė cikliškai kintančios ir ypač kintamo ženklo apkrovos, jis gali suirti netgi ir be įtempimo mažesnio už jo tampr. ribą. Šis reiškinys vadinamas metalo nuovargiu. Nuovargis nustatomas spec. bandymais. Nustatomas tokio didžio įtempimas, kurį bandinys atlaiko užduotą ciklų (laiką) skaičių – nuovargio riba.

POLIMORFIZMAS IR IZOTROPIJA.
Polimorfizmu arba alatropija yra vadinama medžiagos sąvybė esant skirtingoms sčlygoms tureti skirtingas kristalines arba amorfines būsenas. Šios būsenos vadinamos modifikacijomis. Pvz. Anglis, kuri turi dvi kristalines modifikacijas (grafitas ir deimantas) ir vieną amorfinę (anglis). Geležis turi dvi modifikacijas: kambario temperatūroje jos gardelė yra KC tipo, kylant temperatūrai ties 911°C Geležies atomai persitvarko į KŠC gardelę. Toliau kaitinant ties 1392°C Geležies atomai vėlgryžta į KC gardelę. Alatropinės atmainos yra ne tik geležyje, bet ir kituose mataluose (Titanas, Manganas, Kobaltas). Temperatūra, kurioje vyksta virsmas iš vienos atmainos į kitą vadinama alatropinio virsmo tempratūra. Atomų tankis kristale įvairiomis kryptimis yra skirtingas todėl skiriasi ir kristalo sąvybės priklausomai nuo krypties. Šis kristalo cheminių ir fizikinių sąvybių nevienodumas vadinamas anizotropija. Visi kristaliniai kūnai pasižymi anizotropiškumu. Amorfiniai kūnai yra izotropiniai, t.y. jų sąvybės nepriklauso nuo krypties.

KRISTALINE METALU SANDARA.Gamtoje visi kieti kunai yra kristalineje arba anorfineje busenoje. Kristalinei kūnai juos kaitinant išlieka kieti iki tamtikros temperaturos, kurioje lydisis. Pradėjus lyditis kūno temperatūros negalime pakelti tol kol visas kūnas pereina į skystą būseną. Todėl kaitinimo kreivėje susidaro pastovios temp. Laiptelis. Ašinant- viskas vyksta atvirkščiai. Amorfiniai kūnai minkštėje dideliametemp. Intervale ir jo kaitinimo kreivėja išskirti negalime. Kristaliniuose kūnuose visi atomai yra išsidėste griežta tvarka. Amorfiniuose- chaotiškai. Visi metalai ir jų lydiniai yra kristaliniai kūnai.

NERIBOTO TIRPUMO LYDINIU KRUVIO DIAGRAMA: tokias diagramas sudaro komponentai, kurie neribotai tirpsta vienas kitame tiek skystame, tiek kietame buvyje ir nesudaro cheminiu ir intermetaliniu junginiu. Tokios sistemos, pvz gali buti vario-nikelio lydiniai. Matome, kad horizontalus ruozai ausimo kreivese yra tik grynuose metaluose, (Cu, Ni), o visi sistemos lydiniai kieteja tempereturu intervale tarp likviduso ir soliduso liniju.

KRISTALINIŲ GARDELIŲ TIPAI.Mažiausias taisiklingas atomų derinys, kuris pasitaiko molekulėje visomis kryptimis- elementari gardelė. Gamtoje pasitaiko 14 kristalinių gardelių tipų, dažniausiai sutinkamos 3: 1)Kubinė ervinė centruota gardelė (KEC). Ją galima įsivaizduoti kaip kuba, kiekvienoje viršūnėje yra po atomą ir dar vienas atomas centre (9 atomai). Šitokia gardelę turi a geležis, volframas, chromas, molibdenas, vanadis, manganas. 2) Kubinė šonuose centruota gardelė (KSC). Ją įsivaizduoti kaip kubą, kurio kiekvienoje viršūnėje po atoma ir dar po atomą visų plokštumų centruose (14 atomų).Gama geležis, švinas, aliuminis, varis ir kt.. 3)Heksonalinė sutankinta gardelė. Ją įsivaizduoti kaip šešekampią prizmę, kiekvienoje viršūnėje po atomą, dar du atomai pagrindų centruose (17 atomų). Magnis, cinkas, a titanas ir kt..

RIBOTO TIRPUMO LYDINIU KRUVIO DIAGRAMA: tokias diagramas sudaro komponentai, kurie neribotai tirpsta vienas kitame skystame buvyje, ribotai tirpsta kietame buvyje, nesudaro cheminiu ir intermetaliniu junginiu, o tam tikroje koncentracijoje sudaro eutektikas. Pvz gali buti Cu ir Ag lydiniu seima. ABC – likviduso linija (virs jos – vienalytis skystas tirpalas). AEBDC – soliduso linija (zemiau jos kieta busena). Kadangi komponentai vienas kitame siek tiek tirpsta kietame buvyje, zemiau linijos AB ir BC issiskiria negrynas metalas, o kietieji tirpalai a ir b. a yra kietas vario tirpalas Ag, o b – Ag kietas tirpalas Cu. Zemiau linijos EB bus kietas tirpalas a ir eutektika. Zemiau linijos BD bus b ir eutektika. FE ir GD – soliduso linijos. Jos rodo komponentu tirpumo vienas kitame mazejima, mazejant temperaturai.

INŽINERINIŲ MEDŽ. KLASIFIKACIJA.Inžinerinės medžiagos yra skirstomos: 1. Metalai ir jų lidiniai 2.Kompozicinės medžiagos 3.Miltelinės medž. 4.Plastmasės 5.Guma 6.Stiklas 7.Mediena 8.Dažai ir lakai 9.Klijai .Mašinų gamyboje pagrindinė konstrukcinė medž. – metalai ir jų lidiniai.Būdingos savybės kurios išskiria metalus iš kitų medž.-elektrinis ir šiluminis laidumas, lūžio blizgesys, kristalinė sandara ir elektros varžos augimas didėjant temperatūrai. Pramonėje dažniausei naudojami geležies lydiniai- plienas ir ketus, rečiau spalvotujų metalų: aliuminio, vario, magnio, titano, cinko, švino, alavo lydiniai. Kompozicinės medž., tai dviejų ar daugiau chemiškai skirtingų medž. kompozicija, turinti ryškų skiriamajį paviršių. Jų savybės žymiai skiriasi nuo jas sudarančių komponentų savybių. Jas sudaro 2 dalys: 1.Armuojanti medž. 2.Pagrindinė rišamoji medž.- matrica. Armuojančia dalimi gali būti stiklo, silicio karbido, ar anglies pluoštas, plieninė viela, azbestas, medvilnė ir kt.. Matrica būna iš stiklo, plastmasės, metalų ir jų lydinių, keramikos ir kt. medž.. Miltelinės medž. gaunamos miltelinės metalurgijos būdu. Mltelinė metalurgija susideda iš 3 operacijų: 1.Miltelių gamyba 2.Ruošinio gamyba 3.Ruošinio sukepinimo. Metalų milteliai tai labai smulkios, nuo 0,5-500 mikrono dydžio metalų ir jų oksidų, dalelės. Metalų milteliai yra gaminami mechaniniais, fizikiniais, cheminiais būdais. Ruošinio formavimas dažniausiai atliekamas supresuojant miltelius spec. formuose. Ruošinio sukepinimas yra atliekamas spec. atmosferoje prie temp. lygios T=(0,7-0,9). To pavyzdys gali būti elektros lempučių kaitinimo siūlelis, kuris gaminamas iš supresuoto volframo. To siūlelio lydinimosi temp. 3380 laip. C. Medž. kurių pagrindas yra polimerai- plastmasės. Polimerai- stambiamolekuliniai anglies junginei su O, N,Si ir kt.elementais. Guma- tai naturalių ir sintetinių kaučiukų cheminių reakcijų vadinamų vulkanizacija produktas. Pramonėje plačiau naudojamos medž. iš medžio: tašai, faniera, drožlės, pjuvenos, medžio miltai ir kt.. Gaminiai iš stiklo yra gaminami išlydžius susmulkintus įvairių elementų oksidus ir apdirbus gauto stiklo masę. Siklo savybės priklauso nuo jo cheminės sudėties ir terminio apdirbimo pvz.: užgrūdinus paprastą lakštinį stiklą jo atsparumas lenkimui, smūgiui ir statinėms apkrovoms padidėja 5-6 kartus. Stiklas grūdinamas įkaitinant 610-650 laips.C ir greitai bei tolygei aušinant. Lakai- tai skystos kompozicijos kuriais padengus gaminį paviršiūje susidaro plėvelė tvirtai sukibusi su gaminiu. Lakai dažniausei būna skaidrūs. Pridėjus pigmento jis praranda skaidrumą, įgauna spalvą ir vadinamas dažais. Tiek dažais tiek lakais gaminiai dengiami apsaugineis bei dekoratyvineis tikslais. Klijai- tai klampūs choloidinei tirpalai, kurie sudaro kietą plėvelę tvirtai sukimbančia su klijuojamais gamineis.

METALU LYDINIAI:Metalu lydiniais vadinamas nemetalams budingu savybiu medziagos gautos sulydzius skirt. metalus arba metalus su nemetalinemis medziagomis. Pagr. metalu lydiniu bruozas yra dominuojanti metaline jungtis, kuri ir suteikia lydiniui metaliskasias savybes. Techniskai grynu metalu mechanines ir technologines savybes yra prestos, todel dazniau yra naudojami metalu lydiniai.Cheminiai elementai is kuriu susidaro lydiniai vadinami komponentais. Atskirais atvejais komp. gali buti ir cheminiai junginiai. Lydinius sudaro tik tokie komponentai, kuriuos islydzius gaunami vienalyciai skystieji tirpalai. Besikristalizuojantys skystieji tirpalai gali sudaryti 2 rusiu kietuosius lydinius:1. Mikroskopiskai vienalycius (visi lydinio grudeliai yra vienodu savybiu. Vienafaziai lydiniai).2. Mikroskopiskai nevienalycius (atskiri lydinio turiai yra skirtingu savybiu. Daugiafaziai lydiniai).Struktura – faziu morfologija (dydis), forma ir issidestymas viena kitos atzvilgiu, matomas pro mikroskopa mikroslifo pavirsiuje.Tai ka matome pro mikroskopa ir yra vadinama struktura.Lydiniai skirstomi: 1. Kietuosius tirpalus.1. Mechaninius misinius.2. Cheminius junginius.3. Tarpines fazes.1. Kietieji tirpalai: vadinami tokie lydiniai, kuriuose visu komponentu atomai kietame ju misinyje taip tolygiai pasiskirste vieni tarp kitu, kad per mikroskopa jie neatskiriami. Todel kietuju tirpalu savybes yra artimos grynuju metalu savybems. Jeigu besikristalizuojanciame vienalyciame skystame tirpale tos pacios rusies atomai vieni kitus traukia stipriau negu skirtingu rusiu atomai, tai susidaro mechaninio misinio tipu lydiniai. Siuo atveju susidaro kiekvieno komponento atomu uzuomazgos, kurios auga prisijungdamos tik savo atomus. Bigiant kristalizuotis susidaro ivairiarusiai grudeliai, susijunge tik susilydimo ribomis. 2 komponentu mechaninio misinio lydinys yra sudarytas is 2 skirtingu rusiu grudeliu. Sis lydinys vadinamas dvifaziu. Gali buti ir daugiafaziu mechaniniu misiniu. Cheminiai junginiai – daugiausiai susidaro tarp metalu is nemetaliniu medziagu (oksidai, sulfidai ir kt. panasios fazes, visiskai neturincios metaliskuju savybiu). Cheminiai junginiai dazniausiai sudaro atskirus nemetalinius intarpus lydinyje ir laikomi nepageidaujamomis priemaisomis. Cheminiams junginiams budinga, kad jie jungiasi grieztu santykiu. Kai cheminis junginys uzima visa lydini, tas lydinys nebevadinamas metalo lydiniu, nes nebeturi metalams budingu savybiu. Tarpines fazes – intermetaliniai (tarp metalu susidare junginiai), kuriu savybes yra tarpines tarp savybiu budingu gryniesiems metalams ir cheminiems junginiams. Intermetaliniuose junginiuose gali dominuoti metaline ir jonine arba kovalentine jungtis. Pirmuoju atveju tarpines fazes artimesnes nemetalams, antruoju – cheminiams junginiams.

SUDEDAMOSIOS FE IR C LYDINIŲ DALYS.Fe ir C lydiniai vad. plienai ir ketus yra pagrindinė konstrukcinė medž. Jos sudaro apie 94% visų pasaulyje naudojamų lydinių.Fe –sidabriškos spalvos plastiškas metalas kurio savybės priklauso nuo grynumo laipsnio. Jeigu: Fe–0,1-0,2% priem.–kietumas pgl. Grineli 90-120HBFe-0,01-0,02% 50-70HBC yra nemetalas, bet metalų lydiniuose gali įgauti metališkųjų savybių, nes į bendrą elektronų lauką atiduoda savo valentinius elektronus. C atomai įeidami į geležies lyd.sudėtį labai pakeičia jų savybes.. Tos savybės dar labiau keičiasi kai susidaro gelezies karbidas. C metalų lydiniuose gali būti ir laisva forma-grafitu. Tada lyd, savybes pablogėja. Kristalizuojantis nevienalyciam C ir FE tirpalui gali susidaryti kelių rūšių kietosios fazės (kietieji tirpalai: feritas ir austenitas, chem. jung. Cementitas ir strukturinis laisvas grafitas.)Austenitas-kietas C tirpalas gama Fe (KŠG). Max. C tirpumas austenite yra (1147°C 2,14%) (727° 0.765%). žemiau 6ios temp. austenitas skyla į kitas fazes.Feritas-tai kietas C tirpalas alfa Fe (KEG). (727°C-0,02% C) (n.s 0,006% C).Cementitas C ir Fe chem. Jung. Fe3C, C (6,67%). Cementitas-pati kiečiausia Fe ir C lydini7 dedamoji dalis. Ferito kietumas 60-100HB, cementito-800HB.Austenitas su cementitu gali sudaryti eutektinį mišinį ledeburitą, o feritas+cementitas = eutektoidinį mišinį perlitą. Perlitas yra austančio austenito skilimo produktas, kuris susidaro 727°C t° ir kuriame yra 9,8% C.Jis sudarytas is ferito ir cementito plokštelių mišinio. Perlito chem. Savybes priklauso nuo šių plokštelių stambumo. Ledeburitas susidaro iš skysto tirpalo prie 1147°C ir jame 4,3% C. Ledeburitas sudarytas iš austenito stiebelių cementito masėje. 727°C austenitas suskyla į perlitą. Cementitas gali tiesiogiai išsikristalizuoti iš skysto tirpalo-pirminis. Susidaręs kietoje būsenoje-antrinis arba tretinis. Grafitas-alotropine C atmaina. Gali buti lydiniuose plokšteliu, trupinėlių arba rutulinio pavidalo. Tai pati minkščiausia sudedamoji dalis 5HB. Grafitas-nemetalinis intarpas, ir jis pablogina lydinių savybes.

KRISTALINE METALU SANDARA. Gamtoje visi kieti kunai yra kristalineje arba anorfineje busenoje. Kristalinei kūnai juos kaitinant išlieka kieti iki tamtikros temperaturos, kurioje lydisis. Pradėjus lyditis kūno temperatūros negalime pakelti tol kol visas kūnas pereina į skystą būseną. Todėl kaitinimo kreivėje susidaro pastovios temp. Laiptelis. Ašinant- viskas vyksta atvirkščiai. Amorfiniai kūnai minkštėje dideliametemp. Intervale ir jo kaitinimo kreivėja išskirti negalime. Kristaliniuose kūnuose visi atomai yra išsidėste griežta tvarka. Amorfiniuose- chaotiškai. Visi metalai ir jų lydiniai yra kristaliniai kūnai.

VALKŠNUMAS, RELAKSACIJA IR ILGALAIKIS STIPRUMAS.Pradedant nuo tam tikros temperatūros, smarkiai padidėja laiko faktoriaus įtaka. Ši įtaka pasireiškia ir veikiant statinėms apkrovoms.Valkšnumu vadinama deformacijadeformacijų didėjimą, laikui bėgant ir veikiant pastoviai apkrovai arba įtempimams.Plieno ir ketaus didesnis valkšnumas esant tik didesnėje temperatūroje 300-350°C.Relaksacija tai pastoviai deformuotos medžiagos savaiminis įtempimų kitimas, laikui bėgant.Šiuo reiškiniu paaiškinama tai, kad sumažėja varžto dirbančio aukštoje temperatūroje įveržimas. Metalams dirbantiems prie aukštų temperatūrų nustatoma ilgalaikė stiprumo riba.Riba tai jėgos, kurią veikiant tam tikrą laiką bandinys suįra ir bandinio pradinio skerspjūvio ploto santykiui.

ATKARPU TAISYKLE: atkarpu arba sverto taisykle yra taikoma norint sumazinti faziu kiekini santyki ir siu faziu koncentracija, bet kuriame sistemos taske. Panagrinesime prieseutektine stibio ir svino lydiniu diagramos dali. Skystos ir kietos faziu santykis bet kuriame sistemos taske yra surandamas horizontalios svirties, nubreztos per duotaji taska, priesingais peciais. Kietos fazes kiekis siame taske atitinka svirties LS peti LK skystos fazes kiekis ® svirties LS peti KS. Koncentracija (skystos fazes) nustatoma projekcija I likviduso linija (siuo atveju 11% stibio). Taske M skystos fazes koncentracija ® 13% stibio. Siame taske visa skystoji faze issikristalizuos i eutektika.

KRISTALINIŲ GARDELIŲ TIPAI. Mažiausias taisiklingas atomų derinys, kuris pasitaiko molekulėje visomis kryptimis- elementari gardelė. Gamtoje pasitaiko 14 kristalinių gardelių tipų, dažniausiai sutinkamos 3: 1)Kubinė ervinė centruota gardelė (KEC). Ją galima įsivaizduoti kaip kuba, kiekvienoje viršūnėje yra po atomą ir dar vienas atomas centre (9 atomai). Šitokia gardelę turi a geležis, volframas, chromas, molibdenas, vanadis, manganas. 2) Kubinė šonuose centruota gardelė (KSC). Ją įsivaizduoti kaip kubą, kurio kiekvienoje viršūnėje po atoma ir dar po atomą visų plokštumų centruose (14 atomų).Gama geležis, švinas, aliuminis, varis ir kt.. 3)Heksonalinė sutankinta gardelė. Ją įsivaizduoti kaip šešekampią prizmę, kiekvienoje viršūnėje po atomą, dar du atomai pagrindų centruose (17 atomų). Magnis, cinkas, a titanas ir kt..

METALŲ DEFORMACIJA, TAMPRI IR PLASTINĖ DEFORMACIJA.Deformacija vadinama kūno matmenų pasikeitimas, veikiant išorinėms jėgoms.Tamprumu vadinama tokia deformacija, kada metalo forma, struktūra ir savybės pilnai atsistato, pašalinus išorines veikiančias jėgas. Veikiant išorinėms jėgoms pusiausvirinė atomo padėtis keičiasi. Pavyzdžiui tempiant, atstumas tarp atomų padidėja. Jei metale pasireiškia tik tampriosios deformacijos, tai visi atomai grįžta į pirminę pusiauvyros padėtį.Pasiekus tam tikrą ribą, kuri vadinama takumo riba metale, atstumai tarp atomų keičiasi negrįžtamai. Nuėmus apkrovą persislinkę metalo atomai išlieka naujoje vietoje. Sakoma, kad metale atsirado plastinė deformacija.

REALAUS METALO SANDARA.
Realūs metalai, tai polikristaliniai kūnai. Jie sudaryti iš daugybės netaisiklingos formos ir erdvėje įvairiai orientuotų kristalitų. Kurie vadinami grūdeliais. Grynų metalų gardelės yra vienodo tipo, skiriasi tik jų orientacija erdvėje. Tačiau ir viename grūdelyje atskiri mikrotūriai vieni kitų atžvilgiu gali būti išsidėstę įvairiais kampais. Šie mikrotūriai vadinami mozaikiniais blokais. Kristale pasitaiko ir daugiau sandaros netobulumų, kurie prilausomai nuo tūrio skirstomi į:Taškiniai. Tai vakancijoas, įsiterpę ir priemaišiniai atomai.Linijiniai defektai. Tai kraštinės, sraigtinės dislokacijos.Paviršiniai defektai. Tai grūdelių ir fazių ribos.Tūriniai defektai. Tai mikroporos.

DISLOKACIJOS.Dažniaisiai pasitaiko dislokacijų defektai. Dislokacija labai iškreipia taisiklingą kristalo sandarą, virš jos atomai išretėja, o po ja sutankėja.Kristalinės sandaros įtaka metalų savybėmsVakancija sudaro tia, kad gardelės mazge nėra atomo. Aplinkiniai atomai pasislenka vakancijos link. Tuo pačiu pasislenka ir tolimesni atomai. Tai stipriai iškreipia kristalinę gardelę. Todėl vakancija daro didelę įtaka metalų savybėms. Normaliomis sąlygomis vakancijų metale nėra daug: 1 vakancija pasitaiko tarp 1015-1016 atomų. Ypač svarbios vakancijos yra difuziniams procesams, kurių pagrindą sudaro vakancijų persislinkimai. Kylant temperatūrai vakancijų metale daugėja. Įsiterpusių atomų metale yra mažiau nei vakancijų. Jų įtaka metalui priklauso nuo jų dydžio. Jei įsiterpusio atomo skersmuo yra panašaus į metalo atomų skersmenį tai jų įtaka palyginti nedidelė.Linijiniai kristalinės sandaros defektai susidaro auštant išlydytam metalui, o taip pat deformuojant jau sukietėjusį metalą. Dislokacijos taip pat gali susidaryti ir termiškai apdirbant metalą. Kadangi Dislokacijos dažniausiai pasitaikantis defektas, tai ir jų įtaka yra didžiausia. Idealaus kristalo, be dislokacijų, stiprumas turi atitikti teoriskai apskaičiuotą ribą. Šį faktą patvirtina ir eksperimentai atlikti su labai mažais, be dislokacijos kristalais (ūsais). Didesniame metalo gabale gauti bedislokacinę struktūrą kol kas nemokama. Todėl pvz. Geležies stiprumais yra 350Mpa, o teorinis net 14000Mpa. Didėjant dislokacijų sk. Jo stiprumas mažėja iki tam tikros ribos. Toliau augant dislokacijų sk. Metalo stiprumas pamažu ima didėti (sumažėja dislokacijų judrumas). Grūdelių ribose taip pat susikaupia labai daug netobulumų. Todėl jų sąvybės žymiai skiriasi nuo pačių grūdelių sąvybių.

METALŲ KRISTALIZACIJA.Metalų kristalizacija vadinamas kristalų atsiradimo ir augimo procesas perinant iš skystos būsenos į kietą. Šio proceso metu išsiskiria peteklinė laisvoji energija. Dėl ko kristalizacija vyksta pastovioje temperatūroje ir aušimo kreivėje susidaro laiptelis. Patsai procesas vyksta dviem etapais:Atsiranda kietų kristalų užuomazgosJos auga prisijungdamos naujus atomus.Abu šie procesai vyksta lygiagrečiai tol, kol metalas sukietėja. Daugiausia metalų gaminama luitais. Luitu vadinamas luitadėžėje sukietėjus metalo masė. Luito sandara priklauso nuo metalo prigimties, temperatūros ir aušimo sąlygų. Supiltas į luitadėžę plienas pradeda kristalizuotis prie sienelių. Čia metalas yra stipriai peraušinamas, dėl to susidaro daug kristalizacios centrų ir ten susidaro sluoksnis iš daugybės smulkių grūdelių. Susidarius šiam pirmąjam sluoksniui aušimas sulėtėja. Tada pradeda augti dendritiniai kristalai orientuoti į luitadėžės vidų. Susidarius šiai antrajai zonai šiluma nuvedama nebe taip kryptingai, susidaro lygiaašių stambių kristalų. Luito kristalizacija baigiasi sukietėjus likusiems skystiems metalao tūriams. Dažniausiai ši dalis yra korėta ir joje daugiausia priemaišu. Todėl tolimesniam apdirbimui ji netinkama ir todėl nupjaunama.

Geležies ir anglies aušimo kreivės I kritinės temperatūros.
Eutektinis ir eutektoidinis virsmai duoda pastovios temperatūros laiptelį.Tolygiai aušinant lydinį susidaro tolygiai žemėjanti aušimo kreivė kuri išsiskirent perteklinei fazei darosi labiau iškili.Kai kurios linijos Fe ir anglies būvio diagramoje yra labai svarbios terminiam apdirbimui todėl jos specialiai išskiriamos. PSK–A1 GS–A2 SE–ACMGeležies ir anglies lydinių skirstymasPagal diagramą Fe ir anglies lydiniai skirstomi taip:Lydiniai kurių sudėtyje nėra perlito yra vadinami technine geležimi joje yra anglies 0,02% ,ferito ir tretinio cementito. Lydiniai kurių struktūroje nėra ledeburito vadinami plienais anglies juose 0,02%– 2,14%Eutektoidiniai plienai ir jų rūšysEutektoidinių plienų sudėtyje vien tik perlitas.Į kairę nuo taško S plienai vadinami iki eutektoidiniais jų struktūroje:feritas ir perlitasĮ dešinę nuo S plienai vadinami poeutektoidiniais jų struktūroje:perlitas, antrinis cementitasLydiniai kurių struktūroje yra ledeburito vadinami ketumis.Plienas kuriame yra 4,3% anglies vadinamas eutektiniu jo sudėtyje tik ledeburitas.Į kairę nuo taško C vadinami priešeutektiniais ketumis (anglies 2,14%–4,3 %).Jų struktūroje :perlitas, ledeburitas, antrinis cementitas.Į dešinę nuo taško C vadinami užeutektiniais (anglies 4,3%–6,67%)jų struktūroje:ledeburitas, pirminis cementitas.Ketus–geležies ir anglies lydinys kur anglies daugiau kaip 2,14%Ketus yra trapus jo negalima kalti plastiškai deformuojamas jis suįra todėl detalės iš ketaus gaminamos liejimo būdu.Ketus skirstomas į dvi grupes:cementitinius, grafitinius.Cementitineme(baltajame) ketuje beveik visa anglis sujungta į cementitą. Cementitas yra labai kietas ir trapus todėl labai kietas ir trapus yra ir baltasis ketus.tokį ketų sunku apdirbti , todėl detalės iš jo negaminamos jis perdirbamas į kitų rūšių ketų. Grafitiniuose ketuose didžioji anglies dalis yra laisvo grafito pavidalo o iš likusios anglies susidaro perlitinis cementitas . Grafitinį ketų sudaro plienuose esantys struktųriniai elementai tarp kurių išsidėstę grafito intarpai. Priklausomai nuo gamybos formos grafitinis ketus skirstomas:pilkajį, atsparųjį, kalųjį. Pilkajame grafitas yra plokštelių pavidalo.Atsparejame–rutuliukų.kalajame–trupinėlių.Plačiausiai naudojamas pilkasis.Jis gaunamas kristalizuojantis tirpalui kada aušimas pakankamai lėtas (rus.stand.СЧ 20)(liet.PK 20)Jei į skystą ketų prieš išpilstant Į formas įdedama :magnio,cezio tai grafitas Įgauna rutulinę formą.Toks ketus pasižymi atsparumu(rus.ВЧ 50).Kalusis ketus gaunamas kaitinant baltojo ketaus liejinius aukštoje temperatūroje.Šio kaitinimo metu ledeburitinis cementitas suskyla į austenitą ir grafitą.Grafitas turi dribsnių formą. Toks grafitas padaro mažesnes įpjovas metalo mazguose.Todėl kalusis ketus pasižymi plastiškumu(rus.KЧ 30–10)Grafitiniuose ketuose eutektinis it eutektoidinis virsmai vyksta šiek tiek aukštesnėse temperatūrose negu kad cementitiniuose ketuose.Taip šiek tiek skiresi eutektinė ir eutektoidinė konsentracijos.Todėl grafitinės geležies ir anglies būvio diagramos linijos šiek tiek persislinkę

Leave a Comment