Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
MATERIAALITEKNIIKKA, yhteys sitkeys ja charphy koe, KYlmä ja kuuma…
MATERIAALITEKNIIKKA
muut metallit
sinkki
Valut
Kuuma sinkitys 53%, Messinki 18%, painevalu 17%
neljänneksi tärkein metalli
tina
Kevyt, Luja
Nikkeli
Korkea T (Lämpötila)
Korroosionkesto
mekaaniset ominaisuudet, lujuus ja sitkeys, kasvavat lämpötilan laskiessa, esim. -200 °C:een
Kupari pohjaiset
Korroosion kesto
Messinki (Cu + Sinkki) (potkurit), Tinaprossit (Cu +Tina) laakerit, hammaspyörä, Punametallit (liukulaakeri), Alumiinipronssit (Luja, Potkuriit, Juoksupyörät)
Messingin helppo ja edullinen koneistaa (Ei kurssi tärkeä, extra info)
Alumiinit
Muokattavat
Kevyt
Ei jäykkiä
Suuri lämpölaajeneminen
Ei altis korroosiolle
Hyvä lämmön- ja sähkönjohtokyky
Kolmannes yleisin alkuaine
Karkenemattomat seokset
1000-sarja (seostamattomat alumiinit)
3000-sarja (AlMn-seokset)
• 4000-sarja (AlSi-seokset)
• 5000-sarja (AlMg-seokset)
• 8000-sarja (muut seokset, joihin kuuluu myös
pääseosaine on magnesium
käytetään hyvin vähän muokattuina tuotteina, mutta kuitenkin enemmän hitsauslisäaineina
rakentamiseen ja rakennusosien valmistamiseen
Elintarvike- ja kemikaali teollisuus
Karkenevat seokset
lujittaminen tehdään lämpökäsittelyllä, ns. erkautuskarkaisu
2000-sarja (AlCu) (”lentokonealumiini”)
• 6000-sarja (AlMgSi)
• 7000-sarja (AlZnMg)
• 8000-sarja (muut seokset, joihin kuuluu myös 'karkenevia seoksia)
5x lujempi sekä kalliimpi kuin 6000 sarja
muutama kymmenesosa prosenttia piitä ja magnesiumia =6000 on riittävän luja, myös kuumahalkeiluarka
voidaan pursottaa helposti hyvinkin monimuotoisia profiileita, jotka ovat pinnaltaan korkealuokkaisia.
6061 -> Pyörän rungot
Iphione 6 lujuus ei kestänyt 6000 alumiinia jaa taipuivat. Iphone 6s-sarjassa 7000 alumiinia
Hyvä liitettävyys
Titaani
Ilmailu- ja avaruustekniikka, laivanrakennusteollisuus, kemian- ja puunjalostusteollisuus, sentrifugit, Urheiluvälineet
ominaisuudet
vetokoe
venymä E= ∆h / L
jännitys G=F / A
JV-käyrä
murtoraja Rm
lujuus
Lujuus kuvaa sitä, kuinka suurella rasituksella materiaali on, ja
kuinka paljon se kestää rasitusta murtumatta.
Myötöraja Re
lujuus
Kestääkö muuttamatta muotoa
Myötölujuus (MPa)
Jäykkyys kuvaa sitä, kuinka paljon materiaali venyy/taipuu
rasituksen alaisena
Murtovenymä =sitkeys
sitkeys
Sietääkö muodonmuotosta
Sitkeys kuvaa sitä, kuinka paljon materiaali pystyy muuttamaan muotoaan murtumatta
(MPa)
Kimmokerroin E= jännitys muutos jaettuna venymän muutos
Jäykkyys
Taipuuko liikaa
Kimmokerroin E, MPa
Kovuus
Kuluminen
Useita eri mitta-asteikkoja Hb, HV, HRC
Rockwell( kovat materiaalit) HRC, HRB(testi tulos kovuus)
Vickers , HV, molemmat
Brinell, HBS (steel), HBW (wolfram)
Väsyminen
Toistuva kuormitus
Väsymisraja
Tiheys
Iskusitkeys =kovuus
Charpy koe
Esim 27J
polymeerit
kertamuovit
lujia
Ei voi sulattaa
kestomuovit
ei lujia
Muokattavissa ja voidaa myös hitsata
Termoplastiset = pehmeä lämmitessä ja kovettuu jäähtyessä
Elastomeerit (esim kumit)
Joustaa
Kumi voi vulkanoida.. tapahtuu rikin avulla joilloin kumi on kovempi ja kestävämpi
muovin valmistus:
muovien lajittelu Valtamuovit €, Tekniset muovit €€ ja Erikoismuovit €€€,
jotka jakautuu Kestomuovi(Amorfiset, Osakiteet) ja kerta-(Elastit)
Ekstruusio, (jokainen oma ryhmä)
Kalvopuhallus,
Ruiskupuristus (injection molding),
Tyhjömuovaus,
Kalanterointi,
Kuidutus,
Vetäminen ja valssaus (jatkojalostus)
Kallis
sula massa ruiskutetaan / valettaan paineella
puhalletaan massa muottiin (pullot)
sula massa ajetaa muotin läpi
Luonnonkuidut:
Kasvikuidut selluloosa
Eläinkuidut: hämähäkinseitti
Kurssi loopupuoli: lastuava syöttö ja hitsaus, levytyö ja liittämistekniikka
Hitsaustekniikka
Hitsaus lajit
muodonmuutokset
poikittaiset muutoksen aiheuttamat
Poikittais kutistuma
Kiertymä
Kulmavenymä
Pitkittäis muodonmuutokset aiheuttamat
Pituus kutistuma
Kaareutuminen
Lommoutuminen
hitsaus virheet
Roiskeita
Muodonmuutokset
Magneettinen puhallus
Vetyhalkeama muutosvyöhykkeellä
Huono valokaaren syttyminen
Kuumahalkeama hitsin keskellä
Liitosvirhe
kraaterihalkeama
Reunahaava
Huokoset
Kuonasulkeumat
Vajaa hitsautumis-syvyys
Yleisimmät hitsaus muodot: Puikkohitsaus (no 111), MAG-hitsaus (no 135), MIG (no 131), MAG täytelankahitsaus (no136), jauhekaarihitsaus (no 12), TIG hitsaus (no 141), Plasmahitsaus (no 15)
sulut on standardin SFS-EN24063 mukaisia tunnus numeroita hitsausprosessille.
Lastuava syöttö (yläkäsite)
Lastu
Sorvaus tyyppejä: Kärkisorvi, CNC-sorvi, Karusellisorvi
Sorvaus tavat: pituus- muoto-, tasosorvaus
Suurin hyväksyttävä lastunpituus n. 100mm
Lastuamisnopeus
Liian pieni
Irtosärmä, Särmän tylsyminen, Epätaloudellinen, Huono pinnankarheus
Liian suuri
Nopea viistekuluminen, huono pinnankarheus, nopea kuoppakuluminen, plastinen muodon muutos
Lastuamis syvyys 2-8 mm
liian pieni
Heikko lastunhallinta, värinät, liika kuumeneminen, epätaloudellinen,
Liian iso
Suuri tehontarve, terärikot, suuret lastuamisvoimat
Levy ja liittämistekniikka
Särmäys
Vapaa ja Pohjaaniskutaivutus
Särmäyksestä syntyy aina levyyn vynymä..
Kanttaus eli taivutus
painosorvaus
muovausmenetelmä, jossa tapahtuu materiaalihukkaa.. metallia venytetään muotin päälle.
Investoinnit edullisia, tuottavuus vaatimaton, soveltuu piensarjoihin, protoihin
mekaaninen liittäminen
voidaan jakaa kiinnikeliitoksiin (avattavat) ja kiinnikkeettömiin liitoksiin (ei avattavat)
Ruuvi ja naula-liitokset
erilaiset HITSAUKSET:
Sulahitsaus,
jossa sula hapetuu, mikäli sitä ei suojaa...
Puikko ja jauhekaarihitsauksessa tämä tapahtuu kuonan avulla, sekä muodostaa kaasuja. Kuona kerros on poistettava
MIG/MAG-, TIG-, Plasmahitsauksessa käytetään suojakaasua, joka suojaa hitsiä, vastaavasti kuin kuona kerros. ETU ei tule kuonaa
Hitsauspuikot
Jaetaan Emäs-, Rutiili-, Hapanpäällysteiset
jsota Hapanpäällys..: selluloosa, titaanioksidi, muut
Pisarat, Tunkeuma, Kuona
Käyttökohteet: Pienteollisuus, Korjaus-, Asennus-, Erikoisteräksen -, Paine- ja prosessiputkien -, Laivanrakennus teolisuus, Valurautojen hitsaukseen.
MIG/MAG
teräkset (MAG), kevytmetallit (MIG)
Suojakaasut
Juottaminen
Pehmeä (soldering) ja Kovajuotto (Brazing)
pehmeä: saavuttaa sähköä johtavan liitoksen
juotoksen lujuus ei mainittava (huono)
Kova: kilpaoilee hitsauksen kanssa
Lujuus jopa yli perusaineen suuruuden
Erimateriaalinen voidaan liitää
yli 450 astetta ja max 800 astetta
hopea ja messinki pohjaiset
Juoksute (flux) estää oksidien muodostumisen, sekä poistaa oksideja ja epäpuhtauksia, alentaa pintajännitystä, jotta juote leviää paremmin
Terminen Leikkaus
voi käyttää seostamattomaan teräkseen (poltto leikkaus)
voi leikata varsin paksuja levyjä, Jopa 1200mm, (yleensä <300mm)
optimi yli 25mm levy, minimi >6mm
metallien rakenne
lujittaminen
Dislokaatio
Hilavirheitä
Liikkeen estäminen
Hiilipitoisuus
Muokkaus
Raekoko pieneksi parantaa lujuutta ja iskusitkeyttä ja parantaa hitsaavuutta
Nuorrutus
Päästiä
Osa Martensiitistä muutetaan Ferriitiksi
Sitkeys paranee
Kuumennus + Sammutus
=Karkaisu
Martensiitti
Luja + Hauras
Nuorrutus jopa 1300MPa
Käyttökohteita ovat mm. nosturit, sillat, offshore-rakenteet, järeät koneet ja rungot, maansiirto, arktinen tekniikka ja vesien syöksyputkistot.
hilamuodot
ferriitti
Teräs pehmeää, magneettinen
Austeniitti
Teräs korkeassa lämpötilassa
rautapohjaiset
valuraudat
Suomugraviitti
Hauras
Halpa
Hyvät rärähtelynvaimennus ominaisuudet
vetolujuus heikompi kuin puristettavuus
Pallografiitti
Lujempaa, kuin suomugraviitti
Sitkeämpää, kuin suomugraviitti.
muut
Heikko liitettävyys
Valkoinen valurauta
Kaikki hiili sitoutunut karbideihin eli sementiittiin
Erittäin kovia
Teräs
C < 2.1%
Nimeäminen
Numero 1.4307
Joko
Koostumus 16Mo 3
Käyttötarkoitus S235
... käyttötarkoitukseen ja mekaanisiin
ominaisuuksiin perustuvat nimikkeet
kemialliseen koostumukseen perustuvat
nimikkeet
voidaan lajitella Hiilipitoisuuden mukaan
Hiiliteräs
Muut
Rakenneteräs
S235 myötölujuus 235MPa
Useita ryhmiä
Yleiset
Sään kestävät
Nuorrettavat**
...
Edullisia, hitsattavia
Säänkestävät teräkset
on lisätty pieniä määriä kuparia,
kromia ja nikkeliä sekä joissakin lajeissa vielä fosforia
Kulutusteräkset
kovia
teräksen Nuorrutus
lujia, karkastavia
Karkaisuhehkutus austeniittialueelle, ja nopea jäähdytys
Hiiletys teräs
Pinta karkaistu
Hammaspyörät
Ruostumattomat
Martensiittiset
Lujin, kovin
karkastavissa: äärimmäisen lujiksi ja koviksi
keittiövälineet, puukot, pumppujen ja putkien osia
Laivan akselit
Dublex (austeniitis-ferriittiset) 50/50 %
luja
1.4462 käytetyin
hyvä kylmämuokattavuus ja hyvä hitsattavuus
Austetentiittinen (y)
Monikäyttöinen (käytetyin ruostumattoman teräksestä)
Sitkeys on pysyy suurena eritäin pieniin lämpötiloihin asti
PKK-hila
Prosessti teollisuus: Paine astiat, putkistot. Rakennus teollisuus, keittiövälineet
Ferriittiset (a)
Halpa
Hitsattuna jotkut laadut aiheuttaa sitkeysongelmia
Auton pakoputket
Magneettinen ja pehmeää
TKK-hila
luokitelaan kide rakenteen perusteella
Energia tekniikan materiaalia
yhteys sitkeys ja charphy koe
KYlmä ja kuuma valssaus
Kuumavalssatut tuotteet ovat usein mitoiltaan ja muodoiltaan
epätarkimpia
Säänkestävät teräkset: Sillat, säiliöt, savupiiput, sekä muut ulkon aolevat teräsrakenteet
Kylmävalssatut tuotteet valssataan kylmänä, jolloin mittatarkkuus on
suurempi.
FCC, HCP,BCC
Tilakeskeinen kutiohila (TKK)(BCC)
Teräs
Rauta huoneen lämmössä
Pintakeskeinen kuutiohila (PKK)(FCC)
Rauta korkeasssa lämmössä
Alumiini, Kupari, Nikkeli..
Heksagoninen tiisipakkaushila (TPH)
Huono muokattavuus
sinkki, magnesium
Hilamuodot
Teräs kimmokerroin 210000mPa ja Alumiini 70000mPa
Moderni teräs: Ensin on saatava malmista raakarautaa (>4,5% hiiltä)
ylimääräinen hiili pois (mellutus)
Seos aineet
Boori, Hiili, Kromi, Kupari, Mangaani, Molybdeemi, Nikkeli, Fosfori, Pii, RIkki, Alumiini, ... (Niobi, vanadiili ja titaani mikroseos aineeet)
Termomekaanisesti valssatut
Hiilipitoisuus on alempi kuin normalisoiduilla teräksillä.
Hiiliteräs Lujuus luokka
Esim 8.8
Murtolujus 800MPa
Myötölujuus 0.8x800=640MPa
lujitteet
lasikuitu, hiilikuitu, aramidikuitu, pellava, hamppu, puuvilla
Teräs, Alumiini, Puu
Hiili
Kaikki joissa liiila väri niin korjaa hja tarkista oikein kirjoitus muoto
Puhdas rauta ei ole luja
Venymä (x) ja Jännity (y)
ATOMIT JA HILAT
Sementti = kovaa ja hyvin haurasta
Perliitti
Tiheys = Kg/m^3
N/mm^2
Kärkisorvin rakenne : Kara, Siirtopylkkä, Teräkelkka
Rouhintasorvaus: – Poistetaan materiaalia nopeasti, – Syöttöä reilusti, pinnanlaadulla ei väli
Viimeistelysorvaus: Haetaan lopulliset mitat:, Pieni syöttö, tuottaa hyvän pinnanlaadun lopullisen kappaleeseen