Metallit jaksollisessa järjestelmässä
|
|
|
- Kirsi Karjalainen
- 7 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Metallit
2
3 Metallit käytössä
4 Metallit jaksollisessa järjestelmässä 4
5 Metallien rakenne
6 Ominaisuudet Hyvin muokattavissa, muovattavissa ja työstettävissä haluttuun muotoon Lujia Verraten korkea lämpötilan kesto Lujuutta ja muita ominaisuuksia voidaan varioida
7 Ominaisuudet Mistä ominaisuudet tulevat? Miten ominaisuudet voidaan selittää / ennakoida? Mitä ominaisuuksia voidaan odottaa erilaisilta metalleilta?
8 Deformaatio Metallit deformoituvat leikkausjännityksessä Atomit liukuvat toistensa lomitse Ei-suuntautunut metallisidos sallii deformaation 8
9 Deformaatio Kiteen teoreettinen lujuus: σ E/8 Todelliset lujuudet lähempänä σ E/1000 9
10 Mekanismi, jossa deformaatio mahdollista ilman että kaikki atomisidokset murtuvat yhtä aikaa Dislokaatiot - Keksitty Burgers (ruuvidislokaatiot) - Taylor, Orowan, Polany (särmädislokaatiot) 10
11 Särmädislokaatio
12 Dislokaatio-deformaatio
13
14 Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä
15 Särmädislokaatio 15
16 Ruuvidislokaatio 16
17 Dislokaatioiden ominaisuuksia Eivät ala/lopu tyhjästä, vaan: muodostavat ympyröitä alkavat/loppuvat raerajoille, toisiin dislokaatioihin, tms. Särmädislokaatiot ovat rajoittuneet tietylle liukutasolle (aiheuttamansa siirtymän suunnassa) Ruuvidislokaatiot voivat liikkua liukutasoilla aiheuttamaansa siirtymään nähden kohtisuorassa
18 Mistä lujuus syntyy Mikä vastustaa dislokaatioiden liikettä? 18
19 Dislokaatioiden liikevastus Sisäinen vastus Jaksottainen voima Riippuu atomien välisestä etäisyydestä - Mitä suurempi atomitasojen välinen etäisyys, sitä pienempi voima tarvitaan dislokaation siirtämiseen - Mitä pienempi atomien välinen etäisyys tasossa sitä pienempi voima tarvitaan dislokaation siirtämiseen Peierls -jännitys tiivispakkauksellisilla tasoilla Peierls-jännitys on mitättömän pieni
20 Lujuus Jos Peierls-jännitys on mitättömän pieni, miksi metalleilla on lujuutta? Miksi murtolujuus on suurempi kuin myötölujuus? Miksi metallit lujittuvat muokkauksessa?
21 Dislokaation jännitystila
22 Dislokaatioiden vuorovaikutus Jännitystila aiheuttaa dislokaatioiden vuorovaikutusta Poistovoima Vetovoima
23 Vuorovaikutus hilan kanssa Vastaavasti dislokaatiot reagoivat muihin jännityskenttiin hilassa: Seosatomit Erkaumat jne. 23
24 Ristikkäisillä atomitasoilla liukuvat dislokaatiot aiheuttavat siirtymiä toisiinsa Siirtymät vaikeuttavat dislokaatioiden liikettä 24
25 Mistä dislokaatiot tulevat Frank-Reedin dislokaatiogeneraattori
26 Dislokaatioiden syntyminen
27 Dislokaatioiden syntyminen Kuormitus synnyttää dislokaatioita Frank-reedin dislokaatiolähde Muita (tuntemattomia) mekanismeja Plastisen deformaation aikana dislokaatioiden määrä kasvaa 27
28 Lujuus Lujuus riippuu dislokaatioiden liikevastuksesta Lujittuminen tapahtuu dislokaatioiden liikettä vaikeuttamalla toisia dislokaatioita jännityskenttiä hilaan - seosatomeja - vieraan faasin erkaumia - jne. 28
29 Muokkauslujittuminen Plastinen deformaatio aiheuttaa dislokaatioiden määrän kasvun Dislokaatiot häiritsevät enenevässä määrin toistensa liikettä Dislokaatioiden liike vaikeutuu Lujuus kasvaa plastisen deformaation vaikutuksesta Materiaali muokkauslujittuu
30 Dislokaatioita
31 Kaksostuminen Voimakkaassa deformaatiossa voi tapahtua kaksostumista (twinning), jossa kiteen suunta kääntyy kiteen sisään syntyy pieni-energinen kulmamuutos (dislokaatioiden välittämä) Mahdollistaa deformaation, jota dislokaatiot eivät voi välittää
32 Kaksonen
33 Kaksoset Vaihtoehtoinen deformaatiomekanismi Kiteeseen muodostuu pienienergisiä pienen kulman rajoja
34 Metallien kiderakenne
35 Monirakeinen metalli Jähmettymisen yhteydessä metallit kiteytyvät atomit pinoutuvat toistensa lomaan siten, että energia minimoituu Jähmettyminen alkaa useasta kiteytymisytimestä Kiteiden suunnat satunnaisia Näin muodostuneet kiteet ( rakeet ) liittyvät toisiinsa Kiteiden väliin jää rajoja (raerajoja) joissa eri tavalla suuntautuneet kiteet liittyvät toisiinsa
36 Rakeet
37 Raerajat 37
38
39
40
41 Raerajat Atomit liittyvät toisiinsa myös raerajoilla välissä ei ole ei-kiteistä ainetta tms. Atomit eivät sovi toistensa lomaan yhtä hyvin raerajoilla korkeampi energia välttämättömiä dislokaatioita Dislokaatiot eivät voi liikkua raerajojen yli Dislokaatiot pinoutuvat/jonoutuvat raerajoille, ja aiheuttavat jännityskeskittymiä
42 Raekoko Raekoko vaihtelee materiaaleilla riippuen Valmistuksesta Lämpökäsittelystä jne. Tyypillisesti kymmeniä tai satoja mikrometrejä Voidaan tehdä makroskooppisia erilliskiteitä Raekoko satoja mm Voidaan tehdä hyvin hienorakeisia ( nanokiteisiä ) materiaaleja, joissa raekoko << 1 µm
43
44 Raekoko Pieni raekoko lisää lujuutta Pieni raekoko lisää sitkeyttä
45 Jähmeän tilan muutokset Korkeassa lämpötilassa raekoko pyrkii kasvamaan Voimakkaasti muokatussa materiaalissa voi käynnistyä uudelleenkiteytyminen ( rekristallisaatio ) Materiaalissa tapahtuvat kidemuodon muutokset (esim. lämpötilan muutoksen vaikutuksesta) voivat aiheuttaa uudelleenkiteytymisen
46 Monikiteisen materiaalin deformaatio Monikiteisen materiaalin deformaatio vaatii satunnaisesti orientoituneiden kiteiden deformoitumista Materiaalin tilavuus pysyy samana Tarvitaan 5 riippumatonta liukusysteemiä, jotta voidaan välittää mielivaltainen deformaatio
47 Metallien kidetyypit
48 Kiderakenne Metalliatomit pinoutuvat eri tavoin Pinoutuminen vaikuttaa lujuuteen, sitkeyteen ja muihin ominaisuuksiin
49 Uudelleenkiteytyminen voi tapahtua kiinteässä tilassa Eri metalleilla erilainen kidemuoto Joillain metalleilla voi olla useita stabiileja kidemuotoja (eri lämpötiloissa) Esim. teräs: - <912 C => BCC ferriitti C C => FCC austeniitti C C => BCC delta-ferriitti
50 Tiivispakkaukselliset 50
51 PKK 51
52 PKK Pintakeskinen kuutiollinen hila (PKK) Face centered cubic (FCC) Tiivispakkauksellinen Peiers -jännitys hyvin pieni Useita ristikkäisiä tiivispakkauksellisia tasoja 5 riippumatonta, tiivispakkauksellista liukusysteemiä
53 Ominaisuudet Suuri muodonmuutoskyky ja sitkeys Matala lujuus Voimakas muokkauslujittuminen Esim: alumiini, kupari, nikkeli
54 Esim. Alumiini
55 TPH 55
56 TPH Tiivispakkauksellinen heksagonaalinen (TPH) Close packed hexagonal (CPH) Liukuminen tiivispakkauksellisissa tasoissa helppoa Liukuminen muissa tasoissa vaikeaa Vain neljä riippumatonta liukusysteemiä joilla liukuminen helppoa tarvitaan kaksostumista tai liukumista vaikeammilla tasoilla mielivaltaisen deformaation välittämiseen Esim.: koboltti, tina 56
57 TKK 57
58 TKK Tila keskinen kuutiollinen (TKK) Bace centered cubic (BCC) Ei tiivispakkauksellisia tasoja => suuri Peierls jännitys Suuri lujuus Vähäinen muokkauslujittuminen Riittävästi riippumattomia liukutasoja Esim: teräs
59 Teräs jännitys-venymäkäyrä
60
61
62 Metalliseokset
63 Metalliseokset Metallit liuottavat vieraita aineita (tiettyyn rajaan saakka) Korvaus- tai välisija-atomeina Faasit
64 Välisija-atomit Hakeutuvat hilan koloihin FCC hilassa vähemmän tyhjää tilaa, mutta isommat kolot kuin BCC - Liukoisuus suurempi Venyttävät ja vääristävät hilaa Välisija-atomit pienempiä kuin kantafaasin atomit Esim: - hiili teräksessä - boori teräksessä Liukoisuus tyypillisesti verraten pientä
65 Korvausatomit Korvaavat kantafaasin atomipaikan hilassa Eri kokoisina vääristävät ja venyttävät hilaa Korvausatomit samaa suuruusluokkaa kuin kantafaasin atomit Hyvin samankokoiset atomit liukenevat toisiinsa hyvin Esim: Cu - Ag
66 Faasit Liukoisuusalueen ulkopuolella muodostavat oman faasin Aine koostuu eri tavalla kiteytyneistä ja eri koostumuksen omaavista alueista toistensa lomassa
67 Pallografiittivalurauta
68 Rauta-hiili
69 Perliitti 69
70 Diffuusio Atomit sekoittuvat metalleissa Koostumuserot tasoittuvat Lämpötilariippuvaa Diffuusionopeus vaihtelee
71 Vakanssit Pistemäisiä hilavirheitä Mahdollistavat diffuusion
72 Dislokaatiot Viivamaisia hilavirheitä
73 Mikrorakenne Mikrorakenne Seoksen faasit Raerakenne Hilavirheet Vaikuttaa lukuisiin ominaisuuksiin Lujuus Sitkeys jne. Metallit ovat metastabiileja
74 Lujittaminen Kaikki lujittaminen tapahtuu vaikeuttamalla dislokaatioiden liikettä Liuoslujittaminen Erkautuslujittaminen Muokkauslujittuminen
75 Liuoslujittaminen Liuosatomit vääristävät hilaa Vääristyneessä hilassa dislokaatioiden on vaikeampi liikkua
76 Erkautuslujittaminen Erkaumat estävät dislokaatioiden liikettä
77 Muokkauslujittuminen Muokkaus generoi dislokaatioita Dislokaatiotiheys kasvaa Dislokaatiot takertuvat toisiinsa ja vaikeuttavat toistensa liikettä
78 Muokkauslujittuminen
79 Lämpökäsittely Metallit ovat metastabiileja Lämpötilan nosto siirtää rakennetta kohti tasapainotilaa Dislokaatiotiheys pienenee Rakeet kasvavat Liukoisuus kasvaa Kontrolloidulla jäähdytyksellä saadaan tila kauemmas tasapainotilasta
80 Pehmeäksi hehkutus Korkeassa lämpötilassa muokkauslujittumisen vaikutukset häipyvät Dislokaatiotiheys pienenee Materiaali pehmenee Sitkeys kasvaa
81 Erkautuskarkaisu Korkeassa lämpötilassa seosaineet liuotetaan Nopealla jäähdytyksellä seosaineet jäävät liuokseen Kontrolloitu hehkutus erkauttaa paljon pieniä erkaumia
Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä
Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Särmädislokaatio 2 Ruuvidislokaatio 3 Dislokaatioiden ominaisuuksia Eivät ala/lopu tyhjästä, vaan: muodostavat ympyröitä alkavat/loppuvat raerajoille,
Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä
Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä Särmädislokaatio 2 Ruuvidislokaatio 3 Dislokaation jännitystila Dislokaatioiden vuorovaikutus Jännitystila aiheuttaa dislokaatioiden vuorovaikutusta
Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000
Deformaatio Kertaus Deformaatio Kiteen teoreettinen lujuus: σ E/8 Todelliset lujuudet lähempänä σ E/1000 3 Dislokaatiot Mekanismi, jossa deformaatio mahdollista ilman että kaikki atomisidokset murtuvat
Makroskooppinen approksimaatio
Deformaatio 3 Makroskooppinen approksimaatio 4 Makroskooppinen mikroskooppinen Homogeeninen Isotrooppinen Elastinen Epähomogeeninen Anisotrooppinen Inelastinen 5 Elastinen anisotropia Material 2(s 11
KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2
KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 2 Pienryhmäharjoitusten aiheet 1. Materiaaliominaisuudet ja tutkimusmenetelmät 2. Metallien deformaatio ja lujittamismekanismit 3. Faasimuutokset 4. Luonnos:
Dislokaatiot - pikauusinta
Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi
Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt
Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Yksinkertaiset lämpökäsittelyt Pehmeäksihehkutus Nostetaan lämpötilaa Diffuusio voi tapahtua Dislokaatiot palautuvat Materiaali pehmenee Rekristallisaatio Ei ylitetä faasirajoja
Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla
Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla Vapaa energia ja tasapainopiirros Allotropia - Metalli omaksuu eri lämpötiloissa eri kidemuotoja. - Faasien vapaat
Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta
Tasapainopiirrokset Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta Binäärinen tasapaino Kiinteässä tilassa koostumuksesta riippuen kahta faasia Eutektisella koostumuksella ei puuroaluetta Faasiosuudet muuttuvat
Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto
Raerajalujittuminen 1 Erkautuslujittuminen Epäkoherentti erkauma: kiderakenne poikkeaa matriisin rakenteesta dislokaatiot kaareutuvat erkaumien väleistä TM teräksissä tyypillisesti mikroseosaineiden karbonitridit
Luku 4: Hilaviat. Käsiteltäviä aiheita. Mitkä ovat jähmettymismekanismit? Millaisia virheitä kiinteissä aineissa on?
Käsiteltäviä aiheita Luku 4: Hilaviat Mitkä ovat jähmettymismekanismit? Millaisia virheitä kiinteissä aineissa on? Voidaanko vikojen määrää ja tyyppiä kontrolloida? Miten viat vaikuttavat materiaaliominaisuuksiin?
KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3
KJR-C2004 materiaalitekniikka Harjoituskierros 3 Tänään ohjelmassa 1. Tasapainopiirros 1. Tulkinta 2. Laskut 2. Faasimuutokset 3. Ryhmätyöt 1. Esitehtävän yhteenveto (palautetaan harkassa) 2. Ryhmätehtävä
Chem-C2400 Luento 4: Kidevirheet Ville Jokinen
Chem-C2400 Luento 4: Kidevirheet 18.1.2019 Ville Jokinen Oppimistavoitteet Liukoisuus (käsiteltiin luennolla 3) 0D, pistemäiset kidevirheet: (liukoisuus), vakanssit 1D, viivamaiset kidevirheet: dislokaatiot
Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset
Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset 0.10 %Nb 0.08 NbC:n liukoisuus austeniitissa γ + NbC 1200 C 0.06 0.04 1100 C 0.02 0 γ 0 0.05 0.1 0.15 0.2 %C Tyypillinen C - Nb -yhdistelmä NbC alkaa erkautua noin 1000
RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET
1 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET 3.11.2013 Seuraavasta aineistosta kiitän Timo Kauppia Kemi-Tornio Ammattikorkeakoulu 2 RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET Ruostumattomat teräkset ovat standardin SFS EN 10022-1 mukaan seostettuja
Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit Ville Jokinen
Chem-C2400 Luento 3: Faasidiagrammit 16.1.2019 Ville Jokinen Oppimistavoitteet Faasidiagrammit ja mikrorakenteen muodostuminen Kahden komponentin faasidiagrammit Sidelinja ja vipusääntö Kolmen faasin reaktiot
Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti
Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti Fe 3 C F = Bainiitti (B) C ehtii diffundoitua lyhyitä matkoja. A A A A Lämpötila laskee è Austeniitti Ferriitti Austeniitti => ferriitti muutos : atomit siirtyvät
Metallurgian perusteita
Metallurgian perusteita Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Korkean laadun saavuttaminen edellyttää sekä rauta että teräsvalujen tuotannossa tiukkaa prosessikuria
Luento 3. Millerin indeksit Kidevirheet Röntgendiffraktio Elastisuusteoria
Luento 3 Millerin indeksit Kidevirheet Röntgendiffraktio Elastisuusteoria Luento 3 Millerin indeksit Kidevirheet Röntgendiffraktio Elastisuusteoria Kidesuunnat Kidesuuntien määrittäminen kuutiollisessa
Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot:
Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot: lassi.vuorela@aalto.fi Juottaminen Juottamisessa on tarkoitus liittää kaksi materiaalia tai osaa niin, että sähkövirta kykenee
Hakemisto. C CCT-käyrä... ks. S-käyrä CVD-pinnoitus...ks. kaasufaasipinnoitus
A A 1-lämpötila... 17 A 3-lämpötila... 17 Abrasiivinen kuluminen... 110 A cm-lämpötila... 17 Adhesiivinen kitka... 112 Adhesiivinen kuluminen... 110 ADI... ks. ausferriittinen pallografiittivalurauta Adusointi...
Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi
Vaurioituminen I Vaatimukset Rakenne Materiaalit ja niiden ominaisuudet Timo Kiesi 18.9.2013 2 Vaurioituminen Miksi materiaalit murtuvat? Miten materiaalit murtuvat? Timo Kiesi 18.9.2013 3 Miksi insinöörin
Chem-C2400 Luento 2: Kiderakenteet Ville Jokinen
Chem-C2400 Luento 2: Kiderakenteet 11.1.2019 Ville Jokinen Oppimistavoitteet Metalli-, ioni- ja kovalenttinen sidos ja niiden rooli metallien ja keraamien kiderakenteissa. Metallien ja keraamien kiderakenteen
Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset
Kon-67.3401 Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset Säteilyhaurastuminen Reaktoripaineastia ja sisukset 12/3/2015 3
Luku 3: Virheetön kide
Luku 3: Virheetön kide Suurin osa teknisistä materiaaleista ovat kiteisiä. Materiaalit voidaan kiderakenteensa puolesta jakaa 7:ään kidesysteemiin ja 14:sta piste- eli Bravais-hilaan. Metallien kiderakenne
Kiteiden plastisuus ja dislokaatiot
Kiteiden plastisuus ja dislokaatiot LuK-tutkielma Henrik Kurkela henrik.kurkela@gmail.com Marraskuu 2016 Oulun Yliopisto Luonnontieteellinen tiedekunta Fysiikan koulutusohjelma Sisällysluettelo 1. Johdanto...
Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa
Rikasta pohjoista 10.4.2019 Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Nimi Numero CK45 / C45E (1.1191) 19MnVS6 / 20MnV6 (1.1301) 38MnV6 /
TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.
1 SAVONIA-AMK TEKNIIKKA/ KUOPIO HitSavonia- projekti Seppo Vartiainen Esitelmä paineastiat / hitsausseminaarissa 1.11.05 TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA. Kylmät olosuhteet. Teräksen transitiokäyttäytyminen.
Luento 5 Hiiliteräkset Hiiliteräkset Rauta ( Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1
Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1 A B B Piirroksen alue 1: Sularajan yläpuolella on seos aina täysin sula => yksifaasialue (L). Alueet 2 ja 5: Nämä ovat
Ultralujien terästen hitsausmetallurgia
1 Ultralujien terästen hitsausmetallurgia CASR-Steelpolis -seminaari Oulun yliopisto 16.5.2012 Jouko Leinonen Nostureita. (Rautaruukki) 2 Puutavarapankko. (Rautaruukki) 3 4 Teräksen olomuodot (faasit),
Fysikaaliset ominaisuudet
Fysikaaliset ominaisuudet Ominaisuuksien alkuperä Mistä materiaalien ominaisuudet syntyvät? Minkälainen on materiaalin rakenne? Onko rakenteellisesti samankaltaisilla materiaaleilla samankaltaiset ominaisuudet?
Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio
Luento 2 Martensiitti- ja bainiittireaktio Martensiittitransformaatiossa tapahtuvat muodonmuutokset hilassa Martensiittitransformaatiossa tapahtuvat muodonmuutokset hilassa - Martensiitti (tkk, tetragoninen)
Mekaaniset ominaisuudet
Mekaaniset ominaisuudet Yleisimmät mekaaniset ominaisuudet Kimmokerroin (E) jäykkyys Lujuus (σ) Kovuus 2 2 Jännitys σ = F/A ε = l/l σ = Eε 3 3 Kimmokerroin (E) Kuvaa materiaalin jäykkyyttä Syntyy atomien
Teräslajit. Huom. FeP01-06 = DC01-06
Teräslajit Huom. FeP01-06 = DC01-06 Pehmeät muovattavat DC01 - DC06 Pehmeät muovattavat DC06 = IF = Interstitial free = välisija-atomivapaa = ei C eikä N liuoksessa C ja N sidottuina Ti(CN) tai (TiNb)(CN)
Yksikkökoppi Pienin toistuva rakenne materiaalin sisällä.
Ashbyn kartat (Ashby diagrams) Kullakin materiaaliryhmällä on muutama ominaisuus, joka erottaa ne selvästi toisista materiaaliryhmistä. Ashbyn kartoissa materiaalit jaetaan ryhmiin. Niistä voidaan päätellä
Kokillivalu (Permanent mold casting) Jotain valimistusmenetelmiä. Painevalu (Diecasting) Painevalu
Jotain valimistusmenetelmiä Kokillivalu (Permanent mold casting) Muottina käytetään usein valurautaa, jonka pinta on päällystetty lämpökestävällä materiaalilla (savi, natriumsilikaatti). Muotit esilämmitetään
Tina-vismutti seos juotosmetallina
Tina-vismutti seos juotosmetallina Miikka Martikainen Juottaminen Juottaminen on metallien liitosmenetelmä, jossa kappaleet liitetään toisiinsa sulattamalla niiden väliin juotosainetta, eli juotetta. Juotteena
Valurauta ja valuteräs
Valurauta ja valuteräs Seija Meskanen Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Valurauta ja valuteräs ovat raudan (Fe), hiilen (C), piin (Si) ja mangaanin (Mn) sekä muiden seosaineiden
Mak Sovellettu materiaalitiede
.106 tentit Tentti 21.5.1997 1. Rekristallisaatio. 2. a) Mitkä ovat syyt metalliseosten jähmettymisen yhteydessä tapahtuvalle lakimääräiselle alijäähtymiselle? b) Miten lakimääräinen alijäähtyminen vaikuttaa
Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi
Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Lämpökäsittely Austenointi tehdään hyvin korkeassa lämpötilassa verrattuna muihin teräksiin Liian korkea lämpötila tai liian pitkä aika voivat aiheuttaa vetelyjä, rakeenkasvua,
Jotain valimistusmenetelmiä
Jotain valimistusmenetelmiä Kokillivalu (Permanent mold casting) Muottina käytetään usein valurautaa, jonka pinta on päällystetty lämpökestävällä materiaalilla (savi, natriumsilikaatti). Muotit esilämmitetään
Luento 2. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto
Luento 2 Kon-67.3110 Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Rauta-hiili -tasapainopiirros Honeycombe & Bhadeshia s. 30-41. Uudistettu Miekk oj s. 268-278. Rauta (Fe)
Sulametallurgia (Secondary steelmaking)
Sulametallurgia (Secondary steelmaking) 1 Senkkauuni Raahessa näytteenotto/ happi- ja lämpötilanmittaus seosainejärjestelmä apulanssi 3-4 C/min 20 MVA 105-125 t Ar langansyöttö Panoskoko 125 t (min 70
Terästen lämpökäsittelyn perusteita
Terästen lämpökäsittelyn perusteita Austeniitin nopea jäähtyminen Tasapainopiirroksen mukaiset faasimuutokset edellyttävät hiilen diffuusiota Austeniitin hajaantuminen nopeasti = ei tasapainon mukaisesti
PETRI KOSKELA KUPARISEN VIRRANKERÄYSNAUHAN VÄSYMISKESTÄVYYS. Diplomityö
PETRI KOSKELA KUPARISEN VIRRANKERÄYSNAUHAN VÄSYMISKESTÄVYYS Diplomityö Tarkastajat: professori Pekka Ruuskanen ja TkT Terhi Glas. Tarkastajat ja aihe hyväksytty Tieto- ja sähkötekniikan tiedekuntaneuvoston
Tina-vismutti -juotosmetallin binäärinen seos
Tina-vismutti -juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Riku Varje Yhteystiedot: riku.varje@aalto.fi Metallien liittämiseen on olemassa useita erilaisia keinoja. Eräs keino on esimerkiksi erilaisten mekaanisten
Mak Materiaalitieteen perusteet
Mak-45.310 tentit Mak-45.310 Materiaalitieteen perusteet 1. välikoe 24.10.2000 1. Vertaile ionisidokseen ja metalliseen sidokseen perustuvien materiaalien a) sähkönjohtavuutta b) lämmönjohtavuutta c) diffuusiota
Kon Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos
Kon-67.3110 Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos Luennolta: Perustieto eri ilmiöistä Kirjoista: Syventävä tieto eri
Tärkeitä tasapainopisteitä
Tietoa tehtävistä Tasapainopiirrokseen liittyviä käsitteitä Tehtävä 1 rajojen piirtäminen Tehtävä 2 muunnos atomi- ja painoprosenttien välillä Tehtävä 3 faasien koostumus ja määrät Tehtävä 4 eutektinen
Rauta-hiili tasapainopiirros
Rauta-hiili tasapainopiirros Teollisen ajan tärkein tasapainopiirros Tasapainon mukainen piirros on Fe-C - piirros, kuitenkin terästen kohdalla Fe- Fe 3 C -piirros on tärkeämpi Fe-Fe 3 C metastabiili tp-piirrosten
Kon Teräkset Harjoituskierros 6.
Kon-67.3110 Teräkset Harjoituskierros 6. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Viikkoharjoitus #6 - kysymykset Mitä on karkaisu? Miten karkaisu suunnitellaan?
Luku 5: Diffuusio kiinteissä aineissa
Luku 5: Diffuusio kiinteissä aineissa Käsiteltävät aiheet... Mitä on diffuusio? Miksi sillä on tärkeä merkitys erilaisissa käsittelyissä? Miten diffuusionopeutta voidaan ennustaa? Miten diffuusio riippuu
KOVAJUOTTEET 2009. Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet. www.somotec.fi
KOVAJUOTTEET 2009 fosforikupari hopea messinki alumiini juoksutteet Somotec Oy www.somotec.fi SISÄLLYSLUETTELO FOSFORIKUPARIJUOTTEET Phospraz AG 20 Ag 2% (EN 1044: CP105 ). 3 Phospraz AG 50 Ag 5% (EN 1044:
Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset
Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset Sakari Tihinen Tuotekehitysinsinööri, IWE Ruukki Metals Oy, Raahen terästehdas 1 Miten teräslevyn ominaisuuksiin voidaan vaikuttaa terästehtaassa? Seostus (CEV,
Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 1, Kevät 2017
Materiaalifysiikan perusteet 51104P Ratkaisut 1, Kevät 017 1. Kiderakenteen alkeiskopin hahmottamiseksi pyritään löytämään kuvitteellisesta rakenteesta sen pienin toistuva yksikkö (=kanta). Kunkin toistuvan
Kon Harjoitus 8: Ruostumattomat teräkset. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto
Kon-67.3110 Harjoitus 8: Ruostumattomat teräkset Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto EN AISI/SAE Tyyppi 1.4021 1.4301 1.4401 1.4460 304L 201 316LN 321H EN vs AISI/SAE tunnukset
Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka
Kon-67.3110 Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Luennolta: Perustieto eri ilmiöistä Kirjoista: Syventävä tieto eri ilmiöistä
CHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1
CHEM-C2400 MATERIAALIT SIDOKSESTA RAKENTEESEEN (5 op) Laskuharjoitus 1 Kristallografiaa 1. Suunnan millerin indeksit (ja siten siis suunta) lasketaan vähentämällä loppupisteen koordinaateista alkupisteen
Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy. Teräsvalujen raaka-ainestandardit
Teräsvalut Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy Teräsvalujen raaka-ainestandardit - esitelmän sisältö Mitä valun ostaja haluaa? Millaisesta valikoimasta valuteräs
CCT -diagrammi. Austeniitti. Lämpötila. Martensiitti. Aika Hiiliekvivalentti kasvaa (CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15) Hitsattavuus huononee
CCT -diagrammi Lämpötila Austeniitti Martensiitti Enemmän seosaineita (C, Mn, Cr, Mo, B ) kriittinen jäähtymisnopeus pienempi Aika Hiiliekvivalentti kasvaa (CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15) Hitsattavuus
Ydinjätekapselin deformaatiomekanismit Projektin johtaja: Hannu Hänninen Tutkijat: Kati Savolainen ja Tapio Saukkonen
Ydinjätekapselin deformaatiomekanismit Projektin johtaja: Hannu Hänninen Tutkijat: Kati Savolainen ja Tapio Saukkonen Projektin tavoite Selvittää mikroskooppinen ja makroskooppinen plastinen deformaatio
Alieutektoidisen teräksen normalisointi
Alieutektoidisen teräksen normalisointi Hiili (C) ja rauta (Fe) Hiili ja rauta voivat muodostaa yhdessä monia erilaisia mikrorakenteita, olipa kyseessä sitten teräs (hiiltä maksimissaan 2.1p.% C, eli hiiltä
Korkealämpötilakemia
Korkealämpötilakemia Binääriset tasapainopiirrokset To 30.10.2017 klo 8-10 SÄ114 Tavoite Oppia lukemaan ja tulkitsemaan binäärisiä tasapainopiirroksia 1 Sisältö Hieman kertausta - Gibbsin vapaaenergian
Lovilujittuminen. Lovessa kolmiaksiaalinen jännitystila Lovessa materiaali käyttäytyy kuin se*olisi lujempi
Deformaatio*vielä.. Lovilujittuminen Lovessa kolmiaksiaalinen jännitystila Lovessa materiaali käyttäytyy kuin se*olisi lujempi Case*juotos:*liitoksen lujuus ylittää juotosaineen lujuuden Materiaalit korkeissa
Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi
Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Aikataulu Pe 2.9.2005 Pe 9.9.2005 Pe 16.9.2005 Pe 23.9.2005 Pe 10.9.2005 Pe 8.10.2005 Valurauta Valurauta ja teräs Teräs Teräs ja alumiini Magnesium ja titaani Kupari,
Mekaaniset ominaisuudet
Mekaaniset ominaisuudet Kertaus Jäykkyys E Lujuus Myötö- Murto- Muokkauslujittuminen Sitkeys 2 2 Esimerkkejä Golf-maila Keinonivel Hammaspyörä 3 3 Esimerkki: Golf-maila Golf-mailalta vaadittavat ominaisuudet
CHEM-A1410 Materiaalitieteen Perusteet Luento 3: Mekaaniset ominaisuudet Ville Jokinen
CHEM-A1410 Materiaalitieteen Perusteet Luento 3: Mekaaniset ominaisuudet 24.09.2019 Ville Jokinen Mitä seuraavat ominaisuudet tarkalleen kuvaavat? Luja? Kova? Pehmeä? Venyvä? Elastinen? Sitkeä? Hauras?
Luento 3. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto
Luento 3 Kon-67.3110 Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Seosaineiden liuoslujittava vaikutus ferriittiin Seosaineiden vaikutus Fe-C tasapainopiirrokseen Honeycombe
PL OULUN YLIOPISTO PUH. (08) TELEKOPIO (08) pentti.karjalainen oulu.fi
PL 4200 90014 OULUN YLIOPISTO PUH. (08) 553 2020 TELEKOPIO (08) 553 2165 pentti.karjalainen oulu.fi Sähköiseen muotoon 2004 saatetun painoksen stilisoitu versio 2006. 2 3 4 5 6 7 Kuva 1.2. Teräksen tuotanto
Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry
Lämpökäsittelyoppi Esipuhe Metallit ovat kiehtova materiaaliryhmä erityisesti siksi, että niiden ominaisuudet ovat muunneltavissa hyvin laajasti. Metalleja voidaan seostaa keskenään, mutta ennen kaikkea
Metallivaahtolujitteiset ballistiset suojausmateriaalit, osa III Tilanne 31.10.2011 Mikko Nieminen ja Tuomo Tiainen
Metallivaahtolujitteiset ballistiset suojausmateriaalit, osa III Tilanne 31.10.2011 Mikko Nieminen ja Tuomo Tiainen 1 Kolmivuotinen Matinen rahoittama tutkimushanke, käynnissä kolmas vuosi Toteuttajatahot:
Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus
Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus Severi Anttila Oulun yliopiston terästutkimuskeskus,konetekniikan osasto, Materiaalitekniikan laboratorio Johdanto Ferriittiset
Työ 3: STAATTISET ELPYMISMEKANISMIT JA METALLIEN ISKUSITKEYS
Työ 3: STAATTISET ELPYMISMEKANISMIT JA METALLIEN ISKUSITKEYS Muokkaus kasvattaa dislokaatioiden määrää moninkertaiseksi muokkaamattomaan metalliin verrattuna. Tällöin myös metallin lujuus on kohonnut huomattavasti,
Kiinteän aineen ominaisuuksia I. Kiteisen aineen perusominaisuuksia
Kiinteän aineen ominaisuuksia I Kiteiden perustyypit Kiderakenteiden peruskäsitteitä Kiteisen aineen perusominaisuuksia Kide on suuresta atomijoukosta muodostunut säännöllinen ja stabiili, atomiseen skaalaan
Muottiin karkaisun metallurgia
Muottiin karkaisun metallurgia Henri Järvinen Tampereen teknillinen yliopisto Materiaalitieteen laboratorio/metalliteknologian tutkimusryhmä Lämpökäsittely- ja takomopäivät 10.-11.10.2017 Tampere Metallurgia
Luku 3: Kiinteiden aineiden rakenne
Luku 3: Kiinteiden aineiden rakenne Käsiteltäviä aiheita Kuinka atomit järjestyvät kiinteiksi aineiksi? (tällä erää keskitymme metalleihin) Kuinka materiaalin tiheys riippuu sen rakenteesta? Milloin materiaaliominaisuudet
Titaani. Titaani. Yleistä. Yleistä
Titaani Sulamislämpötila 1668 C Titaani Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella Tiheys 4,54 g/cm 3 Kimmokerroin 105 kn/mm 2 Murtolujuus 280 N/mm 2 2 Käytännön
Titaani. Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka. Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella. Tiheys 4,54 g/cm 3. Kimmokerroin 105 kn/mm 2
Titaani Titaani Sulamislämpötila 1668 C Hilarakenne Heksagoninen α- faasi 882 C saakka Tilakeskinen β-faasi 882 C yläpuolella Tiheys 4,54 g/cm 3 Kimmokerroin 105 kn/mm 2 Murtolujuus 280 N/mm 2 2 Yleistä
Määritelmä, metallisidos, metallihila:
ALKUAINEET KEMIAA KAIK- KIALLA, KE1 Metalleilla on tyypillisesti 1-3 valenssielektronia. Yksittäisten metalliatomien sitoutuessa toisiinsa jokaisen atomin valenssielektronit tulevat yhteiseen käyttöön
Pehmeä magneettiset materiaalit
Pehmeä magneettiset materiaalit Timo Santa-Nokki Pehmeä magneettiset materiaalit Johdanto Mittaukset Materiaalit Rauta-pii seokset Rauta-nikkeli seokset Rauta-koboltti seokset Amorfiset materiaalit Nanomateriaalit
Puhtaat aineet ja seokset
Puhtaat aineet ja seokset KEMIAA KAIKKIALLA, KE1 Määritelmä: Puhdas aine sisältää vain yhtä alkuainetta tai yhdistettä. Esimerkiksi rautatanko sisältää vain Fe-atomeita ja ruokasuola vain NaCl-ioniyhdistettä
Sinkki. Esitiedot. Yleistä. Yleistä
Esitiedot Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä? Hypoeutectic = alieutektinen Hypereutectic = ylieutektinen Miten alieutektinen ja ylieutektinen rakenne muuttaa
Esitiedot. Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä?
Esitiedot Mikä periaattellinen ero on 4% ja 8% alumiinia sisältävien sinkkiseosten välillä? Hypoeutectic = alieutektinen Hypereutectic = ylieutektinen Miten alieutektinen ja ylieutektinen rakenne muuttaa
Teräs metalli. Teräksen kiteinen rakenne
Teräs metalli Teräs on raudan ja hiilen seos, jonka hiilipi toisuus on pienempi kuin 2 %. Tätä suurem man hiilipitoisuuden omaavat seokset luoki tellaan valuraudoiksi. Teräkset sisältävät ta vallisesti
1.Growth of semiconductor crystals
BST, fall 2012 1 1.Growth of semiconductor crystals Origin of the properties of matter is in the atomic structure, or in more details, both in how electrons bind the atoms and in quantum dynamics of the
KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA
KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET 18.12.2008 ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA 1 Johdanto Muovauksen vaikutuksesta metallien lujuus usein kasvaa ja venymä pienenee.
Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit
Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit Lujat teräkset standardeissa - Nuorrutusteräkset: seostamattomat teräkset (SFS-EN 10083-2: C60, R e min. 580 MPa ja R m 850 1000 MPa) - Nuorrutusteräkset: seostetut
KRISTALLOGRAFIASSA TARVITTAVAA MATEMA- TIIKKAA
KRISTALLOGRAFIASSA TARVITTAVAA MATEMA- TIIKKAA Aloita kertaamalla hilan indeksointi niin, että osaat kuutiollisen kiteen tasojen ja suuntien Miller-indeksit. Vektorit määritellään yleisessä muodossa r
Ruostumattomat teräkset luento SHY Oulun paikallisosaston 50 v. juhlaseminaarissa
Ruostumattomat teräkset luento SHY Oulun paikallisosaston 50 v. juhlaseminaarissa Timo Kauppi 2015 1 STAINLESS STEEL EDELSTAHL RÅSTFRITT STÅL RUOSTUMATON TERÄS JALOTERÄS 2 Opintojakson oppimistavoite tunnetaan
KULJETUSSUUREET Kuljetussuureilla tai -ominaisuuksilla tarkoitetaan kaasumaisen, nestemäisen tai kiinteän väliaineen kykyä siirtää ainetta, energiaa, tai jotain muuta fysikaalista ominaisuutta paikasta
Materiaaliryhmien taksonomia
Komposiitit Komposiitit Useamman materiaalin / materiaaliryhmän yhdistelmä Materiaalin ja rakenteen välimaastossa Matriisi lujite (tai funktionaalisesti valitut materiaalit) Materiaaliryhmien taksonomia
Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot
Esitiedot Valuraudat juha.nykanen@tut.fi Mistä tulevat nimitykset valkoinen valurauta ja harmaa valurauta? Miten ja miksi niiden ominaisuudet eroavat toisistaan? Miksi sementiitti on kovaa ja haurasta?
Kon Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka
Kon-67.3110 Teräkset Harjoituskierros 7. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka Hammaspyörät Suunnittelustandardit Euroopassa esimerkiksi: ISO 6336-1 5
Sähkömoottorin akseli
Tekijä: Daniel Haaranen Yhteystiedot: daniel.haaranen@aalto.fi Mekaaniset ominaisuudet Pohdittaessa materiaalivalintaa sähkömoottorin akselille materiaalin tärkeimmät mekaaniset ominaisuudet ovat erilaiset
Lämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH
Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat työtä toimiakseen sillä termodynamiikan toinen pääsääntö Lämpökoneita ovat lämpövoimakoneiden lisäksi laitteet, jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: Mikään laite ei
MEKAANINEN AINEENKOETUS
MEKAANINEN AINEENKOETUS KOVUUSMITTAUS VETOKOE ISKUSITKEYSKOE 1 Kovuus Kovuus on kovuuskokeen antama tulos! Kovuus ei ole materiaaliominaisuus samalla tavalla kuin esimerkiksi lujuus tai sitkeys Kovuuskokeen
Kupari ja kuparimetallit. juha.nykanen@tut.fi
Kupari ja kuparimetallit juha.nykanen@tut.fi Esitiedot Miten sähköjohteisiin käytetyt kuparilaadut poikkevat muista kupariseoksista? Miksi puhdas kupari johtaa hyvin sähköä? Mitä tarkoittaa puhdas kupari?
B.1 Johdatus teräkseen
B.1 Johdatus teräkseen 1 B.1.1 Terästen valmistus B.1.1.1 Terästen valmistus raakaraudasta Masuunissa valmistettu raakarauta sisältää 4-5 % hiiltä. Teräksissä pitoisuus on tavallisimmin alle 1 % ja yleisissä
3. Metallit. Metalleista, erityisesti : 9/14/2015
3. Metallit Metalleista, erityisesti : Teräs, rakenneteräs, ruostumaton teräs ja ohutlevyt. Alumiini (ensi kerralla) Kupari (ensi kerralla) ja hieman muistakin metalleista. 1 Yleistä : Metallit ovat epäorgaanisia