Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot:

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot:"

Transkriptio

1 Tina-vismutti juotosmetallin binäärinen seos Tekijä: Lassi Vuorela Yhteystiedot: Juottaminen Juottamisessa on tarkoitus liittää kaksi materiaalia tai osaa niin, että sähkövirta kykenee kulkemaan kyseisten materiaalien välillä. Juottaminen tapahtuu sulattamalla juotetta liitokseen, joka täyttää pienetkin raot niin, että liitettävien materiaalien ja juotosmateriaalin liitos on mahdollisimman tiivis, pitää rakenteen kasassa liiman lailla ja johtaa sähköä. [1] Koska sovelluksen kannalta on välttämätöntä, että sähkövirta kykenee kulkemaan liitosta pitkin materiaalista toiseen, täytyy juotosmateriaalilla olla hyvä sähkönjohtavuus. Lisäksi jäähtyessään juotosmateriaalin on kovetuttava ja pidettävä liitettävät materiaalit lujasti yhdessä. Tämä vaatii juotosmateriaalilta hyvää lujuutta lämpötilassa, jossa juotoksen sisältävää laitetta käytetään. Juotoksen tärkein ominaisuus on kuitenkin sen alhainen sulamispiste; Tarkoitus on, että liitosta kuumennettaessa juotosmateriaali sulaa, mutta liitettävät materiaalit eivät. Kun juotosmateriaali jäähtyy eli jähmettyy, on riskinä että liitettävät materiaalit pääsevät liikkumaan, jolloin juotettavien materiaalien väliin jää rakoja, jolloin liitoksen sähkönjohtavuus ja kestävyys kärsii. Tämän vuoksi juotteelta vaaditaan mahdollisimman lyhyt jähmettymisaika. [1][2] Juotteina käytetään usein seoksia. Seokset voivat sisältää esimerkiksi tinaa, lyijyä, hopeaa tai kuparia. Juotteista halutaan yleisesti ympäristöystävällisiä ja terveydelle harmittomia. Siksi lyijyn käyttöä seoksissa pyritään vähentämään. Juotteen valintaan vaikuttaa myös juotettavat materiaalit sekä juotettavien osien koko. [2] Kuva 1. Juottaminen [1] Eutektinen jähmettyminen Metalliseoksia on käytännössä rajaton määrä, sillä seoksen ominaisuudet muuttuvat materiaaleja sekä niiden osuuksia muuttamalla. Käyttökelpoinen seos saadaan aikaan sulattamalla metallit, jolloin ne voidaan liuottaa toisiinsa, ja sen jälkeen jäähdyttämällä seoksesta saadaan kiinteä metalliseos. Metallien liukoisuus voi olla aukoton tai rajallinen. Aukottomassa liukoisuudessa metallit liukenevat toisiinsa täysin. Rajallisessa liukoisuudessa seokseen syntyy erilaisia faaseja; eriäviä kidemuotoja ja rakenteita. [3] Metalleilla on yksilölliset sulamispisteet. Sen vuoksi on loogista, että seoksen jäähtyessä metallit jähmettyvät eri tahtiin. Seoksilla onkin niin sanottuja puuroalueita, joissa toinen metalli on alkanut jähmettyä, kun toinen on vielä sula. Eutektisessa jähmettymisessä tällaista puuroaluetta ei pääse syntymään, vaan seoksen metallit muuttuvat sulasta kiinteäksi yhdessä ja samassa lämpötila. Eutektinen jähmettyminen vaatii juuri oikean suhteen seoksen metallien välillä. Eutektinen jähmettyminen tapahtuu siis vain oikeassa seossuhteessa ja oikeassa lämpötilassa; kahden metallin välillä on yksi oikea seossuhde eikä jäähdytysnopeus vaikuta lämpötilaan, jossa eutektinen jähmettyminen tapahtuu. Jäähtymisen nopeus vaikuttaa kuitenkin lopputuotteen kiderakenteeseen. Pistettä, jossa seoksen suhde ja lämpötila on oikea eutektiselle jäähtymiselle, sanotaan eutektiseksi pisteeksi. Eutektinen piste on myös alhaisin lämpötila, jossa seos muuttuu täysin kiinteästä täysin sulaksi. [3] Juotoksessa käytettävän materiaalin vaatimuksiin kuului mahdollisimman lyhyt jähmettymisaika juotettavien osien liikkumisen minimoimiseksi jähmettymisen aikana. Juuri sen vuoksi seossuhde, joka jäähtyy eutektisesti, on paras mahdollinen valinta juotteelle. Kaiken lisäksi kyseisellä seossuhteella on alhaisin mahdollinen sulamispiste kyseisten materiaalien seokselle. Juottamisen kannalta ominaisuus on erittäin edullinen, sillä juotteen sulattamiseen halutaan käyttää mahdollisimman vähän lämpöenergiaa. Lisäksi juotteen vaatimuksiin kuului, että juote sulaa mutta juotettavat materiaalit eivät. Juotteen optimaalinen sulamispiste määräytyy kuitenkin ilman muuta käyttökohteen mukaan; esimerkiksi elektroniikka, jota käytetään hyvin kuumissa ympäristöissä voisi vaatia juotemateriaalille korkeampaa sulamispistettä. Seossuhteen valinnassa ei ole tässä tapauksessa otettu huomioon myöskään juotteen lujuusvaatimuksia tai materiaalien hintaa markkinoilla, jotka mahdollisesti tilanteesta riippuen voisivat olla merkittäviä tekijöitä juotteen valinnassa. Kuvassa 2 tina-vismutti juotosmetallin binäärisen seoksen tasapainopiirros. Kun piirroksesta haetaan eutektinen piste, voidaan alimmasta vaaka-akselista lukea paras mahdollinen seossuhde juottamiselle; 43% tinaa ja 57% vismuttia. 43 Sn/ 57 Bi - eri lämpötiloissa [4] 200 celsiusasteessa seos on täysin sula. Sulassa seoksessa on vain sulaa faasia ja metallien osuus seoksessa on 43% tinaa ja 57 % vismuttia. Metallien osuus on määritetty massan mukaan. Materiaalien osuus tilavuudesta merkitään yleensä kaavion ylempään vaaka-akseliin. Kun seos jäähdytetään, se saavuttaa eutektisen pisteen 138 celsiusasteessa. Kun sula jähmettyy kyseisessä pisteessä, alkuaineiden tulee jakaantua nopeasti tinavaltaisen ja vismuttivaltaisen faasien välillä. Kuvasta 3 voidaan lukea faasien koostumukset piirtämällä vaakasuora viiva kyseisen lämpötilan kohdalle ja pystysuorat viivat niistä pisteistä, jossa vaakasuora viiva kohtaa reunimmaiset materiaalikohtaiset alueet (tässä tapauksessa vismutilla tällaista aluetta ei ole lainkaan). Faasien rakenteet luetaan alimmasta vaaka-akselista, eli määritetään kunkin faasin alkuainepitoisuudet. Näin ollen faasit ovat faaseille a ja b: Kuva 2. Tina-vismutti tasapainopiirros a =100% vismuttia ja b = 20% vismuttia. Suhteelliset määrät lasketaan vipusäännöllä, jossa faasin osuus seoksessa saadaan jakamalla vastakkainen osa vaakaviivasta koko vaakaviivan pituudella: Wa = (57-21) / (100 21) = 45,57% Wb = (100-57) / (100 21) = 54,43% Kun seosta jäähdytetään edelleen huoneenlämpötilaan, eli noin 25 celsiusasteeseen, seoksessa vallitsee edelleen kaksi faasia, mutta faasien rakenne ja suhteelliset määrät muuttuvat. Laskutapa on tismalleen sama kuin edellä, jolloin faasien rakenteet ovat seuraavat: a = 100% vismuttia ja b = 2% vismuttia Suhteelliset määrät ovat vipusäännöllä: Wa = (57 2) / (100-2) = 56,12% Wb = (100 57) / (100 2) = 43,88% Kun seos jähmettyy ja alkuaineet valitsevat puolensa, tuloksena on lamellimainen rakenne, jossa vuorottelevat a ja b kiteet. Jähmettymisen aikana kiteiden energia kilpailee valikoivan jähmettymisen nopeuden kanssa. Seoksen lamellien etäisyys riippuukin seoksen jähmettymisnopeudesta. Kuva 3. Faasit ja vipusääntö [1] Lähde 2 [2] https://www.lifewire.com/types-of-solder-flux [4] Lähde 4 [3] Materiaalitekniikka, luennot ja luentokalvot [4] Callister. Materials Science and Engineering: An Introduction.

2 Eutektoidisen teräksen isoterminen lämpökäsittely Tekijä: Daniel Haaranen Yhteystiedot: Eutektoidinen teräs Eutektoidisella teräksellä tarkoitetaan teräksen ja hiilen homogeenistä kiinteää seosta, jossa teräksen ja hiilen mooliosuudet ovat tarkoin määritelty. Eutektoidisen teräksen seosaineet eivät sula omissa sulamispisteissään erikseen, vaan koko eutektoidinen teräs sulaa yhdessä lämpötilassa, jota kutsutaan eutektoidiseksi lämpötilaksi. Eutektoidinen lämpötila on eutektoidiselle teräkselle sen alhaisin lämpötila. Jos teräs ei olisi eutektoidista, lämpötilan noustessa ensin teräs sulaisi ja sen jälkeen hiili. Vastaavasti ei-eutektoidisen teräksen jäähtyessä seosaineet jähmettymät eri lämpötiloissa, ensin hiili ja sitten teräs. Eutektoidisen teräksen mikrorakenne huoneenlämmössä riippuu siitä kuinka paljon siinä on hiiltä liuenneena. Kun hiiltä on noin 0,8 %, mikrorakennetta eli faasia kutsutaan perliitiksi. Perliitti koostuu ohuista, vuorottelevista ferriitti- ja sementiittirakenteista. Sen kiderakenne on pintakeskinen kuutio (PKK) (kuva 1). Se syntyy, kun eutektoninen teräs jäähtyy sopivalla nopeudella, jolloin rakenteeseen syntyy vuorotellen ferriitti- ja sementiittirakenteita. Alle 0,8% hiiltä sisältävässä perliittisessä teräksessä on sen raerajoilla suurempia ferriittisä alueita. Ferriittisten alueiden kiderakenne on tilakeskinen kuutio (TKK) (kuva 2). Ferriitti on myös puhtaan raudan kiderakenne, mutta niin kuin on jo todettu se voi sisältää hieman hiiltä (alle 0,8%). Perliittisessä teräksessä suuret ferriittiset alueet tekevät teräksestä vähemmän lujaa. Ferriitin hyviin ominaisuuksiin kuuluu sen muokattavuus ja hyvät magneettiset ominaisuudet. Ferriittisiä teräksiä käytetään runsaasti sähkötekniikassa esimerkiksi käämien sydäminä. Jos taas hiiltä on yli 0,8% ja maksimissaan 6,7%, esiintyy perliittisessä teräksessä enemmän sementiittiä. Sementiitillä on ortorombinen (kuva 3) kiderakenne, joka tekee siitä kovaa ja haurasta. Sementiitti yksinään luokitellaan keraamiksi. Tätä runsashiilistä perliittistä terästä käytetään terärakenteisiin ja rakentamistarkoituksiin. Isoterminen lämpökäsittely Isotermisen lämpökäsittelyn tarkoituksena on saavuttaa teräksen austentiitti. Austeniitti on raudan ja hiilen kiinteä liuos, joka saavutetaan eutektoidisen lämpötilan yläpuolella. Perliittillä on usein austenoidun teräksen mikrorakenne huoneenlämmössä eli kuutiollinen tilakeskinen kiderakenne (kuva 1). Isotermisellä lämpökäsittelyllä alkaa siis teräksen kuumentamisella eutektoidisen lämpötilan (noin 727 C) yläpuolelle,. Tämän jälkeen terästä pidetään tietyssä lämpötilassa, jotta austeniitti voi muodostua ja homogenoitua. Austeniitin muodostuttua teräs jäähdytetään mahdollisimman nopeasti hajautumislämpötilaan, jossa austeniitin annetaan hajautua vakiolämpötilassa. Prosessissa teräksen kiderakenne muuttuu kuutiollisesta tilakeskeisestä (ferriitti) pintakeskeiseksi (austeniitti), jolloin teräksestä tulee lujempaa ja dislokaatioiden määrä kasvaa. TTT-diagrammi TTT-diagrammi (time-temperature-transformation) kuvaa yhden materiaalin transformaatiota piirrettynä lämpötila- ja aika-akseleille. Diagrammissa lämpötila on pidetty vakiona muodonmuutoksen aikana ja jäähdytys on tehty nopeasti kyseiseen lämpötilaan. TTT-diagrammi auttaa ymmärtämään teräksen muodonmuutoksia korkeissa lämpötiloissa. TTT-diagrammissa on esitetty teräksen eri faasit, jotka ovat A=austeniitti, P=perliitti, B=bainiitti ja M=martensiitti. Bainiitti ja martensiitti ovat ferriittin hiilikylläisiä muotoja, jotka syntyvät kun, jäähtymisnopeus on hyvin suuri. Tämä johtuu siitä, että hiili ei ehdi poistumaan austeniitista diffuusion avulla. Kun tiedetään lähtölämpötila, jäähdytyslämpötila, jäähdytysaika ja loppulämpötila, voidaan diagrammiin piirtää viiva näitten pisteiden mukaan. Viivalta voidaan lukea missä kohtaa muodonmuutos alkaa, on puolillaan, loppuu ja mikä on lopullinen faasi. Esimerkki 2. Alkulämpötila on 800 C. Nopea jäähtyminen 200 C:seen, pito 1000 sekunnin verran, sammutus huoneenlämpötilaan. Nopea jäähdyttäminen 800 asteesta 200 asteeseen aloittaa martensiitin muodostumisen. Lämpötilan pysyessä vakiona ei tapahdu muodonmuutoksia. Jäähdytettäessä teräs huoneen lämpötilaan on teräksen faasi kokonaisuudessaan martensiittiä, jonka mikrorakenne on tilakeskinen tetragoninen hila. (kuva 6.). Kuva 6. Esimerkki 2. Esimerkki 3. Alkulämpötila on 800 C. nopea jäähtyminen 200 C:seen, pito 1000 sekunnin verran, sammutus huoneenlämpötilaan. Nyt ensimmäinen jäähdytys tapahtuu nopeasti 160 asteeseen, jolloin puolet rakenteesta on jo martensiittiä. Nopea lämpötilan nosto 300 asteeseen ja sekunnin pito tässä lämpötilassa muuttavat loput 50% bainiitiksi. Lopullisen teräksen mikrorakenne on kahden faasin, martensiitin ja bainiitin sekoitus (kuva 7.). Kuva 1. Perliitin kuutiollinen pintakeskinen kiderakenne Kuva 2. Ferriitin kuutiollinen tilakeskeinen kiderakenne Kuva 4. TTT-diagrammi Arvioidaan kolmen esimerkin lopulliset faasit. Esimerkki 1. Alkulämpötila on 800 C. Nopea jäähtyminen 500 C:seen, pito 100 sekunnin verran, sammutus huoneenlämpötilaan. Kuvasta 5. on piirretty esimerkin mukainen tilanne. Lopullinen muodonmuutos tapahtuu viivan ylittäessä vihreän käyrän, joten lopullinen faasi on bainiittia. Kuva 7. Esimerkki 3. Hahmotellaan lopuksi vielä TTT-diagrammiin kuvaaja, jonka lopputuloksena on hienorakeinen, perliittinen mikrorakenne. Kuvassa 8. on piirretty käyrä, jonka lopputuloksena saavutetaan tämä. Nopea jäähdytys on vain 800 asteesta 600 asteeseen, ja aika jonka teräs jäähtyy on 1000 sekuntia. Tämä on sopiva jäähdytysnopeus perliitin muodostumiselle. Ferriitti- ja sementiittirakenteet ehtivät muodostua tasaisesti vuorotellen teräkseen. Perliitti on ominaisuuksiltaan muokattavaa ja lujaa, mutta ei erityisen pehmeää tai haurasta. Kuva 3. Sementiitin Fe3C-kide, jossa rauta-atomit on merkitty sinisellä Kuva 5. Esimerkki 1. Kuva 8. Lämpökäsittely, jonka lopputuloksena on hienorakeinen perliittinen mikrorakenne [1] https://en.wikipedia.org [2] [3] [4] Materials: engineering, science, processing and design, Mike Ashby, Hugh Shercliff, David Cebon, Waltham, USA, 2014

3 Alietektoidisen teräksen normalisointi Tekijä: Jouni Metsälä Yhteystiedot: Mitä on normalisointi? Teräksen normalisoinnilla tarkoitetaan teräksen lämpökäsittelyä. Sen tarkoituksena on antaa teräkselle yhtenäinen ja hienorakenteinen rakenne. Prosessia käytetään ennustettavissa olevan mikrorakenteen saavuttamiseksi ja teräksen mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi. Normalisointia tehdään pääasiassa hiiliterästen ja niukkaseosteisten terästen rakenteen normalisointiin taonnan, kuumamuovauksen tai valamisen jälkeen. Normalisoinnin jälkeen saavutettu kovuus riippuu teräksen mittojen analyysista sekä käytetystä jäähdytysnopeudesta. Normalisoinnin aikana materiaali kuumennetaan lämpötilaan, joka vastaa suunnilleen karkaisulämpötilaa. Tässä lämpötilassa muodostuu uusia austeniittisia rakeita. Austeniittiset rakeet ovat huomattavasti edellisiä ferriittisiä rakeita pienempiä. Kuumennuksen ja lyhyen pitoajan jälkeen komponentit jäähdytetään ilmassa. Jäähdytyksen aikana muodostuu uusia ferriittisiä rakeita, joiden koko on edelleen pienempi. Joissakin tapauksissa sekä kuumennus että jäähdytys tapahtuvat suojaavassa kaasussa hapettumisen ja hiilikadon välttämiseksi. Kuva 1:Rauta-hiili tasapainopiirros Mikä on alieutektoidinen teräs? Teräs on rautavaltainen metalliseos. Yleisin tapa valmistaa terästä on sekoittaa rautaa sekä hiiltä yhteen. Näin syntyy hiiliterästä, joka on myös tunnetuin ja käytetyin teräsmalli. Tämä rauta-hiilisekoitus luokitella teräkseksi, jos hiilen pitoisuus seoksessa on alle 2,0%. Jos hiilipitoisuus ylittää tämän rajan, puhutaan valuraudasta. Hiilipitoisuuden rajan määrää teräksen muokattavuus kuumana ja kylmänä. Yleisin hiilipitoisuus on luokkaa 0,80%. Tällä hiilipitoisuusvälillä oleva teräs on niin sanottua eutektoidinen teräkseksi. Jos hiilipitoisuus on alle tätä luokkaa, on kyseessä alieutektoidinen teräs. Alieutektoidisen teräksen tapauksessa austeniitin hajaantuminen tapahtuu seuraavasti. Austeniitin raerajoille muodostuu esieutektoidista ferriittiä. Eutektoidisessa lämpötilassa loppu austeniitti hajaantuu perliitiksi. Rakenteena on perliittiä ferriittipohjalla. Austeniitti on metallien seosaineen kiinteä liuos. Teräksen normalisointi Teräksen normalisoinnissa teräs kuumennetaan tasaisesti lämpötilaan, joka aiheuttaa täydellisen muodonmuutoksen austenuiittiseksi. Teräs pidetään tässä lämpötilassa, kunnes se on homogeeninen. Tämän jälkeen teräksen annetaan jäähtyä normaalisti, koska se on nopeampaa kuin jäähdyttäminen uunissa. Näin ollen, jäähdytysaika normalisoinnissa on merkittävästä nopeampi kuin hehkutuksessa. Normalisoinnissa saavutetaan seostamattomilla rakenneteräksillä sitkeä ja hienojakoinen ferriittis-perliittinen mikrorakenne. Jäähtyessään austeniittialueelta A3 faasirajan alapuolelle alieutektoidisen teräksen austeniitti alkaa muuttua ferriitiksi. Ferriitin kiteytyminen alkaa helpoimmin austeniitin raerajoilta. Austeniitin muuttuessa ferriitiksi, ferriitistä poistuva hiili siirtyy austeniittiin, jonka hiilipitoisuus kasvaa lämpötilan laskiessa A3 faasirajan mukaisesti. A1 faasirajalla ferriitin hiilipitoisuus saavuttaa 0,02 %C ja austeniitin hiilipitoisuus saavuttaa arvon 0,8% C. Tällöin loppu austeniitti hajautuu eutektoidisen reaktion kautta perliitiksi. Alieutektoidisen teräksen rakenteessa on siten esieutektoidista ferriittiä (lähinnä entisen austeniitin raerajoilla) sekä perliittiä. Perliitin määrä on sitä suurempi, mitä korkeampi teräksen hiilipitoisuus on. Normalisoinnin liotus periodin aika riippuu työstetyn kappaleen paksuudesta, noin tunti per 25mm, mutta miniaika on kaksi tuntia. Työstetyn kappaleen massalla on suurivaikutus jäähtymisaikaan ja samalla mikrorakenteen tulokseen. Ohuet kappaleet ovat tämän takia kestävämpiä, kuin paksummat. Alietektoidinen teräs ei yleensä tarvitse normalisointia, mutta sillä ei ole haittavaikutuksia. Alietektoidisen teräksen faasikoostumukset jaosuudet Austeniitin muodostumiselle on aina silloin olemassa termodynaamiset edellytykset, kun lämpötila ylittää 738 C. Tällöin tulee mikrorakenteessa oleva sementtiitti epävakaaksi ja muuttuu austeniitiksi ytimen muodostumis- ja kasvumekanismilla. Aluksi muodostuu austeniitin ytimiä ferriitti- ja sementiittilamellien välisille rajoille. Nämä ytimet kasvat sitten ferriitti- ja sementiittilamellien kustannuksella, kunnes kaikki perliitti on muuttunut austeniitiksi. Alieutektoidisella teräksellä on tällöin mikrorakenteessa ferriittiä ja eutektoidisen koostumuksen omavaa austeniittia. Eutektoidisella teräksellä on mikrorakenne täysin austeniittinen. Alieutektoidisella teräksellä muuttuu austeniitin kanssa tasapainossa oleva ferriitti lämpötilan noustessa 738 C:n yläpuolelle vähitellen austeniitiksi ytimenmuodostumis- ja kasvumekanismilla. Kun lämpötila ylittää tarvittavan määrän, on kaikki ferriitti kadonnut ja mikrorakenne on austeniittia, jonka hiilipitoisuus vastaa teräksen keskimääräistä hiilipitoisuutta. Alieutektoidisessa hiiliteräksessä liukenee kaikki sementiitti jo ennen kuin ferriitti on ehtinyt muuttua austeniitiksi. Kuva 4: Alieutektoidisen teräksen mikrorakenne Kuva 2: Alieutektidoisen teräksen koostumus (vasemmalla) ja ylieutektidoisen teräksen koostumus (oikealla) Kuva 3: Normalisoinnin kulku Kuva 1: Kuva 2: Kuva 3: Kuva 4: [1] [2] [3] [4] https://www.quora.com/what-are-the-practical-applications-ofnormalizing-annealing-and-quenching-heat-treatment-processes [5] [6] https://fi.wikipedia.org/wiki/ter%c3%a4s

4 Alumiini-kupariseoksen erkautuskarkaisu Nicolas Piron Johdanto Faasidiagrammit erkautuskarkaisussa Alumiini- kupariseoksen erkautuskarkaisulla voidaan luoda erittäin lujia materiaaleja (700 Mpa), jotka päihittävät lujuus / massa suhteellaan jopa parhaimmat terässeokset. Tämä on muun muassa mahdollista koska käsittelyn jälkeen alumiini- kupariseos sisältää paljon erkaumia ja dispersioita. [1] Erkauma on toisen faasin partikkeli hilassa, jossa hilatasot jatkuvat kyseisestä hilasta erkaumaan tullessa [2] Dislokaatiot eivät pysty liikkumaan materiaalissa jos erkaumien koko on oikea, tällöin dislokaatiot pysähtyvät erkaumiin ja materiaali on lujempaa. Käymme tässä posterissa erkauskarkaisun vaiheet läpi ja esitämme lopussa Al-3 p.% Cu seokselle erkauskarkaisun eri vaiheet. Erkautuskarkaisun vaiheet Alumiini seos työstetään erkauskarkaistuksessa ensiksi liuotushehkutuksella jonka jälkeen se sammutetaan / jäähdytetään ja erkautetaan, prosessi on siis kolmivaiheinen. Metalliseos pursotuksen, seostuksen tai takomisen yhteydessä ensinksi liuoshehkutetaan noin 2 tunnin ajan noin 550 C lämpötilassa. Tämä saa alumiinin ja kuparin liukenemaan toisiinsa. Tämän jälkeen seos menee työstetään karkaisuprosessilla, eli jäähdytetään hyvin nopeasti liuoshehkutuksen korkeasta lämpötilasta, tämä tehdään yleensä ottaen yksinkertaisesti kylmällä vedellä. Lämpökarkaisu on hyvä tapa ns. vangita kupari alumiiniseokseen pysyvästi. Seoksen jäähdytyksestä voi kuitenkin koitua ongelmia, jotka voivat johtaa metalliseoksen vääristymisiin ja sisäisiin jännitystiivistymisiin. Nämä voidaan yleensä hoitaa tarpeen tullen valssauksella. Viimeisessä vaiheessa metalliseoksessa tapahtuu erkautuminen, seos lämmitetään 120 C ja 190 C välille noin 8 tunniksi. Siinä aikana kupari ja alumiini muodostavat dispersioita ja erkaumia jotka antavat seokselle lujuutta. [1] Erkautuskarkaisun tarkoituksena on antaa metallille lujuutta, viimeinen vaihe on siis kaikista tärkein. Erkauskarkaistu alumiini - kupari seokset on erittäin lujaa, kestää korroosiota hyvin ja on tiheydeltään pieni eli kevyttä materiaalia. Metalliseos ei kuitenkaan kestä erittäin korkeita lämpötilaoja hyvin. Jos alumiini kupari seos lämmitetään yli sen erkauskarkaisun aikana käytetyn maksimi käsittely lämpötilan, materiaalin lujuus hävitetään. Tämä lämpötila riippuu seoksen koostumuksesta ja erityisesti kuparin määrästä alumiinissa. Näitä korkeita lämpötiloja voidaan saavuttaa esimerkiksi materiaalin hitsauksessa, alumiini kupariseokset eivät tämän takia yleisesti sovi hyvin hitsattavaksi. Seoksia voidaan kuitenkin hitsata pienissä ja keskikokoisissa lämpötiloissa, jolloin hitsausten lujuus ei ole kuitenkaan paras mahdollinen. [1] Jotta voitaisiin määritää esimerkiksi jonkin alumiini kupari seoksen maksimihitsauslämpötilan voimme käyttää faasidiagrammia hyödyksi. Faasidiagrammista [kuva 2] näämme milloin Al + CuAl2 seos vaihtaa faasiaan ja muuttaa olomuotoon nestemäiseksi tai puuroksi (kiinteä alumiini + nestemäinen). Jotta voimme määrittää tämän lämpötilan pitää meidän kuitenkin tietää materiaalin koostumus. Voimme hyödyntää faasidiagrammia lämpökäsittelyssä lisäksi materiaalin valinnassa ja koostumuksen suunnittelussa. Jos haluamme että erkauskarkaistavalla metalliseoksella olisi matala kuparin pitoisuus, voimme katsoa faasidiagrammista missä lämpötilassa faasimuutos silloin tapahtuisi. Näemme faasidiagrammista lisäksi kuparin maksimipitoisuuden jotta faasi ei muuttuisi. Haluamamme Al + CuAl2 faasi voi sisältää maksimissaan noin 52 massa % kuparia, tämä ei kuitenkaan erkauskarkaisun kannalta ole tärkeää. Faasidiagrammin avulla voimme optimoida alumiini -kupari seoksen lämmönkestävyyttä suhteessa kuparin pitoisuuteen. 3 prosentin Al Cu seoksen erkautuskarkaisu Kuva 1. Esimerkkejä alumiini seoksien sovelluksista [1] Tarkastelemme seuraavaksi tarkemmin Al-3 p.% Cu seoksen erkauskarkaisu prosessia. Alussa meillä on alumiinia ja kuparia erikseen, näitä aletaan liuoshehkutuksen aikana lämmittämään jolloin metallit seostuvat. Hehkutuksen aikana seos on alpha faasia eli ns. kiinteää alumiinia (Kuva 3), 3 % alumiini kupari seokselle tarvittava lämpötila olisi vähintään noin 450 C. Metalliseosta on parasta pitää siinä lämpötilassa kunnes se on seostunut täysin. Karkaisuvaiheessa seos jäähdytetään alle sataan asteeseen, jolloin faasi muuttuu alpha thetaksi eli Al + CuAl2:ksi. Tällöin materiaali on siis jo haluttua faasia, haluamme kuitenkin vielä parantaa sen lujuutta erkautumisella. Kolmannessa vaiheessa seos lämmitetään lämpötilaan joka on alle sen faasimuutospisteen, joka on meidän tapauksessa 450 C. Yleensä ottaen erkautuminen suoritetaan C lämpötiloissa. Koko prosessin aikana alumiini kupari seoksen kuparipitoisuus on pysynyt samana eli 3 prosentissa. Dispersioita syntyy kun vähintään kahta materiaalia seostetaan jolloin syntyy kaksifaasista ainetta. Alumiini kupariseoksen tapauksessa näitä kaksifaasisia aineita ovat CuAl ja CuAl2, niitä syntyy erkauskarkaisun kolmannessa ja viimeisessä vaiheessa. Tällöin faasien välille jäävät hilatasot eivät ole täydellisiä, jolloin dislokaatiot pinoutuvat näihin faasirajoihin. Tässä samassa vaiheessa muodostuvat samalla myös erkaumat dislokaatioiden lisäksi. Koska faasirajat estävät dislokaatioiden liikettä, edistävät faasirajat myös seoksen lujuutta. [3] Yhteenveto Erkautuskarkaisu vaatii kolmen vaiheen prosessin joista ensimmäinen on eri faasia kuin muut kaksi vaihetta. (kuva 3) Faasidiagrammista meille on hyötyä prosessissa määrittääkseen tämän ensimmäisen vaiheen lämpötilan, joka on samalla myös metalliseoksen korkein kestämä lämpötila erkauskarkautuksen jälkeen. Lämpökäsittelyssä lujuus syntyy vasta viimeisessä vaiheessa kun seos erkautetaan jolloin syntyy dislokaatioita hidastavia dispersioita ja erkaumia. Huomasimme myös että 3 prosenttia kuparia sisältävä alumiini on lämpötilalle heikompi kuin yleinen alumiini kupariyhdiste. CES EduPackin mukaan tällainen seos kestää yleensä noin 550 C eli 100 C enemmän kuin 3 % Al Cu seos. Kuva 2. Al CU faasidiagrammi [1] Kuva 3. Al CU erkautuskarkaisun vaiheet faasidiagrammissa [4] [1] CES EduPack 2016 [2] Tampereen teknillisen yliopiston Materiaaliopin laitos, [ ] disortion [3] Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulaz, D. K. Bhattacharya, 2010 Essentials of Materials Science and Engineering Second Edition kappale 11 ja 12 [4] Total Materia, Precipitation Hardening of Aluminium Alloys,

5 Tasapainon mukainen jähmettyminen Tekijä: Amena Hussain Yhteystiedot: Johdanto Posterissa on perehdytty tasapainon mukaiseen jähmettymiseen. Määrittelemme ensin sen määritelmän sekä oleellisia termejä tasapainon mukaiseen jähmettymiseen liittyen, kuten esimerkiksi eutektinen systeemi, binäärinen systeemi ja isomorfinen systeemi. Lisäksi perehdytään case Cu-Ni systeemiin. Tasapainonmukaisen vastakohtana on nopea jähmettyminen eli mikrosuotautuminen. Jotta aiheesta saadaan kokonaisuuden, perehdymme myös mikrosuotautumiseen ja sen vaikutuksiin. Jäähtyminen Cu-Ni systeemissä Systeemi sisältää kaksi komponenttia, eli se on binäärinen. Yksi komponentti on kupari ja toinen nikkeli. Faasien koostumuksia ovat sulan faasin koostumus likviduksessa ja kiinteän faasin koostumus soliduksella. Piirroksessa on kolme faasialuetta: L, L + α ja α. L:llä tarkoitetaan sulaa faasia. α:lla kiinteää jähmettynyttä faasia ja L + α on siten molempien sekoitusta, jolla on puuromainen koostumus [2]. Cu-Ni systeemi on isomorfinen, mikä tarkoittaa että α faasialuetta esiintyy kaikilla seossuhteilla, eli p.% esiintyy, jollain seossuhteella kiinteää faasia [3]. Kiteitä alkaa muodostumaan likvidusrajaa ylittäessä L+ α -alueella ja ne jatkavat siitä suurenemista. Kun saavutetaan solidusraja on seos täysin jähmettynyt ja diffuusio on tasoittanut koostumukest [3]. Tasapainopiirroksessa (Kuva 2) lämpötilassa 1300 o C, eli A:ssa on 35 p.% sulaa nikkeliä ja 65 p.% sulaa kuparia. Kun mennään A:sta B:hen likvidusrajan yli alkaa seokseen muodostumaan pieniä kiteitä. B:ssä, kun lämpötila on noin 1260 o C, nikkelin osuus on 35 p.% sulasta aineesta ja 46 p.% kiinteistä kiteistä. B:stä C:hen mentäessä lämpötilan laskiessa kiteiden osuus ja koko kasvaa. C:ssä, lämpötilassa n o C, nikkelin osuus on 32p.% sulasta aineesta ja 43 p.% kiteistä. Lämpötilan laskiessä edelleen siirrytään D:hen jossa kiinteän aineen osuus on kasvanut merkittävästi. Lämpöä on n o C ja nikkeliä on sulassa seoksessa 24 p.% ja kiinteässä 36 p.%. E:ssä, lämpötilassa n o C, seos on täysin kiteytynyt, eli jäähtynyt. [2] Cu-Ni systeemi ja vipuvarsi Pisteessä C Kuvassa 2 on puuroaluetta. Siinä on sekä kiinteää ja sulaa faasia. Lämpötila on 1250 o C. Puuroalueella faasien osuudet saadaan vipuvarsisäännön avulla. Kuvasta 2 nähdään että c:n kautta kulkeva sininen viiva leikkaa likvidus- ja solidusrajan 32 p.% ja 43 p.% kohdissa. C o on tässä 35 p.%. Näillä tiedoilla ratkaistaan faasien osuudet seuraavien kaavojen avulla: W L on sulan faasin osuus puuroalueesta ja W a on kiinteän faasin osuus puuroalueesta. R on vasemman varren pituus ja C oikean. [2] Kuva 1: [1] Yksinkertainen tasapainodiagrammi veden faaseista. Yleistä tietoa Tasapainon mukaisella jähmettymisellä tarkoitetaan kontrolloitua ja äärettömän hidasta jähmettymistä. Kun jähmettyminen on hidasta, seoksessa olevat konsentraatioerot, jotka ovat muodostuneet jäähtymisen yhteydessä, tasaantuvat diffuusion toimesta. [2] Tasapainopiirroksista selviää minkälaiset rakeet muodostuvat seoksessa jäähtyessään [3]. Eli piirroksista selviää myös faasien tiedot. Tasapainopiirroksissa vaaka-akselilla on seosaineen painoprosenttiosuus ja pystyakselilla lämpötila. Lämpötila ja konsentraatio määräävät: monta faasia seoksessa on mikä on niitten koostumus ja mikä on niitten osuus (vipuvarsi) Jos tiedetään lämpötila ja konsentraatio, voidaan selvittää tasapainopiirroksen avulla yllä listatut tiedot. [2] On olemassa kuitenkin seosyhdisteitä, joissa aineet seostuvat täysin kaikilla seostussuhteilla. Esimerkki tällaisesta seoksesta on mm. nikkelikupariseos. Molemmilla aineilla on melkein yhtä suuri elektronegatiivisuus ja atomin halkaisija sekä kiderakenne on samanlainen, siksi ne seostuvat homogeenisesti muodostamatta useampaa faasia. [2] Tasapainopiirroksessa voi esiintyä sulamispiste tietyllä seossuhteella. Esimerkki tällaisesta seoksesta on esim lyijy-sinkkiseos, jossa on sulamispiste 60 paino% lyijyn kohalla 150 celsiusastetta. Systeemi, jossa esiintyy sulamispiste kutsutaan eutektiseksi systeemiksi. [2] Se, miten seos puuroalueella sekoittuu ennen täysin jähmettymistä, riippuu seos- tai epäpuhtausatomin koosta. Suuret atomit sijoittuu pääatomien kohdille korvausatomeina ja pienet atomit sijoittuvat välisijoihin välisija-atomeina. Korvausatomit eivät edesauta yhtä paljon sekoittumista kuin välisija-atomit. Diffuusioon vaikuttaa myös kiinteän faasin rakenne. Esimerkiksi austeniittisiin rakenteisiin mahtuu enemmän välisija-atomeja. [3] Kuva 2: [1] Tasapainopiirros Ni-Cu systeemista. Tarkastellaan p.% aluetta. Piirrokseen on havainnollisestu pisteiden a-e koostumuksia seossuhteella 35 p.%. Nopea jähmettyminen Nopea jähmettyminen on vastakohta valikoivalle jähmettymiselle. Nopeassa jähmettymisessä muodostuu epähomogeeninen rakenne. Konsentraatioerot eivät ehdi tasaantumaan, kun jähmettyminen on nopeeta [3]. Tätä epätasapainoista jähmettymistä kutsutaan mikrosuotautumiseksi. Siinä siis ensin jähmettyneessä kiteessä on painoprosentuaalisesti eri määrä seosaineita kuin viimeiseksi jäähtyneellä kohdalla, eli kiteen reunalla. Makrosuotautumisella taas tarkoitetaan suuremmalla skaalalla pitoisuuseroja. Esimerkkinä tällaisesta jähmettymisestä on esimerkiksi valukappale, jossa pinnan pitoisuus on eri verrattuna sen sisäosaan. [4] Kuva 2: [5] Rakennekuva eräänlaisesta kupari-nikkeliseoksesta. Tasapainon mukaisen jähmettymisen vaikutukset ja edellytykset Tasapainon mukaisessa jähmettymisessä ei huomioida aineensiirron hitautta eikä siitä aiheuttuvia tasapainotilasta liikkumista. Jähmettymisen on oltava erittäin hidasta, jotta saavutetaan tasapainoa ja saadaan koostumuksesta täysin sama kaikkialla kiinteässä rakenteessä. Vähänkin nopeampi jähmettyminen saa aikaan epätasaisen ja osuuksiltaan vaihtelevan kiinteän rakenteen. Tasapainon mukaista jähmettymistä käytetään kun halutaan muokata seos saadaaseen haluttuja ominaisuuksia, tietynlaisia faaseja, tiettyä lujuutta tai sitkeyttä jne. [1] Veden faasidiagrammi: [2] D. Callister - Materials Science [3] Materiaaliopin laitos Tampereen teknillinen yliopisto: [4] Prosessimetallurgian tutkimusryhmä, Oulun yliopisto: [5] Copper development association Inc.: https://www.copper.org/resources/properties/microstructure/cu_nickel. html

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt Yksinkertaiset lämpökäsittelyt Pehmeäksihehkutus Nostetaan lämpötilaa Diffuusio voi tapahtua Dislokaatiot palautuvat Materiaali pehmenee Rekristallisaatio Ei ylitetä faasirajoja

Lisätiedot

Binäärinen tasapaino, ei täyttä liukoisuutta

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

Lisätiedot

Dislokaatiot - pikauusinta

Dislokaatiot - pikauusinta Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi

Lisätiedot

Tärkeitä tasapainopisteitä

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

Lisätiedot

Faasialueiden nimeäminen/tunnistaminen (eutek1sessa) tasapainopiirroksessa yleises1

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

Lisätiedot

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos

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

Lisätiedot

Tina-vismutti seos juotosmetallina

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

Lisätiedot

Alieutektoidisen teräksen normalisointi

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

Lisätiedot

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 3

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

Lisätiedot

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 1. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikka

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

Lisätiedot

Rauta-hiili tasapainopiirros

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

Lisätiedot

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

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

Lisätiedot

Deformaatio. Kiteen teoreettinen lujuus: Todelliset lujuudet lähempänä. σ E/8. σ E/1000

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

Lisätiedot

Tina-vismutti -juotosmetallin binäärinen seos

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

Lisätiedot

Luento 2. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

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)

Lisätiedot

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

Terästen lämpökäsittelyn perusteita Terästen lämpökäsittelyn perusteita Austeniitin nopea jäähtyminen Tasapainopiirroksen mukaiset faasimuutokset edellyttävät hiilen diffuusiota Austeniitin hajaantuminen nopeasti = ei tasapainon mukaisesti

Lisätiedot

Metallurgian perusteita

Metallurgian perusteita Metallurgian perusteita Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Pentti Toivonen, Teknillinen korkeakoulu Korkean laadun saavuttaminen edellyttää sekä rauta että teräsvalujen tuotannossa tiukkaa prosessikuria

Lisätiedot

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

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

Lisätiedot

Keskinopea jäähtyminen: A => Bainiitti

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

Lisätiedot

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

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),

Lisätiedot

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa:

Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa: Lämpötila (Celsius) Luento 9: Termodynaamisten tasapainojen graafinen esittäminen, osa 1 Tiistai 17.10. klo 8-10 Termodynaamiset tasapainopiirrokset Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään

Lisätiedot

Luento 5 Hiiliteräkset

Luento 5 Hiiliteräkset Luento 5 Hiiliteräkset Hiiliteräkset Rauta (

Lisätiedot

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Faasipiirrokset, osa 2 Binääristen piirrosten tulkinta Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 1 - Luento 4 Tavoite Oppia tulkitsemaan 2-komponenttisysteemien faasipiirroksia 1 Binääriset

Lisätiedot

Metallit jaksollisessa järjestelmässä

Metallit jaksollisessa järjestelmässä Metallit Metallit käytössä Metallit jaksollisessa järjestelmässä 4 Metallien rakenne Ominaisuudet Hyvin muokattavissa, muovattavissa ja työstettävissä haluttuun muotoon Lujia Verraten korkea lämpötilan

Lisätiedot

Valurauta ja valuteräs

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

Lisätiedot

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

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

Lisätiedot

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

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,

Lisätiedot

Mak Sovellettu materiaalitiede

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

Lisätiedot

Hakemisto. C CCT-käyrä... ks. S-käyrä CVD-pinnoitus...ks. kaasufaasipinnoitus

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...

Lisätiedot

Mak Materiaalitieteen perusteet

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

Lisätiedot

Luento 3. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

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

Lisätiedot

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA.

SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA. 1 HITSAVONIA PROJEKTI Teemapäivä 13.12.2005. DI Seppo Vartiainen Savonia-amk/tekniikka/Kuopio SEOSAINEIDEN VAIKUTUKSET TERÄSTEN HITSATTAVUUTEEN. MIKRORAKENTEEN MUUTOKSET HITSAUSLIITOKSESSA. 1. Hitsiaine

Lisätiedot

KOVAJUOTTEET 2009. Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet. www.somotec.fi

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:

Lisätiedot

Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015. Karkaisu ja päästö

Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015. Karkaisu ja päästö 1 Teräkset Kon-67.3110 kurssi Tekn. tri Kari Blomster LÄMPÖKÄSITTELY KARKAISUT 10.3.2015 Karkaisu ja päästö Teräs kuumennetaan austeniittialueelleen (A), josta se jäähdytetään nopeasti (sammutetaan) nesteeseen,

Lisätiedot

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

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:

Lisätiedot

Faasi: Aineen tila, jonka kemiallinen koostumus ja fysikaalinen ominaisuudet ovat homogeeniset koko näytteessä. P = näytteen faasien lukumäärä.

Faasi: Aineen tila, jonka kemiallinen koostumus ja fysikaalinen ominaisuudet ovat homogeeniset koko näytteessä. P = näytteen faasien lukumäärä. FAASIDIAGRAMMIT Määritelmiä Faasi: Aineen tila, jonka kemiallinen koostumus ja fysikaalinen ominaisuudet ovat homogeeniset koko näytteessä. P = näytteen faasien lukumäärä. Esimerkkejä: (a) suolaliuos (P=1),

Lisätiedot

I. Lämpökäsittely. I.1 Miksi? Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto. Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä:

I. Lämpökäsittely. I.1 Miksi? Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto. Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä: I. Lämpökäsittely Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Kuva 284. Lämpökäsittelyhehkutus tapahtunut, uunin ovi aukaistu I.1 Miksi? Valukappaleita lämpökäsitellään seuraavista syistä: poistetaan ei-toivottuja

Lisätiedot

Fysikaaliset ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet Fysikaaliset ominaisuudet Ominaisuuksien alkuperä Mistä materiaalien ominaisuudet syntyvät? Minkälainen on materiaalin rakenne? Onko rakenteellisesti samankaltaisilla materiaaleilla samankaltaiset ominaisuudet?

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

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,

Lisätiedot

Pehmeä magneettiset materiaalit

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

Lisätiedot

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen KEMA221 2009 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET ATKINS LUKU 4 1 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET Esimerkkejä faasimuutoksista? Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen Faasi = aineen

Lisätiedot

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio

Valurautojen lämpökäsittelyt. SVY opintopäivät Kaisu Soivio Valurautojen lämpökäsittelyt SVY opintopäivät 3.2.2017 Kaisu Soivio Moventas lyhyesti Moventas on yksi johtavista tuulivoimavaihteiden valmistajista Ensimmäinen tuulivoimavaihde toimitettu 1980, asennuskanta

Lisätiedot

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

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,

Lisätiedot

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET. www.polarputki.fi

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET. www.polarputki.fi FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET www.polarputki.fi Polarputken valikoimaan kuuluvat myös ruostumattomat ja haponkestävät tuotteet. Varastoimme saumattomia ja hitsattuja putkia, putkenosia sekä muototeräksiä.

Lisätiedot

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.

Lisätiedot

Esipuhe. Helsingissä heinäkuussa 2004 Lämpökäsittelyn toimialaryhmä Teknologiateollisuus ry

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

Lisätiedot

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

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?

Lisätiedot

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10

Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10 Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän

Lisätiedot

Puhtaat aineet ja seokset

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

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

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,

Lisätiedot

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA

HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma Severi Iso-Markku HITSAUSVIRTALÄHTEEN OHJAUS LÄMMÖNTUONNIN JA JATKUVAN JÄÄHTYMISEN S-KÄYRÄN PERUSTEELLA Työn tarkastajat:

Lisätiedot

Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset

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

Lisätiedot

Esitiedot. Valuraudat. Esitiedot. Esitiedot

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?

Lisätiedot

Faasipiirrokset, osa 3 Ternääristen ja monikomponenttipiirrosten tulkinta

Faasipiirrokset, osa 3 Ternääristen ja monikomponenttipiirrosten tulkinta Faasipiirrokset, osa 3 Ternääristen ja monikomponenttipiirrosten tulkinta Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2016 Teema 1 - Luento 5 Tavoite Oppia tulkitsemaan 3-komponenttisysteemien faasipiirroksia

Lisätiedot

Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset

Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 8. helmikuuta 2017 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset 8. helmikuuta 2017 1

Lisätiedot

B.3 Terästen hitsattavuus

B.3 Terästen hitsattavuus 1 B. Terästen hitsattavuus B..1 Hitsattavuus käsite International Institute of Welding (IIW) määrittelee hitsattavuuden näin: Hitsattavuus ominaisuutena metallisessa materiaalissa, joka annetun hitsausprosessin

Lisätiedot

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Metalliseokset. Alumiiniseokset. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök Metalliseokset Seija Meskanen Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto Alumiiniseokset Eri tavoin seostettu alumiini sopii kaikkiin yleisimpiin valumenetelmiin. Alumiiniseoksia

Lisätiedot

Esitiedot. Esitiedot. Kromiseostuksen vaikutukset teräksissä

Esitiedot. Esitiedot. Kromiseostuksen vaikutukset teräksissä Esitiedot Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Milloin austeniittiset laadut ovat välttämättömiä? Mitä eri laadut maksavat? Miten kupari

Lisätiedot

Terästen lämpökäsittelyt

Terästen lämpökäsittelyt Terästen lämpökäsittelyt Teräkseen halutaan käyttötarkoituksen mukaan erilaisia ominaisuuksia. Jossain tapauksessa teräksestä tehdyn kappaleen tulee olla kovaa ja kulutusta kestävää, joskus taas sitkeää

Lisätiedot

Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit.

Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit. Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit www.outokumpu.com Johdanto Tuotantokaavio AOD-konvertteri AOD Senkka-asema SA Yhteenveto Ruostumaton teräs Ruostumaton teräs koostuu

Lisätiedot

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot

Esitiedot. Luento 6. Esitiedot Esitiedot Luento 6 Miten terästen karkenevuutta voidaan parantaa? Miten päästölämpötila ja aika vaikuttavat karkaistun rakenteen mekaanisiin ominaisuuksiin? Mitä tarkoittaa päästöhauraus? 2 Esitiedot Epäselviä

Lisätiedot

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan?

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan? 2.1 Kolme olomuotoa Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan? pieni energia suuri energia lämpöä sitoutuu = endoterminen lämpöä vapautuu = eksoterminen (endothermic/exothermic)

Lisätiedot

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016

PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 6: Faasimuutokset Maanantai 5.12. Kurssin aiheet 1. Lämpötila ja lämpö 2. Työ ja termodynamiikan 1. pääsääntö 3. Lämpövoimakoneet

Lisätiedot

Kokillivalu (Permanent mold casting) Jotain valimistusmenetelmiä. Painevalu (Diecasting) Painevalu

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

Lisätiedot

Kryoventtiilit. Kaasualan neuvottelupäivät Matti Toikka Footer 1

Kryoventtiilit. Kaasualan neuvottelupäivät Matti Toikka Footer 1 Kryoventtiilit Kaasualan neuvottelupäivät 10.-11.5.2017 Matti Toikka 16.5.2017 Footer 1 Oy Konwell Ab lyhyesti Teollisuusventtiilit, prosessiautomaation kenttälaitteet, palvelut, tekninen tuki ja energiaratkaisut

Lisätiedot

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI VESI KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Johdantoa: Vesi on elämälle välttämätöntä. Se on hyvä liuotin, energian ja aineiden siirtäjä, lämmönsäätelijä ja se muodostaa vetysidoksia, jotka tekevät siitä poikkeuksellisen

Lisätiedot

Juottaminen J O H D A N T O... D 1. 2. J u o k s u t t e e n v a l i n t a t a u l u k k o... D 1. 3

Juottaminen J O H D A N T O... D 1. 2. J u o k s u t t e e n v a l i n t a t a u l u k k o... D 1. 3 J O H D A N T O.......................................... D 1. 2 J u o k s u t t e e n v a l i n t a t a u l u k k o............... D 1. 3 I M P O W E L D, C H E M E T, F E L D E R j a S T E L L A - j

Lisätiedot

Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti

Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Suprajohteet. Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Pb 7.3 Nb 9.3 Nb-Ti 8.9-9.3 Nb 3 Sn 18 Nb 3 Ge 23 NbN 16-18 PbMo 6 S 8 14-15 YBa 2 Cu 3 O 7 92 2 Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti Nb-50Ti Nb-65Ti Sulatus kahteen

Lisätiedot

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi

Metallit 2005. juha.nykanen@tut.fi Metallit 2005 juha.nykanen@tut.fi Käsitetesti 2 Suomugrafiittivalurauta (EN-GJL) Mikrorakenne vaihtoehdot jäähtymisnopeuden mukaan Grafiitti + ferriitti Grafittii + sementiitti + perliitti Grafiitti +

Lisätiedot

Valujen lämpökäsittely

Valujen lämpökäsittely Valujen lämpökäsittely Lämpökäsittelyillä muutetaan materiaalin ominaisuuksia, lujuutta, sitkeyttä ja työstettävyyttä. Lämpökäsiteltävyyden ja lämpökäsittelyn käytön suhteen materiaalit voidaan jakaa ryhmiin

Lisätiedot

Teräslajit. Huom. FeP01-06 = DC01-06

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)

Lisätiedot

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12, 2011 www.outokumpu.com

Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus. May 12, 2011 www.outokumpu.com Ferriittiset ruostumattomat teräkset ja niiden hitsaus May 12, 2011 www.outokumpu.com Ruostumattomat teräkset Ferriittisten ominaisuudet Ferriittisten hitsaus 2 12.5.2011 Hannu-Pekka Heikkinen Ruostumaton

Lisätiedot

Ferriittisten ruostumattomien terästen hitsattavuus ja hitsialueen muovattavuus

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

Lisätiedot

Makroskooppinen approksimaatio

Makroskooppinen approksimaatio Deformaatio 3 Makroskooppinen approksimaatio 4 Makroskooppinen mikroskooppinen Homogeeninen Isotrooppinen Elastinen Epähomogeeninen Anisotrooppinen Inelastinen 5 Elastinen anisotropia Material 2(s 11

Lisätiedot

Ennekuin aloitat juottamisen:

Ennekuin aloitat juottamisen: Metallijuotos Yleistä Juottaminen eli juotto, on metallikappaleiden liitämistä toisiinsa sulattamalla niiden väliin metallia tai metalliseosta. Sulatettavan juotosmetallin, eli juotteen sulamislämpötilan

Lisätiedot

Teräs metalli. Teräksen kiteinen rakenne

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

Lisätiedot

Materiaalifysiikan perusteet P Ratkaisut 1, Kevät 2017

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

Lisätiedot

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi. Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole

Lisätiedot

Esitiedot. Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet?

Esitiedot. Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Esitiedot Mitkä ovat austeniittisten, ferriittisten ja martensiittisten ruostumattomien terästen käyttökohteet? Milloin austeniittiset laadut ovat välttämättömiä? Mitä eri laadut maksavat? Miten kupari

Lisätiedot

Puukkoteräkset. Juha Perttula. www.terastieto.com. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1

Puukkoteräkset. Juha Perttula. www.terastieto.com. Juha Perttula, Puukkoteräkset 1 Puukkoteräkset Juha Perttula www.terastieto.com Juha Perttula, Puukkoteräkset 1 Sisällysluettelo Esipuhe 3 1. Rauta ja teräs 4 Meteoriittirauta 4, Meteoriittiraudan testasus 5, Malmista takoraudaksi ja

Lisätiedot

Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen

Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen Sulamisen ja jähmettymisen tarkastelu faasipiirroksia hyödyntäen Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 1 - Luento 6 Tavoite Oppia muutamien esimerkkien avulla tarkastelemaan monikomponenttisysteemien

Lisätiedot

Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto

Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen. Kon Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Luento 4 Karkenevuus ja pääseminen Kon-67.3110 Teräkset DI Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikka Aalto-yliopisto Karkenevuus Honeycombe & Bhadeshia ch 8 s. 151-170 Uudistettu Miekk oja luku

Lisätiedot

B.1 Johdatus teräkseen

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

Lisätiedot

KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA

KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA 1 KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA Selvitys koksin kuumalujuudesta, reaktiivisuudesta ja reaktiomekanismista Juho Haapakangas CASR vuosiseminaari 2016 2 MASUUNIPROSESSI 3 METALLURGINEN KOKSI Valmistetaan

Lisätiedot

Termiikin ennustaminen radioluotauksista. Heikki Pohjola ja Kristian Roine

Termiikin ennustaminen radioluotauksista. Heikki Pohjola ja Kristian Roine Termiikin ennustaminen radioluotauksista Heikki Pohjola ja Kristian Roine Maanpintahavainnot havaintokojusta: lämpötila, kostea lämpötila (kosteus), vrk minimi ja maksimi. Lisäksi tuulen nopeus ja suunta,

Lisätiedot

Korkealämpötilakemia

Korkealämpötilakemia 1.11.217 Korkealämpötilakemia Standarditilat Ti 1.11.217 klo 8-1 SÄ11 Tavoite Tutustua standarditiloihin liuosten termodynaamisessa mallinnuksessa Miksi? Millaisia? Miten huomioidaan tasapainotarkasteluissa?

Lisätiedot

Jotain valimistusmenetelmiä

Jotain valimistusmenetelmiä Jotain valimistusmenetelmiä Kokillivalu (Permanent mold casting) Muottina käytetään usein valurautaa, jonka pinta on päällystetty lämpökestävällä materiaalilla (savi, natriumsilikaatti). Muotit esilämmitetään

Lisätiedot

Valunhankintakoulutus 15.-16.3. 2007 Pirjo Virtanen Metso Lokomo Steels Oy. Teräsvalujen raaka-ainestandardit

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

Lisätiedot

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila

Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Suprajohteet Suprajohteet Joitain materiaaleja Kriittinen lämpötila Pb 7.3 Nb 9.3 Nb-Ti 8.9-9.3 Nb 3 Sn 18 Nb 3 Ge 23 NbN 16-18 PbMo 6 S 8 14-15 YBa 2 Cu 3 O 7 92 2 Suprajohteet Niobi-titaani seoksia Nb-46.5Ti

Lisätiedot

Terästen lämpökäsittely

Terästen lämpökäsittely Teemu Häkkilä Terästen lämpökäsittely Esimerkkinä puukonterien lämpökäsittely Opinnäytetyö CENTRIA-AMMATTIKORKEAKOULU Tuotantotalouden koulutusohjelma Kesäkuu 2017 TIIVISTELMÄ OPINNÄYTETYÖSTÄ Centriaammattikorkeakoulu

Lisätiedot

Tuomas Laakko FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS

Tuomas Laakko FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS Tuomas Laakko FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS Tuomas Laakko Opinnäytetyö Kevät 2016 Kone- ja tuotantotekniikan koulutusohjelma Oulun ammattikorkeakoulu TIIVISTELMÄ

Lisätiedot

782630S Pintakemia I, 3 op

782630S Pintakemia I, 3 op 782630S Pintakemia I, 3 op Ulla Lassi Puh. 0400-294090 Sposti: ulla.lassi@oulu.fi Tavattavissa: KE335 (ma ja ke ennen luentoja; Kokkolassa huone 444 ti, to ja pe) Prof. Ulla Lassi Opintojakson toteutus

Lisätiedot

Ratkaisu. Tarkastellaan aluksi Fe 3+ - ja Fe 2+ -ionien välistä tasapainoa: Nernstin yhtälö tälle reaktiolle on:

Ratkaisu. Tarkastellaan aluksi Fe 3+ - ja Fe 2+ -ionien välistä tasapainoa: Nernstin yhtälö tälle reaktiolle on: Esimerkki Pourbaix-piirroksen laatimisesta Laadi Pourbaix-piirros, jossa on esitetty metallisen ja ionisen raudan sekä raudan oksidien stabiilisuusalueet vesiliuoksessa 5 C:een lämpötilassa. Ratkaisu Tarkastellaan

Lisätiedot

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset

Rauno Toppila. Kirjallisuusselvitys. Ferriittiset ruostumattomat teräkset Rauno Toppila Kirjallisuusselvitys Ferriittiset ruostumattomat teräkset Kemi-Tornion ammattikorkeakoulun julkaisuja Sarja E. Työpapereita 1/2010 Rauno Toppila Kirjallisuusselvitys Ferriittiset ruostumattomat

Lisätiedot

kuonasula metallisula Avoin Suljettu Eristetty S / Korkealämpötilakemia Termodynamiikan peruskäsitteitä

kuonasula metallisula Avoin Suljettu Eristetty S / Korkealämpötilakemia Termodynamiikan peruskäsitteitä Termodynamiikan peruskäsitteitä The Laws of thermodynamics: (1) You can t win (2) You can t break even (3) You can t get out of the game. - Ginsberg s theorem - Masamune Shirow: Ghost in the shell Systeemillä

Lisätiedot

Juottamista ei siis kannata harjoitella varsinaisessa oppilastyössä, vaan juotosharjoittelu on parempi tehdä erillisellä harjoituspiirilevyllä.

Juottamista ei siis kannata harjoitella varsinaisessa oppilastyössä, vaan juotosharjoittelu on parempi tehdä erillisellä harjoituspiirilevyllä. Juotosharjoitus. Mikko Esala, Veikko Pöyhönen Juotettaessa piirilevyn kuparifolion, johtimen ja juotteen väliin muodostuu ohut välimetallikerros, joka kiinnittää piirilevyn kuparijohtimen ja komponentin

Lisätiedot

19. Muotin syöttöjärjestelmä

19. Muotin syöttöjärjestelmä 19. Muotin syöttöjärjestelmä Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Kun muotin täyttänyt sula metalli alkaa jähmettyä, kutistuu se samanaikaisesti. Valukappaleen ohuet kohdat jähmettyvät aikaisemmin

Lisätiedot

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta

TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta TERÄKSISTÄ Terästen luokittelusta Seostamattomat teräkset (niukkaseosteiset teräkset) Ruostumattomat teräkset Mangaaniteräkset Pikateräkset Työkaluteräkset Kuumalujat teräkset Tulenkestävät teräkset 1

Lisätiedot

Vastusupokasuuneissa irrallinen upokas on sijoitettu ylhäältä avonaiseen uunipesään, jonka seinämillä ovat sähkövastukset.

Vastusupokasuuneissa irrallinen upokas on sijoitettu ylhäältä avonaiseen uunipesään, jonka seinämillä ovat sähkövastukset. 9. Vastusupokasuunit Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Vastusupokasuuneissa irrallinen upokas on sijoitettu ylhäältä avonaiseen uunipesään, jonka seinämillä ovat sähkövastukset. Upokas

Lisätiedot

(l) B. A(l) + B(l) (s) B. B(s)

(l) B. A(l) + B(l) (s) B. B(s) FYSIKAALISEN KEMIAN LAUDATUTYÖ N:o 3 LIUKOISUUDEN IIPPUVUUS LÄMPÖTILASTA 6. 11. 1998 (HJ) A(l) + B(l) µ (l) B == B(s) µ (s) B FYSIKAALISEN KEMIAN LAUDATUTYÖ N:o 3 1. TEOIAA Kyllästetty liuos LIUKOISUUDEN

Lisätiedot