Anyagtudomány - 14. Előadás
Nem-vas fémek és ötvözeteik Színes- és könnyűfémek
Anyagtudomány
1
14. előadás
A nem-vas fémek osztályozása • Az alapfém szerint – pl. alumínium, réz, magnézium, titán, stb. alapú fémek és ötvözeteik • bizonyos tulajdonságok szerint – könnyűfémek (pl. Mg, Be, Al, Ti és ötvözetei) – színesfémek (pl. Cu és ötvözetei) – nemesfémek (Au, Ag, Pt) – nehezen olvadó fémek (W, Mo, Ta, Nb) – szuperötvözetek, stb.
Anyagtudomány
2
14. előadás
Nem-vas fémek néhány jellemző tulajdonsága (13.1. táblázat)
Anyag Alumínium Berillium Cink Magnézium Nikkel Ólom Réz Titán Wolfram Vas Anyagtudomány
Sűrűség kg/dm3 2,75 1,85 7,13 1,75 8,90 11,36 8,93 4,51 19,25 7,85
Young modulus E, MPa
Szakítószilárdság Rm, MPa
69 000 290 000 106 000 44 800 207 000 13 800 124 800 110 000 408 300 210 000
570 380 520 380 1360 70 1300 1350 1030 2100 3
Fajlagos szilárdság Rm/
Ár US$/kg
211 000 205 000 73 000 218 000 153 000 6 000 146 000 299 000 54 000 263 000
1,30 660,00 1,25 3,00 9,00 0,80 2,45 12,15 22,00 0,22 14. előadás
Előállítási költség szerinti sorrend Sorrend
Anyagtudomány
Ár US$/kg
Anyag
Ár arány a vashoz
1
Vas
0,22
1,0
2
Ólom
0,80
3,6
3
Cink
1,25
5,7
4
Alumínium
1,30
5,9
5
Réz
2,45
11,1
6
Magnézium
3,00
13,6
7
Nikkel
9,00
40,9
8
Titán
12,15
55,2
9
Wolfram
22,00
100,0
10
Berillium
660,00
3 000,0
4
14. előadás
Különböző szempontok szerint, különböző rangsorok • Sűrűség szerint: – Mg, Be, Al, Ti Zn, Fe, Ni, Cu, Pb, W • Szilárdsági jellemzők szerint: – Fe, Ni, Ti, Cu, W • Előállítási költségek szerint: – Fe, Pb, Zn, Al, Cu, Mg, Ti, W, Be • Fajlagos paraméterek szerint
– Rm/ alapján – Rm/ár alapján – (Rm/)/ár alapján • Összegezett rangsor: – Fe, Al, Mg, Ti, Cu, Zn, Ni, Be, Pb, W Anyagtudomány
5
14. előadás
Nem-vas fémek különböző szempontok szerinti rangsorolása (13.2. táblázat) Anyag Vas Alumínium Magnézium Titán Réz Cink Nikkel Berillium Ólom Wolfram Anyagtudomány
Rm/
Rm/Ár
263 000 211 000 218 000 299 000 146 000 73 000 153 000 205 000 6 000 54 000
9 545,45 438,46 126,67 111,11 530,61 416,00 151,11 0,58 87,50 46,82
(Rm/)/Ár 1 195 454 162 307 72 666 24 609 59 591 58 400 17 000 310 7 500 2 454 6
Halmozott Rangsor sorszám 12 1 14 2 28 3 29 4 30 5 32 6 34 7 45 8 47 9 51 10 14. előadás
A színalumínium jellemzői • a könnyűfémek közé tartozik, sűrűsége = 2,75 kg/dm3 • kis olvadáspontú: Tolv = 656 oC • a könnyűfémek között a gyakorlati felhasználás szempontjából a legfontosabb • jelentősége a magyar ipar szempontjából fokozott: érce a bauxit az egyetlen amely Magyarországon jelentős mennyiségben fordul elő • kristályszerkezete szfk rendszerű jól alakítható • felületén jól tapadó, magas olvadáspontú (Tolv = 2050 oC) oxidréteg keletkezik jó korrózióállóság, rossz hegeszthetőség • kis keménységű, kis szilárdságú szín állapotban igen lágy, a gyakorlatban ötvözeteit használjuk Anyagtudomány
7
14. előadás
Az alumínium előállítása – a bauxitból nedves kémiai eljárással timföld (Al2O3)
• Magyarországon a Bayer-féle lúgos timföldgyártás terjedt el – elektrolízissel a timföldből kohóalumínium (99,0-99,7%)
• az elektrolízis nagy villamos energia igénye miatt előállítási költsége lényegesen magasabb, mint az acélé • 4 kg bauxitból 2 kg timföld 1 kg színalumínium állítható elő – az iparban felhasznált legtisztább Al az ún. 4 kilences alumínium az Al 99,99, amely további ismételt elektrolízissel nyerhető a kohóalumíniumból Anyagtudomány
8
14. előadás
Az alumínium ötvözése Az Al ötvözők csoportosítása
• Szilárdságnövelő ötvözők: Cu, Mg, Si • Korrózióállóságot növelő ötvözők: Mn, Sb • Szemcsefinomító ötvözők: Ti, Cr • Hőszilárdságot növelő ötvözők: Ni • Forgácsolhatóságot javító ötvözők: Co, Fe, Bi
Anyagtudomány
9
14. előadás
Alumínium ötvözetek jellegzetes egyensúlyi diagramja TAl olv.
Hőmérséklet (oC)
600
olv +
C
olv+
E
D
500
400
G
F Al Anyagtudomány
Tömegszázalék, % 10
13.1. ábra
AlmMen 14. előadás
Alumínium ötvözetek nemesítésének fémtani alapjai • Elvi alapját a jellegzetes Al-ötvözet egyensúlyi diagram jelenti • A nemesítés célja: az Al-ötvözet szilárdságának növelése finom-eloszlású precipitátumok kiválásának biztosításával • a nemesítés lényege: – homogenizáló izzítás – homogén -szilárd oldatos mezőből gyors hűtéssel túltelített -szilárd oldatos fázis létrehozása – ezt követő kiválásos keményítő hőkezeléssel a jól alakítható -szilárd oldatos fázisban finom-eloszlású precipitátumok (szegregátumok) kiválásának biztosítása Anyagtudomány
11
14. előadás
Alumínium ötvözetek nemesítésének elvi hőfok-idő diagramja
Hőmérséklet (oC)
TAl
olv.
T
Homogenizáló izzítás
+ olv.
T1
C Kikeményítés
T2
Al Anyagtudomány
F
13.2. ábra 12
Idő (s) 14. előadás
Az alumínium ötvözetek nemesítésekor lejátszódó fémtani folyamatok • az alapmátrix-szal koherens GP-I. (Guinier-Preston) zónák keletkezése • az alapmátrix-szal koherens GP-II. (Guinier-Preston) zónák keletkezése • az alapmátrix-szal inkoherens '-fázis létrejötte • az egyensúlyi -fázis kialakulása GP-I. GP-II. '-fázis -fázis
Anyagtudomány
13
14. előadás
A GP I - Guinier Preston zónák keletkezése a megeresztés első fázisában • a kiinduló, túltelített -szilárd oldatból a megeresztés első szakaszában Cu-atomok válnak ki meghatározott kristálytani rendezettséggel; – a kiváló rézatomok az {100} kristálytani síkokon gyűlnek össze az alapmátrix-szal koherens szerkezetet alkotva. – A kiválások vastagsága néhány atom-méretnyi (0,4-0,6 nm értékű), míg a síkon belüli kétirányú kiterjedésük 8-10 nm nagyságú. – Mivel a Cu-atomok átmérője mintegy 11 %-kal kisebb, mint az alumínium atomoké, a rács a kiválások környékén tetragonálissá torzul. • Az így kialakuló koherens precipitátum a GP-1 zóna Anyagtudomány
14
14. előadás
Alumínium ötvözetekben kialakuló koherens precipitátumok
Koherens precipitátumok Anyagtudomány
15
13.3. ábra
14. előadás
A GP II - Guinier Preston zónák keletkezése a megeresztés második fázisában • a GP I. zóna keletkezését követően a zóna rézatomjai éppen annyi atomot kötnek magukhoz, amennyi a vegyület képződéséhez kell (tehát Cu-atomonként két Al-atomot): – ezek az atomok kezdetben rendezetlenül helyezkednek el, – a megeresztési idő előre haladtával a vegyület kristályainak megfelelő helyzetet foglalnak el (de még nem képeznek vegyületet). • Az ily módon kialakult - legalább kétféle atom alkotta - szerkezet ugyancsak koherens az alapmátrix {100} síkjával, – vastagsági mérete 1-4 nm, síkbeli kiterjedése pedig a 10-100 nm értéket is elérheti. – Az ilyen szerkezetű képződményt nevezzük GP II. zónának, amelynek kialakulása további keménység- és szilárdság növekedést eredményez. Anyagtudomány
16
14. előadás
A '-fázis keletkezése a megeresztés előre haladtával
• A GP-II. zónák kialakulását követi az alapmátrix-szal inkoherens '-fázis létrejötte, – az alapmátrixtól különböző, tetragonális szerkezettel rendelkezik – vastagsága 10-150 nm nagyságú. – Ez tulajdonképpen már az ötvözetre jellemző fémes vegyület precipitátum, amelynek az összetétele azonban még különbözik az egyensúlyi -fázis összetételétől.
Anyagtudomány
17
14. előadás
A -fázis keletkezése • A GP-zónákból mikroszkópon is látható precipitátum olyan módon lesz, hogy azok diffúzió révén növekedésnek indulnak. • Amikor a növekedő részecske mérete már elegendően nagy ahhoz, hogy az összetételének megfelelő rácsszerkezetbe való átmenet legalább annyi energiát szabadít fel, amennyi a részecske felületi energia növekedését kompenzálja, tulajdonképpen akkor következik be a szó szoros értelmében vett precipitáció, létrejön az önálló szerkezettel rendelkező -fázis, amely az alapmátrix felé határfelülettel rendelkezik Anyagtudomány
18
14. előadás
Alumínium ötvözetek jellegzetes kikeményítési görbéje HV 140 GP II. 120 130 oC
GP I. 100 80 ' 60 40 0.01 Anyagtudomány
190 oC
13.4. ábra
0.1 1.0 10 100 1000 A kikeményítés ideje [nap] 19
14. előadás
Az alumínium ötvözetek fő csoportjai
• Alakítható Al-ötvözetek – nemesíthető, alakítható ötvözetek – nem nemesíthető, alakítható ötvözetek • Öntészeti Al-ötvözetek – nemesíthető, önthető ötvözetek – nem nemesíthető, önthető ötvözetek – speciális öntészeti ötvözetek (dugattyú-ötvözetek)
Anyagtudomány
20
14. előadás
Az alumínium ötvözetek fő csoportjai TAl olv.
Hőmérséklet (oC)
600
olv +
olv+
C
E
D
500
1 - alakítható
2 - önthető
400
3 - alakítható, nem-nemesíthető 4 - alakítható, nemesíthető G
F
AlmMen
Al 3
4 1
Anyagtudomány
2
21
14. előadás
Ipari alumínium ötvözetek • Alakítható Al-ötvözetek – nemesíthető alakítható ötvözetek • AlCuMg (Dural) – nagy szilárdságú (Rm ~ 500 MPa) – a Cu-tartalom miatt korrózióra hajlamos • AlMgSi – nagy szilárdságú – jó korrózióálló – alkalmazás: villamos távvezetékek, bányabiztosító szerkezetek • AlZnMgTi (Hegal) – jól hegeszthető – de korrózióra hajlamos Anyagtudomány
22
14. előadás
Az AlZnMgTi (Hegal-ötvözet) keményedési görbéje A (%) 40
Rp, Rm (MPa) Rm
360
36
320
32
300
28
260
A
220
24 20
Rp
180
16
140 100
12 5 15 30 90 180 Idő a gyors hűtés után (nap)
Anyagtudomány
23
13.6. ábra 14. előadás
Ipari alumínium ötvözetek • Alakítható Al-ötvözetek – nem-nemesíthető, alakítható ötvözetek • AlMg (Hydronálium) – homogén szilárd oldatos ötvözet – jó korrózióálló, tengervízálló ötvözet • AlMn – homogén, szilárd oldatos ötvözet – jó korrózióálló – alkalmazás: » élelmiszeripari alkalmazások » különféle edények, tejszállító tartályok Anyagtudomány
24
14. előadás
Öntészeti alumínium ötvözetek • Szilumin csoport szilícium bázisú öntészeti Al-ötvözetek • Mg-csoport Mg- bázisú öntészeti Al-ötvözetek • Cu-csoport Cu- bázisú öntészeti Al-ötvözetek • Dugattyú-ötvözetek – rézbázisú (amerikai) – szilumin-bázisú • európai • japán Anyagtudomány
25
14. előadás
Öntészeti alumínium ötvözetek • Szilumin csoport – eutektikus, vagy közel eutektikus összetételű, – nagy Si-tartalmú ötvözetek • öAlSi – Si = 12% – jól önthető • öAlSiMg – nemesíthető is – kokillaöntésre kiválósan alkalmas • Mg-csoport – öAlMg3 … 7 • legjobb korróziálló öntészeti ötvözetek • a hydronálium önthető változata Anyagtudomány
26
14. előadás
Öntészeti alumínium ötvözetek • A rezes-csoport – öAlCu – öAlCuNi • öntéskor nem hajlamosak lunker képződésre • Dugattyú-ötvözetek – követelmények • HBmin = 80 (a dugattyúgyűrű hornyok kiverődésének elkerülése érdekében) • hőszilárdság 200-300 oC-ig Anyagtudomány
27
14. előadás
Dugattyú-ötvözetek • Rézbázisú (amerikai dugattyú-ötvözetek) • Szilumin bázisú (európai dugattyú-ötvözetek) • Hypereutektikus (japán dugattyú-ötvözetek)
Anyagtudomány
28
14. előadás
Rézbázisú (amerikai) dugattyú-ötvözetek) – DöAlCuNi (ún. Y-ötvözet) • HB = 90 -120 • jó hővezető: = 24x10-6 oC-1 • alkalmazás: elsősorban Diesel-motoroknál – DöAlCuSi • HB = 90 -100 • jó hővezető: = 22x10-6 oC-1 • alkalmazás: nagy hőterhelésű Diesel-motoroknál
Anyagtudomány
29
14. előadás
Szilumin-bázisú dugattyú-ötvözetek • DöAlSi (európai dugattyú-ötvözetek) – eutektikumos összetételű – HB = 90 -110 – jó hővezető – = 20x10-6 oC-1 – alkalmazás: elsősorban személyautókban • KS-280 (japán dugattyú-ötvözetek) – Hyper-eutektikumos összetételű (Si = 22%) – további ötvözők: 1,5% Cu, Ni, Co – HB = 130 – = 17x10-6 oC-1 – alkalmazás: csendes járású, kis fogyasztású motorokban Anyagtudomány
30
14. előadás
A magnézium és ötvözetei • A Mg a gyakorlatban alkalmazott fémek közül a legkönnyebb, sűrűsége = 1,7 kg/dm3 • olvadáspontja: Tolv = 650 oC • rácsszerkezete: tömött hexagonális – képlékenyalakítás szempontjából egyetlen kedvező csúszási síkja van hidegen rosszul alakítható alakíthatósága magasabb hőmérsékleten némiképp javul • viszonylag lágy fém, a szín Mg folyási határa Rp = 70 MPa • az oxigénhez igen nagy az affinitása • korrózióállósága az Al-nél gyengébb Anyagtudomány
31
14. előadás
A Mg ötvözetei • fő ötvözője: az Al, • járulékos ötvözői: Zn, Mn • legfontosabb ötvözetei az ún. elektron ötvözetek – 3-6% Al: alakítható elektron ötvözetek – 6-9% Al: önthető elektron ötvözetek • kis sűrűsége miatt (kis szilárdsága ellenére) fő alkalmazási területe a repülőgépipar
Anyagtudomány
32
14. előadás
Az Al - Mg egyensúlyi diagram (13.7. ábra) 700 660
650 oC
600
Hőmérséklet (oC)
olv.
500 450 oC
437 oC
Al12Mg17
400
300 Al3Mg2
200 100 Al
Anyagtudomány
10
20
30
40
50
60
Tömeg % Mg
33
70
80
90
Mg
14. előadás
A Titán és ötvözetei • Bár a titán a kilencedik leggyakrabban előforduló elem a földkéregben, gyakorlati alkalmazása viszonylag új keletű – szélesebb körű alkalmazását különösen a repülőgépipar és az űrtechnika fejlődése ösztönözte. • A titánt kétféle ércéből, – az ilmenitből (FeO-TiO2), illetve – a rutilból (TiO2), többnyire az ún. Kroll-eljárással állítják elő. – Az előállítás technológiája • metallurgiai eljárás során először TiCl4-ot állítanak elő, • amelyből Na-mal, vagy Mg-mal való redukálással nyerik a tiszta titánt. • Az oxigénhez való rendkívüli affinitása miatt gyártása csak vákuumban lehetséges. Anyagtudomány
34
14. előadás
A szín Titán tulajdonságai • rácsszerkezete szobahőmérsékleten tömött hexagonális: ez az ún. -titán • az -titán 882 oC-on átalakul térben középpontos köbös rácsú, ún. -titánná. • A hexagonális rácsa ellenére a szín titánnak viszonylag jó az alakíthatósága. Az alakíthatóságát a C, O és N szennyezők rontják: ezekből az elemekből egészen kis tartalom is rideggé, törékennyé teszi. • Olvadáspontja a többi könnyűfémhez viszonyítva magas: T = 1670 °C. – Olvasztása vízhűtéses réztégelyekben, villamos ívvel történik. – Az elektródák nagyszilárdságú titánfémből készülnek és az igen erősen reagáló fémfürdőt vákuummal, vagy argon védőgázzal védik az O és N felvétele ellen. Anyagtudomány
35
14. előadás
A szín Titán fizikai, mechanikai tulajdonságai • A Ti sűrűsége 4,5 kg/dm3, • szilárdsági tulajdonságai a tisztasági fokkal, illetve az ötvözéssel és a szövetszerkezettel jelentősen változnak (ld. 13.3. táblázat). • A kereskedelmi tisztaságú titán folyási határa az ötvözetlen lágyacélénál jóval nagyobb. • Rugalmassági modulusa (E = 110 000 MPa) azonban csak mintegy fele akkora, mint az acéloké. • A titánból készített szerkezetek szilárdsága az acélokéval egyező, merevsége azonban - a közel feleakkora rugalmassági modulus miatt -azonos méretek mellett csak mintegy félakkora. • 50 %-os hidegalakítás a folyási határt 800 MPa értékre növeli, miközben a nyúlás alig egytizedére, 5 %-ra csökken. Anyagtudomány
36
14. előadás
A Titán és ötvözetei mechanikai tulajdonságai
Folyási határ Rp, MPa 120
Szakítószilárdság Rm, MPa 170
Fajlagos nyúlás A, % 55
Kereskedelmi titán (99,0 %)
485
550
25
-Ti ötvözet (5 % Al-2,5 % Sn)
780
860
15
Ti ötvözet (6 % Al-4 % V)
970
1030
8
1210
1290
5
Megnevezés Nagytisztaságú titán
-Ti ötvözet (13 % V-11 % Cr)
13.3. táblázat Anyagtudomány
37
14. előadás
A szín Titán kémiai tulajdonságai, alkalmazási területei • A tiszta titán korrózióállósága azonos, mint a 18 % Cr 8 % Nitartalmú austenites saválló acéloké. Csak a halogén savakkal, a kén- és foszforsavval szemben nem korrózióálló. • Korrózióállóságát a felületén kialakuló vékony, tömör oxid-hártya (TiO2) biztosítja. E tulajdonság teszi kiválóan alkalmas-sá különféle vegyipari berendezések, valamint sebészeti implantátumok készítésére. • A kereskedelmi tisztaságú titánt elsősorban kiváló korrózióállósága miatt hőcserélők, reaktor-tartályok, szivattyúk, különféle vegyipari és olajipari berendezések gyártásához alkalmazzák. • A különféle szennyezők a szilárdságát növelik, a korrózióállóságát erőteljesen csökkentik. • Kis sűrűsége és kiváló mechanikai tulajdonságai alapján a repülőgépipar és az űrtechnika egyik legfontosabb stratégiai anyaga. Anyagtudomány
38
14. előadás
A réz és ötvözetei - A réz előállítása • A rezet érceiből kohászati úton nyerik – Szulfidos érceit pörköléssel oxidálják és a rezet oxidjából C-nal redukálják. • A kohóréz sohasem tiszta, hanem kb. 1 % szennyezést tartalmaz Pb, Bi, Sb, As, Ni, Fe és nemesfémek alakjában. • Színréz előállítása a kohórézből elektrolízissel történik. – Pozitív pólusként, anódként a lapokká öntött kohórezet, – negatív pólusként, katódként vékony lemezzé hengerelt színrezet, – elektrolitként rézszulfát és kénsav vizes oldatát használják. – Az elektrolízis során a színréz a katódra csapódik, a szennyezések részben oldatba mennek, részben oldatlanul a kád fenekére rakódnak. Az így nyert színrezet katódréznek, elektrolitréznek hívják Anyagtudomány
39
14. előadás
A színréz tulajdonságai • A Cu szabályos felületen középpontos köbös kristályrendszer szerint kristályosodik – így az {111} síkcsalád biztosítja jó alakíthatóságát. • Szilárdsági tulajdonságait olyan ötvözőkkel növelik, amelyek a Cu-mal korlátolt szilárd oldatokat alkotnak. • De képződnek a rézötvözetekben fémes vegyületek is, leginkább elektronvegyület alakjában. – Ezek az ötvözőelemekben dúsabb rézötvözetekben a szilárd oldat mellett második, rendszerint kemény fázisként jelennek meg és rontják a szilárdsági tulajdonságait. • A réz hidegalakítással keményíthető: 80 %-os keresztmetszet-változást okozó hidegalakítás a szilárdságot 90 %-kal növeli, a nyúlást 75 %-kal csökkenti. Anyagtudomány
40
14. előadás
A színréz tulajdonságai • A színréz villamosvezető képessége az ezüst után az összes fém között a legjobb: 58 m/ mm2. – Ez teszi a legjobb ipari vezetőanyaggá. • Szilárd oldatokat alkotó szennyező anyagai kis mennyiségben is lényegesen rontják vezetőképességét: hatásuk sorrendjében a P, Al, As, Fe, Sb, Sn, Zn; kevésbé, de szintén rontja a vezetőképességet az Pb, Ag, S, O. • Korrózióval szemben a réz jól áll ellen. Nedves levegő megtámadja a felületét, de a levegő CO2-tartalmával rézkarbonát védőréteget, "patinát" képez, amely a korrózió terjedésének gátat vet.
Anyagtudomány
41
14. előadás
A színréz néhány jellemző tulajdonsága 13.4. táblázat A jellemző megnevezése
Értéke = 8,9 kg/dm3
sűrűség hőtágulási együttható
T = 1083 oC = 17x10-6 mm/m oC
villamos vezetőképesség
e = 58 m/ mm2
szakítószilárdság fajlagos nyúlás
Rm = 200 MPa A = 40 %
keménység
HB = 60
olvadáspont
Anyagtudomány
42
14. előadás
A réz ötvözetei • A réz fő ötvözői: Zn, Sn, Al; • járulékos ötvözői: Pb, Ni, Mn. • A legfontosabb ötvözetei: – a Cu-Zn ötvözet, amely sárgaréz néven ismert (80 % Cu fölött a tombak megnevezést használjuk), – a Cu-Sn ötvözet, amely ónbronz néven ismert, – a Cu-A1 ötvözet az alumínium-bronz, és – a Cu-Sn-Zn ötvözet, az ún. vörösötvözet. Anyagtudomány
43
14. előadás
A cink (Zn) és ötvözetei • A Zn előfordulása – ércei • szulfidos, vagy • karbonátos • előállítása – kohászati úton pörköléssel, majd redukálással • eredmény: a huta-horgany – elektrolízissel • eredmény: finomított huta-horgany
Anyagtudomány
44
14. előadás
A cink tulajdonságai • alacsony olvadáspont: T = 419 oC • jól önthető • alakíthatóság: hexagonális rendszerű, csak egy csúszási sík – 120-140 oC között kevésbé jól alakítható – 140-170 oC között jól alakítható (hengerelhető) – 200 oC fölött rideg • Mechanikai tulajdonságai – Rm=150 MPa – A=15%
Anyagtudomány
45
14. előadás
A cink alkalmazása • a színhorganyt – lemezek gyártására – horganyzásra használják – ötvözésre • ötvözetei – fő ötvözői: • Al és • Cu
Anyagtudomány
46
14. előadás
Az ólom és ötvözetei • A szín ólom tulajdonságai – kékesszürke, levegőn sötétszürkére oxidálódik – sűrűsége: 11,3 kg/dm3 – olvadáspontja: T= 327 oC – mechanikai tulajdonságai • Rm= 15-20 MPa • HB=7-8 (a leglágyabb fém) • A=30-50% – kristályrendszere: felületen középpontos, köbös, ezért kiválóan alakítható – alacsony újrakristályosodási hőmérséklete T=20200 oC) miatt ideálisan képlékeny anyag Anyagtudomány
47
14. előadás
Az ólom alkalmazási területei
• Kénsavnak, sósavnak jól ellenáll • kénessavval szembeni ellenállása az összes fém között a legjobb – kénsavgyártás – klórmészgyártás fontos anyaga • kádbélések • csövek készítésére • kábelek bevonására
Anyagtudomány
48
14. előadás
Az ólom ötvözetei • Pb-Sb ötvözet – ezüstfehér fém – olvadáspontja: T=630 oC – sűrűsége: 6,7 kg/dm3 – rideg, törékeny • Pb-Sn ötvözet – T=183 oC-on olvadó eutektikumot képez – lágyforrasz anyagként – Sb-nal együtt • csapágyfémként • nyomdaiparban betűfémként Anyagtudomány
49
14. előadás
Az ólom ötvözetei
• Pb-Sn-Bi ötvözet – az összetétellel jól szabályozható alacsony olvadáspontú ötvözet • hármas eutektikuma 100 oC-on olvad – olvadó biztosíték – Wood fém: Cd ötvözéssel olvadáspontja 60 oC-ra csökkenthető
Anyagtudomány
50
14. előadás
Az ón (Sn) és ötvözetei
• előfordulása – fehér ón • ezüstfehér színű • 13,2 oC felett tetragonális rácsszerkezetű – szürke ón • 13,2 oC alatt köbös gyémántrácsú • szürke porrá esik szét (csak tartós túlhűtéssel)
Anyagtudomány
51
14. előadás
Az ón (Sn) és ötvözetei tulajdonságai • mechanikai tulajdonságok – Rm= 30-40 MPa – A= 40% • hidegen jól alakítható – vékony lemezekké, fóliává hengerelhető • alkalmazása – élelmiszer ipar • konzerv dobozok • fóliák, tubusok – kiöntő csapágyfémként – lágyforrasz anyagként Anyagtudomány
52
14. előadás
Útmutató a vizsgára készüléshez
• Tananyag: – az előadás és a gyakorlatok anyaga, kivéve • a mikroszkópos gyakorlati témaköröket és a mechanikai anyagjellemzők témaköröket (amelyeket csak az évközi zh-n kérünk számon, mint gyakorlati témakört) – javasolt könyv, segédlet: • Tisza Miklós: Anyagtudomány alapjai tankönyv, • az előadás PowerPoint vázlataival, mint vezérfonal Anyagtudomány
53
14. előadás
Útmutató a vizsgára készüléshez • Vizsgaidőpontok: – 2010. dec. 20: Hétfő – 2010. dec. 27: Hétfő – 2011. jan. 03: Hétfő – 2011. jan. 10: Hétfő – 2011. jan. 17: Hétfő – 2011. jan. 24: Hétfő • Vizsgára jelentkezés: a Neptun rendszeren keresztül a szorgalmi időszak végéig (2010. dec.12.)
Anyagtudomány
54
14. előadás
Útmutató a vizsgára készüléshez • Vizsgáztatás rendje – írásbeli + szóbeli vizsga – írásbeli : • kezdés 8.00 órakor a hirdető táblára kiírásra kerülő beosztás szerint • időtartam: 100 perc • vizsgakérdések az egész éves tananyagból – szóbeli: • ugyanaznap, a vizsgázók számától függő kezdési időponttal (általában 12-13 óra körül) • a teljes tananyagból átfogó tudás felmérés – megajánlott vizsgajeggyel rendelkezőknek csak szóbeli vizsga (feltétele: 4-es, vagy annál jobb megajánlott jegy az évközi teljesítmény alapján) Anyagtudomány
55
14. előadás
Útmutató a vizsgára készüléshez • A vizsgára felkészüléshez a gyakorlatvezetők, tanszéki oktatók konzultációt biztosítanak • Konzultációs időpontok a tanszéki hirdetőtáblákon olvashatók – Konzultációra már a felkészülés közben érdemes menni, amikor tudnak kérdezni – Azt kell megkérdezni, amit nem értenek! • Ne korábbi évek zárthelyi kérdései alapján készüljenek – a tananyagot kell elsajátítani, aki így tanul, az meg tudja válaszolni a kérdéseket
Anyagtudomány
56
14. előadás
