Mainski materijali

Mainski materijali

Predavanje broj 10 Obojeni metali I legure

1

Klasifikacija materijala

2

Aluminijum Aluminijum spada u grupu lakih metala(specifine mase

2,7g/cm3) i pripada grupi materijala niske vrstoe. Temperatura topljenja Al(aluminijuma) je 660C. Aluminijum kristalie po kubnoj povrinski centriranoj reetki. Aluminijum poseduje: veliku elektrinu i toplotnu provodljivost, visoku korozivnu otpornost jer se na njegovoj povrini

obrazuje homogeni sloj aluminijum oksida koji ga titi od daljih uticaja,

otporan je na mnoge organske kiseline, posebno je otporan na azotnu kiselinu.

3

Aluminijum

Vrste aluminijuma

4

Aluminijum Mehanika svojstva

Tehniki ist Al u arenom stanju su: Konvencijalni napon teenja Rp0,2=

24N/mm2, zatezna vrstoa Rm= 69N/mm2, izduenje A5,65= 42%, tvrdoa HBS= 19 i modul elastinosti

E= 70000N/mm2 Al hladno deformisan(stepen

deformacije 75%) ima poveanu vrstou, ali smanjenu plastinost:

Rp0,2= 124N/mm2, zatezna vrstoa Rm= 130N/mm2, izduenje A5,65= 6%, tvrdoa HBS= 35.

Tehniki ist Al Primena: izrada konstrukcija i

elemenata koji nisu jako optereeni, kada se zahteva

Visoka plastinost, Dobra zavarljivost, Visoka otpornost na koroziju, Dobra elektrina i toplotna

provodljivost. U mainstvu se najvie koriste legure

aluminijuma

5

Legure aluminijuma Legure aluminijuma su izvanredni konstrukcioni materijali. Aluminijum se moe legirati sa veim brojem elemenata : Mn, Mg, Si Cu i

ZN Sve legure Al mogu se podeliti u dve osnovne grupe: Legure aluminijuma za plastinu obradu; Legure aluminijuma za livenje. Podgrupe: Legure koje se termiki ne obrauju (ojaavaju rastvaranjem,

deformaciono i disperzno) Legure koje se termiki obrauju (ojaavaju termikim taloenjem)

6

Legure aluminijuma

Legure Aluminijuma za plastinu preradu koje se termiki ne obrauju:

Komercijalno ist Al(min 99%Al): Jednofazna legura sa manjim koliinama eleza i silicijuma i

sa dodatkom 0,12% bakra (Cu), to utie na poveanje vrstoe.

Ima odlinu korozionu otpornost, visoku elektrinu i toplotnu provodljivost, dobru otpornost deformisanjem

Primena: za folije, limove, razliite profile, konzerve, limenke za pakovanje pia itd.

7

Legure aluminijuma Familija legura Al-Mn: glavni legirajui element je mangan (Mn), legure su jednofazne i predstavljaju vrsti rastvor mangana u

aluminijumu sa manjom koliinom estica Al6Mn. Svojstva: Imaju nisku vrednost zatezne vrstoe do kojih vrednosti zbog

ograniene rastvorljivosti legirajuih elemenata u reetki aluminijuma.

Vrlo dobro se oblikuju u mekom stanju, pogodne su za oblikovanje, pogodne su za zavarivanje, otporne na koroziju.

8

Legure aluminijuma Primena: AlMn1.00 za izradu delova raznih aparata: u

graevinarstvu za izradu krovova, za izradu zakovica, AlMn0,5Mg0,5.00 za izradu ambalaa u prehrambenoj

industriji. AlMn1Mg1.00-graevinarstvu za izradu roletni i drugih proizvoda, za

razne vrste pakovanja AlMn1Cu.00- upoterbljava se u graevinarstvu i za izradu raznih

vrsta ambalaa. Familija legura Al-Mg Mehanike osobine- primena Zato se vri legiranje sa Si? Legure Al-Si

9

Legure aluminijuma

10

Duraluminijum legura aluminijuma

11

Duraluminijum je sloena legura sastava 3,5-5,5%Cu, 0,5-0,8%Mg, 0,5-0,8%Mn, ostalo Al Osim ovih elemenata duraluminijum sadri jo i Si i Fe (0,2-0,6%) Uticaj ovih komponenata na Duraluminijum Cu i Mg poveavaju vrstou i tvrdou i olakavaju kaljenje Mn poveava vrstou, tvrdou i otpornost na koroziju.

Superduraluminijum

Definicija: Legure poveanog sadraja Cu, Mg i Mn i koji sadre vie od 0,6%Si nazivamo superduraluminijum.

Superduraluminijum je duraluminijum poveane vrstoe. (42-44 daN- mm2)

12

Aluminijumske legure za klipove

13

Klipovi motora sa unutranjim sagorevanjem rade u uslovima Visokim temperatura oko 350 C i estih udara. Osnovna svojstva materijala sa klipove Mala specifina teina, Postizanje visoke vrednosti vrstoe i otpornost na habanje pri povienim temperaturama, Dobra toplotna provodljivost, Mali koeficijent toplotnog irenja, koji dozvoljava smanjenje napona izmeu klipa i cilindra.

Kompozitni materijali Kompozitni materijali predstavljaju mehaniku smeu dva ili vie materijala. Cilj razvoja i proizvodnje kompozitnih materijala je da se dobiju neobine

kombinacije osobina: Vea krutost i vrstoa; Manja teina, sposobnost za rad na povienim temperaturama, vea koroziona postajanost, tvrdoa ili provodljivost. Definicija: KOMPOZITNI MATERIJALI SU SISTEM MATERIJALA KOJI SE SASTOJI OD

SMEE ILI KOMBINACIJA DVA ILI VIE NANO, MIKRO, ILI MAKRO KONSTITUENATA KOJI SE RAZLIKUJU PO OBLIKU I HEMIJSKOM SASTAVU I KOJI SE U SUTINI NE RASTVARAJU JEDAN U DRUGOM.

14

Legure aluminijuma za livenje

Dobra livkost Dobro popunjenost kalupa za livenje Odlivci izraeni od ove legure su bez

poroznosti Najodgovorniji delovi kod vazduhoplovnih

motora karteri korito motora, reduktora i kompresora izrauju se od ovih legura livenjem.

15

Legure aluminijuma dobijene livenjem

16

Silumin je legura aluminijuma sa silicijumom Sadraj silicijuma se kree od 5- 13%. Silumin ima odlina svojstva livkosti, te je pogodan za livenje komplikovanih odlivaka i odlivaka tankih zidova. Silumin je najotpornija legura aluminijuma na koroziju.

Kompozitni materijali

17

Kompozitni materijali mogu se svrstati u tri osnovne kategorije: esticama ojaani Vlaknasto ojaani Laminatni ojaani

Kompoziti se sastoje iz Osnove(matrice) Metal Keramika polimer

Materijala za ojaavanje (ojaivaa) estice vlakna

Kompozitni materijali mogu da budu: Izotropni (ista svojstva u svim pravcima) Anizotropni(razliita svojstva u razliitim pravcima

esticama ojaani Kompozitni materijali

18

Beton

Vrste vlakana

Materijal vlakana treba da ima: Visoku vrstou, vrstou i krutost,male mase.

Postoje: Staklena vlakna, Ugljenina vlakna Aramidna vlakna Borna vlakna.

19

Metalna osnova

Metalna osnova je od Al, Mg, Ti Metalna osnova najvie se koristi za izradu kompozitnih

materijala izloenih visokim temperaturama. Kao metalna osnova mogu da se koriste i super legure ojaane

sa SiC, B4N, Al2O3 Keramika osnova koristi se za kompozitne materijale ija je

upotreba na visokim temperaturama, prednost u odnosu na metalnu jer je laka.

20

Kompozitni materijali ojaani vlaknima

Vlakno-polimerna osnova, Vlakno-metlana osnova, Vlakno-keramika osnova. Primena kompozitnih materijala ojaanih vlaknima: Gume za automobile i avione Fiberglas koji se koristi za jahte, automobile i avione Sporski materijali novih tehnologija: teniski reketi, skije, golf

tapovi, Delovi za avionsku industriju Raketnu i nuklearnu tehniku.

21

Vlaknima ojaani kompozitni materijali

22

Nain orjentacije vlakana

KOMPOZITNI MATERIJALI

Podela: a) na osnovu dimenzije

konstitutenata: Makroskopski kompozitni

materijali; Mikroskopski kompozitni

materijali; Nano kompozitni materijali.

b) na osnovu oblika konstitutenata:

Partikularni tj kompozitni materijali ojaani esticama,

Kompozitni materijali ojaani vlaknima,

Laminarni kompozitni materijali tj. Laminati.

23

Partikularni - kompozitni materijali ojaani esticama

ta su partikularni kompozitni materijali? Kompozitni materijali koji imaju jednak konstituent iji je oblik

takav da su mu sve tri dimenzije (duina, irina, visina) priblino jednaki.

Podela na: A) podgrupa: disperzno ojaani kompozitni materijali B) podgrupa: standardni partikularni kompozitni materijali

24

A) Disperzno ojaani kompozitni materijali

Sadre estice poznate pod imenom disperzoidi veliine 10-25nm u preniku.To su obino metalni oksidi, koji su uneeni sa ciljem da omogue efekat disperznog ojaavanja, poto je granina povrina izmeu disperzoida i osnove nekoherentna.

25

Disperzno ojaani kompozitni materijali

Sistem Primena Ag-CdO Elektrini kontaktni materijali

Al-Al2O3 Mogu se koristiti u nuklearnim reaktorima

Be-BeO Vasionska tehnika i nuklearni reaktori

Co-ThO2 Magnetni materijali otporni na puzanje

Co-Y2O3 Magnetni materijali otporni na puzanje Pb-PbO Baterijske ploe

Pt-ThO2 Filamenti, elektrine komponente

W-ThO2 Filamenti, grejai

W-ZrO Filamenti, grejai 26

Tabela: Najznaajniji disperzno ojaani kompozitni materijali

B) Standardni partikularni kompozitni materijali

Kombinacija metala, keramike i polimera Tvrde ploice za rezanje metala(WC-Co, WC-Co-TaC-TiC) Tocila za seenje i bruenje (To su sistemi polimer i staklo kao

osnova, sa aluminijumom oksidom ili sa silicijumom karbidom ili sa bor nitridom, tj. Abrazivne estice.

Elektrini kontakti (prekidai, releji) Sistem srebro(Ag) ojaan volframom(W), gde srebro uspeno provodi struju, dok volfram obezbeuje otpornost na habanje.

Vulkanizirana guma Kalupi i jezgra za livenje

27

Kompozitni materijali ojaani vlaknima

Cilj proizvodnje ovih materijala: Materijali poveane vrstoe, veom otpornou na zamor,

Poveanom krutou, Veim odnosom vrstoa/teina materijala Kombinacija komponenata je: Vl