nikal (ni) i njegove legure - fsb.unizg.hr · pdf filezavod za materijale materijali ii 1...
TRANSCRIPT
![Page 1: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/1.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
1
NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE
FCC rešetka
hladna oblikovljivost
žilavost pri niskim temperaturama
otpornost pri visokim temperaturama
![Page 2: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/2.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
2
Visoka cijena → legirni elementi i složena proizvodnja.
SVOJSTVA Ni- LEGURA
Otpornost na koroziju i mehanička otpornost pri visokim T
tzv. "Superlegure“).
Ni-Ti legure ("Nitinol") s efektom prisjetljivosti oblika - pametne
legure (engl. shape memory alloys).
Posebna fizikalna svojstva:
- Električna svojstva (velik električni otpor - grijači)
- Magnetska svojstva (meki magneti)
- Legure s malom toplinskom rastezljivošću (INVAR).
![Page 3: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/3.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
3
Na očvrsnuće kristalima mješancima najjače djeluje Co (>16 %).
Na očvrsnuće precipitacijom djeluju:
– Cr uz otapanje u austenitnoj matrici i stvaranjem Cr23C6,
– Mo, Nb, Ta i V stvaranjem karbida
– Al i Ti stvaranjem intermetalnih spojeva: Ni3Al i Ni3Ti,
MEHANIČKA OTPORNOST PRI VISOKIM TEMPERATURAMA -
NAČINI OČVRSNUĆA "SUPERLEGURA"
![Page 4: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/4.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
4
Dijagram precipitacijskog očvršćivanja Ni-Cr-Ti-Al legure
![Page 5: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/5.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
5
Skupina Trgovačko ime1
1. Ni-Cu Monel (Nicorros)
Ni-Cr Nimonic (Nicrofer)
2. Ni-Mo-Cr Hastelloy (Nimofer)
3. Ni-Cr-Fe Inconel (Nicrofer)
Ni-Fe-Cr Incoloy (Nicrofer)
4. Ni-Cr + (A)2 Al-Ti Različite vrste legura pod
+ (B)2 Co-W-Mo skupnim imenom “SUPERLEGURE”
+ (C)2 C
1 Nicorros, Nicrofer i Nimofer (VDM -Vereinigte Deutsche Metallwerke AG);
Monel, Nimonic, Inconel i Incoloy (Inco Alloys);
Hastelloy (Haynes); 2 A - precipitacijski očvrstljive, B - očvrstljive kristalima mješancima,
C - očvrstljive karbidima.
VRSTE LEGURA
![Page 6: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/6.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
6
LOPATICE TURBINA
GRIJAČI Ni-Cd BATERIJE KOVANICE
PRIMJERI
PRIMJENA
![Page 7: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/7.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
7
Ni-Ti stent
PRIMJENE Ni-Ti PAMETNIH LEGURA
Naprave za ravnanje zubi
Naprave za ugradnju
premosnica na srcu
![Page 8: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/8.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
13
Pripada lakim metalima niskog tališta.
U zemljinoj kori ima ga relativno puno - oko 7,5 %,
u obliku spojeva - oksida ili mješavine oksida Al2O3.
Industrijski se racionalno dobiva samo iz BOKSITA.
ALUMINIJ (Al) I NJEGOVE LEGURE
![Page 9: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/9.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
14
SHEMA DOBIVANJA ALUMINIJA
GLINICA Al-primarni
Izluživanje s NaOH Elektroliza
BOKSIT
Al2O3
13000...15000 kWh/t
metalurški i kalciniranje
natrijeva
aluminata
![Page 10: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/10.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
15
POVOLJNA SVOJSTVA
NISKA GUSTOĆA (oko 2700 kg/m3) → lake konstrukcije;
OTPORNOST NA ATMOSFERSKU KOROZIJU - prevlači se
tankim filmom (oko 0,01 μm) Al2O3 (nepovoljno pri zavarivanju, solnoj
i sumpornoj kiselini).
Čisti Al je nepostojan na alkalne otopine koje razaraju oksidni film
- vapno, mort.
ELEKTRIČNA VODLJIVOST - s obzirom na masu bolje od Cu;
TOPLINSKA VODLJIVOST - 4...5 puta viša nego u čelika;
HLADNA DEFORMABILNOST (FCC rešetka) - kovanje, valjanje,
prešanje u profile i folije - može očvrsnuti;
RECIKLIČNOST - znatno manja potrebna energija za recikliranje
nego za primarnu proizvodnju.
![Page 11: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/11.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
16
Nizak E (oko 3 puta niži nego u čelika) → veće elastične
deformacije, odnosno manja krutost;
Ograničena primjenjivost pri povišenim temp. (Tt oko 660 C) -
do 150...200 C;
Relativno loša zavarljivost - zbog stvaranja oksida treba
zavarivati u inertnoj atmosferi;
NEPOVOLJNA SVOJSTVA:
![Page 12: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/12.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
17
Al 99; Al 99,3 - za opće svrhe
Al 99,5 - za robu široke potrošnje
Al 99,7 - za kemijsku industriju i brodogradnju
Al 99,8 - za kemijsku industriju i elektrotehniku
VRSTE TEHNIČKOG ČISTOG ALUMINIJA
VIŠI
STUPANJ ČISTOĆE
- kemijska i prehrambena industrija,
- kuhinjsko posuđe i metalni proizvodi široke potrošnje,
- građevinarstvo - krovovi, oluci i ukrasi,
- ambalaža, folije, tube i limenke,
- elektrotehnika.
PRIMJENA TEHNIČKOG ALUMINIJA
OBLICI IZRADE: šipke, profili, cijevi, žica, limovi, trake, folije.
![Page 13: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/13.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
18
a) Hladna deformacija - valjanje, vučenje
b) Legiranje
c) Toplinska obrada - precipitacijsko očvršćivanje
(samo neke legure)
POVIŠENJE MEHANIČKE OTPORNOSTI Al
![Page 14: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/14.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
19
KLASIFIKACIJA AL-LEGURA:
1. Prema tehnološkoj preradi:
- gnječene
- lijevane
2. Prema kemijskom sastavu:
1. Al - Si
2. Al - Mn
3. Al - Cu
4. Al - Mg
5. Al - Zn
3. S obzirom na mogućnost toplinske obrade:
- toplinski neočvrstljive
- toplinski očvrstljive
![Page 15: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/15.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
20
TOPLINSKO OČVRŠĆIVANJE Al - LEGURA
PRECIPITACIJSKO OČVRŠĆIVANJE
WILM 1906. je slučajno otkrio, da legura sastava:
4,5 % Cu i 0,5 % Mg, ostalo Al
očvršćava dužim stajanjem pri 20 C,
ako je prethodno gašena sa 450 C.
Prva primjena: I. svj. rat - nosiva konstrukcija Zeppelina
U II. svj, ratu za zrakoplove
DURAL ili DURALUMINIJ
![Page 16: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/16.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
21
Nema alotropskih modifikacija kao kod kaljenja čelika.
Očvrsnuće Al- legura temelji se na promjeni topivosti atoma
legirnih elemenata u α- mješancu Al.
![Page 17: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/17.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
22
![Page 18: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/18.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
23
Radi se o zagrijavanju heterogene (višefazne) legure s X %B
do temperature prijelaza u potpuno homogeno stanje,
zadržavanja pri toj temperaturi do potpune homogenizacije
i naglog hlađenja (gašenja) na sobnu temperaturu.
![Page 19: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/19.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
24
![Page 20: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/20.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
25
POLAZNI UVJETI ZA TOPLINSKO OČVRŠĆIVANJE
1. Legura mora biti sastava iz heterogenog područja α + β
2. Maseni udio legirnih elemenata mora biti što viši, što bliže rmax
(maksimalna rastvorljivost u α-mješancu)
3. Druga faza (faze) β mora polazno biti neki intermetalni spoj -
CuAl2, Mg2Si, Al2CuMg, Al3Mg2, MgZn2...
![Page 21: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/21.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
30
potpuno sačuvana veza
(nestabilno)
kontinuirana
povezanost s osnovnom
-rešetkom
veza samo na nekim čvorovima
rešetke (metastabilno)
potpuno izdvojena faza i matica
(dvije različite rešetke)
precipitat ili stabilna faza
TIPOVI PRECIPITATA (FAZNIH GRANICA)
![Page 22: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/22.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
34
UTJECAJ TEMPERATURE I TRAJANJA DOZRIJEVANJA
NA VLAČNU ČVRSTOĆU
![Page 23: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/23.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
35
Al - Mn (do 1,5 %Mn) - npr. AlMn1
Al - Mg (do 5 %Mg) - npr. AlMg1, AlMg2,5, AlMg5
Al - Mg - Mn - npr. AlMg3Mn
VRSTE GNJEČENIH LEGURA I NJIHOVA SVOJSTVA
1. TOPLINSKI NEOČVRSTLJIVE - Rm = 200...300 N/mm2
![Page 24: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/24.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
36
Al-Mg-Si ili Al-Mg2Si Rm < 330 N/mm2 "Antikorodal"
Al - Cu - Mg (Si, Mn) Rm < 450 N/mm2 "Duraluminij“
Legure serije 2000
Prirodno i umjetno očvrstljive legure.
Dodatak Mg ubrzava dozrijevanje.
Slabija korozijska postojanost zbog Cu,
2. TOPLINSKI OČVRSTLJIVE - Rm do 600 N/mm2
![Page 25: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/25.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
37
Al - Zn - Mg (Cu ili Cr) Rm < 600 N/mm2
"Konstruktal"
Legure serije 7000
Opasnost od napetosne korozije.
Zrakoplovi
![Page 26: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/26.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
40
Mehanička otpornost
Livljivost Rezljivost Otpornost na koroziju
Tip legure
Predstavnik
mala srednja dobra vrlo dobra Al-Mg AlMg3, AlMg5
Al-Si-Mg AlSi10Mg AlSi7Mg1
Mg omogućuje toplinsko očvrsnuće
mala vrlo dobra slaba dobra Al-Si AlSi12
Al-Si-Cu AlSi5Cu1 AlSi6Cu2
Si negativno utječe na rezljivost, Cu omogućuje smanjenje Si, ali pogoršava otpornost na koroziju
osrednja slaba dobra vrlo slaba Al-Cu AlCu4MgTi Ti i Mg usitnjuju zrno
LIJEVANE Al-LEGURE
Sadrže elemente koji tvore lako topive eutektikume što im daje dobra
svojstva livljivosti.
Mehanička svojstva su slabija nego kod gnječenih legura.
![Page 27: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/27.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
41
“Silumin" - najraširenija lijevana legura
10...13 % Si - pospješuje livljivost (eutektičke legure)
- Relativno slaba čvrstoća i dobra otpornost na koroziju.
- Sklonost upijanju plinova što uzrokuje poroznost odljevaka.
- Jeftine, zavarljive i toplinski neočvrstljive legure.
Al - Si
![Page 28: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/28.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
42
Cijepljenje – dodavanje taljevini male količine natrija u obliku soli
- usitnjavanje grube eutektičke strukture – povišenje čvrstoće i istezljivosti
![Page 29: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/29.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
43
TIPIČNI PRIMJERI PROIZVODA OD ALUMINIJA I AL-LEGURA
![Page 30: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/30.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
44
BLOK MOTORA
BMW V12 JAGUAR V8 VW V8
NOSIVI OKVIR - SPACE FRAME
HONDA, AUDI6...
![Page 31: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/31.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
45
Nosivi okvir bicikla
Radijatori
BICIKLI
![Page 32: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/32.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
46
mala toplinska rastezljivost
POVOLJNA SVOJSTVA
TITAN (Ti) I NJEGOVE LEGURE
polimorfan metal: od 20 do 885 ºC HCP -titan;
>885 do tališta 1670 ºC BCC -titan;
relativno niska gustoća (4500 kg/m3)
relativno visok E (110 000 N/mm2)
povoljna specifična čvrstoća (od -200 do + 550 ºC)
značajna otpornost na umor i na puzanje
visoko postojan u različitim agresivnim medijima
(Cl- morska voda, kiseline) - stvara se oksidni sloj;
![Page 33: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/33.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
47
relativno visoka cijena.
velik afinitet prema O2, C, N2 i H2, naročito iznad 950 ºC;
teško obradljiv odvajanjem čestica jer je žilav, opasnost od
zapaljenja strugotine;
ograničena sposobnost hladnog oblikovanja (HCP); bolje
toplo oblikovljiv;
teže zavarljiv (u zaštitnoj atmosferi);
NEPOVOLJNA SVOJSTVA
![Page 34: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/34.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
48
Titanove legure
Prema mikrostrukturi: -, - i ( + )-legure
- glavni stabilizatori -faze: C, O, N, Al, Sn
- stabilizatori -faze: Cr, Ni, Mn, Mo, Fe, Ta
-legure
- relativno slabo hladno oblikovljive (HCP);
- zavarljivost, žilavost, čvrstoća i stabilnost pri višim temperaturama
(370 do 500 ºC) → za dijelove motora
- dobra žilavost i čvrstoća i pri sniženim temperaturama
- neočvrstljive toplinskom obradom.
Predstavnici:
- TiAl5Sn2,5: u kovanom i lijevanom stanju za dijelove
zrakoplova i svemirskih letjelica;
- TiAl7Zr12, TiAl5Sn5Zr5 i TiAl7Nb2Ta1 – za dijelove motora.
![Page 35: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/35.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
49
- povišenje čvrstoće toplinskom obradom.
- osjetljiv postupak - pojava krhkosti (metastabilna -faza).
+ legure
1 - rastvorno žarenje
2 - gašenje
3 – popuštanje
4 – hlađenje (zrak ili voda)
![Page 36: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/36.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
50
Legure se rastvorno žare u blizini temperature prekristalizacije
/ (velik udio ).
Gašenje legure sastava < Ck :
→ ' martenzitnom pretvorbom.
'-faza je kristal mješanac istog sastava kao -faza.
Gašenje legure sastava >Ck :
tvrda i krhka -faza (neočekivano).
U tom području sastava dolazi do stvaranja metastabilne
prelazne -faze.
-faza submikroskopski se mijenja pri čemu nastaje -faza.
-faza može nastati pri gašenju ili pri naknadnom popuštanju.
![Page 37: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/37.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
51
Važno:
ne rastvorno žariti u -polju radi opasnosti od
pogrubljenja zrna,
ne popuštati ispod 425 oC radi izbjegavanja krhke -faze.
Najvažnija legura: TiAl6V4
50 % proizvodnje svih Ti-legura
- visoka čvrstoća pri povišenim temperaturama
- povišena otpornost na puzanje
- dobra zavarljivost
- oblikovljiva deformiranjem
- dobra istezljivost
![Page 38: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/38.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
52
velika sposobnost hladnog oblikovanja - duktilnost (zakovice)
visoki omjer čvrstoća/gustoća
visoka čvrstoća nakon toplinske obrade
krhke pri niskim temperaturama
dobra čvrstoća < 300 ºC uz kratkotrajno mehaničko
opterećenje (dijelovi raketa).
-legure
TiV13Cr11Al3 - najčešća legura;
OČVRSTLJIVE HLADNOM DEFORMACIJOM I
TOPLINSKOM OBRADOM
![Page 39: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/39.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
53
Vrsta legure Struktura Toplinska obrada Rp0,2,
N/mm2
Rm,
N/mm2
A5,
%
TiAl5Sn2,5 (HCP) rekristalizacijski žareno
790 oC/zrak
850 950 14
TiAl6V4
+
rekristalizacijski žareno
750 oC/zrak
890 970 13
rastvorno žar. 930 oC/
voda + 540 oC/zrak
1080 1180 11
TiV13Cr11Al3
(BCC)
rekrist. žareno 790 oC
/zrak
900 950 14
rastvor. žareno 790 oC
/voda +480oC /17h/zrak
1220 1290 7
rastvor. žareno 790 oC/
zrak + hlad. oblik. + 440 oC/ 24h/zrak
1700 1820 4
MEHANIČKA SVOJSTVA NEKIH VRSTA Ti LEGURA
![Page 40: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/40.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
54
PRIMJERI PRIMJENE
ISPUŠNI SUSTAV
Jaguar
AUTOMOBILI
ZRAKOPLOVSTVO
Precizni odljevak
![Page 41: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/41.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
55
IMPLANTATI Proteza umjetnog kuka
Umjetno srce Proteza
Vijci
![Page 42: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/42.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
56
Glava palice za golf
Kućište fotoaparata
Okviri očala
![Page 43: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/43.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
57
POVOLJNA SVOJSTVA:
Mala masa ( = 1740 kg/m3 - najmanja među legurama) -
konkurentne Al-legurama u pogledu omjera čvrstoća/gustoća;
Velika sposobnost prigušenja vibracija;
Izvanredna rezljivost;
Nekoliko legura ima vrlo dobru livljivost – za tlačni lijev uz visoku
proizvodnost;
MAGNEZIJ (Mg) I NJEGOVE LEGURE
![Page 44: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/44.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
58
Velika kemijska reaktivnost (mogućnost samozapaljenja pri
lijevanju i obradi)
NEPOVOLJNA SVOJSTVA:
Niska otpornost na koroziju (neotpornije od Al i Ti-legura) →
velik afinitet prema kisiku - potrebna površinska zaštita
(prevlake brončane boje);
HCP rešetka → ograničena mogućnost hladne deformacije.
Mogu se oblikovati deformiranjem pri 300 oC
Nizak modul elastičnosti: 45000 N/mm2 i niska čvrstoća
Gornja temp. granica uporabe je 300...350 C
![Page 45: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/45.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
59
Glavni legirni elementi: Al, Zn, Mn, Th, Zr i Ce.
1. Mg-Al, Mg-Zn ili Mg-Al-Zn,
2. Mg-Zr + Zn, Th, ili Ce.
Vrste legura
Kompoziti s metalnom matricom - Mg matrica + čestice SiC
ili Al2O3 ili uz dodatak ugljičnih vlakana (lijevanje).
![Page 46: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/46.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
60
PRIMJENE: PILOTSKO SJEDALO - LAGANO, PRIGUŠUJE VIBRACIJE
SJEDALO U F1 i U OSTALIM VOZILlMA
![Page 47: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/47.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
61
Poklopac spremnika za gorivo
![Page 48: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/48.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
62
Tlačni odljevak za borbeni zrakoplov
Automobilska vrata
![Page 49: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/49.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
63
Tankostijeni dijelovi
oblikovani istiskivanjem
u poluskrućenom stanju
![Page 50: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/50.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
64
Lijevana greda u jednom komadu od Mg za automobil
![Page 51: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/51.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
65
Lijevano kućište
prenosnika Forda sa
pogonom na sva četiri
kotača. od Mg-legure
AZ91 s malim udjelom
dodataka Fe, Cu i Ni
![Page 52: NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE - fsb.unizg.hr · PDF fileZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II 1 NIKAL (Ni) I NJEGOVE LEGURE FCC rešetka hladna oblikovljivost žilavost pri niskim temperaturama](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052215/5a74c2b77f8b9aa3688bed24/html5/thumbnails/52.jpg)
ZAVOD ZA MATERIJALE MATERIJALI II
66
KUĆIŠTE PILE - lagano, prigušuje vibracije