metallmaterjalid

Metallmaterjalid on materjalid, mis koosnevad peamiselt metallidest ning mille struktuur ja omadused tulenevad metallide sidemetest. Need hõlmavad puhtaid metalle, erinevaid sulameid ning mõnikord ka metallimatrix-komposiidide rühma, kus metalliline maatriks on peamine koostisosa. Metallmaterjalide omadused, nagu tugevus, tihedus, plastilisus, kõvadus, kulumiskindlus ja korrosioonivastus, on tugevalt seotud nende kristallstruktuuri, defektide ja töötlemisega saadud mikrostruktuuriga.

Metallmaterjalid jagunevad peamiselt kolme rühma: puhtad metallid, sulamid (liited kahe või enama metalliga) ja metallimatrix-komposiidid (MMC), kus maatriks on metall ja lisandfaasid annavad täiendavat tugevust või kulumiskindlust. Puhtad metallid on näide alumiinium ja vask; sulamid hõlmavad teraseid, roostevaba teraseid ning titaanisulameid; MMC-d ühendavad metallilise maatriksi ja kõvendi või keraamilisi faase.

Omadused ja struktuur: Metallmaterjalide käitumine sõltub kristallstruktuurist (BCC, FCC või HCP), lõtkude ja teiste defektide olemasolust ning töötlemise käigus kujundatud mikrostruktuurist. Tugevus, kõvadus ja plastilisus võivad muutuda kuumtöötluse ning mehaanilise töötluse tulemusena. Kulumis-, väsimus- ja korrosioonikindlus määrab materjali kasutusvaldkonnad.

Töötlemine ja tootmine: Metallmaterjalide tootmine hõlmab sulatamist ja valamist, seejärel kujundamist valtsimise ja vormimise teel ning kuumtöötlusi, mis tugevdavad omadusi (annealing, normaliseerimine, kõvenemine). Kaasaegsed tehnoloogiad, nagu lisandite tootmine ehk 3D-printimine, võimaldavad keerukamaid geomeetriad ja kohandatud omadusi.

Rakendused ja tähtsus: Metallmaterjalid moodustavad keskse osa mehhaanilistes konstruktsioonides ning lennunduses, autotööstuses, tööstuses ja arhitektuuris. Materjalivalik põhineb vajaliku tugevuse, kulumiskindluse, korrosioonikindluse ja töötemperatuuride kombinatsioonil ning hind.