Deformationsmekanismer och mekaniska egenskaper av material, Tal2 Flashcards
T2202, Den vanligaste deformationsmekanismen i metaller bygger på dislokationsrörelser och att
atomplan med hjälp av dessa ”glider” på varandra.
* Beskriv med text och figurer hur deformation sker med hjälp av dislokationsrörelser.
* Förklara ”kortleksutseendet” av deformerad enkristallin zink (hcp) i bilden.
- Vid belastning rör sig dislokationen genom kristallen
- Det extra atomplanet förflyttas i diskreta steg genom att bindningar bryts och återskapas
- Sker oftast i tätpackade plan eller tätpackade riktningar pga kortast atomavstånd
- Kortleksutseendet ges av mekanisk tvillingbildning som är böjda tvillinggränser som bildats i samband med deformation
- Tvillinggränser är gränsen mellan två kristaller vars atomanordningar är spegelbilder av varandra. De två kristallerna passar ihop i tvillinggränsen
T2204, Figuren visar exempel på dragprovkurvor av olika metalliska material.
* Förklara först kort innebörden av begreppen: Styv - Vek, Hård – Mjuk, Spröd – Duktil
* Ange därefter vilken av kurvorna nedan som bäst motsvarar respektive begreppspar.
- Styv –> hög Emodul, brant lutning på dragprovskurvan, krävs mer spänning för töjning
- Vek –> låg Emodul, mindre brant lutning på dragprovskurvan
- Hård –> hög höjd på dragprovskurvan, ie tål mer spänning innan deformation Hur stor spänning materialet klarar av innan det börjar elastiskt deformeras
- Svag - lägre höjd på dragprovskurvan
- Duktil - kan deformeras elastiskt, hur kurvan ser ut efter den linjära delen ie om materialet kan deformeras plastiskt eller ej
- Spröd - kan ej deformeras plastiskt, eg porslin
- Styv-vek
- Hård-mjuk
- Spröd - Duktil
T2201, Den vanligaste deformationsmekanismen i metaller bygger på dislokationsrörelser och att
atomplan med hjälp av dessa ”glider” på varandra.
* Beskriv med text och figurer mekanismen hur ”glidning” sker med hjälp av dislokationer.
* Föreslå och motivera för hur den inramade figuren ser ut efter glidning. (någon av bild A-F).
- Glidning sker på grund av att en belastning sker på materialet och ett extra insatt atomplan förskjuts. Atomplan glider på varandra när atombindningar bryts och återskapas och plastisk deformation sker. Detta sker främst i tätpackade planen eller i tätpackade riktningar
- C, då det extra atomplanet kommer att bilda ett hack när det kommer upp till ytan, när det har nått kanten av kornet
T2201, I figuren visas resultat från enaxlig dragprovning av magnesium (Mg) och aluminium (Al).
* Förklara varför resultatet av de två dragprovningarna har blivit så olika.
Magnesium har hcp-struktur med ett tätpackat plan med 3 glidriktningar. Men pga glidplanen är parallella kommer strukturen ha svårt att plasticera i ett polykristallint material därför får materialet ett sprött brott vid belastning.
Aluminium har FCC struktur med 4 tätpackade plan i rymden med tre glidriktningar. Detta medför dislokationsrörelser och plastisk formförändring vid belastning även i polykristallina material.
Dislokationsrörelser —-> plastisk deformation
T2104, Bilden (LOM) visar metallen mässing efter plastiskt deformation (i ett skruvstäd?).
* Vad är den “randiga” strukturen för något?
* Beskriv med hjälp av figurer (viktigt) och text hur
plastisk deformation sker i metaller med hjälp av
dislokationer.
- Den randiga strukturen är glidband
- Plastiska deformationen sker med hjälp av dislokationsrörelser av ett extra insatt atomplan. Atomplanen glider på varandra genom att bindningar bryts och återskapas
T2104, Nedanstående bilder visar skärande bearbetning (svarvning) av Aluminium (Fcc atomstruktur)
och Magnesium (Hcp atomstruktur). Spånan är den vita vertikala/uppåtriktade strukturen.
* Ange och motivera för vilken av bilderna som mest troligt ger spånans utseende av respektive
metalliskt material.
FCC är mer symmetrisk struktur och därför mer duktil än HCP — FCC är mer duktil innebär att de är dålig vid svarvning och visas på första bilden. Vid svarvning så blir spånet bara större och större, finns risk att de fastnar i maskinen
HCP mer spröda –> undre bilden
T2102, Mikroskopibilden (SEM) visar en linjedefekt i metaller.
* Vilken defekt tror du att det är? Obs ca 50000x förstoring.
* Ange och beskriv hur defekten inverkar på/påverkar det metalliska materialets egenskaper.
Defekten är dislokationer, en linjedefekt
- Permanent plastisk deformation, eller 2.
Ett extra inskjutet atomplan, rör sig vid belastning stegvis genom att bryta och återskapa bindningar, mot ett tätpackat atomplan (glidplan) i tätpackade ritningar, vilket ger upphov till permanent plastisk deformation. - Deformationshärdning, eller 1.
Vid plastisk deformation ökar antalet dislokationer via dislokationsgenerering (Frank-read generator). Dislokationerna trasslar in sig i varandra vilket försvårar rörligheten av dessa. Detta med för ökad sträckgräns/flytspänning och en minskad duktilitet
T2101, Tre stålprover av eutektoid sammansättning (Fe-0,8% C) har värmebehandlats enligt nedan:
- Härdning
- Härdning och anlöpning
- Mjukglödgning
* Ange/rita respektive ståls schematiska dragprovkurva i diagrammet.
* Förklara om/hur respektive värmebehandling har påverkat E-modulen av stålproverna.
Se tenta
T2001, Den vanligaste deformationsmekanismen i metaller bygger på att atomplan genom
dislokationsrörelse ”glider” på varandra (se figuren).
* Beskriv i text och med figurer hur metaller deformeras med hjälp av dislokationsrörelser.
* Ange beskriv/förklara vad pilen i nedanstående figur av en zink-kristall (HCP) pekar på.
Ett extra inskjutet atomplan,
- Rör sig vid belastning stegvis genom att bryta och
återskapa bindningar,
- Mot ett tätpackat atomplan (glidplan) i tätpackade
ritningar.
- Vilket ger permanent plastisk deformation
Pilen pekar på ett glidplan, ett tätpackat plan där dislokationsrörelsen har
minst Burgers vektor (kräver minst kraft för förflyttning). I HCP strukturen ligger dessa parallellt med varandra.
T2001, Figuren visar dragprovkurvor av två olika material, A resp. B.
* Motivera/förklara för vilken av kurvorna (A, B) som bäst visar exempel på respektive av
följande materialbegrepp:
Stark (hård)
Styv
Svag (mjuk)
Spröd
Duktil
A - Stark (hård)
A - Styv
B - Svag (mjuk)
A - Spröd
B - Duktil
Motivering:
A har hög sträckgräns (stark), stor E-modul (styv) och liten plastisk
formförändring (spröd)
B har låg sträckgräns (mjuk) och stor plastisk formförändring (duktil)
