Materiallära Flashcards
Vad avses med strukturer inom materialteknik? Hur kan detta begrepp vara kopplat till
materialegenskaperna, exemplifiera?
Hur materialet är uppbyggt kan delas in i tre typer av strukturer.
En del av materialegenskaperna kan påverkas av dessa strukturer, särskilt de mekaniska
egenskaperna som påverkas av dislokationsrörelse, tex sträckgräns, kornstorlek.
Vilka olika strukturer finns det inom materialteknik? Beskriv dessa.
Makrostruktur - studeras med ögat. Porositet, sprickbildning.
Mikrostruktur - studeras med mikroskop. Korngränser, fasfördelningar.
Kristallinstruktur - studeras med röntgendiffraktion. Atomanordning, kristallin,
kristalldefekter.
Vilka möjligheter finns att påverka ett materials mikrostruktur?
Genom tillsatts av andra ämnen, värmebehandling och bearbetning.
När ett material belastas med en kraft uppstår en spänning i materialet. Beskriv vad
som händer i materialet, när formändringarna är små och försvinner och när
formändringarna är större och inte försvinner, när kroppen avlastas.
Elastisk deformation: Bindningarna dras ut, spänningar, inget permanent formändring.
Plastik deformation: Bindningar mellan atomer bryts (dislokationsrörelse), plastisk
formändring.
Rena metaller har obetydlig användning som konstruktionsmaterial. Grundläggande
mekanismen för att förbättra ett materials mekaniska egenskaper är genom kontroll av
dislokationersrörelserna (skapa hinder). Beskriv korngränshärdning.
Härdning genom minskning av kornstorleken och ökning av totalakorngräns, i en viss volym.
Vid dragprovning erhålls?
Draghållfasthet - materialegenskaper som anger förmågan att motstå dragpåkänning.
Elasticitetsmodul - ett materials förmåga att fjädra, innan det nåt sträckgränsen.
Sträckgräns - Här börjar plasticering, materialet flyter. Övre sträckgräns, stor plastisk
deformation inträder. Undre sträckgräns, det lägsta värdet inom samma intervall.
Brottgräns - Spänning som provstaven utsätts för vid dragprovning till brott.
Man skiljer mellan två huvudgrupper av hårdhetsmätningar, vilka?
Plastisk, förstörande provning.
Elastisk, oförstörande provning.
Förklara varför hållfastheten kan öka för minskad kornstorlek?
Finkornigt material uppvisar avsevärt bättre hållfasthetsegenskaper än grovkornigt.
Finkornigt material har en större korngränsyta och erbjuder därför kortare vägar för dislokationsrörelser.
Vad menas med segt brott?
Brott som föregås av kärnbildning och lokala plasticeringar pga dislokationsrörelserna.
Vad menas men sprött brott?
Brott som sker utan märkbar deformation.
Vilka förutsättningar krävs
för uppkomsten av sprödbrott?
Sprödbrottkänsligt stål, låg temperatur,
initialspricka där brott startar, slagpåkänning, inbyggd spänning.
Vad är gemensamt för oförstörande provningsmetoder?
- Provresultaten ibland mångtydiga och kan kräva erfaren personal för utvärdering.
- Hela provmaterialet kan undersökas.
- Samma material kan provas flera gånger.
- Förutsättningar för automatisering.
Vad menas med härdbarhet vid härdning?
Stålets förmåga att bilda martensit.Härdbarhet bestämmer det härddjup som erhålls vid härdningen och med vilket man vanligen avse det djup under ytan intill martensithalten har nedgått till 50 %.
Vilken metod används för att bestämma ett ståls härdbarhet? Beskriv metoden.
Jominy-metoden.
Principen är att en cylinder, 100 mm lång och 25 mm i diameter värms till härdningstemperaturen och sätt in med axeln i vertikal riktning i en fixtur, varefter den nedåtriktade cirkulära ytan kyls med en vattenstråle. Då hela provet är kallt tas det ur fixturen, proven slipas, hårdheten provas (Rockvel eller Vickers) , hårdheten inprickas i diaagram. Kurvans utseende är uttryck för stålets härdbarhet.
Definiera verktygsstålen med avseende på legeringsämnen och egenskaper.
Verktygsstålen har utvecklats för att primärt användas i verktyg där man har krav på hårdhet,
seghet, slitstyrka och eggskärpa. Beroende på legeringsämnen och härdprocess kan
produktens egenskaper varieras inom ett brett spektrum inklusive varmhållfasthet och
rostfrihet. Grupperas efter användningsområde, kallarbetat stål, varmarbetat stål och
snabbstål.
Definiera grått gjutjärn med avseende på mikrostruktur och egenskaper.
Fjällformig grafit i en metallisk grundmassa. Karakteristiskt grått eller gråsvart
orsakat av det fria kolet. Tonnagemässigt det största materialet. Relativt lågt pris. God
gjutbarhet, god skärbarhet. Goda vibrations- och bullerdämpande egenskaper.
Definiera vitt gjutjärn med avseende på mikrostruktur och egenskaper.
Kolet bundet som cementit(järnkarbid). Grundmassa av martensit. Hög hårdhet
och god nötningsbeständighet samt värmebeständighet. Låg seghet och svår att
bearbeta. Används till slitdelar.
Definiera segjärn med avseende på mikrostruktur och egenskaper.
Genom tillsatts av små mängder magnesium, ger kulformig grafit och högre
hållfasthet och ett segare material. Ju högre hållfasthet desto lägre seghet.
Definiera aducerjärn med avseende på mikrostruktur och egenskaper.
Ett grafitiskt gjutjärn där kolen förekommer som temperkol. Skapas
genom uppvärmning av vitjärn.
Definiera kompaktgrafitjärn med avseende på mikrostruktur och egenskaper.
Strukturellt och egenskapsmässigt ligger mellan gråjärn och segjärn
Strängpressningstekniken är utomordentligt användbar för tillverkning av profiler,
stång och rör, vilket har bidragit till aluminiums stora betydelse som
konstruktionsmaterial. Beskriv principen för strängpressning.
Utgångsmaterialet vid strängpressning är legerade göt. Göten kapas till ämnen, som värms upp i en induktionsugn för att få rätt presstemp 450-500 C. Det uppvärmda götet pressas med stor kraft genom ett verktyg och den färdiga profilen löper ut ur verktyget med en hastighet av 5-50 m per minut och får en längd av 25-45 m. Kylning sker omedelbart med luft eller vatten. För att profilerna ska få den rätta rakheten och för att frigöra spänningar, sträcks profilerna efter kylningen. Därefter kapas profilerna till lämplig längd. Materialet ges slutlig hållfasthet genom kallåldring eller varmåldring
Aluminium och zinklegeringar kan tillverkas genom pressgjutning. Vilka är fördelarna/möjligheterna med pressgjutning?
Hög produktivitet, möjlighet att gjuta komplicerade geometrier, låg kostnad vid stora serier,
många legeringsmöjligheter, kan användas vid höga hållfastighetskrav, lite efterbehandling
behövs, god ytjämnhet och god dimensionsnoggrannhet.
Definiera rödmetaller.
Kopparlegeringar innehållande så mycket koppar att legeringen blir rödaktig.Rödmetaller används vanligen för sandgjutning.
Lämplig för konstruktioner där trycktätt gods erfordras, tex ångarmatur upp till 225 oC och för allmänna glidlagerkonstruktioner och pumpgods.
Definiera bronser.
Kopparlegeringar med andra metaller tex Tenn.Gjutna tennbronserna innehåller 10-14 % Sn, har god slitstyrka.
Bronser legerade med bly kallas tennblybronser – har goda glidegenskaper och god plasticitet – vid användning i glidlager har materialet förmåga att bädda in främmande partiklar utan att legeringen skadas – god korrosionshärdighet i havsvatten.
Definiera mässing.
Kopparlegering innehållande Zn, zink.Framställs genom hopsmältning av Cu och Zn och ev. Pb, vid smältning gjuts ämnen som valsas.
När väljer man pulvermetallurgisk teknik för tillverkning av färdiga produkten?
- Materialet man inte tillverkas på annat sätt. Tillexempel hårdmetall, kontaktmaterial,
självsmörjande lager. - Produkten kan tillverkas på annat sätt men pulvermetallurgin erbjuder ett ekonomiskt
gynnsamt alternativ jämfört med andra metoder
Kiselkarbid som konstruktionsmaterial har några fördelar, vilka?
Mycket hårt Slittåligt Hög termoledningsförmåga Kan användas i kemiska miljöer Viker sig inte under högt tryck eller hög centrifugalkraft.
Vad är korrosion?
Kemiskt angrepp på material med omgivande medium.
Vilka är olika typer av korrosionsangrepp?
Allmän korrosion, spaltkorrosion, erosionskorrosion, grafitisk korrosion, korngränsfrätning, spänningskorrosion, galvanisk korrosion, gropfrätning
Beskriv allmän korrosion.
Under vissa förhållanden nedbryts oxidhinnan helt och hållet - jämn frätning.
Obehandlat aluminium uppvisar god korrosionshärdighet i de flesta miljöer. De
korrosionstyper som främst kan förekomma på aluminium är galvanisk korrosion,
gropfrätning och spalt korrosion. När riskerar man galvanisk korrosion?
Uppstår när olika metaller är i metallisk kontakt med varandra, samtidigt som det finns en
kontinuerlig elektrolytbrygga mellan metallerna. Den oädlaste metallen (anoden) i
kombinationen korroderar, medan den ädlare metallen skyddas. Risken för galvanisk
korrosion på Al föreligger: Kontakt med ädlare metall samtidigt som det finns en elektrolyt
med god ledningsförmåga mellan metallerna.
Vilka är skillnader mellan termoplaster och härdplaster?
Termoplaster - omformbara, polymerer är uppbyggda av linjära eller grenade kedjor.
Härdplaster - Ej omformbar, polymererna är uppbyggda av tvärbundna
polymerkedjor.
Termoplaster kan delas i två grupper, vilka?
Amorfa och delkristallina.
Vad menas med vakans inom kristallinstrukturen?
En atom saknas.
Vad menas med interstitalläge inom kristallinstrukturen?
En främmande atom i kristallens hålrum.
Vad menas med frenkeldefekt inom kristallinstrukturen?
Kombination av vakans och en atom i interstitalläge.
Vad menas med dislokation inom krisallinstrukturen?
Ett byggfel i kristallgittret.
Vad menas med främmande atomer inom kristallinstrukturen?
Föroreningar eller legeringselement.
Förklara begreppet fjäderkonstant.
Krafter mellan atomerna verkar attraherande och repellerande. Kan ses som ett uttryck för
materialets E-modul.
De atomer, som tillsammans bygger upp ett materials struktur, samverkar med
varandra på olika sätt. Man talar om olika typer av atombindningar. Vilka typer finns
det?
Jonbindning
Metallisk bindning
Kovalent bindning
Van der waals bindning
Beskriv jonbindning.
En positiv och en negativ jon bildar elektrisk attraktion
Beskriv metallisk bindning.
Metallatomer delar på en eller flera elektroner för att uppnå ädelstruktur. Atomerna i metaller ordnar sig i kristallgitter.
Beskriv kovalent bindning.
Bindning mellan atomer som delar på en eller flera elektroner för att uppnå ädelstruktur.
Beskriv Van der Waals bindning.
Svaga bindningar som uppstår mellan atomer som kommer nära varandra.
Atomer diffunderar efter tre olika vägar, vilka?
Genom kristallen - bulkdiffusion
Längs korngränserna - korngränsdiffusion
Efter ytan - ytdiffusion