Metaller

Question 1

Vad består stål av?

Answer 1

Järn med viss andel inblandat kol

Question 2

Hur beter sig stål med låg halt av kol?

Answer 2

• Låg styrka
• Hög duktilitet
• God svetsbarhet

Question 3

Hur beter sig stål med hög halt av kol?

Answer 3

• Hög styrka
• Låg duktilitet
• Dålig svetsbarhet

Question 4

Redogör för de tre vanligaste stålfaserna

Answer 4

1. Ferrit
2. Cementit
3. Austenit

Question 5

Beskriv kort ferrit, alfa

Answer 5

• BCC-struktur
• Löser liten mängd kol
• Mjukt och duktilt –> lämpligt för bearb.

Question 6

Beskriv kort Austenit, gamma

Answer 6

• FCC-struktur
• Löser större andel kol än ferrit
• Bildas vid högre temperaturer
• Beroende på nedkylningsmetod kan austenit omvandlas till olika strukturbeståndsdelar

Question 7

Vad är den maximala andelen kol austenit kan lösa?

Answer 7

Ca 2,11%

Question 8

Beroende på nedkylningshastighet kan austenit omvandlas till olika strukturbeståndsdelar, vilka?

Answer 8

OBS! Alla nedan består iprincip av ferrit och cementit men i olika organisering

1. Långsam avsvalning: Austenit -> Perlit
   (eutektoidisk reaktion)
2. Stor underkylning: Austenit –> Bainit (eutektoidisk reaktion)
3. Mycket stor underkylning: Austenit –> Martensit (starkast! men mest spröd)

Question 9

Bskriv kort Cementit, Fe3C

Answer 9

• Har en ortologisk struktur
• En järnkarbid: Hård och spröd
• Hög kolhalt (ca 6,67%)

Question 10

Vad är skillnaden mellan perlit, bainit och martensit?

Answer 10

• Perlit: Är i jämvikt och har en lamellstruktur av ferrit och cementit. Är fortfarande relativt mjuk och duktil
• Bainit: Ej i jämvikt men pga sin oregelbundna struktur och mindre lameller av perlit och cementit är bainit starkare än perlit
• Martensit: Ej i jämvikt; kolatomerna hinner ej diffundera och blir tvångslösta i alfa-ferriten. Hård och spröd BCT-struktur uppstår

Question 11

Vilka stål är att betrakta som hypereutektoidiska?

Answer 11

Verktygsstål: 0,8-1,4% C
Ej svetsbara, t.ex. borrar, valsar etc.

Question 12

Vilka stål är att betrakta som hypoeutektoidiska?

Answer 12

Låg kolhalt!
Allmänna konstruktionsstål: 0,1-0,6%C
Svetsbara, t.ex. plåt, stänger, rör etc.

Question 13

Kol, nickel och krom är vanliga legeringsämnen till stål. Hur påverkar dessa respektive metaller stålets egenskaper?

Answer 13

C–> Ökad hårdhet
Ni–> Ökad seghet
Cr–> Ökat korrosionsmotstånd
(Mangan –> förbättrad hållfasthet utan att svetsbarheten försämras)

Question 14

Vad är härdbarhet

Answer 14

Förmåga hos ett stål att bilda martensit vid en viss kylningshastighet

Kan påverkas av legeringstillsatser

Question 15

Vad är hårdhet

Answer 15

Materialets motstånd mot inträngning av ett hårt föremål i materialet

Question 16

Beskriv kort processen för martensithärdning

Answer 16

1. Austenitisering: stålet hettas upp till en homogen austenit-fas erhålls
2. Quenching: Kyler snabbt ned, kolet hinner ej diffundera vilket gör att martensit bildas –> hård och spröd!
3. Anlöpning: Stålet hettas åter upp till temperaturen precis innan perlit övergår till austenit, för att göra stålet segare och mer formbart

Question 17

Vad kan vara en nackdel som anlöpning orsakar?

Answer 17

Stålet förlorar sina magnetiska egenskaper

Question 18

Vad kännetecknar rostfritt stål?

Answer 18

Stål med minst 11% inblandat krom

Question 19

Varför tillsätter man krom till rostfritt stål?

Answer 19

Kromet gör att stålet får ett kromoxid-skikt på ytan som skyddar mot korrosion (20-30 ångström tjockt)

Question 20

Nämn alla 5 typer av rostfria stål

Answer 20

1. Ferritiska: Bcc, magnetisk
2. Martensitiska: BCT, hållfasta,knivar
3. Austenitiska: FCC, omagnetisk, köksblandare
4. Duplexa: Ferrit+austenit, stark och tålig!
5. Utskiljningshärdade: Legeras med tex Al, flygindustrin

Question 21

Vad är gjutjärn?

Answer 21

Järnlegeringar med hög kolhalt: 2-4%
Har ofta kisel inblandat som stabiliserar

Question 22

Nämn 5 typer av gjutjärn

Answer 22

1. Gråjärn: grafitflak fördelade jämt i strukturen
2. Vit gjutjärn: vit om ytan skadas
3. Aducerjärn: klumpar av grafit olika storlek
4. Segjärn: sfäriska klumpar av grafit i regelbunden storlek
5. CGI: kompakt grafit

Question 23

Säg två områden då gjutjärn används

Answer 23

I bromsskivor på lastbilar och stekpannor

Question 24

Vad kännetecknar titanlegeringar?

Answer 24

• Låg densitet men hållfast
• Bra korrosionsmotstånd
• Svårt att maskinbearbeta
• BIOKOMPATIBEL: lämplig som protesmaterial då titan har en porös ytbeläggning som ben lättare kan växa fast. Kroppen stöter ej ifrån titan såsom t.ex. stål

Question 25

Vad kännetecknar aluminium?

Answer 25

FCC-struktur
Låg densitet men stark i relation till sin vikt
God formbarhet
Korrosionsbeständigt

Question 26

Hur kommer det sig att aluminium är så korrosionsbeständigt?

Answer 26

Aluminiumet reagerar med syret i luften och bildar en skyddande aluminiumoxid-beläggning på ytan som skyddar naturligt mot rost/korrosion

Question 27

Vad är speciellt för nickellegeringar?

Answer 27

Nickel byter inte faser vid temperaturskillnader vilket gör den väldigt stark även vid höga temperaturer

• Lämpligt i bla gasturbinmotorer och andra högtemp-applikationer