Tenta 2013 Flashcards
Du skall välja material till ett fiskespö
Skriv upp designkraven på produkten: funktion, begränsningar, målfunktion, och fria variabler.
(function, constraints, objective, free variables)
Funktion: Spöt skall överföra last från fiskaren till linan, balk i böjning
Krav: styvhet, sträckgräns, brottseghet, densitet, pris
Målfunktion Så lätt som möjligt (eller så billigt som möjligt)
Fria variabler: tvärsnitt, material
Du skall välja material till ett fiskespö
Välj ett materialindex för produkten (motivera) och välj ett material med hjälp av
egenskapsdiagramen
Lätt och styvt, maximera
t.ex. komposit
Billigt och styvt, maximera
t.ex. bambu
Aluminium är i naturligt tillstånd en mycket mjuk metall som är oanvändbar för de flesta mekaniska
tillämpningar. Det finns två huvudsakliga processvägar att åstadkomma aluminium med högre
sträckgräns.
Beskriv de processer som används för att härda aluminium. (Du skall beskriva legering,
värmebehandling och eventuella andra processer. Beskriv också hur mikrostrukturen förändras
under dessa processer.
Utskiljningshärdning: För att åstadkomma utskiljningshärdning så måste Al legeras med något annat
ämne som kan bilda utskiljningar vid avsvalning.
Härdningen sker sedan i tre steg:
1. Upplösningsbehandling = värmning till enfasområde.
2. Snabbkylning. Eftersom materialet snabbkyls förhindras diffusion och inga utskiljningar kan bildas
=> övermättad fast fas.
3. Åldring = värmning till en temperatur inom tvåfasområdet. Ökad temperatur ger diffusion, och
små utskiljningar bildas.
Lösningshärdning: Inlösta atomer hindrar dislokationsrörelse. Atomer med lämplig storlek tillsäts
smältan och bildar fast lösning vid avsvalning.
Deformationshärdning: Vid plastisk bearbetning, t.ex. valsning, smidning, pressning, bildas en stor
mängd dislokationer som hindrar dislokationsrörelse.
Vad menas med plastisk deformation?
Deformation som ger en kvarvarande deformation efter avlastning.
Beskriv mekanismen för plastisk deformation i metaller.
Plastisk deformation i metaller sker genom dislokationsrörelse. Dislokationer är en kristalldefekt
som består av halva atomplan. Vid belastning rör sig dislokationerna under inverkan av
skjuvspänningar, och varje dislokation ger upphov till en liten permanent töjning. Under
deformationen bildas nya dislokationer, och den sammanlagda effekten av dislokationernas
rörelse ger den plastiska deformationen.
När är plastisk deformation av intresse i en produkt? Ge exempel.
Framföralt vid formningsprocesser
Vad visar ett fasdiagram?
Vilka faser som finns vid jämvikt, samt koncentrationen av ingående grundämnen i faserna
Det viktigaste legeringsämnet i stål är kol. Hur påverkar kolhalten stålets egenskaper? Hur
påverkas mikrostrukturen?
När kolhalten ökar kolets hårdhet (sträckgräns) men brottförlängningen blir mindre. Kol med låg
kolhalt består mest av ferrit. Med ökande kolhalt upp till 0.8% C ökar andelen perlit. Över 0.8% C
består stålet av perlit och cementit.
Stål legeras också med krom. Varför?
I kontakt med luftens syre bildar krom ett kromoxidskikt på ytan som skyddar mot korrosion.
Detta ger rostfritt stål.
Ibland legeras stål även med andra legeringsämne. Vad vill man uppnå då? (tre svar)
Lösningshärda ferritfasen
Öka härdbarheten = fördröja perlitbildningen så att omvandlingen till martensit ges mer tid vid
härdning
Bilda karbider som är stabilare än cementit = bättre högtemperaturegenskaper för verktygsstål.
En termoplast skall väljas till en produkt. Materialet behöver ha måttlig styvhet, god slagseghet i
temperaturområdet –20 till +40 C, god infärgbarhet, låg materialkostnad och vara välkänt vid
användning i rationella tillverkningsprocesser.
Föreslå en lämplig typ av plast! Svara genom att ange fullständig benämning, vedertagen
förkortning och repeterande enhet!
En lämplig typ av plast är polyeten, HDPE, CH2-CH2
Beskriv fyra typer av ingenjörsmässiga termiska egenskaper, som kan användas om syftet är att
säkerställa funktionen hos en avsedd produkt vid en övre användningstemperatur! Svara med
benämning och en kortfattad beskrivning av hur egenskaperna mäts!
De ingenjörsmässiga termiska metoder som används är:
Formbeständighetstemperatur - Böjprov, avläser temperatur vid viss utböjning, 120 C/h
Formbeständighet enligt Martens – Böjprov, avläser temperatur vid viss utböjning, 50 C/h
Vicatpunkt – Avläser temperatur vid 1 mm intryckning av ett belastat cylindriskt stift, 50 C/h
UL-temperatur I (II-III) – Temperatur då alla (vissa) egenskaper förändras 50 % rel vid RT
Maximal användningstemperatur i luft resp. vatten – Industriella erfarenheter, för övrigt oklart
Vad händer med materialet om användningstemperaturen överskrider de ovan nämnda
ingenjörsmässiga termiska egenskaperna?
Vid överskridande inträffar förändringar av egenskaper, främst av deformationsmotstånd och
termisk nedbrytning
Beskriv huvudbeståndsdelarna i en formsprutningsmaskin! Beskriv också hur
formsprutningsprocessen går till genom att redogöra för vad som händer med råmaterialet
under hela tillverkningsförloppet
Maskinen består huvudsakligen av sprutenhet, formlåsningsenhet och formverktyg. (0,5 p)
Förloppet är huvudsakligen smältning, transport (insprutning), trycksättning (formning i verktyg),
kylning i verktyg och utstötning
Redogör för de olika sekvenserna under en formsprutningscykel! Ange också vilka av
cykelsekvenser som ingår i total kyltid?
Insprutning, eftertryck, kylning och maskinrörelse (verktygsöppning, utstötning och
verktygsstängning).
Total kyltid utgörs av eftertryckstid och maskininställd kyltid.
