Viktiga begrepp Flashcards
Designprocessen
Processen för att ta fram en produkt, antingen en helt ny (original design) eller en utveckling/förbättring av en redan existerande (redesign/evulation)
Översättning
(translation) konvertera designkraven till en materialvalsbeskrivning. Inleds med att identifiera kraven (constraints) som materialen måste uppfylla och de ramar (objectives) som designen skall hålla. Fria variabler.
Screening/sållning
Eliminering av de material som inte uppfyller kraven.
Dokumentation
Studera de mest lovande kandidaterna på djupet, studera nuvarande användning, bästa sättet att designa, tidigare erfarenheter osv.
Styvhet
Tålighet mot elastisk formändring, materialet återgår till sin ursprungliga form när det avlastas. (stiffness-stress). E-modul.
E-modul
(young’s modulus). Sträckgränsen (tensilestrain) är proportinell mot brottspänningen. E-modulen är proportionalitetskonstanten
Kristallstruktur
Hur atomer är ordnade. Regelbundet ordnade=kristallint FCC/CHP(HCP)/BCC. Oordnade atomer amorft.
(Kristallint: mjölking färg, typ stearin. amorft: trasparant)
Enhetscell
Karakteristisk enhet hos en kristallstruktur, en liten del som beskriver det hela.
Atomplan
Plan av atomer. kan vara tätpackade som hos FCC,CHP(HCP) eller mindre tätpackade som BBC. Kan anges med hjälp av packningstäthet.
Bindningsenergi
(Conesive energy). Mäter hur starka atombindningarna är, defineras som energi per mol som krävs för att separera atomerna hos en solid helt och hållet.
Materialindex
Funktion av materialegenskaper som skall maximeras
Yield strength/sträckgräns
Spänningen för vilken ett ämne plasticerar.
Brottförlängning/ductility
Hur mycket plastisk sträckning ett material tål. (plastic strain = permanent sträckning som resultat av plasticering)
Plastiskt arbete
energi som åtgår för att plasticera material. Arean under stress-strain-kurvan.
Hårdhet/Strenght
Kan mätas med hjälp av vickers eller rockwell/brinell-tester. H=F/A
Kristalldefekter
Defekter finns alltid i kristallstrukturer
Vakanser
“Hål” i strukturen där atomer saknas. Finns alltid i alla kristaller.
Inlösta atomer
(Substitutional solid solution). Atomer med ungefär samma storlek är inlösta i strukturen på de riktiga atomernas platser. (Interstitiellt - små atomer i strukturen.
Korngränser
(Grain boundaries) Gräns mellan kristaller med olika riktningar.
Dislokationer
Extra halvt atomplan. Glidning av dislokationer = glidsystem (det är dislokationer som gör metaller mjuka och duktila.
Glidplan
(slip plane) Plan där atomerna glider lättare än andra.
Glidrikting
Riktningen atomerna glider i glidplanen
Härningsmekanismer
Mekanismer som ökar hårdhet och sträckgräns, hindra dislokationers rörelse.
Lösningshärdning
Inlösta atomer i materialet, tex legeringar. De inlösta atomerna ger en spänning som gör det svårare för dislokationerna att röra på sig. Kräver ej värme.
Stor storlekskillnad (atomer) => stor effekt
Mer inlösta atomer => mer effekt
Korngränshärdning
Dislokationerna stoppas av korngränser. Störst effekt med små korn. Används för stål. (Grainboundaryhardening)
Utskiljningshärdning
Legerar med ett ämne som bildar partiklar av en annan fas. Utskiljningarna stoppar dislokationer. Kräver värmebehandling. Många små utskiljningar=störst effekt
Deformationshärdning
Dislokationer hindrar varandra. Vid kallbearbetning ökar mängden dislokationer. Karrberedning: valsning/pressning. Effekten försvinner vid uppvärmning.
Enhetscell
En liten del av kristaller som beskriver det hela.
FCC
(Face-centredcubic): struktur uppbyggd av kubiska enhetsceller med en atom i varje hörn och en i mitten av varje sida på kuben. Al,Cu,Ni F över 913 grader.
Egenskaper
-väldigt töjbara (very ductile)
-sega
-bibehåller duktilitet och seghet till absoluta nollpunkten. (ovanligt)
BCC
(Body centered cubic): Kubiska enhetsceller med en atom i varje hörn och en i mitten av kuben. Egenskaper: -duktila (framför allt när varma) -sega -spröda vid låga temperaturer -hårdheten beror av temperaturen -kan härdas mha. interstitella lösn.
HCP
(Close-packed hexagonal): hexagonal enhetscell med en atom i varje hörn, en i mitten av de hexagonala sidorna och tre i mitten.
Egenskaper:
-duktila (dock mer begränsat än FCC)
-deras strukturer gör att deras egenskaper är mer riktningsberoende än FCC och BCC.
Riktningsindex
Komponenterna hos vektorer som börjar i origo, längs med riktningen, reducerade till “the smallest integer set”.
Fasdiagram
Ett diagram med temperatur och komposition på axlarna, visar jämviktskompositionen.
Löslighet
Begränsad löslighet=maxgräns för hur mycket A som kan lösas i B
Fas
Materialtillstånd med vissa speciella egenskaper, tex: tillstånd, Struktur. Alla delar av en legerad mikrostruktur med samma atomstruktur är i en och samma fas.
Struktursbeståndsdel
Faser och eutektikum mm.
Hävstångsregeln
Andel av en fas= motstående hävstång/hela hävstången
Eutetikum
Den nedre gränsen av ett enfas-likvidsområde bildas av skärningen mellan de två likviduslinjerna = eutektisk punkt.
Intermediär fas
mellanliggande faser (annan kristallstruktur) (föreningar som bildas mellan faser)
Ferrit
(alpha-järn). Upp till 0.035wt%. Låg temperatur. BCC-struktur.
Cementit
6.7 vikt% / 25 atom% C i järn (Fe3C) (Hårt,sprött c)
Austenit
(fi-järn) upp till 2.1wt%
Perlit
lameller av alpha och c
