Materialenleer.
TransferW
Inleiding materialenleer.
Materialen worden ingedeeld in:
Metaal: ijzer, gietijzer, aluminium, lood etc.
Niet metaal: rubber, hout, kunststof, plastic etc.
De groep metalen is zo groot dat we deze ook weer in 2 groepen verdelen te weten:
IJzermetaal (ferro metalen) - IJzer
-Gietijzer
Niet-ijzermetaal (nonferro metalen) -Licht nonferro metalen
-Zware nonferro metalen
1.1.1 IJzermetalen.
Zuiver ijzer:
wordt alleen gebruikt voor magneten.
IJzer met C ˂ 2% (minder dan 2% koolstof) noemen we staal daar zitten vaak ook andere metalen in.
2% ˂ C ˂ 6,7% komt niet vaak voor zeer hard bv.: gereedschapstaal.
C ˃ 6,7% komt niet voor te hard en te bros.
Gietstaal:
IJzer met 0,2% ˂ C ˂ 0,5%
Gietijzer:
Een ander metaal dat we gieten is gietijzer.
Dit is een legering van ijzer, koolstof en vrijwel altijd silicium en andere
elementen. Het koolstofgehalte ligt meestal tussen 2,5 en 4%.
1.1.2 Niet-ijzermetalen
De niet-ijzermetalen verdelen we in de
zware - en de lichtmetalen niet ijzermetalen.
Zware niet-ijzermetalen
Dat zijn de niet-ijzermetalen die een hoge dichtheid hebben (ρ > 5000 kg/m3).
De voornaamste daarvan is koper (Cu). We gebruiken koper ook wel in zuivere
vorm, maar meestal toch als koperlegering.
De meest voorkomende legeringen zijn:
– brons = koper met tin (Sn);
– messing = koper met zink (Zn).
Enkele andere zware niet-ijzermetalen zijn bijvoorbeeld lood, tin, nikkel en chroom.
Lichtmetalen niet-ijzermetalen.
Dit zijn de niet-ijzermetalen die een ρ < 5000 kg/m3 hebben.
Het zijn voornamelijk:
aluminium (Al)
magnesium (Mg) titanium (Ti)
Aluminium gebruiken we soms in min of meer zuivere vorm, maar meestal als
aluminiumlegering.
We legeren het vaak met silicium (silumin), koper (duralumin) en magnesium.
Magnesium wordt meestal gelegeerd gebruikt. (elektron)
Titaan licht sterk en duur.
1.1.3 Niet-metalen.
Er zijn natuurlijke niet-metalen, leer, rubber, olie etc.
En niet natuurlijke niet-metalen, nylon, pvc, Synthetisch rubber etc.
1.1.4 Jaguar V-12
Waarom zoveel soorten materialen?
Omdat bij elk onderdeel gekeken wordt aan welke eisen het materiaal moet voldoen.
Zoals:
- gewicht - sterkte
- temp. bestendig - buigzaam
- verend - warmte geleiding
- electr. geleiding - prijs nog meer?
Sterkte bepaling
1.2 Begrippen materialenleer 1.2.1 Sterkte
Dit is de sterkte per oppervlakte-eenheid.
We noemen dit de treksterkte (Rm).
Het symbool R is afgeleid van het Franse woord resistance, dat weerstand betekent.
De index m staat voor het woord maximaal.
1.2.2 Rek
Bij het stuktrekken van een staaf kunnen we meten hoeveel de staaf blijvend langer is geworden. Deze verlenging noemen we de plastische verlenging.
Een grote breekrek = week Een kleine breekrek = bros
Sterkte bepaling
Sterkte eigenschappen bepaling
Sterkte bepaling
De rekgrens Rp
De 0,2-rekgrens Rp is de belasting per oppervlakte eenheid gevonden door de belasting die een blijvende rek van 0,2% van de meetlengte Lo veroorzaakt te delen door het oppervlak van de oorspronkelijke doorsnede Ao. Zonder nadere aanduiding van de vloeigrens geldt voor metalen de 0,2-rekgrens. De naam rekgrens wordt gebruikt als men de beide begrippen vloeigrens en 0,2-rekgrens om praktische reden wil samenvoegen tot één begrip. De
nauwkeurige rekgrens is in de praktijk niet of moeilijk te bepalen. De 0,2% rekgrens wordt bepaald door 0,2%
blijvende rek op de horizontale ε as uit te zetten en een lijn evenwijdig aan modulus te trekken naar de curve, op het snijpunt met de curve lezen we dan de 0,2- rekgrens af.
Sterkte bepaling
Sterkte bepaling
1.2.2 Rek
Met de trekproef wordt de breeksterkte bepaald.
1.2.3 Hardheid
Hardheid is de weerstand tegen blijvend indrukken door een indruklichaam met een bepaalde vorm en met een bepaalde
kracht.
Hoe dieper de blijvende indruk in het
materiaal is hoe zachter het materiaal is.
POLDIHAMER PHB
Hoe dieper de blijvende indruk in het
materiaal is hoe zachter het materiaal is.
Hoe dieper de blijvende indruk in het
materiaal is hoe zachter het materiaal is.
Hoe dieper de blijvende indruk in het
materiaal is hoe zachter het materiaal is.
1.2.4 Legeren
De meeste metalen die wij gebruiken in de constructie zijn in zuivere vorm niet toe te passen ze zijn te zacht en te zwak.
Bv.: ijzer, koper, aluminium.
Legeren gebeurd als het metaal nog vloeibaar is.
De eigenschappen kunnen door legeren verbeterd worden maar ook verslechterd.
+hogere rekgrens
+grotere slijtvastheid +beter te gieten
+beter bestand tegen corrosie -minder vervormbaar
-minder goed “normaal” te lassen
-minder geleiding van warmte en van elec.
Het doel van legeren is het samenvoegen van vaste stoffen (elementen) om zoveel mogelijk betere eigenschappen te krijgen, zonder de goede eigenschappen te
verliezen.
Het zijn elementen en niet altijd metalen.
Silicium en koolstof zijn geen metalen.
1.2.5 Warmtebehandeling
Dit gebeurd bij bepaalde temperaturen en bepaalde opwarm- en afkoeltijden.
Soms in geavanceerde ovens.
Soms in schrikbaden.
Harden: om de hardheid te vergroten.
Veredelen: om de sterkte te vergroten.
Carboneren: om de buitenste laag van het
= materiaal hardbaar of hard te Nitreren maken.
Gloeien: om spanning in het materiaal te verminderen, de structuur te
verbeteren en soms de hardheid te verminderen.
1.2.6 Verstevigen door koud vervormen.
Bij koud vervormen verstevigd het materiaal walsen of trekken.
Het materiaal wordt sterker maar ook brosser.
