Materialen en Faalanalyse (TEC1.4) samenvatting colleges reader

Inhoudsopgave samenvatting Materialen en Faalanalyse (TEC1.4)
Materialen en Faalanalyse college 1 – Inleiding ............................................................................................... 2

Materialen en Faalanalyse college 2 – Trekproef.............................................................................................. 4

Materialen en Faalanalyse college 3 – Hardheidsmeting en kerfslagwaarde .................................................... 6

Materialen en faalanalyse college 4 – Niet-destructief materiaalonderzoek .................................................. 10

Materialen en faalanalyse college 5 – Het ijzer-koolstof diagram................................................................... 13

Materialen en faalanalyse college 6 – faalmechanismen ................................................................................ 18

Materialen en faalanalyse college 7 – kunststoffen en keramiek ................................................................... 20

Sterkteleer college 1 ...................................................................................................................................... 23

Sterkteleer college 2 ...................................................................................................................................... 26

Sterkteleer college 3 ...................................................................................................................................... 29

Sterkteleer college 4 ...................................................................................................................................... 31




1

,Materialen en Faalanalyse college 1 – Inleiding

Indeling vanuit technisch standpunt


Ferrometalen Staal, gietijzer

Metalen
Aluminium, koper, lood,
Non-ferrometalen
zilver



Natuurrubber

Materialen Rubber
Styreen-butadieenrubber,
Synthetisch rubber chloropreenrubber,
butylrubber


Thermoplastische
PA, PVC, PC, PTFE, PE
kunststoffen
Niet-metalen Kunststoffen

Thermoharde kunststoffen PF, MF, UP

Composietmaterialen




Keramische materialen




Mechanische eigenschappen
→ Sterkte
→ Stugheid
→ Stijfheid
→ Rek
→ Hardheid
→ Kerfslagwaarde

Technologische eigenschappen
→ Verspaanbaarheid
→ Vervormbaarheid
→ Lasbaarheid
→ Gietbaarheid
→ Smeedbaarheid

Fysische eigenschappen
→ Smeltpunt
→ Uitzettingscoëfficiënt
→ Soortelijke warmte
→ Soortelijke massa
→ Elektrische weerstand
→ Magnetisme

Chemische eigenschappen
→ Corrosievastheid
→ Brandbaarheid



2

, → Bestandheid tegen UV-licht
→ Bestandheid tegen hoge of lage temperaturen

Verbetering, verandering eigenschappen bij metalen door:
→ Legeren
→ Warmtebehandeling
→ Verstevigen

Onderzoeksmethoden
→ Bepalen van mechanische eigenschappen (destructief materiaalonderzoek)
o Trekproef
o Hardheidsmeting
o kerfslagproef
→ Opsporen van materiaalfouten (niet-destructief materiaalonderzoek)
o Magnetisch onderzoek
o Radiografisch onderzoek
o Ultrasoon onderzoek
o Penetrant onderzoek
→ Bepalen van de materiaalstructuur (niet-destructief materiaalonderzoek)

Bouten
→ Kunststof bout breekt eerder dan stalen bout
→ Grotere doorsnede – breekt minder snel
→ Geroest – dunner oppervlak – faalt eerder

Toepassingen materialen
→ Staal – constructie- en apparatenbouw (sterk en elastisch)
→ Aluminium – vliegtuigbouw (licht)
→ Koper – elektrotechniek (goede geleider)
→ Keramisch materiaal – snijgereedschap (slijtvast)
→ Kunststof – gemakkelijk in de juiste vorm te brengen




3

, Materialen en Faalanalyse college 2 – Trekproef

Doel
→ Bepalen mechanische eigenschappen van een materiaal: sterkte, stugheid, stijfheid en rek
→ Van een specifiek onderdeel sterkte en vervorming (rek)
controleren

Norm NEN-EN 10002-1:2001 en afmeting genormeerd
→ Ronde staaf: dp5 of dp10
o Dp5 betekent – lengte [Lo] : diameter [d] = 5:1
→ Rechthoekig
o Verhouding breedte [b] : dikte [d] = 4:1
→ Nodig
o Aftekenen en meten uitgangslengte Lo
o Meten doorsnede

Principe werking trekbank
→ Input – constante verplaatsing (verlenging)
→ Output – weerstand (kracht)
→ Resultaat – kracht verlenging diagram of trekkromme




Elastisch en plastisch (permanent) vervormen
→ Overgangsfase bij zuiver ijzer of ijzer met weinig koolstof
(proportionaliteitsgrens)

Meten/ aflezen
→ Krachten, diameter breuk [du], uiteindelijke lengte [Lu]

Spanning-rek diagram met mechanische eigenschappen
→ Proportionaliteitsgrens (verlenging 0,2%)
o Hoge grens – stug materiaal
o Lage grens – week materiaal
→ Breuken bij trekproef
o Taaie breuk (grof, scheuren, dof en korrelig)
▪ Groot plastische vervomingsgebied
o Brosse breuk (breekt recht en glimt)
▪ Klein plastische vervormingsgebied
→ Steilheid lijn
o Steil – stijf materiaal (rekt niet makkelijk)
o Minder steil – slap materiaal (rekt makkelijk)
→ Top grafiek – hoe hoger de maximale treksterkte (Rm), hoe
sterker het materiaal


4