Materialen
Deel 1: Inleiding tot de materiaalkeuze; eigenschappen
van materialen
1. Inleiding
Chemische eigenschappen
= atomaire structuur en chemische samenstelling materiaal
Fysische eigenschappen
= manier waarop materiaal reageert op energie, straling en contact andere
materialen
Mechanische eigenschappen
= gedrag materiaal onder invloed krachten
Dimensionele eigenschappen
= vorm en grootte, vervormbaarheid en gietbaarheid
2. Bespreking van enkele eigenschappen van materialen
2.1 Mechanische eigenschappen
2.1.1 Inleiding
= gedrag materiaal onder invloed krachten
Bv. Trekkracht, drukkracht, afschuifkracht
2.1.2 De trekproef !!
= proefstaaf op trekbank onderworpen aan geleidelijk toenemende trekkracht tot
hij breekt
Voorbeeld trekkracht-verlengingsdiagram
O-A
= lineaire
gedeelte/evenredigheidsgebied
= Δl en F rechtevenredig
A
= evenredigheidsgrens
< A: staaf keert terug naar
oorspronkelijke lengte
> A: blijvende plastische vervorming
B
= Fmax maximale trekkracht
1
,> B: insnoering, dwarssectie kleiner in midden
Insnoering gaat door tot staaf breekt
Voorbeeld spannings-rekdiagram
Spanning (σ)
= F/A (waarop F inwerkt)
1. Trekspanning
= voorwerp uitrekken onder invloed trekkracht
2. Drukspanning
= voorwerp samendrukken onder invloed
drukkracht
3. Schuifspanning
= voorwerpen doen splijten onder invloed
schuifkracht
4. Torsiespanning
= voorwerp verwringen onder invloed
torsiekracht
5. Buigspanning
= voorwerp buigen
Rek (ε)
= (Δl/lo) *100 (oorspronkelijke lengte)
Materiaaleigenschappen (afgeleid uit spannings-rekdiagram)
1. Treksterkte (σt) = B
= maximale trekkracht die toegepast kan worden
2. Elasticiteitsgrens (σE)
= evenredigheidsgrens, na dit punt blijvende plastische vervorming
3. σ0,2-grens / 0,2%-rekgrens
= elasticiteitsgrens in praktijk -> 0,2% vervorming
4. elasticiteitsmodulus van Young (E)
= constante verhouding tussen σ en ε, voor lineaire gedeelte
o Constante = voor elk materiaal anders
o Maat voor stijfheid materiaal
o Afgelezen: helling lineaire gedeelte
5. Breukrek (εbr)
= ((lbr-lo)/lo)*100
= hoeveel is staaf uitgerokken bij breuk
Taai: grote breukrek
Bros: kleine breukrek
6. Insnoering
= verschil tss oorspronkelijke dwarsdoorsnede en doorsnede ingesnoerde
proefstaaf
2.1.3 De kerfslagproef
Slagvastheid
2
, = in welke mate is materiaal bestand tegen schokbelasting (slag-of
stootbelasting)
= energie nodig om gegeven volume te doen breken
Kerfslagproef van Charpy
= proefstaaf met inkerving wordt door slaghamer met 1 slag gebroken
Kerfslagwaarde gemeten uit hoogteverschil (1 en 2)
Kerfslagwaarde Ks
= (G(h1-h2))/Ao (gewicht slaghamer(h1-h2))/doorsnede)
2.1.4 De hardheidsproeven
De krasproef/hardheidsschaal van Mohs
= weerstand tegen krassen meten
10 standaardmineralen krijgen nummer
Elke stof kan vorige krassen maar
volgende niet
Onderzocht materiaal: krijgt nummer lager dan
materiaal waarmee het nog net gekrast kan
worden
Vloeren: minstens 6
Indringingsproeven
= weerstand die materiaal kan bieden tegen blijvende vervorming door
indrukking stempel
Brinell, Vickers en Rockwell
3
Deel 1: Inleiding tot de materiaalkeuze; eigenschappen
van materialen
1. Inleiding
Chemische eigenschappen
= atomaire structuur en chemische samenstelling materiaal
Fysische eigenschappen
= manier waarop materiaal reageert op energie, straling en contact andere
materialen
Mechanische eigenschappen
= gedrag materiaal onder invloed krachten
Dimensionele eigenschappen
= vorm en grootte, vervormbaarheid en gietbaarheid
2. Bespreking van enkele eigenschappen van materialen
2.1 Mechanische eigenschappen
2.1.1 Inleiding
= gedrag materiaal onder invloed krachten
Bv. Trekkracht, drukkracht, afschuifkracht
2.1.2 De trekproef !!
= proefstaaf op trekbank onderworpen aan geleidelijk toenemende trekkracht tot
hij breekt
Voorbeeld trekkracht-verlengingsdiagram
O-A
= lineaire
gedeelte/evenredigheidsgebied
= Δl en F rechtevenredig
A
= evenredigheidsgrens
< A: staaf keert terug naar
oorspronkelijke lengte
> A: blijvende plastische vervorming
B
= Fmax maximale trekkracht
1
,> B: insnoering, dwarssectie kleiner in midden
Insnoering gaat door tot staaf breekt
Voorbeeld spannings-rekdiagram
Spanning (σ)
= F/A (waarop F inwerkt)
1. Trekspanning
= voorwerp uitrekken onder invloed trekkracht
2. Drukspanning
= voorwerp samendrukken onder invloed
drukkracht
3. Schuifspanning
= voorwerpen doen splijten onder invloed
schuifkracht
4. Torsiespanning
= voorwerp verwringen onder invloed
torsiekracht
5. Buigspanning
= voorwerp buigen
Rek (ε)
= (Δl/lo) *100 (oorspronkelijke lengte)
Materiaaleigenschappen (afgeleid uit spannings-rekdiagram)
1. Treksterkte (σt) = B
= maximale trekkracht die toegepast kan worden
2. Elasticiteitsgrens (σE)
= evenredigheidsgrens, na dit punt blijvende plastische vervorming
3. σ0,2-grens / 0,2%-rekgrens
= elasticiteitsgrens in praktijk -> 0,2% vervorming
4. elasticiteitsmodulus van Young (E)
= constante verhouding tussen σ en ε, voor lineaire gedeelte
o Constante = voor elk materiaal anders
o Maat voor stijfheid materiaal
o Afgelezen: helling lineaire gedeelte
5. Breukrek (εbr)
= ((lbr-lo)/lo)*100
= hoeveel is staaf uitgerokken bij breuk
Taai: grote breukrek
Bros: kleine breukrek
6. Insnoering
= verschil tss oorspronkelijke dwarsdoorsnede en doorsnede ingesnoerde
proefstaaf
2.1.3 De kerfslagproef
Slagvastheid
2
, = in welke mate is materiaal bestand tegen schokbelasting (slag-of
stootbelasting)
= energie nodig om gegeven volume te doen breken
Kerfslagproef van Charpy
= proefstaaf met inkerving wordt door slaghamer met 1 slag gebroken
Kerfslagwaarde gemeten uit hoogteverschil (1 en 2)
Kerfslagwaarde Ks
= (G(h1-h2))/Ao (gewicht slaghamer(h1-h2))/doorsnede)
2.1.4 De hardheidsproeven
De krasproef/hardheidsschaal van Mohs
= weerstand tegen krassen meten
10 standaardmineralen krijgen nummer
Elke stof kan vorige krassen maar
volgende niet
Onderzocht materiaal: krijgt nummer lager dan
materiaal waarmee het nog net gekrast kan
worden
Vloeren: minstens 6
Indringingsproeven
= weerstand die materiaal kan bieden tegen blijvende vervorming door
indrukking stempel
Brinell, Vickers en Rockwell
3
