Samenvatting materiaalkunde - Industrieel Ingenieur KUL

H10: PLASITSCH GEDRAG


Wanneer spreekt men over plastische vervorming?
Als een materiaal vervormd, en deze vervorming blijvend is.

Niet alle materialen zullen in eenzelfde mate plastisch vervormen. Toon dit aan voor keramische
materialen, ductiele materialen en thermoplasten (wanneer je deze plaatst onder trekproef).
 Keramische/ brosse materialen
Deze kunnen niet plastisch vervormen; breken bij het bereiken van een kritische spanning.
Bv glas is bros; het breekt bros




 Ductiele materialen (=de meeste metalen)
Deze kunnen wel plastisch vervormen. Uit de grafiek kunnen we zeggen dat in begin de
kracht evenredig is me de verlening (=staaf elastisch vervormd). Vanaf een bepaalde
spanning zal de helling dalen en als we dan de trekproef weg halen zal die blijvend vervormd
zijn (=staaf plastisch vervormd).




 Thermoplasten
Deze zijn zeer temperatuursafhankelijk.

,Hoe geven we de treksterkte (van dus een trekproef) weer?
De maximale belasting tot breuk/ oppervlakte oorspronkelijke doorsnede.
Deze waarde toont een maat aan voor sterkte van een materiaal;
een grote 𝜎tswilt zeggen een sterk materiaal.




Wat is de elasticiteitsgrens e?
= hoogste spanning waarbij nog juist geen plastische rek/vervorming optreedt.

Wat is de vloeigrens?
Na het bereiken van de elasticiteitsgrens zullen sommige materialen een vloeigrens hebben.
Bij het verder trekken van na de elasticiteitsgrens zal de belasting plots sterk dalen, waarna ze
gedurende enige tijd op en neer zal schommelen. En daarna verloopt de curve weer verder (zoals een
ductiel materiaal). Dus het rekken bij deze plots verminderde weerstand, noemt men het vloeien van
staal. Hier zal het materiaal plastisch vervormen.
Deze heeft een onderste en bovenste vloeigrens:
Bovenste vloeigrens= de spanning waarbij deze plots daalt
Onderste vloeigrens= de laagste spanning tijdens het vloeien




De elasticiteitsgrens is moeilijk te bepalen, op welke manier kunnen we deze toch zo goed mogelijk
benaderen?
(a) Spanning bij willekeurige rek x (is niet zo nauwkeurig)

(b) Met de 0.2%-rekgrens; hiervoor wordt vanuit punt 0.2%rek een evenwijdige getrokken met de
curve. Het punt waar deze lijn evenwijdige snijdt is de 0.2%-rekgrens.

(c) Bovenste vloeigrens
Voor metalen met een vloeigrens
werkt men niet met de 0.2%-rekgrens
(d) Onderste vloeigrens

,Wat is vervormingsversteviging /koudeversteviging?
Als het materiaal plastisch vervormd is, en we willen deze nog verder verlengen dan neemt de kracht
toe. Dit kan men verklaren doordat de doorsnede bij verlenging afneemt, en dus hierdoor de
trekspanning toeneemt.
 Het materiaal wordt dus blijkbaar sterker tijdens plastische vervorming
(=vervormingsversteviging)


Wat is insnoering?
Dit is de vervorming die slechts plaatselijk optreedt.
(Bij insnoering zal de rek vergroten)




Wat is de ‘breukrek’ en ‘homogene rek’?
Breukrek= rek na elastische terugvering
Homogene rek= rek die we hebben als maximum waarde (vgl met de 0.2%-rekgrens)




Wat is de taaiheid van een materiaal?
= oppervlakte onder de trekkromme van 0 tot de breukrek
= energie nodig voor de breuk
Hoe groter de taaiheid, hoe hoger de breukrek uiteraard.

,Wat is de HARDHEID van materialen?
= een materiaaleigenschap die iets zegt over hoe hard een materiaal is.
Deze hangt af van een aantal factoren:
o Soort test (elastisch, plastisch, kras)
o Vorm en grootte van het voorwerp waarmee we indrukken
o Grootte van de kracht/induwing
o Duur van de belas ting


Een zware metalen bol op een oppervlakte (bv tafel) zal zorgen voor een plastische zone waarin de
tafel plastisch vervormt. De hardheid staat dus in verband met de plastische vervorming
Hoe harder, langer, zwaarder het materiaal hoe groter de plastische vervorming.

Met welke zaken moet men hierbij rekening houden als men zulke proeven uitvoert?
 De oppervlakte moet dik genoeg zijn, zodat de plastische zone niet tot aan de onderkant
komt.
 Als je meet tot de rand van de bol (waar een uitstulping ontstaat), dan zal je waarde kleiner
zijn
 Als je een tweede meting gaat doen (die dicht ligt bij je eerste) dan zullen deze plastische
zones elkaar overlappen -> voldoende afstand tussen twee opeenvolgende metingen




We kunnen de hardheid van een materiaal meten met verschillende proeven, welke?
 DE BRINELL
Heeft als indruklichaam een harde (stalen) bol die verschillende diameters kan hebben.
Met een bepaalde kracht gaan we hiermee een indrukking veroorzaken op het materiaal, we
laten deze kracht een bepaalde tijd inwerken en zo krijgen we het volgende:
Een indrukking h, en een overgebleven diameter d.
Met een microscoop kunnen we deze waarden opmeten.

,  VICKERS
Heeft als indruklichaam een vierkantige piramide uit diamant.
Met een bepaalde kracht gaan we hiermee een indrukking veroorzaken op het materiaal, we
laten deze kracht een bepaalde tijd inwerken.
Met een microscoop kunnen we deze waarden opmeten door het gemiddelde te nemen van
de twee diameters. In tegenstelling tot Brinell hebben we hier een kleine indrukking
waardoor je nauwkeurig kan meten.




 ROCKWELL
Het indruklichaam is kleiner dan Brinell, maar groter dan Vickers.
Voordeel: geeft een direct resultaat (dus geen microscoop voor nodig).
Werkt in 2 stappen: eerst een voorlast (= tafel aandraaien tot het tot het materiaal komt,
zorgen dat wijzer verticaal staat), daarna de hoofdlast (= blijven belasten totdat de bol tot
stilstand komt). Ten slotte verwijder je de last terug, en krijg je op het meettoestel de directe
hardheid van het materiaal te zien.

Wat lezen we nu eigenlijk af?
Het verschil tussen de voorlast en hoofdlast.