Inhoudsopgave
hoofdstuk 1 inleiding BLZ. 1
hoofdstuk 2 BLZ. 3
hoofdstuk 3 BLZ. 7
hoofdstuk 4 tribologie BLZ. 9
hoofdstuk 5 BLZ. 16
hoofdstuk 6 corrossie BLZ. 21
hoofdstuk 12 staalproducten BLZ. 26
hoofdstuk 13 warmtebehandeling staal BLZ. 31
Hoofdstuk 14 koolstofstalen en legeringen BLZ. 37
,Materiaalkunde 1.
Hst 1
Element
• Elementaire stof: kan niet ontleed worden in andere stoffen
• In de aardkost 92 elementen (zie periodiek systeem)
• > 120 in laboratoriumomgeving
• 50 relevant voor productiematerialen
Verbinding
• Chemische verbinding tussen twee of meer elementen, b.v. water, zout,
kunststof
Mengsel
• b. v. zeewater, bier, legering
• Covalente-binding
Atomen gebonden door gemeenschappelijke elektronenparen
• Ion-binding
Binding tussen
verschillende atomen door overdracht van elektronen
• Metaalbinding
metaalionen in een oceaan van vrije elektronen
1
,2
,hst 2
• Atomen gerangschikt in repeterende structuren, de eenheidscellen.
Onderscheid in:
• Kristallijn (geordend)
metalen, keramische materialen, sommige polymeren
• Amorf (niet geordend)
glas, meeste polymeren
kristalstructuren:
C,D) FCC en HCP zijn 74% vulling de wereld is 3D:
B) BCC 68% vulling
Wet van Hooke: tot de proportionaliteitsgrens is bereikt daarna blijvend verschoven
3
,roosterfouten
a b c d e f
a. Interstitiële vreemde atomen (moeilijk te vervormen)
b. Randdislocaties (makkelijk)
c. Interstitiële eigen atomen (moeilijk)
d. Vacatures (makkelijk)
e. Precipitaten.(moeilijk)
f. Substitutionele atomen(moeilijk)
4
, Dislocatieverplaatsing verplaatsen:
• Gemak van dislocatieverplaatsing afhankelijk van roostertype (BCC, FCC, enz.)
• Gemak van dislocatieverplaatsing afhankelijk van barrières (vreemd atoom,
precipitaat, kristalgrens)
Dislocaties ontstaan door:
• Fouten bij kristallisatie
• Vervorming (draadje buigen en breken)
Mogelijkheden met dislocaties
Verplaatsing atomen en dislocaties zonder bezwijken materiaal: vervormbaarheid
Versterken materiaal door inbrengen roosterverstoringen (bijv. legeren,
warmtebehandelingen, etc.)
Keramiek
Hard & Slijtvast
• Zeer stijve ionbinding
• Verbinding van metaal met niet-metaal
• Eigenschappen
• elektrische isolator
5
, • hard en bros
• Chemisch bestendig
• Hittebestendig
• Enige porositeit (poreusheid)
• Bestand tegen hoge temperaturen
• Geen/nauwelijks vervorming mogelijk
• Relatief duur
Polymeren
• Thermoharders
- niet meer om te smelten
• Thermoplasten
- hersmeltbaar
• Rubbers
- elastisch (vulkaniseren)
• Elastomeren
- productiegemak en kleurbaarheid van polymeren
- Gripeigenschappen en elasticiteit van rubbers
• Gewapende kunststoffen (composieten) combinatie van 2 of meer materialen
Polymeren zijn lange ketens van herhalende monomeren
- binnen keten: covalente binding (sterk)
- tussen ketens: secundaire binding (zwak)
• “ruggengraat” meestal koolstof (C)
• amorfe structuur (als regel)
• versterking mogelijk door:
- vulstoffen, product wordt goedkoper elasticiteitsmodus neemt toe
- vertakte ketens
6
,- cross-links (verbinding tussen ketens) niet recyclebaar
7
, Hst 3
De belangrijkste eigenschap voor een toepassing
Gravimetrisch:
dichtheid
gebaseerde
eigenschap
• Fysisch:
smeltpunt (W: 3370°C), dichtheid, geleiding, uitzetting, uiterlijk
• Chemisch:
samenstelling, microstructuur, kristalstructuur, corrosieweerstand
• Mechanisch:
stijfheid, sterkte, hardheid, vermoeiing, kruip
• Productietechnisch:
vervormbaarheid, verspaanbaarheid, lasbaarheid
8
, microstructuur onderzoek:
Doelen b.v.
• Walstextuur bepalen
• Holtes opsporen
• Onbekende materiaalsoort bepalen
• Productiewijze achterhalen
• Schadeonderzoek
-in een preparaat maken
-zuurbad
9
hoofdstuk 1 inleiding BLZ. 1
hoofdstuk 2 BLZ. 3
hoofdstuk 3 BLZ. 7
hoofdstuk 4 tribologie BLZ. 9
hoofdstuk 5 BLZ. 16
hoofdstuk 6 corrossie BLZ. 21
hoofdstuk 12 staalproducten BLZ. 26
hoofdstuk 13 warmtebehandeling staal BLZ. 31
Hoofdstuk 14 koolstofstalen en legeringen BLZ. 37
,Materiaalkunde 1.
Hst 1
Element
• Elementaire stof: kan niet ontleed worden in andere stoffen
• In de aardkost 92 elementen (zie periodiek systeem)
• > 120 in laboratoriumomgeving
• 50 relevant voor productiematerialen
Verbinding
• Chemische verbinding tussen twee of meer elementen, b.v. water, zout,
kunststof
Mengsel
• b. v. zeewater, bier, legering
• Covalente-binding
Atomen gebonden door gemeenschappelijke elektronenparen
• Ion-binding
Binding tussen
verschillende atomen door overdracht van elektronen
• Metaalbinding
metaalionen in een oceaan van vrije elektronen
1
,2
,hst 2
• Atomen gerangschikt in repeterende structuren, de eenheidscellen.
Onderscheid in:
• Kristallijn (geordend)
metalen, keramische materialen, sommige polymeren
• Amorf (niet geordend)
glas, meeste polymeren
kristalstructuren:
C,D) FCC en HCP zijn 74% vulling de wereld is 3D:
B) BCC 68% vulling
Wet van Hooke: tot de proportionaliteitsgrens is bereikt daarna blijvend verschoven
3
,roosterfouten
a b c d e f
a. Interstitiële vreemde atomen (moeilijk te vervormen)
b. Randdislocaties (makkelijk)
c. Interstitiële eigen atomen (moeilijk)
d. Vacatures (makkelijk)
e. Precipitaten.(moeilijk)
f. Substitutionele atomen(moeilijk)
4
, Dislocatieverplaatsing verplaatsen:
• Gemak van dislocatieverplaatsing afhankelijk van roostertype (BCC, FCC, enz.)
• Gemak van dislocatieverplaatsing afhankelijk van barrières (vreemd atoom,
precipitaat, kristalgrens)
Dislocaties ontstaan door:
• Fouten bij kristallisatie
• Vervorming (draadje buigen en breken)
Mogelijkheden met dislocaties
Verplaatsing atomen en dislocaties zonder bezwijken materiaal: vervormbaarheid
Versterken materiaal door inbrengen roosterverstoringen (bijv. legeren,
warmtebehandelingen, etc.)
Keramiek
Hard & Slijtvast
• Zeer stijve ionbinding
• Verbinding van metaal met niet-metaal
• Eigenschappen
• elektrische isolator
5
, • hard en bros
• Chemisch bestendig
• Hittebestendig
• Enige porositeit (poreusheid)
• Bestand tegen hoge temperaturen
• Geen/nauwelijks vervorming mogelijk
• Relatief duur
Polymeren
• Thermoharders
- niet meer om te smelten
• Thermoplasten
- hersmeltbaar
• Rubbers
- elastisch (vulkaniseren)
• Elastomeren
- productiegemak en kleurbaarheid van polymeren
- Gripeigenschappen en elasticiteit van rubbers
• Gewapende kunststoffen (composieten) combinatie van 2 of meer materialen
Polymeren zijn lange ketens van herhalende monomeren
- binnen keten: covalente binding (sterk)
- tussen ketens: secundaire binding (zwak)
• “ruggengraat” meestal koolstof (C)
• amorfe structuur (als regel)
• versterking mogelijk door:
- vulstoffen, product wordt goedkoper elasticiteitsmodus neemt toe
- vertakte ketens
6
,- cross-links (verbinding tussen ketens) niet recyclebaar
7
, Hst 3
De belangrijkste eigenschap voor een toepassing
Gravimetrisch:
dichtheid
gebaseerde
eigenschap
• Fysisch:
smeltpunt (W: 3370°C), dichtheid, geleiding, uitzetting, uiterlijk
• Chemisch:
samenstelling, microstructuur, kristalstructuur, corrosieweerstand
• Mechanisch:
stijfheid, sterkte, hardheid, vermoeiing, kruip
• Productietechnisch:
vervormbaarheid, verspaanbaarheid, lasbaarheid
8
, microstructuur onderzoek:
Doelen b.v.
• Walstextuur bepalen
• Holtes opsporen
• Onbekende materiaalsoort bepalen
• Productiewijze achterhalen
• Schadeonderzoek
-in een preparaat maken
-zuurbad
9
