Valg af materiale til cykelstel
Materialer og Teknologi 1 •Dagens program: Præsentation af kurset Præsentation af underviseren: • Produktionsingeniør/Executive MBA (Henley) • 16 års undervisningserfaring • 14 års praktisk erfaring bl.a. med materialeteknologi fra 4 forskellige virksomheder • Forfatter til 5 lærebøger/kompendier. • Hobby: • Hobbylandbrug • Vedvarende energi • Klassiske biler 2 Præsentation af jer: • • • • • • • Hvor mange har en faglig baggrund Hvor mange kommer fra STX Hvor mange kommer fra HTX Hvor mange kommer fra Fyn Hvor mange kommer fra Sjælland Hvor mange kommer fra Jylland Hvor mange timer forventer I at bruge om ugen på studiet • Hvor mange har et kendskab til Metaller i forvejen • Hvor mange glæder sig til materialelære • Hvor mange synes det er skidetræls 3 CES EDUpack Programmet kan downloades fra dette link: R:\Software\CES EduPack\CES 2015 Mål – Plan - Evaluering Mål for dette kursus • Ifølge Studieplanen er målene følgende: • Foretage systematisk materialevalg, på baggrund af konstruktionens krav til materialet • Anvende viden om metallers korrosion i forbindelse med materialevalg og korrosionsbeskyttelse Mål for dette kursus • Det jeg håber I kan når kurset er slut: • Vide hvordan forskellige materialer er opbygget • Kende de mekaniske egenskaber (styrke, hårdhed, sejhed) og sammenhængen mellem disse. • For at kunne anvende det, til at vælge det bedste materiale til en given konstruktion • På dette semester arbejder vi kun med stål. Undervisningen • • • • • Forelæsning Opgaveløsning Virksomhedsbesøg Laboratorieforsøg + rapport (i grupper) Tællende aktiviteter (prøver, som tæller i jeres eksamenskarakter) • Diverse • I vil kunne se hvad I skal læse på lektionsplanen, som ligger på • BB. Til mange af lektionerne er der spørgsmål og svar til det I læser, så I ved hvad det essentielle i stoffet er. Evaluering •De studerende udfører 3 tællende aktiviteter, hvor den første tæller 5%. 2. test tæller 10% og sidste tællende aktivitet tæller 15%. Den sidste test er en eksamination i den udførte laboratorie rapport. •For P´s vedkommende udgør dette sammen med resultatet af statistik et samlet hele, disse tællende aktiviteter udgør ca. 30% af eksamenskarakteren. •For M’s vedkommende er denne eksamen en del af projekteksamen, hvor Materialer og Processer vægter 30%. Lektionsplan • Lektionsplan Metallers opbygning Mfi side 13-46 Mfm 1. udgave side 14-44 Metallers opbygning Metallers opbygning kan beskrives ved: • Atomstruktur → Binding mellem kerne og elektroner, og binding mellem atomer indbyrdes • Krystalstruktur→ Metalatomernes placering i krystalgitre • Mikrostruktur → Udseendet af krystaller i et metal Atomstruktur -Bohrs atommodel → Atomkerne og et antal elektroner, der kredser om kernen, som planeterne omkring solen -Atomkernen består af positive protoner og ikke-ladede neutroner -Elektroner er negativt ladede -Antal elektroner = antal protoner → neutral ladning udadtil Ex. O Atomnr. 8 Atomstruktur Elektronerne kredser i såkaldte elektronskaller. Skaller betegnes K,L,M,N osv. Maksimalt antal elektroner = 2n2, hvor n = skalnummer En skal indeholder altid en cirkelbane og derudover et varierende antal elipsebaner. - Banerne betegnes (s,p,d,f) - De inderste baner fyldes først, da de har lavest energi Atomstruktur Elektronfordelingen er afgørende for atomernes indbyrdes reaktioner • Tomme / 8-elektron yderskaller er stabile • Antallet af elektroner i yderste skal (valenselektroner) afgør hvilke stoffer atomet vil reagere med • Jern vil gerne afgive 2 eller 3 elektroner = Fe++ eller Fe+++. Dette pga. energiniveau i 3d kontra 4s Atomstruktur Binding mellem atomer Gasform: Svag, atomer bevæger sig frit Flydende: Stærkere. Atomer ligger tættere, men kan stadig bevæge sig frit Stærk. Atomer ligger på faste pladser. Fast: Kun mulighed for små udsving. Atomstruktur Metalbinding: Elektronsky. God elektrisk ledning og varmeledning Ionbinding: Mellem atomer med hhv. lille og stor opfyldning i yderste skal Ikke metaller Kovalent binding: Fælles elektronpar danner molekyler Krystalstruktur Ved pakning (eks. størkning) dannes et regelmæssigt, tredimensionelt, symmetrisk mønster = krystalgitter Metaller er polykrystalinske, fordi de er opbygget af mange krystaller, som har samme ordning, men forskellig orientering Metalbindinger udmærker sig ved, at materialet kan deformeres uden at det ødelægges Krystalstruktur Heksagonalt tæt pakket gitter (hcp): Slipplaner: Atomlag som er tættest pakket Slip: Forskydning mellem atomlag Der er kun ét slipplan som ikke er parallelt med andre. Derfor kan hcp være svært at deformere Ex. Zink, magnesium Krystalstruktur Kubisk fladecentreret (fcc), tæt pakket: Her er en del ikke-parallelle planer og også mange retninger, så fcc er forholdsvist nemt at deformere. Eks: Aluminium, Nikkel, Kobber Krystalstruktur Kubisk rumcentreret (bcc), ej tæt pakket: Atomerne i lagene rører ikke hinanden Ret så svært at deformere, da det kræver meget kraft at trække lagene henover hinanden Eks: Krom, α-jern Krystalstruktur Krystalstruktur Deformation sker ved at materialet forskydes langs slipplanerne • Kubisk fladecentrerede deformeres lettest • Der skal bruges mere kraft til at deformere kubisk rumcentrerede • Det hexagonale gitter kan være svært at deformere, da der ikke er så mange slipmuligheder Krystalstruktur Der er ofte fejl i alle gitre. Fejlene er med til at definere materialets egenskaber, herunder styrke • Punktfejl • Substitutionsatom (i stedet for ”rigtigt” atom) • Vakance (gitterhul) • Indskudsatom (i mellemrum) • Dislokationer (liniefejl) • Kantdislokation (halvplan) • Skruedislokation (forskudt et plan) • Fladefejl (korngrænser) • Når smelte størkner, vil krystaller støde sammen og give forskellig orientering Mikrostruktur Énkrystal: Én stor krystal med samme orientering Polykrystallinske: Mange korn med tilfældig orientering. Korngrænsen er ofte stærkere end selve krystallen Kohærens: Hvis to korns gitterstruktur i en legering ligner hinanden Inkohærens: Hvis to korns gitterstruktur i en legering ikke ligner hinanden Legeringers hårdhed og styrke afhænger af, om der er kohærens eller ej Systematisk materialevalg Valg af materiale til cykelstel • I skal vælge materiale til et cykelstel. Hvad vil I vælge? Valg af materiale til cykelstel • Aluminium Valg af materiale til cykelstel • Carbon Valg af materiale til cykelstel • Stål Valg af materiale til cykelstel • Bambus Valg af materiale til cykelstel • Plast Valg af materiale til cykelstel • Karton Valg af materiale Regel nr. 1: Man skal aldrig starte med at gøre som man plejer! Hvad er vigtigt, når vi skal vælge materiale til et cykelstel? Hvad skal en cykel kunne? B. Beskrivelse af krav til materialer • Driftsituation • Drift: 4000 åbninger • Levetid: 5 år+ B. Beskrivelse af krav til materialer • Mekaniske egenskaber • • • • Flydespænding ≈ 300 Mpa* Sejhed ≈ 10% forlængelse Hårdhed ≈ 100 Vickers Slidstærk B. Beskrivelse af krav til materialer • Optiske egenskaber • Polerbar (rengøringsvenlig) B. Beskrivelse af krav til materialer • Fysiske/kemiske egenskaber: • Massefylde: 100 g. / 30 cm3 ≈ Max. 3.333 kg/m3 • Kemisk modstandsevne: Skal kunne modstå øl + sæbevand • Korrosion: Må ikke ruste B. Beskrivelse af krav til materialer • • • • • • • • Økonomiske hensyn Salgspris til kunder: Moms: Forhandler salgspris Forhandler avance Salgspris til forhandleren Virksomheds DB Kostpris 250 kr. 50 kr. 200 kr. 100 kr. 100 kr. 50 kr. 50 kr. Materialer Arbejdsløn • Vi skal max bruge 150 g materiale (100 g. + 50 g. spild) • 25 kr. / 1000 g x 150 g = Max. 167 kr./kg B. Beskrivelse af krav til materialer • Teknologiske egenskaber • Skal kunne ekstruderes eller fræses* B. Beskrivelse af krav til materialer • Æstetik • Materialet skal fremstå ensartet efter formgivning… C. Beskrivelse af mulige materialer • Vi lægger oplysninger ind i CES • Alternativ kunne man ringe til forskellige leverandører C. Beskrivelse af mulige materialer Valselegering Al Modningshærdet Støbelegering Al Valselegering Mg Pris DKK/Kg 8,77-9,64 9,70-10,7 29,8-32,8 Formgivning Meget velegnet til fræsning og ekstrudering Vil være mærkeligt at Kan ekstruderes* og fræse og ekstrudere velegnet til fræsning Flydespænding Mpa 95-610 50-330 115-410 Sejhed % 1-20 0,4-10 3,5-18 Hårdhed Vickers 60-160 60-150 43-135 Opfylder krav JA MÅSKE JA D. Bedømmelse og valg af materiale Så er det tid til, at lege lidt med CES EDUpack • • • • • Åbn programmet Vælg level 2 Gå ind under fanen ”help” Vælg ”video tuturials” Kig følgende videoer igennem: – Browse Level 1 and Level 2 – Graph Stage - Plotting Charts – Select Arbejd videre med CES øvelserne Metallers tilstandsdiagrammer Mfi side 48-55 + 75-87 + 42-45 Mål for i dag: Vi skal gennemgå metallers tilstande, dvs. i hvilken form kan metal optræde og i hvilke blandingsforhold. -At I ved hvad en legering er -At I ved hvordan man laver og aflæser et fasediagram -At I ved hvad man bruger et fasediagram til -At I ved hvad der sker/kan ske under størkning Legering En legering består af to eller flere grundstoffer, hvoraf hovedbestanddelen er et metal –Størst mængde = Basismetal ex. jern –Tilsætninger = Legeringselementer ex. kulstof –Jern + kulstof = stål To grundstoffer = Binær legering Tre grundstoffer = Ternær legering Legering Den maksimale optagelse af fremmedatomer afhænger af temperatur og tryk Mættet: Grænsen for optagelse er nået Umættet: Der kan være flere fremmedatomer Overmættet: Hvis opløsningen er afkølet hurtigt fra en temperatur, hvor opløselighed er større. Legering Indskudsatom: Fremmedatom er meget lille Ex: Mængden afhænger af gitteropbygningen. Fladecentrerede kan optage flere end rumcentrerede. Legering Substitutionsatom: Samme gitter <15% forskel i atomradius Nær samme elektropositivitet* Samme valens Ex: Legering Intermediære forbindelser: Hvis forudsætningerne for indskudsatom og substitutionsatom (fuld opløselighed) IKKE er tilstede: 1.Valensforbindelser: Stor forskel i elektropositivitet 2.Indskudsforbindelser: Mellem små atomtyper og overgangsmetaller 3.Elektronforbindelser: Mellem metaller som er ret ens, men valensen er forskellig Der findes altså to forskellige faser i materialet Faser •Komponent: Kemisk bestanddel*, som indgår i et legeringssystem •Legeringselement: Grundstof, der er tilsat en legering, i mindre mængde end basismetallet •Fase: En homogen masse, som overalt har samme fysiske og kemiske egenskaber (gitter, tilstand) •System: En eller flere faser Faser 1. Fast fase 2. Væskefase eller flydende fase 3. Dampfase Smeltepunkt: Fra fast til væske => Modsat er størkningspunkt Kogepunkt: Fra væske til damp => Modsat er fortætningspunkt Faser Faser bestemmes af temperatur og tryk C⁰ Damp Vand + damp Ex. vand 100 vand Vand + is 0 Is Tid Ved ændring af tryk kan man ændre kogepunkt, og stof kan gå direkte fra fast fase til dampfase* Tilstandsdiagram Tilstandsdiagram = Fasediagram: De tilstande eller krystalformer, som et rent stof eller en blanding af grundstoffer kan befinde sig i Tilstandsdiagram – fuld opløselighed Ved forsøg bestemmes afkølingskurver af forskellige legeringer, og et tilstandsdiagram kan laves Ex. Kobber/ Nikkel Tilstandsdiagram – fuld opløselighed T1: Begyndende krystallisation (25% Cu + 75% Ni) T4: Det sidste størkner. (Restsmelte 68% Cu + 32% Ni) Størkningsinterval: 1330⁰-1240⁰ Tilstandsdiagram – ikke fuld opløselighed Eutektikum Diagramtyper* Fuld opløselighed i smeltet tilstand Fuld opløselighed i fast tilstand Smelte Fast Smelte Smelte Fast Fast Diagramtyper Fuld opløselighed i smeltet tilstand Delvis opløselighed i fast tilstand Eutektisk Peritektisk α: Indeholder meget A, men også noget B β: Indeholder meget B, men også noget A Diagramtyper Fuld opløselighed i smeltet tilstand Ingen opløselighed i fast tilstand Eutektisk diagram Diagramtyper Delvis opløselighed i smeltet tilstand Delvis opløselighed i fast tilstand Monotektisk Anvendelse af tilstandsdiagrammer Tilstandsdiagrammer bruges primært til planlægning af legeringers varmebehandlinger. Man kan ved at kende de forskellige strukturer ved forskellige temperaturer, styre varmebehandlingen lige i den retning man vil. Størkning Størkning sker i to trin: 1.Dannelse af kim 2.Vækst af kim til korn Atomerne danner under størkning den struktur, som materialet har i fast tilstand. Når de når en vis størrelse bliver de stabile, og kan fungere som kim, som senere kan vokse til korn (krystaller) Størkning •Korngrænserne har stor indflydelse på materialets egenskaber Størkning En normal størrelse på et korn er 0,1 mm, men svinger Størrelsen af kornene har stor betydning for materialets egenskaber Hurtig afkøling = finkornet materiale Langsom afkøling = grovkornet materiale Store korn: Dårlig styrke og problemer med deformationsformgivning Små korn: God styrke og formgivningsegenskaber Størkning Dannelse af ny krystaltype (Allotropi): Under afkøling dannes der kim i korngrænserne, som Vokser sig store og ”æder” de ”gamle” krystaller. Ex: Rent jern Over 1392⁰C => Ferrit => Kubisk rumcentreret 910⁰C-1392⁰C => Austenit => Kubisk fladecentreret Under 910⁰C => Ferrit => Kubisk rumcentreret Størkning Rekrystallisation: Efter en koldeformation er der dannet nye, krydsende dislokationslinier, som giver uregelmæssigheder i krystalgitrene. Uregelmæssighederne danner kim, som ved opvarmning vil danne krystalgitre, som svarer til de, der var inden kolddeformationen Lidt opgaver at forlyste sig med! Jeg har oploadet et par opgaver i CES EDUpack, som ligge på Blackboard, Course Materials, Opgaver og cases. Bemærk, at de starter i level 1. Lav dem individuelt, så alle får øvelse i at bruge CES EDUpack. God Weekend Jern- kulstofdiagrammet fortsat Mfi side 378-406 Mekaniske egenskaber - Trækprøvning Mfi side 116-127 + 130-132 + 138-140 + 190-194 + 232-239 Mål for i dag Vi skal gennemgå jern-kulstofdiagrammet, idet jern+kulstof = Stål, og stål er et meget vigtigt materiale, samt vi skal gennemgå hvad styrke er, og hvad der sker i et metal, når man trækker i det – – – – – – At I er fortrolige med jern-kulstofdiagrammet At I ved hvilken gruppe af stål, I skal vælge materialer fra At I ved hvad der sker ved bratkøling og styret afkøling At I kan definere styrke At I kan angive vigtige punkter på et arbejdsdiagram At I ved hvad der sker i metallet ved en trækprøvning Jernudvinding Jern er meget almindeligt forekommende, og udvindes fra jernmalm. Det er relativt let og billigt at udvinde, og har gode styrke- og sejhedsegenskaber Jern findes i klumper visse steder på jorden. Verdens største mine findes ved Kiruna, Sverige. Jernets faser Jern er allotropt Jern-kulstofdiagrammet Ændring af jernets egenskaber 1.Tilsætning af legeringsstoffer 2.Varmebehandling 3.En kombination af 1+2 –Kulstof er klart det vigtigste legeringsstof –Kulstof% < 2 = Stål –Kulstof% > 2 = Støbejern Jern-kulstofdiagrammet - ståldelen Kulstoffet optræder i to former i stål: 1. I fast opløsning i jernet som indskudsatomer. Hvor meget der kan opløses afhænger af temperatur. 2. Som indskudsforbindelse* med jern, som jernkarbid. Dette kaldes cementit, Fe3C, og cementit findes i jernet som en selvstændig fase. Der er en meget god binding mellem jern og cementit. Cementit indeholder 6,69 masse% C og er meget hårdt og sprødt. Jern-kulstofdiagrammet Stål defineres som de legeringer, hvor alt stål kan bringes til opløsning i austenitten, altså ca. 2,1% Jern-kulstofdiagrammet - ståldelen Undereutektoid stål: C% < ca. 0,77. Ved langsom afkøling fra austenitområdet udskilles først ferrit, indtil austenitten har opnået eutektoid sammensætning. Denne omdannes herefter til perlit, så vi får ferrit+perlit. Overeutektoid stål: C% > ca. 0,77. Ved langsom afkøling fra austenitområdet udskilles cementit. Resten af austenitten bliver herefter til perlit, så vi får perlit+cementit. Jern-kulstofdiagrammet - ståldelen Andre vigtige legeringsstoffer* Krom: Forbedrer korrosionsbestandighed (min 12% til rustfrit stål) Silicium: Forbedrer styrke, nedsætter sejhed Aluminium: Begrænser kornvækst Svovl: I forbindelse med Mangan forbedrer den egnethed for spåntagning Nikkel: Forøger sejhed og sænker omslagstemperatur Valg af stål Man inddeler stål efter anvendelse*: •Konstruktionsstål •Værktøjsstål •Rustfrie stål •Maskinbygningsstål Pas på med svejsning….Svejsning kan ændre materialet i svejseområderne pga. varmepåvirkning. Valg af stål Konstruktionsstål* •Undereutektoide •Bearbejdelige med skærende værktøjer •God sejhed •Styrke afhænger af legering Anvendes især til svejste konstruktioner, bærende elementer i bygninger, kraner, tanke, beholdere mm. Valg af stål Værktøjsstål* •Overeutektoide •Ubearbejdeligt med skærende værktøjer (Dog ikke hårdmetal og keramiske) •Meget skøre •Kan efter varmebehandling bruges til værktøj Værktøjsstål inddeles i kategorier efter hvilken type materiale, de skal bearbejde. Valg af stål Rustfrie stål* •Min. 12% Krom •Rustfrie stål har pga. store legeringsmængder anderledes faseområder end lavlegerede stål. F.eks. findes austenittiske stål, som er austenittiske ved alle temperaturer Anvendes hvor korrosion kan være et problem (vejr/vind/udseende) Valg af stål Maskinbygningsstål* •Store krav til styrke og slidfasthed •Der kan være problemer med svejsning •Der er store krav til stålets ensartethed Bruges til maskindele Ståls betegnelse Stål KAN betegnes efter DS/EN 10027-1 1. Efter mekaniske/fysiske egenskaber. Ex. S235JRG2 • • • • • S = konstruktionsstål 235 = Nedre minimums flydespænding i Mpa JR = Slagsejhed på 27J ved 20⁰C med V-kærv G = Særlige legeringsindhold (fremgår af standard) 2 = Bruges til at adskille dette stål fra et der ligner Ståls betegnelse 2. Efter kemisk sammensætning. Ex. X10CrNi188 • • • • • • X = højtlegeret 10 = 0,10% C Cr = Crom Ni = Nikkel 18 = 18% Crom 8 = 8% Nikkel Se side 667-672 i Mfi Kontrol af stål Hvis man skal bruge stål, er det vigtigt man kender egenskaberne. Værkserklæring: Angiver stort set kun mængder Prøvningsrapport: Resultater af prøver lavet på fabrik, der laver stål, men det er ikke sikkert vi får det parti, der er prøvet på Specifik prøvningsrapport: Resultat på det parti vi får Inspektionsattest: Uafhængige folk laver prøver Omdannelse af faser TTT-diagrammer (time-temperature-transformation) Isoterm omdannelse: Temperatur er konstant under omdannelsen Man kan ændre kornstrukturen i stål, ved at opvarme til austenittemperaturen (727⁰C for eutektoid stål), og herefter styre afkølingen. Omdannelse af faser TTT-diagrammet for eutektoid stål Omdannelse af faser Dannede strukturer: Alle strukturer består af ferrit+cementit, men kornstørrelse og –form varierer Jo lavere omdannelsestemperatur, jo højere styrke. Dette skyldes finere korn og tættere beliggende partikler. Omdannelse af faser Isoterme omdannelser: Sfæroidit: Cementitkugler i ferritgrundmasse. Omdannelse (i ex. ovn) ved ca. 700⁰C. Blødt og sejt Finperlit: Meget fintkornet. Større styrke end almindelig perlit og god sejhed. Omdannelse ved ca. 525⁰C Øvre bainit: Perlit med ferritkrystaller. Hårdere og stærkere end finperlit. Ikke så sejt. Omdannelse ved ca. 450 ⁰C Nedre bainit: Ferritkrystaller med cementitkorn. Hårdere og stærkere end øvre bainit. Ca. samme sejhed. Omdannelse ved ca. 360 ⁰C Omdannelse af faser Ikke isoterm omdannelse Martensit: Hærdet stål. Bratkøling og altså ikke isoterm omdannelse. Køles i f.eks. vand, og C-atomer når ikke at forlade gitter. Der skal være mindst 0,3% C for at stål kan hærdes. Perlitnæsen Trækprøvning Trækprøvning: Anvendes til at finde et materiales elasticitet og styrke. Foregår typisk ifølge standarder (DS/EN 10002 el. DS 10110) Formål: • Indkøbere og producenter taler ”samme” sprog • Havarianalyser – hvorfor gik det galt • Udvikling af nye materialer Trækprøvning • Trækprøvningen foretages, så man kan finde en sammenhæng mellem den kraft stangen påvirkes med og forlængelsen af stangen Trækprøvning Arbejdslinie for stål Trækprøvning Elasticitet: Ved en elastisk deformation opretholdes bindinger mellem atomer, men afstanden ændres. Når den kraft, der frembringer den elastiske deformation forsvinder, forsvinder deformationen også. Anelasticitet: En deformation som er reversibel, men tidsafhængig. Ex elastik En elastik har stor elasticitet Glas har ingen elasticitet Trækprøvning Elasticitet Spænding og relativ forlængelse er proportional i det elastiske område, og linien på arbejdskurven bliver derfor ret. Dette udtrykker Hooke’s lov: σ=Exε σ = R =Spænding (N/mm2 eller Mpa) = F/S0 (kraft/tværsnitsareal ved prøvens start) E = Elasticitetsmodulet, som er en materialekonstant. For jern er den ca. 2,1x105 N/mm2. E-modulet falder med stigende temperatur ε = ΔL/L0 Trækprøvning Plastisk deformation: Deformation ud over det elastiske område. En blivende deformation, som ikke går væk igen efter aflastning. Plastisk deformation sker fortrinsvis ved slip, og slip sker lettere ved tilstedeværelse af dislokationer*. Man taler om den kritiske forskydningsspænding (τ) til, som er den kraft der skal til for at give anledning til slip Et metals evne til plastisk deformation kaldes duktilitet. Trækprøvning Flydespænding: Stål har en flydespænding, som er den spænding, hvor plastisk deformation begynder. Man skelner mellem nedre flydespænding (Rel) og øvre flydespænding (Reh) Ved materialer uden flydespænding bruger man betegnelsen (Rp0,2) = Den spænding der giver 0,2% blivende deformation Trækprøvning Materialets brudstyrke: Den største spænding materialet kan tåle, inden det går i stykker. Benævnes Rm. Trækprøvning Indtil Rm nås bliver materialet stærkere og stærkere pga. deformationshærdning. Når materialet deformerer: – Øges antallet af dislokationer – Dislokationerne hober sig op ved korngrænserne og vil hindre hinandens bevægelser (Pile up) – Slip besværliggøres Tværsnittet af stangen bliver dog mindre og mindre og efter Rm bliver materialet svagere igen og går til sidst i stykker Trækprøvning Brud: Man skelner mellem to slags brud: 1. Sejt brud. Man taler om et sejt brud, når der sker plastisk deformation inden brud sker. Seje brud starter inde i materialet og zig-zagger sig ud. 2. Sprødt brud. Man taler om et sprødt brud, når der IKKE sker plastisk deformation inden brud sker. Sprøde brud kommer på én gang. Seje materialer vil altid vise seje brud* Sprøde materialer vil altid vise sprøde brud* Trækprøvning Parametre: Udgangslængde: Tværsnitsareal: Trækkraft: F Forlængelse: Brudlængde: Brudareal: Su L0 S0 L Lu Formler: Relativ forlængelse: e = L/L0 Brudforlængelse: A=((Lu-L0)/L0)·100% Arealreduktion: Z =((S0-Su)/S0)·100% E-modul: E = ((F1-F2) ·L0) / S0 ·(L1-L2)* Spænding: R=σ= F/S0** Spænding v. brud: Rbrud = F/Su Trækprøvning • Eksempler på arbejdslinier: Trækprøvning ”Kongeformlen”: F l l EA Fandens lang Er Arbejdsdagen Trækprøvning Resumé - Et materiale er stærkere, jo højere kurven kommer op (Y-akse) Et materiale er svagere, jo lavere kurven kommer op (Y-akse) Et materiale er sejere, jo længere kurven kommer ud (X-akse) Et materiale er sprødere, jo kortere kurven kommer ud (X-akse) Stivheden (E-modulet) er den samme for ex. stål uanset legering Et materiale har stor elasticitet, hvis en lille kraft giver stor elastisk deformation Et materiale er stift, hvis en den samme kraft giver lille elastisk deformation Resten af lektionen vil vi bruge på, at arbejde med Case 1. Caseopgave 1 God Weekend
© Copyright 2024