Frågor på Konstruktionsmaterial 21. Materialteknik - Begrepp 1. Vad är en legering? 2. Vad är en komposit? 3. Rita upp ett dragprov för stål och ange sträckgräns och brottgräns. 4. Varför gör man ett dragprov? 5. Vilket material klarar av tryck mycket bättre än drag? 6. I vilken syfte armerar vi betong? 7. Hur splittrar man trädstammar och vad är anledningen? 8. Vad menas med elastisk deformation? 9. Vad menas med plastisk deformation? 10. Varför dimensionerar man mot sträckgränsen inom hållfastighet? 11. Vad menas med brottgräns? 12. Vad betyder E-modul och ange E-modul för stål, aluminium i rätt enhet. 13. Om du skulle köpa en kökskniv vilken hårdhet [HRc] skulle du vilja köpa? 14. Vad är slagseghet och hur mäter man det? 15. Vilka är de tre lättmetaller? 16. Vad är utmattning i en metall? 17. Vad är termisk expansion och ge två exemplar på det. 18. Vad menas med termisk ledningsförmåga? 19. Vad menas med elektrisk ledningsförmåga? Ge exempel på två st. 20. Vad menas när ett material är Duktilt? Materiallära på atomnivå del 1 1. Hur kan man beskriva materialens egenskaper? (sid 2) 2. Två atomer attraherar varandra och det skapas en bindning mellan dessa. Vad kan man se denna bindningen som och vilken egenskap har denna bindning? (sid 3) 3. 4. Förklara hur atombindningar påverkar materialets egenskaper. (sid 3) 5. Vilka egenskaper skapar en ”styvfjäder” mellan atomerna? Välj tre olika material och jämför deras materialegenskaper, E-modul, Längdutvidningsförmåga och smältpunkt med varandra. (sid 3) 1/8 6. Namnge fyra olika atombindningar samt koppla någon viktig egenskap hos materialet till dessa. (sid 4) 7. Vilken egenskap förändras med förhöjd temperatur? (sid 5) 8. Sök i din formelsamling och välj tre material som skiljer sig markant från varan och ange deras längdutvidgningskoefficient, E-modul och smältpunkt. Försök även förklara varför. 9. Finns det någon koppling mellan ett materials E‐modul, längdutvidgningskoefficient samt smältpunkt? Materiallära på atomnivå del 2 1. Förklara skillnaden mellan kristallina och amorfa material. Och sedan ge några exempel på typiska materialexempel för båda materialen. (sid 10) 2. Hur är ett kristallint material uppbyggt? (sid 11) 3. 4. Enhetscell är en del av ett? (sid 11) 5. Är enhetscellens uppbyggnad tillräckligt för att beskriva materialet? (sid 11) 6. Vilka typer av enhetceller är typiska för våra stålmaterial? (sid 12) 7. Vad står FCC och BCC för? och ge exempel för varje material. Vilka av dessa två är “mjuka och formbara”? (sid 12) 8. Rita upp FCC och BCC enhetscell. (sid 12) 9. Rita upp ett exempel på atomer, enhetscell, gitter och korn och korngränser. (sid 13) 10. Skiljer sig varje korns mönster från närliggande korn? (sid 13) 2/8 11. Rita upp spänning, töjnings kurvan för två dragprov av stål med samma E-modul med två olika stäck och brottgräns. Visa vart sträckgränsen, brottgräns och brott-töjnining finns på kurvan? Rita en duktilt och sprött material. (sid 14) 12. Styrs formbarhet av enhetceller? 13. Vilka tre grupper på defekter finns det? (sid 16) 14. Rita upp en 2-dimensionellt gitter och illustrera en vakans, Substitution och Interstitial i gittret. (sid 17) 15. Vad menas med vakans och vad ger det upphov till? Hur får man antalet vakanser att öka? (sid 18) 16. Vad menas med interstitiala atomer och vad händer med gittret runt atomen? Vilken atom för sätter man i järnatomerna för att skapa stål? (sid 19) 17. Vilket av BCC eller FCC har lättare att lösa in små atomer? 18. Vad händer med stålets enhetscell när den övergår från rumstemperatur till över 700 grader Celsius? (sid 19) 19. Vad menas med Substitutions atomer och vad krävs det av dessa atomer? Vilka atomer ersätter vissa järnatomer i rostfritt stål? (sid 20) Ytdefekter 20. Vilka två ytdefekter finns det? (sid 21) Dislokationer 21. Hur uppkommer dislokationer? (sid 22) 22. Kan man förvänta sig att material har dislokationer även då man inte utsatt dom för någon belastning? (sid 22) 3/8 23. Om ett idealt material utsätts för skjuvspänning vad händer? Och vad betyder det för formningen av materialet? (sid 23) 24. Drivs dislokationsrörelserna av skjuvspänning? (sid 25) 25. Hur gör man för att få högre sträckgräns (starkt material) för ett material? Och hur går man till väga? (sid 25) 26. Hur hindrar man dislokationsrörelsen? (sid 25) 27. Vad styr materialets styrka? (sid 26) 28. Vad styr materialets formbarhet? (sid 26) ---------------------------------------------------------------22. Materialteknik - Stål 1. Vad är huvudingrediensen i stål? 2. Vad händer kallas stålet som över stiger 2% kol? 3. Varför älskar människor stål? 4. Hur får vi järn? 5. Hur får vi malm? 6. Hur blir det stål? 7. Hur återvinns stål? 4/8 8. Berätta kortfattad varför vi får järn och vad den gör med hållfastheten 9. Läs sidan nedan och beskriv sedan med några få ord de olika ståltyperna. 5/8 22b. Materialteknik - Värmebehandling av stål 1. Vad beskriver järn-kol diagrammet? 2. Beskriv härdningsmetoden och vad händer med materialet? 3. Vad menas med härddjup och varför vill man inte härda hela vägen in? 4. Varför anlöper man och beskriv processen, gärna med en graf. 5. Varför glödgar man och beskriv processen. 23. Materialteknik - Övriga metaller Förkortad 1. Vilka är de tre lättmetaller? 2. Vad är fördelarna med lättmetaller jämfört med stål. 3. Beskriv aluminium fördelar. 4. Varför legerar man aluminium? 5. Varför pantar vi? 6. Amerikanska försvarat investerade ofantliga resurser för att fram olika legeringar i Tian. Varför är denna material så populär? Beskriv för och nackdelarna. 1) Nämn fem viktiga konstruktionsmaterial. 6/8 2) Hur stor andel av jordens hela respektive av jordskorpans massa utgörs av järn? 3) Varför finns inte rent järn i naturen, som exempelvis guld? 4) Hur vet man att det är en svensk eller europeisk standard? 5) Vad kallas en blandning mellan järn och kol? 6) Varför är inte rent järn användbart? 7) Hur hög är vanligtvis kolhalten i stål? 8) Vilka metaller ingår ofta i legerade stål? 9) Vad är kolhalten i gjutjärn? 10) Vad innebär att malm anrikas? 11) Förklara järnframställning i en masugn och vad som tillsätts. 12) Vad kallas järnet som produceras i masugnen och vad är kolhalten? 13) Varför är järnet som produceras i masugnen inte användbart? 14) På vilka orter i Sverige finns idag masugnar? 7/8 15) Vad visar ett fasdiagram? 16) Vad är rent järns smälttemperatur? 17) Vad är ståls lägsta smälttemperatur och när uppkommer den? 18) Till vad används kolstål? 19) Vilket stål används till kullager och stålvajrar? 20) Vilka ämnen är det som göra att stål blir rostfritt? 21) Ge två exempel på produkter som använder höglegerat stål? 22) Förklara på vilket sätt stålets egenskaper ändras med följande värmebehandlingar: a) Härdning b) Anlöpning c) Glödgning 23) Varför används koppar till tak och elkablar? 24) Varför är koppar ett dåligt konstruktionsmaterial? 25) Ange tre vanliga lättmetaller. 26) Varför används aluminium i högspänningsledningar? 27) Varför används titan till implantat? 8/8
