MTT3 metalen set 1 | Quizlet

Wat zijn ferro metalen?

IJzerhoudende metalen, zoals zuiver ijzer, koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvast staal en gietijzer.

Wat zijn non-ferro metalen?

Metalen waarbij ijzer niet het hoofdbestanddeel is, zoals aluminium, koper, magnesium, titanium en nikkel.

Wat is staal?

Een legering van vooral ijzer (Fe) en koolstof (C), met minder dan ongeveer 2 gew.% C.

Wat is gietijzer?

Een Fe-C legering met ongeveer 2,0 tot 4,5 gew.% C, meestal met 0,5 tot 3,5% Si.

Wat is het grootste verschil tussen staal en gietijzer?

Staal heeft minder C en is meestal beter vervormbaar; gietijzer heeft meer C, is goed gietbaar maar vaak brosser.

Wat is zuiver ijzer?

IJzer met zeer weinig koolstof, ongeveer <0,005% C; het is te zacht en zwak voor veel constructietoepassingen.

Wat is koolstofstaal?

Staal waarin koolstof het belangrijkste legeringselement is; eigenschappen hangen sterk af van het C-gehalte.

Wat is ongelegeerd staal?

Staal dat hoofdzakelijk uit Fe-C bestaat en geen grote hoeveelheden bewuste legeringselementen bevat.

Wat is gelegeerd staal?

Staal met bewust toegevoegde legeringselementen zoals Cr, Ni, Mo, W, Mn of Si om eigenschappen te verbeteren.

Wat is laaggelegeerd staal?

Gelegeerd staal met totaal aan legeringselementen kleiner dan ongeveer 5%; koolstof telt hierbij niet mee.

Wat is hooggelegeerd staal?

Gelegeerd staal met totaal aan legeringselementen groter dan ongeveer 5%; voorbeeld: roestvast staal.

Wat is roestvast staal in hoofdlijnen?

Een hooggelegeerd staal met voldoende chroom, vaak ook nikkel en soms molybdeen, voor corrosievastheid.

Welke ongewenste verontreinigingen kunnen in staal voorkomen?

Bijvoorbeeld P, S, O, Cu, N en Sb; deze kunnen eigenschappen zoals taaiheid of verwerkbaarheid verslechteren.

Welke toeslagen worden vaak in staal gebruikt voor procesverbetering/deoxidatie?

Mn, Si en Al worden vaak genoemd als toeslagen/bijmengingen.

Welke legeringselementen worden gebruikt om staal gericht te verbeteren?

Bijvoorbeeld Cr, Ni, Mo en W; ze verbeteren o.a. sterkte, hardbaarheid, warmhardheid of corrosievastheid.

Waarom legeren we metalen?

Om mechanische, chemische of fysische eigenschappen te verbeteren, zoals sterkte, hardbaarheid, corrosievastheid of slijtvastheid.

Waarom zijn zuivere metalen vaak niet ideaal als constructiemateriaal?

Zuivere metalen hebben vaak onvoldoende sterkte/hardheid; legeren en warmtebehandelen geven betere combinaties van eigenschappen.

Wat betekent S235?

S staat voor structural steel en 235 verwijst naar een rekgrens van ongeveer 235 MPa.

Wat betekent DP800?

DP staat voor dual phase en 800 verwijst naar de treksterkte, niet naar de rekgrens.

Wat betekent X5CrNi18-10 globaal?

Hooggelegeerd staal met ongeveer 0,05% C, 18% Cr en 10% Ni.

Wat is een tentamenvalkuil bij staalaanduidingen?

Niet elk getal betekent hetzelfde: S700 gaat over rekgrens, DP800 over treksterkte, X5CrNi18-10 over samenstelling.

Wat betekent kristallijn?

Atomen zijn geordend in een regelmatig rooster met ordening over lange afstand.

Wat betekent amorf?

Geen kristalstructuur/geen lange-afstandsordening; wel korte-afstandsordening. Voorbeelden: glas en veel kunststoffen.

Wat is een eenheidscel?

De kleinste herhalende bouwsteen van een kristalrooster.

Wat betekent monokristallijn?

Het materiaal bestaat uit één kristal zonder korrelgrenzen.

Wat betekent polykristallijn?

Het materiaal bestaat uit veel kristallen/korrels met korrelgrenzen.

Wat is KRG/BCC?

Kubisch ruimtelijk gecentreerd rooster; voorbeelden zijn ferriet/α-Fe, δ-ferriet, W en Mo.

Wat is KVG/FCC?

Kubisch vlakken gecentreerd rooster; voorbeelden zijn austeniet/γ-Fe, Al, Cu en Ni.

Wat is HDP/HCP?

Hexagonaal dicht gepakt rooster; voorbeelden zijn Mg, Ti en Zn.

Welke roosters hebben dichtste stapeling?

KVG/FCC en HDP/HCP hebben de dichtste stapelingen.

Waarom kan kristalstructuur invloed hebben op vervormbaarheid?

Het aantal en type glijsystemen bepaalt hoe makkelijk dislocaties kunnen bewegen; HCP heeft vaak minder glijsystemen dan FCC.

Wat zijn puntfouten?

Roosterfouten op atomair puntniveau, zoals vacatures, substitutionele atomen en interstitiële atomen.

Wat is een vacature?

Een ontbrekend atoom op een roosterplaats.

Wat is substitutionele vaste oplossing?

Een vreemd atoom vervangt een atoom van het basismetaal op een roosterplaats.

Wat is interstitiële vaste oplossing?

Een klein vreemd atoom zit tussen de roosteratomen in de tussenruimtes van het rooster.

Wat zijn lijnfouten?

Dislocaties, zoals randdislocaties en schroefdislocaties.

Wat is een randdislocatie?

Een extra half atoomvlak in het kristalrooster; het verplaatst zich bij plastische vervorming.

Wat is een schroefdislocatie?

Een lijnfout waarbij kristalvlakken spiraalvormig rond de dislocatielijn verspringen.

Wat zijn vlakfouten in metalen?

Korrelgrenzen en grensvlakken tussen fasen; ze kunnen dislocatiebeweging hinderen.

Waarom verhogen kleinere korrels vaak de sterkte?

Kleinere korrels geven meer korrelgrenzen; korrelgrenzen blokkeren dislocatiebeweging.

Wat is textuur in een metaal?

Voorkeursoriëntatie van kristallen/korrels, vaak ontstaan door vervormen zoals walsen.

Wat betekent anisotropie?

Eigenschappen hangen af van richting; bijvoorbeeld door gewalste textuur of georiënteerde vezels.

Waarom zijn roosterfouten niet alleen nadelig?

Ze kunnen dislocaties blokkeren en daardoor sterkte, hardheid en slijtvastheid verhogen.

Wat is het algemene principe achter versteviging van metalen?

Dislocatiebeweging moeilijker maken; als dislocaties minder makkelijk bewegen, stijgen sterkte en hardheid.

Wat is werkversteviging/koudversteviging?

Plastische vervorming maakt extra dislocaties; die hinderen elkaar, waardoor het metaal sterker en minder ductiel wordt.

Wat is een voorbeeld van werkversteviging?

Koudwalsen of koudtrekken van staal of aluminium.

Wat is korrelverfijning?

Verkleinen van de korrelgrootte zodat er meer korrelgrenzen zijn die dislocaties blokkeren.

Wat is oplosharding?

Opgeloste vreemde atomen verstoren het rooster en hinderen dislocatiebeweging.

Geef een voorbeeld van oplosharding.

Mg in Al-Mg legeringen of C in ferriet/austeniet; atomen met andere grootte verstoren het rooster.

Wat is precipitatieharding?

Fijne uitscheidingen/precipitaten vormen in de matrix en blokkeren dislocatiebeweging.

Geef een voorbeeld van precipitatieharding.

Al-Cu legeringen waarbij Cu-rijke precipitaten ontstaan na oplosgloeien, afschrikken en verouderen.

Wat is dispersieharding?

Fijne harde deeltjes worden in een matrix verdeeld en blokkeren dislocaties; de deeltjes lossen meestal niet op.

Wat is martensietharding?

Staal wordt snel afgekoeld uit austeniet waardoor hard en bros martensiet ontstaat.

Waarom stijgt sterkte vaak ten koste van ductiliteit?

Omdat mechanismen die dislocatiebeweging blokkeren ook plastische vervorming moeilijker maken.

Wat is de ezelsbrug voor verstevigingsmechanismen?

Alles wat dislocaties blokkeert, verhoogt de sterkte; te veel blokkering verlaagt ductiliteit/taaiheid.

Hoe herken je werkversteviging in een vraag?

Er staat iets over koudvervormen, walsen, trekken, buigen of plastische deformatie zonder hoge temperatuur.

Hoe herken je korrelverfijning in een vraag?

Er staat iets over kleinere korrels, rekristallisatie, kiemvorming, faseovergang of fijnere microstructuur.

Hoe herken je oplosharding in een vraag?

Er staat iets over vreemde atomen in vaste oplossing die het rooster verstoren.

Hoe herken je precipitatieharding in een vraag?

Er staat iets over oplosgloeien, afschrikken, verouderen of fijne uitscheidingen/precipitaten.

Wat is oververouderen bij precipitatieharding?

Precipitaten worden te grof of veranderen naar evenwichtsfase; de hardheid/sterkte daalt.

Waarom kan kouddeformatie vóór verouderen precipitatie beïnvloeden?

Dislocaties werken als extra kiemplaatsen, waardoor fijnere en meer verdeelde precipitaten kunnen ontstaan.

Wat laat een binair fasediagram zien?

Welke fasen bij evenwicht aanwezig zijn als functie van temperatuur en samenstelling bij constante druk.

Wat staat op de assen van een binair fasediagram?

Verticale as: temperatuur; horizontale as: samenstelling/percentage legeringselement.

Wat betekent evenwicht in fasediagrammen?

Er is genoeg tijd voor diffusie en fasetransformaties; veranderingen verlopen langzaam.

Waarom klopt een fasediagram niet volledig bij snel afschrikken?

Snel afschrikken geeft geen tijd voor diffusie; niet-evenwichtstoestanden zoals martensiet kunnen ontstaan.

Wat is de liquiduslijn?

Grens boven welke het materiaal volledig vloeibaar is; onder de lijn begint vaste fase te ontstaan.

Wat is de soliduslijn?

Grens onder welke het materiaal volledig vast is; boven de lijn is er nog vloeibare fase aanwezig.

Wat is de solvuslijn?

Grens van oplosbaarheid in vaste toestand; bij passeren kan een tweede vaste fase/precipitaat ontstaan.

Wat is een tweefasegebied?

Een gebied waarin twee fasen tegelijk aanwezig zijn, bijvoorbeeld vloeibaar + vast of ferriet + austeniet.

Wat is een eutectische reactie?

Een vloeistof verandert bij één temperatuur in twee vaste fasen: L → α + β.

Wat is een eutectoïde reactie?

Een vaste fase verandert bij één temperatuur in twee andere vaste fasen: γ → α + Fe3C bij staal.

Wat is een peritectische reactie?

Een vloeibare en een vaste fase reageren samen tot een nieuwe vaste fase: L + α → β.

Waarvoor gebruik je de hefboomregel?

Om fasefracties te berekenen in een tweefasegebied.

Wat is stap 1 bij de hefboomregel?

Teken bij de gegeven temperatuur een horizontale tielijn door het tweefasegebied.

Wat is stap 2 bij de hefboomregel?

Lees de samenstellingen van de fasen af bij de snijpunten met de grenslijnen.

Wat is stap 3 bij de hefboomregel?

Bereken de fractie van een fase met de tegenoverliggende lengte van de tielijn gedeeld door de totale lengte.

Waarom heet de hefboomregel zo?

De fasehoeveelheid is evenredig met de tegenoverliggende arm/lengte, net als bij een hefboom.

Wat is onderkoeling?

Een vloeistof blijft vloeibaar onder de evenwichtsstoltemperatuur omdat kiemvorming nog niet is begonnen.

Wat is kiemvorming?

Het ontstaan van kleine begingebieden van een nieuwe fase, waarna groei kan plaatsvinden.

Waarom beïnvloedt afkoelsnelheid microstructuur?

Snelle afkoeling geeft minder tijd voor diffusie en groei; dit leidt meestal tot fijnere of niet-evenwichtsmicrostructuren.

Wat is het verschil tussen stabiel en metastabiel?

Stabiel is het echte evenwicht; metastabiel is niet het laagste energie-evenwicht, maar kan lang blijven bestaan, zoals Fe3C in staal.

Waarom is het Fe-C diagram zo belangrijk?

Het is de basis om fasen, microstructuren en warmtebehandelingen van staal en gietijzer te begrijpen.

Wat is het metastabiele Fe-Fe3C diagram?

Het ijzer-cementietdiagram waarin koolstof als cementiet/Fe3C voorkomt in plaats van als grafiet.

Welke fasen komen in het Fe-C diagram vaak terug?

Ferriet, austeniet, cementiet, vloeibare fase en combinaties daarvan.

Wat is ferriet?

α-Fe met KRG/BCC rooster, weinig C-oplosbaarheid, relatief zacht en ductiel.

Wat is austeniet?

γ-Fe met KVG/FCC rooster, hogere C-oplosbaarheid, belangrijk als startfase voor harden.

Wat is cementiet?

Fe3C, een harde en brosse ijzercarbide met ongeveer 6,7 gew.% C.

Wat is perliet?

Lamellaire microstructuur van ferriet en cementiet, ontstaan uit austeniet bij eutectoïde omzetting.

Wat is martensiet?

Zeer harde en brosse niet-evenwichtsmicrostructuur door snelle diffusieloze omzetting van austeniet.

Is perliet een fase?

Nee. Perliet is een microstructuur van twee fasen: ferriet en cementiet.

Is martensiet een evenwichtsfase uit het Fe-C diagram?

Nee. Martensiet ontstaat door snelle afschrikking en staat niet als evenwichtsfase in het Fe-C diagram.

Wat is onderperlitisch staal?

Staal met C-gehalte lager dan de eutectoïde samenstelling; microstructuur bij langzame afkoeling: ferriet + perliet.

Wat is eutectoïdisch/perlitisch staal?

Staal rond de eutectoïde samenstelling; microstructuur bij langzame afkoeling: ongeveer 100% perliet.

Wat is bovenperlitisch staal?

Staal met C-gehalte hoger dan de eutectoïde samenstelling maar lager dan gietijzer; microstructuur: perliet + cementiet.

Wat verwacht je bij ongeveer 0,2% C staal na langzame afkoeling?

Veel ferriet met een kleinere hoeveelheid perliet; zacht/taai en goed vervormbaar.

Wat verwacht je bij ongeveer 0,6% C staal na langzame afkoeling?

Ferriet + relatief veel perliet; sterker/harder dan laag C-staal, minder ductiel.

Wat verwacht je bij ongeveer 0,8% C staal na langzame afkoeling?

Voornamelijk 100% perliet.

Wat verwacht je bij C-gehalte boven ongeveer 0,8% en onder 2% na langzame afkoeling?

Perliet plus pro-eutectoïde cementiet.

Waarom kan austeniet meer koolstof oplossen dan ferriet?

Het KVG/FCC rooster van austeniet heeft gunstiger tussenruimtes voor C dan het KRG/BCC rooster van ferriet.

Wat is A1 temperatuur globaal?

De eutectoïde temperatuur rond 727 °C waarbij austeniet kan omzetten in ferriet + cementiet/perliet.