MTT3 metalen set 2 | Quizlet

Wat is A3 globaal?

De grens tussen ferriet+austeniet en volledig austeniet bij onder-eutectoïdisch staal.

Wat is Acm globaal?

De grens tussen austeniet en austeniet+cementiet bij boven-eutectoïdisch staal.

Wat gebeurt er als C-gehalte in staal toeneemt?

Sterkte, hardheid en slijtvastheid nemen meestal toe; ductiliteit, taaiheid en lasbaarheid nemen meestal af.

Waarom verhoogt meer C de sterkte/hardheid?

Meer C geeft meer cementiet/perliet of martensiet; deze structuren hinderen vervorming/dislocatiebeweging.

Waarom verlaagt meer C de ductiliteit?

Meer harde en brosse bestanddelen zoals cementiet en martensiet maken plastische vervorming moeilijker.

Wat is de minimale C-fractie voor goed hardbare staalsoorten volgens de samenvatting?

Hardbare staalsoorten bevatten meestal minstens ongeveer 0,3% C.

Waarom is zuiver ijzer geen goed constructiemateriaal?

Het is te zacht en zwak; koolstof en warmtebehandeling verhogen sterkte en hardheid.

Waarom warmtebehandelen we staal?

Om microstructuur en daarmee mechanische eigenschappen zoals hardheid, taaiheid, sterkte en vervormbaarheid te sturen.

Wat is herstelgloeien/spanningsarm gloeien?

Verwarmen onder de rekristallisatietemperatuur om interne spanningen te verminderen, meestal zonder grote microstructuurverandering.

Wanneer gebruik je herstelgloeien?

Na lassen of koudvervorming om spanningen te verminderen en maatstabiliteit te verbeteren.

Wat is rekristalliserend gloeien?

Verwarmen zodat vervormde korrels vervangen worden door nieuwe, minder vervormde korrels; sterkte daalt en ductiliteit stijgt.

Wat is normaalgloeien?

Verwarmen tot boven A3 of A1/Acm afhankelijk van staal, daarna afkoelen in rustige lucht voor een normale/fijnere microstructuur.

Wat is zachtgloeien?

Gloeien net onder A1 met langzame afkoeling zodat cementiet bolvormiger wordt en hardheid minimaal wordt.

Wat is austenitiseren?

Verwarmen tot het austenietgebied zodat de staalstructuur austeniet wordt en koolstof in oplossing kan gaan.

Wat is afschrikharden van staal?

Austenitiseren gevolgd door snelle afkoeling zodat martensiet ontstaat.

Wat is stap 1 bij harden van staal?

Verhitten tot in het austenietgebied: austeniet vormen en koolstof oplossen.

Wat is stap 2 bij harden van staal?

Snel afschrikken in bijvoorbeeld water, olie of lucht afhankelijk van staal en gewenste koelsnelheid.

Wat is stap 3 bij harden van staal?

Austeniet klapt diffusieloos om naar martensiet; koolstof blijft opgesloten in het vervormde rooster.

Waarom is martensiet hard?

Door oververzadiging met C is het rooster sterk vervormd; dislocatiebeweging wordt zeer moeilijk.

Waarom is martensiet bros?

Het heeft hoge interne spanningen en weinig mogelijkheid tot plastische vervorming.

Wat betekent diffusieloos omklappen?

De kristalstructuur verandert snel zonder dat C-atomen over grote afstand diffunderen.

Wat is BCT/tetragonaal ruimtelijk gecentreerd rooster bij martensiet?

Een vervormde KRG-achtige structuur waarin C opgesloten zit; dit geeft hoge hardheid.

Wat is Ms?

Martensiet-starttemperatuur: temperatuur waarbij martensietvorming begint bij afkoelen.

Wat is Mf?

Martensiet-finishtemperatuur: temperatuur waarbij martensietvorming grotendeels eindigt.

Waarom moet gehard staal vaak worden ontlaten?

Gehard martensitisch staal is te bros en heeft hoge interne spanningen; ontlaten maakt het taaier en bruikbaarder.

Wat is ontlaten?

Verwarmen van gehard staal meestal tussen ongeveer 150 en 700 °C gedurende een bepaalde tijd.

Wat gebeurt er microstructureel bij ontlaten?

Interne spanningen nemen af en koolstof/carbiden scheiden uit uit martensiet; restausteniet kan omzetten.

Wat is laag ontlaten?

Ontlaten bij relatief lage temperatuur; hardheid blijft hoog, maar brosheid en interne spanningen dalen.

Wat is hoog ontlaten?

Ontlaten bij hogere temperatuur; carbiden worden fijner/meer verdeeld, taaiheid stijgt sterker en hardheid daalt meer.

Wat is veredelen van staal?

Harden gevolgd door hoog ontlaten, vaak rond 550-600 °C, voor hoge sterkte gecombineerd met taaiheid.

Wat gebeurt er met hardheid als ontlaattemperatuur stijgt?

De hardheid neemt meestal af naarmate de ontlaattemperatuur stijgt, terwijl taaiheid toeneemt.

Hoe schets je hardheid versus ontlaattemperatuur?

Y-as hardheid, x-as ontlaattemperatuur; dalende curves. Hoger C-gehalte begint meestal harder en blijft hoger dan lager C.

Wat is een goede examenzin voor ontlaten?

Ontlaten vermindert de brosheid van martensiet doordat interne spanningen afnemen en fijne carbiden uitscheiden.

Wat betekent TTT?

Tijd-Temperatuur-Transformatie.

Waarvoor gebruik je een TTT-diagram?

Om te voorspellen welke microstructuur uit austeniet ontstaat bij vasthouden op een bepaalde temperatuur.

Wat is het verschil tussen Fe-C diagram en TTT-diagram?

Fe-C toont evenwicht bij temperatuur/samenstelling; TTT toont snelheid en tijdsverloop van transformaties.

Waar begin je bij het lezen van een TTT-diagram?

Bij volledig austeniet; daarna volg je het temperatuur-tijdpad of de koellijn.

Wat gebeurt er bij langzame afkoeling door de perlietzone?

Austeniet verandert in perliet, vaak grover bij hogere omzettingstemperatuur.

Wat gebeurt er bij lagere omzettingstemperatuur boven Ms?

Er kan bainiet ontstaan, afhankelijk van tijd en temperatuur.

Wanneer ontstaat martensiet in een TTT/CCT-diagram?

Als de koellijn de diffusiegedreven transformaties ontwijkt en onder Ms komt.

Wat betekent de 'neus' van een TTT-diagram?

Het punt waar transformatie het snelst begint; om martensiet te krijgen moet de koellijn deze neus ontwijken.

Wat is CCT?

Continuous Cooling Transformation: transformatie bij continu afkoelen in plaats van isotherm vasthouden.

Wat is restausteniet?

Austeniet dat na afschrikken niet is omgezet, bijvoorbeeld omdat afkoeling niet tot onder Mf ging.

Hoe beïnvloedt koolstof Ms en Mf?

Meer C beïnvloedt/verlaagt meestal de martensietstart- en eindtemperatuur.

Wat moet je bij een TTT/CCT-tentamenvraag altijd benoemen?

Startfase austeniet, gevolgde koellijn, kruisingen met transformatiegebieden, eindmicrostructuur en eigenschapseffect.

Wat is de dichtheid van aluminium ongeveer?

Ongeveer 2700 kg/m³.

Wat is een groot voordeel van aluminium?

Lage dichtheid; gunstig voor lichte constructies.

Wat is een belangrijk nadeel van aluminium ten opzichte van staal?

De absolute E-modulus is ongeveer een derde van staal; aluminium is dus minder stijf.

Waarom kan aluminium toch constructief interessant zijn?

Door lage dichtheid kan de specifieke sterkte/stijfheid per massa gunstig zijn.

Waarom wordt puur aluminium gelegeerd?

Puur aluminium heeft vaak onvoldoende mechanische eigenschappen voor technische toepassingen.

Noem vijf belangrijke legeringselementen voor aluminium.

Cu, Mg, Si, Zn en Mn.

Wat is een kneedlegering?

Een legering die bedoeld is voor vervormingsprocessen zoals walsen, extruderen of smeden.

Wat is een gietlegering?

Een legering die bedoeld is om in vorm te gieten; vloeibaarheid en stolgedrag zijn belangrijk.

Wat is anodiseren?

Elektrochemisch aanbrengen/vergroten van een poreuze oxidelaag op aluminium voor bescherming of uiterlijk.

Wat is hardanodiseren?

Een dikkere/hardere anodiseerlaag maken; let op mogelijke dimensiewijziging.

Wat is cladden bij aluminium?

Een laag zuiverder aluminium op een legering aanbrengen voor betere corrosiebescherming.

Wat is dominant verstevigingsmechanisme in Al-Mg?

Oplosharding: Mg lost op in de Al-matrix en verstoort het rooster.

Wat is een nadeel bij te veel Mg in Al-Mg?

Bij > ongeveer 5% Mg kan Al3Mg2 ontstaan, wat plastische vervormbaarheid en corrosiegedrag kan verslechteren.

Wat is dominant mechanisme in Al-Mn?

Vooral oplosharding; precipitatieharding is technisch minder belangrijk.

Wat is dominant mechanisme in Al-Cu?

Precipitatieharding.

Wat zijn de stappen van precipitatieharding in Al-Cu?

Oplosgloeien → afschrikken → verouderen; eventueel kouddeformatie voor extra kiemplaatsen.

Wat gebeurt er bij oplosgloeien van Al-Cu?

Cu wordt bij hoge temperatuur zoveel mogelijk opgelost in de aluminium-matrix.

Wat gebeurt er bij afschrikken van Al-Cu?

Een oververzadigde vaste oplossing wordt vastgehouden doordat Cu niet direct kan uitscheiden.

Wat gebeurt er bij verouderen van Al-Cu?

Fijne Cu-rijke precipitaten/GP-zones ontstaan en blokkeren dislocaties.

Wat zijn GP-zones?

Guinier-Preston zones: zeer fijne coherente Cu-rijke zones in het Al-rooster, goede blokkering van dislocaties.

Wat is θ (theta) in Al-Cu?

De evenwichtsfase Al2Cu; grovere/incoherente precipitaten kunnen bij oververouderen hardheid verlagen.

Waarom geven niet-evenwichtsprecipitaten vaak maximale hardheid?

Ze zijn fijn verdeeld en hebben veel coherentie/mispassing, waardoor ze dislocaties effectief hinderen.

Wat betekent T4 bij aluminium?

Oplosgloeien + afschrikken + natuurlijk verouderen bij kamertemperatuur.

Wat betekent T6 bij aluminium?

Oplosgloeien + afschrikken + kunstmatig verouderen bij verhoogde temperatuur.

Wat betekent T8 bij aluminium?

Oplosgloeien + afschrikken + koudvervormen + kunstmatig verouderen.

Wat is Al-Si vooral voor legeringstype?

Vooral een gietlegering; Si verbetert gietbaarheid en kan slink verminderen.

Wat doet Na-veredelen bij Al-Si?

Het verfijnt de eutectische microstructuur; zonder veredeling kan de microstructuur grof en bros zijn.

Wat is Al-Si-Mg in hoofdlijnen?

Een aluminiumlegering waarbij precipitatieharding mogelijk is, vaak belangrijk in technische toepassingen.

Wat is een tentamenvalkuil bij Al-Cu?

Niet zeggen dat Al-Cu 'martensiet' vormt zoals staal; aluminium wordt versterkt door precipitatie/veroudering.

Wat is een sterk examenantwoord voor Al-Cu?

Dominant mechanisme is precipitatieharding: oplosgloeien om Cu op te lossen, afschrikken voor oververzadigde oplossing, verouderen voor fijne precipitaten die dislocaties blokkeren.

Wat is messing?

Een koper-zink legering (Cu-Zn).

Wat is brons?

Een koper-tin legering (Cu-Sn).

Wat is een belangrijke eigenschap van koper?

Goede elektrische en thermische geleidbaarheid, hoge dichtheid en geen taai-brosovergang.

Wat is waterstofziekte bij koper?

Bij zuurstofhoudend Cu kan H diffunderen en met Cu2O reageren tot waterdamp op korrelgrenzen, waardoor scheuren/brosheid ontstaan.

Waarom verlaagt P in koper de geleidbaarheid?

P werkt als deoxidatiemiddel maar verstoort de zuiverheid/elektronentransport, waardoor geleidbaarheid afneemt.

Wat gebeurt er bij messing tot ongeveer 38% Zn?

α-koper/KVG domineert en de legering is goed koudvervormbaar.

Waarom is Sn in brons effectief voor oplosharding?

Sn geeft sterke roosterverstoring; minder Sn nodig dan Zn voor vergelijkbare versterking.

Wat is belangrijk aan magnesiumlegeringen?

Zeer lage dichtheid, goed gietbaar, maar lastig koud te vervormen door HCP/HDP-structuur.

Waarom is Mg lastig koud te vervormen?

HCP/HDP heeft relatief weinig actieve glijsystemen bij kamertemperatuur.

Wat is belangrijk aan titaniumlegeringen?

Goede specifieke sterkte en corrosiebestendigheid; Ti6Al4V is een bekende technische legering.

Wat is belangrijk aan nikkellegeringen?

Nikkel is belangrijk voor hoge temperatuursterkte, corrosievastheid en superlegeringen.

Wat is het verschil tussen lichte en zware non-ferro metalen?

Vaak wordt een grens rond ρ ≈ 4500 kg/m³ gebruikt: Al/Mg licht, Cu/Ni zwaarder.

Wat is de samenstelling van gietijzer in hoofdlijnen?

Fe-C met ongeveer 2,0-4,5% C en vaak 0,5-3,5% Si.

Waarom zit er in gietijzer meer niet-oplosbare koolstof dan in staal?

Het C-gehalte is hoger dan wat ferriet/austeniet kunnen oplossen; overschot verschijnt als cementiet of grafiet.

Welke vormen kan niet-oplosbare koolstof in gietijzer aannemen?

Cementiet/Fe3C of grafiet in lamellen, nesten of nodulen.

Wat bevordert grafietvorming in gietijzer?

Meer C, meer Si en lage afkoelsnelheid.

Wat bevordert cementietvorming in gietijzer?

Minder C, minder Si en hoge afkoelsnelheid.

Wat is wit gietijzer?

Gietijzer waarin C vooral als cementiet/Fe3C aanwezig is; hard en bros met wit breukvlak.

Wat is grijs gietijzer?

Gietijzer waarin C als grafiet aanwezig is; breukvlak ziet grijs door grafiet.

Wat is lamellair gietijzer?

Grijs gietijzer met grafiet in lamellen/vlokken; goede demping maar lagere treksterkte door spanningsconcentraties.

Wat is nodulair gietijzer?

Gietijzer met bolvormige grafietnodulen, meestal door toevoeging van een beetje Mg voor het gieten.

Waarom is nodulair gietijzer taaier dan lamellair gietijzer?

Nodulen zijn minder scherpe spanningsconcentraties dan grafietlamellen.

Wat is de matrix in gietijzer?

De ijzerbasis rondom grafiet/cementiet, bijvoorbeeld ferriet, perliet of austeniet.

Waarvan hangen eigenschappen van gietijzer vooral af?

Van de matrix en de verschijningsvorm van de niet-oplosbare koolstof.

Waarom slinkt wit gietijzer bij stollen meer dan grijs gietijzer?

Fe3C heeft hoge dichtheid vergelijkbaar met Fe; grafiet heeft lage dichtheid en kan volumetoename compenseren.