Part-66 Module 6 Deel 1

Part-66 Module 6 Eigenschappen Hoofdstuk 1 + 2

Fysische Eigenschappen

Smeltpunt/traject en stolpunt/traject

Smelten

Smelten is de overgang van vast(s) → vloeibaar(l)

Smeltpunt

Smeltpunt is de temperatuur waarbij materiaal smelt.

Smelttraject

Smelttraject is het smeltproces tussen twee temperaturen.

Stollen

Stollen is het omgekeerde proces van smelten.

Dichtheid(p)

Dichtheid is de massa per m³ (kg/m³)

Waar kan dichtheid(p) voor worden gebruikt?

p kan worden gebruikt om een stof te identificeren.

Warmtegeleiding

Dit is het vermogen om warmte te geleiden.

Welk voorbeeld wordt er in het boek gegeven over warmtegeleiding?

Cu geleidt warmte goed, terwijl keramiek dit een stuk slechter doet.

Stroomgeleiding

Dit is het vermogen om elektrische stroom te geleiden.

Wat zou volgens het boek een goede isolator(isolatiemateriaal) zijn?

Keramiek heeft een stuk hogere weerstand dan koper en zou dus isolatiemateriaal kunnen zijn.

Mechanische Eigenschappen

Sterkte, Hardheid, Taaiheid en Elasticiteitsmodule

Sterkte

Dit is de weerstand tegen stuktrekken. Treksterkte beschrijft deze weerstand.

Wat defineert een sterk en zwak materiaal?

Een sterk materiaal biedt veel weerstand tegen stuktrekken, een zwak materiaal biedt weinig weerstand.

Hardheid

Dit is de weerstand tegen blijvende vervorming.

Wat defineert een hard en zacht materiaal?

Een hard materiaal biedt veel weerstand tegen blijvende vervorming, een zacht materiaal weinig.

Taaiheid

Taaiheid geeft aan in hoeverre een materiaal kan buigen zonder breken.

Wat is het verschil tussen bros en taai materiaal?

Bros breekt bij geringe buiging. Taai materiaal breekt niet of bij grote buiging.

Welk verband bestaat er tussen taaiheid en treksterkte?

Is de treksterkte hoog, dan is de taaiheid klein.

Elasticiteitsmodule

Dit is een maat voor stijfheid. Ofwel de mate van elastische rek.

Hoe wordt de elasticiteitsmodule toegepast?

Een hoge modules betekent dat een materiaal stijf is, een lage(re) betreft een minder stijf tot slap materiaal.

Chemische Eigenschappen

Corrosievastheid, zuurvastheid en hittevastheid.

Wat voor neiging heeft elk metaal via gecompliceerde chemische reacties?

Elk metaal heeft de neiging terug te keren naar zijn oorspronkelijke natuurlijke toestand.

Corrosievastheid

Dit is de weerstand tegen de neiging van elk metaal om terug te keren naar zijn natuurlijke toestand.

Zuurvastheid

Dit is de weerstand tegen inwerking van sterke zuren en andere bijtende stoffen.

Hittevastheid

Dit is de weerstand het materiaal biedt tegen het indringen van zuurstof bij hoge temperaturen.

Technologische Eigenschappen

Koude/Warme vervormbaarheid, verspaanbaarheid, gietbaarheid en lasbaarheid.

Koude vervormbaarheid

Dit is de mate waarin het materiaal vervormbaar is bij kamertemperatuur.

Warme vervormbaarheid

De mate waarin vevormbaar bij verwarming. Doorgaans hoger dan bij koud.

Verspaanbaarheid

De weerstand tegen snijdende bewerking. Goed verspaanbaar = lage weerstand.

Gietbaarheid

De geschiktheid voor gieten, moet dun-vloeibaar worden zonder scheuren.

Lasbaarheid

Voor een materiaal om goed lasbaar te zijn moet de verbinding sterkte behouden.

Wanneer is iets niet-lasbaar?

Als het zich niet laat hechten.

Wat geeft het 1e cijfer van het SAE-systeem aan?

Dit geeft het basislegeringselement aan.

Wat geeft het 2e cijfer van het SAE-systeem aan?

Dit geeft het percentage basislegeringselement aan.

Wat geven het 3e en 4e cijfer van het SAE-systeem aan?

Percentage Koolstof

1XXX

Koolstofstaal

2XXX

Nikkelstaal

3XXX

Chroom-Nikkel-staal

41XX

Chroom-molybdeenstaal

6XXX

Chroom-vanadiumstaal

Wat geven de SAE-codes 1010-1030 aan en waar worden ze voor gebruikt?

Deze codes geven een laag koolstof percentage van 0,10-0,30% aan en worden gebruikt voor staal dat geen grote sterkte vereist.

Wat geven de SAE-codes 1030-1050 aan en waar worden ze voor gebruikt?

Deze codes geven een gemiddeld koolstof percentage van 0,30-0,50% aan en worden gebruikt voor staal dat voor machinaal bewerkte/gesmede delen.

Wat geven de SAE-codes 1050-1150 aan en waar worden ze voor gebruikt?

Deze codes geven een hoog koolstof percentage van 0,50-1,50% aan en worden gebruikt voor staal dat voor grote hardheid moet zorgen, zoals bij veren.

Wat geven de SAE-codes 2300-2375 aan en waar worden ze voor gebruikt?

Deze codes geven een nikkel percentage van 3,00-3,75% aan en worden gebruikt voor staal dat voor grote hardheid, treksterkte en elasticiteit zonder noemenswaardige afname van vervormbaarheid.

Waar wordt 2330 voornamelijk voor gebruikt?

2330 wordt voornamelijk gebruikt voor vliegtuigbouten, kabelterminals en pennen.

Wat zijn de functies van SAE 3130 en 3250?

Chroom geeft hardheid aan het staal en nikkel geeft taaiheid. Gebruikt voor onderdelen waar grote sterkte, vervormbaarheid, taaiheid en een weerstand tegen stotende belasting nodig is.

Wat is de meest populaire variant van 41XX in vliegtuigen?

SAE 4130

Wat is de functie van SAE 41XX?

Het combineert taaiheid, grote sterkte met lasbaarheid en verspaanbaarheid. Vooral gebruikt in motorcilinders en andere hoogbelaste onderdelen.

Waar wordt SAE 6XXX vooral gebruikt?

Veel in gereedschap waar grote taaiheid en sterkte vereist is.

Wat is het verschil tussen corrosievast(CV) staal 200- en 300-serie.

300-serie bevat 18% Cr en 8% Ni en 200-serie bevat een beetje Mg.

Hoe komen CV-staal 200- en 300-serie overeen?

Beide legeringen worden niet door een magneet aangetrokken en kunnen niet worden gehard d.m.v. een warmtebehandeling.

Waar wordt de 300 serie voornamelijk gebruikt volgens het boek?

Vooral in vliegtuigbrandbeveiligingswanden van minstens 0,015 inch dik.

Wat en waar wordt de CV-staal 400 serie voor gebruikt?

Wordt vooral gebruikt in scheermessen, messen en is wel magnetisch en hardbaar d.m.v. warmtebehandeling.

Hoe worden de eigenschappen van ongelegeerd staal bepaald?

Deze worden bepaald door het koolstofgehalte.

Waar komt C in staal voornamelijk in voor?

In chemisch gebonden vorm van ijzer-carbide of cementiet.

Wat is Fe₃C?

Cementiet

Wat is staal?

Staal bestaat uit een mengsel van ijzer en cementiet. Cementiet is zeer hard en slijtvast en ijzer is zacht en taai.

Wat is cementiet?

Dit is een verbinding tussen Fe en C.

Wat zijn carbiden?

Een beperkt aantal vormt een zogenaamde carbiden, welke naam gereserveerd is voor verbindingen van C met metalen zoals Cr-carbiden, V-carbiden etc.

De vijf groepen ongelegeerd staal zijn…

Constructiestaal (0,0-0,3%), machinestaal (0,3-0,6%), staal voor slag en stootgereedschap (0,6-0,9%), staal voor snijmateriaal (0,9-1,2%), staal voor meetgereedschap (1,2-1,5%)

Op grond van mechanische eigenschappen, wat betekent Fe 360?

Minimale trekstrerkte van 360 N/mm²

Op grond van koolstofgehalte, wat betekent C 20

Het koolstofgehalte bedraagt 0,2%

Wat betreft laaggelegeerd staal?

<5% legeringselement (Cr, Ni, Mo) (verbetert doorharding)

Wat betreft hooggelegeerd staal?

= of >5% van één legeringselement (om één of meer eigenschappen te veranderen)

Wanneer spreekt van HSLA?

Als de treksterkte >1400 N/mm² bedraagt en de maximale treksterkte die men heeft bereikt, bedraagt thans circa 2150 N/mm².

Wat doet Cr voornamelijk in laaggelegeerd staal?

Verbetert de corrosievastheid

Wat doet Ni voornamelijk in laaggelegeerd staal?

Verbetert de taaiheid en hittebestendigheid

Wat doet Mo voornamelijk in laaggelegeerd staal?

Verbetert het ontlaten

In de aanduiding is C% altijd vermenigvuldigd met 100.

Waar

De % van Cr, Ni, Mn, W, Co, Si zijn in de aanduiding vermenigvuldigd met…

Vier

De % van andere elementen zijn vermenigvuldigd met…

Tien

12 Cr Mo 8 10 bevat….

C 0,12%,
Cr 2% en
Mo 1%

20 Cr Ni 16 bevat…

C 0,20% en
Cr 4%

SAE 4100 Cr-Mo-stalen bestaan uit…

0,95% Cr en 0,2% Mo

SAE 4300 Ni-Cr-Mo-stalen bestaan uit..

1,8% Ni, 0,8% Cr en 0,25% Mo

Conditieaanduiding A:

Zacht gegloeide plaat

Conditieaanduiding C:

Zachtgegloeide staf

Conditieaanduiding D:

Normaal gegloeide staf

Conditieaanduiding E:

Normaal gegloeide en ontlaten staf

Conditieaanduiding F:

Gehard en ontlaten staf (treksterkte 850-1000 N/mm²)

Conditieaanduiding N:

Normaal gegloeide plaat en buis

4340 Modified is..

Zeer zuiver staal voor extreme sterkte

Wat zijn de factoren van een warmtebehandeling?

Het nauwkeurig aanhouden van de voorgeschreven temperaturen/gloeitijden, de juiste snelheid van verhitten en afkoelen, het gebruik van het juiste afkoelmiddel, het op de juiste wijze in de oven plaatsen, het in de juiste stand snel afkoelen(afschrikken).

Wat zijn de variabelen bij warmtebehandelingen?

De materiaalsamenstelling; de verhittingstemperatuur; de tijdsduur van verhitting en de afkoelsnelheid

Harden

Verhitten tot austenitische structuur (>723*C/910*C) dan afschrikken. C-atomen raken gevangen in het rooster → spanning. Het resultaat is martensiet, hard en sterk maar bros.

Ontlaten

Noodzakelijk na harden: Verhitten 180*C-200*C → langzaam afkoelen. Krimp- en structuurspanning en brosheid wegnemen/verminderen.

Veredelen

Combinatie van harden en ontlaten (300*C-650*C) om hoge taaiheid te combineren met sterkte wat de elasticiteits- en vloeigrens verhoogd.

Zachtgloeien

Verhitten (680*C-720*C) en langzaam afkoelen. Zet cementietranden/lamellen om in bolvormigcementiet (globulair). Zacht maken voor verspanen.

Normaal Gloeien

Verhitten tot austenitisch, afkoelen in de lucht. Kristalverfijning en structuur gelijk maken, vaak op gietstaal of na smeden.

Spanningsarm gloeien

Verhitten tot 600*C om spanning door lassen of bewerking te ontnemen zonder structuurverandering, voorkomt kromtrekken.

Oppervlakteharden methoden:

Inductieharden: Elektrische spoel + afschrikken
Carboneren: C toevoegen aan oppervlak (voor staal <0,3%)(850*C)
Nitreren: Toevoegen N (zeer hard, geen nabehandeling nodig)

Schades Ferro:

Corrosie, slijtage, en vermoeiingsscheuren

Ferro NDO

Magnetisch deeltjesonderzoek, zaklamp, spiegel, boroscoop

Reparatie Ferro

Wegschuren (binnen limiet)
Nabehandeling: Shot Peening (oppervlakte harden) en corrosiebescherming (cadmeren/verven).
Lassen (indien toegestaan)

Ferriet

Zuiver Fe, zacht en taai

Cementiet

C chemisch gebonden aan Fe, zeer hard en slijtvast.

Perliet

Fijne lamellen Fe en Fe₃C om en om aan elkaar, sterk.

C-gehalte <0,8%

Minder C = meer Fe = minder perliet

C-gehalte 0,8%

Geheel perliet