MATERIALLÄRA
Egenskaper
Hårda
Mjuka
Korrosionsbeständiga
Rostar lätt
Värmetåliga
Lättantändliga
Tekniska utvecklingen är beroende av
    utvecklingen av nya material
Materialval har stor betydelse

• Olika egenskaper i samma detalj
• Konstruktör måste ha god materialkännedom
• För att förstå börja på atomnära planet
Störningar i kristallbyggnaden

               •   Mekaniska spänningar

               •   Tekniskt intressanta egenskaper


               •   Atomerna förflyttas i metallen

               •   Skapa hinder

               •   Främmande atomer förs in
STÅL
•   Högst 2% kol – stål
•   2-5% kol – gjutjärn
•   Olegerat stål
•   Legerat stål
STÅL
•   Ferrit < 0,02 % kol
•   Austenit < 2 % kol
•   Cementit < 6,7 % kol
•   Perlit 0,8 % kol
Ståltyper
Namn                         Kolhalt      Användning/Anmärkning
Allmänna konstruktionsstål   < 0,2 %      Broar, hus- det vanligaste och
                                          billigaste stålet.
Seghärdningsstål             0,25-0,45%   Kan svetsas, avsett för
                                          maskinbearbetning
Sätthärdningsstål            0,10-0,20%   Kolhalten höjs vid härdning, axlar
                                          som belastas, kugghjul.
Automatstål                  Ca 0,14%     Svavel och även bly som
                                          legeringsämnen. Avsett för skärande
                                          bearbetning, skruvar och muttrar.
Fjäderstål                   0,5-1,0%     Ofta legerat med kisel och mangan.

Tryckkärlsstål               < 0,25 %     God svetsbarhet, används till
                                          ångpannor och tryckbehållare.
Verktygsstål                 0,6-2,5%     Borrar, svarvstål, filar, stämjärn mm

Rostfria stål                < 0,2%       Behållare inom kemisk industri

Gjutjärn                     3-4%         Maskingods, pumpar, ventiler. Goda
                                          gjutegenskaper. Hög hållfasthet och
                                          seghet.
Värmebehandling av stål
•   Omvandling sker
•   Härdning
•   Normalisering
•   Mjukglödgning
•   Rekristallisationsglödgning
•   Avspänningsglödgning
Härdning
• Stålet värms upp
 750-950 grader


• Avkyls snabbt
 vatten eller olja


• Anlöpning
 650 grader, därefter avsvalning
 i luft
Olika typer av härdning
• Seghärdning -       stålet genomgår en normal härdning men den
                      efterföljande anlöpningen sker vid hög
                      temperatur. Stålet blir segt och hårt.

• Sätthärdning - höja ytans hårdhet
• Nitrerhärdning- höja ytans hårdhet genom att kväve
                        tillförs till stålytan
Normalisering • Glödgning

• Segheten ökas   • Rekristallations
                    glödgning
                  • Avspännings
                    glödgning
Järn- och stålframställning
Stålframställning
Gjutning
• Gjuts i strängar
  efter att ha svalnat
  i en vattenkyld
  kokill
Aluminium

•   Låg densitet
•   Hög hållfasthet
•   Korrosionshärdig
•   God ledningsförmåga
•   Lättbearbetat
•   Lätt att återvinna
Koppar & kopparlegeringar
•   God formbarhet
•   God ledningsförmåga
•   Korrosionsbeständig
•   Mässing
•   Brons
Titan
• Korrosionsbeständig
• God hållfasthet
• Inom sjukvården
Hårdmetall
Hårdhet
Slitstyrka
Tryckhållfasthet
Härdighet mot
korrosion

Låg seghet
Plaster
•   Polymerer                           Plaster
•   Vulkanisering       Termoplaster            Härdplaster

•   Termoplaster        Etenplast (PE)
                        Propenplast (PP)
                                                Epoxiplast (EP)
                                                Fenolplast (PF)

•   Härdplaster
                        Vinylkloridplast(PVC)   Melaminplast (MF)
                        Styrenplast (PS)        Uretanplast (PUR)
                        Akrylplast (PMMA)       Esterplaster
                        Karbonatplast (PC)      Silikoner (SI)
                        Amidplast (PA)          Imidplast (PA)
                        Termoplastisk
                        polyester (PET)
                        Acetalplast (POM
Gummi
                            Namn         Egenskaper

    Naturgummi              Styren-
                            gummi
                                         Väder- och värmebeständigt, sämre
                                         köldbeständighet och hållfasthet än
                                         naturgummi. Högre dämpning. Används
                                         till bildäck.
                            Butyl-       Väder- och ozonbeständigt. Låg
• God förmåga att motstå    gummi        gasgenomtränglighet. Beständigt mot

  nötning                                värme och kemikalier. Dålig resistans
                                         mot oljor och bensin. Används i

• Hög elasticitet           Nitril-
                                         cykelslangar.
                                         Olje- och kemikaliebeständigt
                            gummi
• Dålig väderbeständighet   Kloropren-   Väder- och ozonbeständigt, resistent
                                         mot oljor, kemikalier, mekaniska
• Dålig oljebeständighet    gummi
                                         påkänningar och värme. God
                                         flambeständighet och låg
                                         genomtränglighet. Dyr
                            Etenpropen   God värmebeständighet, mycket
                            gummi        ozonresistent. Används som
                                         tätningslister, slangar och packningar.
                            Uretan-      Hög slitstyrka och draghållfasthet.
                            gummi        God olje-, väder och ozonbeständighet.
                                         Känslig för syror och alkalier, kyla och
                                         temp. Över 80°C
Keramer
• Konstruktionskeramer
• Hårda, slitstarka och
  spröda
• Korrosions- och
  temperaturtåliga
• God
  värmeisoleringsförmåga
Kompositer
•   Grundmassa (matris)
•   Armering
•   Låg vikt
•   Bra hållfasthet
•   Tål ej höga
    temperaturer

Materiallära

  • 1.
  • 2.
  • 3.
    Tekniska utvecklingen ärberoende av utvecklingen av nya material
  • 4.
    Materialval har storbetydelse • Olika egenskaper i samma detalj • Konstruktör måste ha god materialkännedom • För att förstå börja på atomnära planet
  • 5.
    Störningar i kristallbyggnaden • Mekaniska spänningar • Tekniskt intressanta egenskaper • Atomerna förflyttas i metallen • Skapa hinder • Främmande atomer förs in
  • 6.
    STÅL • Högst 2% kol – stål • 2-5% kol – gjutjärn • Olegerat stål • Legerat stål
  • 7.
    STÅL • Ferrit < 0,02 % kol • Austenit < 2 % kol • Cementit < 6,7 % kol • Perlit 0,8 % kol
  • 8.
    Ståltyper Namn Kolhalt Användning/Anmärkning Allmänna konstruktionsstål < 0,2 % Broar, hus- det vanligaste och billigaste stålet. Seghärdningsstål 0,25-0,45% Kan svetsas, avsett för maskinbearbetning Sätthärdningsstål 0,10-0,20% Kolhalten höjs vid härdning, axlar som belastas, kugghjul. Automatstål Ca 0,14% Svavel och även bly som legeringsämnen. Avsett för skärande bearbetning, skruvar och muttrar. Fjäderstål 0,5-1,0% Ofta legerat med kisel och mangan. Tryckkärlsstål < 0,25 % God svetsbarhet, används till ångpannor och tryckbehållare. Verktygsstål 0,6-2,5% Borrar, svarvstål, filar, stämjärn mm Rostfria stål < 0,2% Behållare inom kemisk industri Gjutjärn 3-4% Maskingods, pumpar, ventiler. Goda gjutegenskaper. Hög hållfasthet och seghet.
  • 9.
    Värmebehandling av stål • Omvandling sker • Härdning • Normalisering • Mjukglödgning • Rekristallisationsglödgning • Avspänningsglödgning
  • 10.
    Härdning • Stålet värmsupp 750-950 grader • Avkyls snabbt vatten eller olja • Anlöpning 650 grader, därefter avsvalning i luft
  • 11.
    Olika typer avhärdning • Seghärdning - stålet genomgår en normal härdning men den efterföljande anlöpningen sker vid hög temperatur. Stålet blir segt och hårt. • Sätthärdning - höja ytans hårdhet • Nitrerhärdning- höja ytans hårdhet genom att kväve tillförs till stålytan
  • 12.
    Normalisering • Glödgning •Segheten ökas • Rekristallations glödgning • Avspännings glödgning
  • 13.
  • 14.
  • 15.
    Gjutning • Gjuts isträngar efter att ha svalnat i en vattenkyld kokill
  • 16.
    Aluminium • Låg densitet • Hög hållfasthet • Korrosionshärdig • God ledningsförmåga • Lättbearbetat • Lätt att återvinna
  • 17.
    Koppar & kopparlegeringar • God formbarhet • God ledningsförmåga • Korrosionsbeständig • Mässing • Brons
  • 18.
    Titan • Korrosionsbeständig • Godhållfasthet • Inom sjukvården
  • 19.
  • 20.
    Plaster • Polymerer Plaster • Vulkanisering Termoplaster Härdplaster • Termoplaster Etenplast (PE) Propenplast (PP) Epoxiplast (EP) Fenolplast (PF) • Härdplaster Vinylkloridplast(PVC) Melaminplast (MF) Styrenplast (PS) Uretanplast (PUR) Akrylplast (PMMA) Esterplaster Karbonatplast (PC) Silikoner (SI) Amidplast (PA) Imidplast (PA) Termoplastisk polyester (PET) Acetalplast (POM
  • 21.
    Gummi Namn Egenskaper Naturgummi Styren- gummi Väder- och värmebeständigt, sämre köldbeständighet och hållfasthet än naturgummi. Högre dämpning. Används till bildäck. Butyl- Väder- och ozonbeständigt. Låg • God förmåga att motstå gummi gasgenomtränglighet. Beständigt mot nötning värme och kemikalier. Dålig resistans mot oljor och bensin. Används i • Hög elasticitet Nitril- cykelslangar. Olje- och kemikaliebeständigt gummi • Dålig väderbeständighet Kloropren- Väder- och ozonbeständigt, resistent mot oljor, kemikalier, mekaniska • Dålig oljebeständighet gummi påkänningar och värme. God flambeständighet och låg genomtränglighet. Dyr Etenpropen God värmebeständighet, mycket gummi ozonresistent. Används som tätningslister, slangar och packningar. Uretan- Hög slitstyrka och draghållfasthet. gummi God olje-, väder och ozonbeständighet. Känslig för syror och alkalier, kyla och temp. Över 80°C
  • 22.
    Keramer • Konstruktionskeramer • Hårda,slitstarka och spröda • Korrosions- och temperaturtåliga • God värmeisoleringsförmåga
  • 23.
    Kompositer • Grundmassa (matris) • Armering • Låg vikt • Bra hållfasthet • Tål ej höga temperaturer

Editor's Notes

  • #3 Vilka egenskaper har olika material? Varje material har sin specifika egenskap som nyttjar i konstruktionen
  • #4 Stål-industriella samhället Aluminium-flygplan, olika konstruktioner Diamant-hårdaste materialet, borrkronor Aerogel-lätt som luft men starkt
  • #5 1.Slitstarkt, hårt, segt, elastiskt, 1.Ledningsförmåga, motstå korrosion 2.Oerhört viktigt med god materialkännedom för konstruktör 3.Börja i ämnenas innersta struktur-atomnära planet
  • #6 Ö+1.Rena grundämnen har liten praktisk användning. Ö+1.Det man gör är att skapa störningar i kristallgittret 2.Störningarna ger mekaniska spänningar = förändrar materialets egenskaper 3. Ofta naturliga defekter=atomerna förflyttas i metallen 4. Hinder för rörelserna kan materialens hårdhet påverkas 5. Främmande atomer förs in i ämnet
  • #7 Ö.Rent järn=mjuk metall Ö.uppblandad med kol Ö.kolhalten avgörande för järnets egenskaper 1.Stål 2.Gjutjärn 3.Två huvudgrupper. Olegerat består till mestadels av järn och kol 4. Legerat stål järn och kol + ytterligare legeringsämnen 4. Legeringsämen mangan, kisel, krom, nickel, vanadin och molybden.
  • #8 Ferrit=alfajärn, mycket mjukt Austenit=gammajärn Cementit=järnkarbid, mycket hårt Perlit=används som isoleringsmaterial, porösare jord, ser ut som söndersmulad frigolit, relativt hård, blandning av ferrit och cementit