De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

D9: Materiaalstructuren A. Brok met medewerking van F. Konst & J. Kamphuis Versie April 2011 www.broksite.tk.

Verwante presentaties


Presentatie over: "D9: Materiaalstructuren A. Brok met medewerking van F. Konst & J. Kamphuis Versie April 2011 www.broksite.tk."— Transcript van de presentatie:

1 D9: Materiaalstructuren A. Brok met medewerking van F. Konst & J. Kamphuis Versie April 2011

2 D9000 Menu Materiaalstructuren Inleiding IJs -Water - Stoom Diagram Cd - Bi Diagram Cu - Ni Diagram Pb - Sn Diagram Fe - Fe 3 C Samenvatting

3 D9010 Inleiding 1 Materiaalstructuur OngelegeerdGelegeerd Mechanische eigenschappen Fysische eigenschappen Chemische eigenschappen

4 D9011 Inleiding Opbouw metalen Atomen Grondcel Kristal Kristalstructuur

5 D9510 Diagram Fe - Fe3C 1 KRG (Ferriet) KVG (Austeniet) HEX (Titanium) Grondcellen (9 Fe-atomen Kubisch Ruimtelijk Gecentreerd) (14 Fe-atomen Kubisch Vlakken Gecentreerd) (14 Ti-atomen Hexagonaal)

6 D9020 Inleiding 2 Ongelegeerde metalen worden in de werktuigbouwkunde zelden toegepast. (uitzondering staal) Ze zijn te zwak en te zacht. Legeren Door toevoegen van bepaalde legeringselementen kunnen eigenschappen worden verbeterd Bijv.treksterkte, rekgrens, corrosiebestendigheid, smelttemperatuur.

7 D9030 Inleiding 3 Door toevoeging van legeringselementen verandert de structuur van een metaal. Legeren De mate van verandering van structuur en eigenschappen hangt af van: soort legeringselement, hoeveelheid (massapercentage). Belangrijk gegeven: oplosbaarheid legeringselementen

8 Legeringselementen in vaste toestand niet in elkaars rooster oplosbaar

9 Legeringselementen in vaste toestand volledig in elkaars rooster oplosbaar

10 Legeringselementen in vaste toestand gedeeltelijk in elkaars rooster oplosbaar

11 Plaats van de atomen Op de plaats van = substitutie Op de plaats van = substitutie Er tussen = interstitie Hoe groter de roosterverstoring door de legeringsatomen Hoe hoger de inwendige spanningen in het metaal Hoe hoger sterkte en hardheid.

12 Stolling van een zuiver element

13 D9040 Inleiding 4 Legeringen Legeringselementen niet in elkaars rooster oplosbaar (Cadmium - Bismut) Legeringselementen volledig in elkaars rooster oplosbaar (Koper - Nikkel) Legeringselementen gedeeltelijk in elkaars rooster oplosbaar (Lood - Tin) Zuiver Cd Zuiver Bi 70% Cu 30% Ni Zuiver Sn 98% Pb 2% Sn mengkristallen

14 D9050 Smelt- en stolgedrag Zuivere stofWATER T  0° C T = 0° C 0  T  100° C T = 100° C T > 100° C Vast (ijs) Brij (ijs + water) Vloeibaar (water) Kookpunt (water + stoom) Damp (stoom)

15 D9100 IJs - Water - Stoom 1 0  T  100° C  water T  100° C  stoom T  0° C  ijs

16 D9110 IJs - Water - Stoom 2 Haltepunt 1: ijs  water Haltepunt 2: water  stoom  

17 D9120 IJs - water - stoom 3 Stoom Stoom  water Water Water  ijs IJs  

18 D9200 Inleiding Bi - Cd Legeringen Legeringselementen niet in elkaars rooster oplosbaar (Cadmium - Bismut) Legeringselementen volledig in elkaars rooster oplosbaar (Koper - Nikkel) Legeringselementen gedeeltelijk in elkaars rooster oplosbaar (Lood - Tin) Zuiver Cd Zuiver Bi

19 D9210 Diagram Cadmium - Bismut 1 Vloeistof (L) Cd + LBi + L Vast (Cd + Bi)

20 D9212 Toetsscherm Vraag 1 Boven de lijn A-B-C bestaat de massa uit:  Bi-kristallen in vloeistof  Cd-kristallen in vloeistof  Vaste Cd en Bi -kristallen  Vloeibare Cd en Bi * Vraag 2 In het gebied B-C-E bestaat de massa uit:  Bi-kristallen in vloeistof *  Cd-kristallen in vloeistof  Vaste Cd en Bi -kristallen  Vloeibare Cd en Bi Vraag 3 Onder de lijn D-B-E (146°C) bestaat de massa uit:  Bi-kristallen in vloeistof  Cd-kristallen in vloeistof  Vaste Cd en Bi -kristallen *  Vloeibare Cd en Bi Beantwoord de volgende vragen

21 D9220 Diagram Cadmium - Bismut 2 TT  t 260° 146° kamertemperatuur 

22 D9230 Diagram Cadmium - Bismut 3 TT  t 240° 146° kamertemperatuur 

23 D9240 Diagram Cadmium - Bismut 4 TT  t 146° kamertemperatuur 

24 D9242 Toetsscherm Vraag 4 Bij de eutectische samen- stelling begint de stolling op:  321 °C  271 °C  150 °C  146 °C * Vraag 5 De eutectische samenstelling vertoont een:  Stolpunt waarop grote Cd- en Bi-kristallen ontstaan.  Stolpunt waarop kleine Cd- en Bi-kristallen ontstaan. *  Stoltraject waarover steeds meer grote Cd- en Bi-kristallen ontstaan.  Stoltraject waarover steeds meer kleine Cd- en Bi-kristallen ontstaan. Beantwoord de volgende vragen

25 D9250 Diagram Cadmium - Bismut 5a 80% Cd 20% Bi 100% Cd S L 50% Cd 50% Bi Aandeel vast (S) 30 / 50  60%

26 D9251 Diagram Cadmium - Bismut 5b 80% Cd 20% Bi 100% Cd S L 50% Cd 50% Bi 20 50Aandeel vast (S) 30 / 50  60% Aandeel vloeibaar (L) 20 / 50  40%

27 D9252 Diagram Cadmium - Bismut 5c 80% Cd 20% Bi 100% Cd S L 50% Cd 50% Bi 41% Cd 59% Bi Aandeel vast (S) 39 / 59  66,1 %

28 D9253 Diagram Cadmium - Bismut 5d 80% Cd 20% Bi 100% Cd S L 50% Cd 50% Bi 41% Cd 59% Bi Aandeel vast (S) 39 / 59  66,1 % Aandeel vloeibaar (L) 20 / 59  33,9 %

29 D9254 Diagram Cadmium - Bismut 5e 80% Cd 20% Bi 100% Cd S2S2 50% Cd 50% Bi 41% Cd 59% Bi % Cd 40% Cd 60% Bi Aandeel vast 1 (S1) 40 / 60  66,66 % S1S1

30 D9255 Diagram Cadmium - Bismut 5f 80% Cd 20% Bi 100% Cd 50% Cd 50% Bi 40% Cd 60% Bi % Cd 40% Cd 60% Bi Aandeel vast 1 (S1) 40 / 60  66,66 % Aandeel vast 2 (S2) 20 / 60  33,33 %

31 D9256 Toetsscherm Vraag 6 Op ca. 230 °C begint:  de stolling van Bi  de stolling van Cd *  de stolling van Bi en Cd  de stolling van mengkristallen Vraag 7 Op 200 °C bestaat de massa uit:  25% Bi-kristallen en 75% vloeistof  25% Cd-kristallen en 75% vloeistof *  75% Bi-kristallen en 25% vloeistof  75% Cd-kristallen en 25% vloeistof Vraag 8 Op 150 °C bestaat de massa uit:  Bi-kristallen in vloeistof  Cd-kristallen in vloeistof *  Vaste Cd en Bi -kristallen  Vloeibare Cd en Bi Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen

32 D9257 Toetsscherm Vraag 9 Op 150 °C bestaat de vloeistof uit:  41% Bi en 59% Cd.  59% Bi en 41% Cd. *  50% Bi en 50% Cd.  60% Bi en 40% Cd. Vraag 10 Op 140 °C bestaat de structuur uit:  50% grote Cd-kristallen en 50% kleine Cd - en Bi-kristallen *  60% grote Cd-kristallen en 40% kleine Cd - en Bi-kristallen  70% grote Cd-kristallen en 30% grote Bi-kristallen  50% kleine Cd-kristallen en 50% grote Cd - en Bi kristallen Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen

33 D9300 Inleiding Cu - Ni Legeringen Legeringselementen niet in elkaars rooster oplosbaar (Cadmium - Bismut) Legeringselementen volledig in elkaars rooster oplosbaar (Koper - Nikkel) Legeringselementen gedeeltelijk in elkaars rooster oplosbaar (Lood - Tin) Zuiver Cd Zuiver Bi 70% Cu 30% Ni mengkristallen

34 D9310 Diagram Koper - Nikkel 1 Vloeistof (L) Vast CuNi - mengkristallen CuNi mengkr. + L

35 D9320 Diagram Koper - Nikkel 2a TT  t 1230° 1110° kamertemperatuur

36 D9322 Diagram Koper - Nikkel 2b 80% Cu 20% Ni S L 60% Cu 40% Ni 90% Cu 10% Ni Aandeel vast (S) 10 / 30  33,33 % Aandeel vloeibaar (L) 20 / 30  66,66 %

37 D9324 Diagram Koper - Nikkel 2c 80% Cu 20% Ni 60% Cu 40% Ni 90% Cu 10% Ni 80% Cu 20% Ni 100% mengkristallen CuNi 1050

38 D9330 Diagram Koper - Nikkel 3 TT  t 1405° 1290° kamertemperatuur

39 D9332 Toetsscherm Vraag 11 Op 1300 °C bestaat de massa uit:  Cu- en Ni-kristallen in vloeistof  Ni-kristallen in vloeistof  CuNi-mengkristallen  CuNi-mengkristallen in vloeistof * Vraag 12 Op 1200 °C bestaat de vaste stof uit:  50% Cu- en 50% Ni-kristallen  mengkristallen met 50% Cu en 50% Ni *  85% Cu- en 15% Ni-kristallen  mengkristallen met 85% Cu en 15% Ni Vraag 13 Op 1200 °C bestaat de vloeistof uit:  28,6% Cu en 71,4% Ni  50% Cu en 50% Ni  71,4% Cu en 28,6% Ni  85% Cu en 15% Ni * Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen

40 D9333 Toetsscherm Vraag 14 Op 1200 °C bestaat de massa uit:  28,6% vaste stof en 71,4% vloeistof.  50% vaste stof en 50% vloeistof.  71,4% vaste stof en 28,6% vloeistof. *  85% vloeistof en 15% vaste stof. Vraag 15 De soliduslijn wordt gepasseerd op ca.:  1083 °C.  1168 °C. *  1324 °C.  1453 °C. Vraag 16 Onder 1100 °C  koelen de mengkristallen (60% Cu + 40% Ni) verder af. *  koelen de mengkristallen (50% Cu + 50% Ni) verder af.  scheiden de mengkristallen tot 1183 °C nog Cu uit.  scheiden de mengkristallen tot 1183 °C nog Ni uit. Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen

41 D9400 Inleiding Pb - Sn Legeringen Legeringselementen niet in elkaars rooster oplosbaar (Cadmium - Bismut) Legeringselementen volledig in elkaars rooster oplosbaar (Koper - Nikkel) Legeringselementen gedeeltelijk in elkaars rooster oplosbaar (Lood - Tin) Zuiver Cd Zuiver Bi 70% Cu 30% Ni Zuiver Sn 98% Pb 2% Sn mengkristallen

42 D9410 Diagram Lood - Tin 1 Vloeistof (L) Pb Sn + L Sn + L PbSn Vast

43 D9420 Diagram Lood - Tin 2 TT  t 225° 183°  kamertemperatuur

44 D9430 Diagram Lood - Tin 3 TT  t 183°  kamertemperatuur

45 D9440 Diagram Lood - Tin 4 TT  t 265° 183°  kamertemperatuur

46 D9450 Diagram Lood - Tin 5 TT  t 305° 145° kamertemperatuur 255°

47 D9452 Toetsscherm Vraag 17 Op 225 °C bestaat de massa uit:  Pb- en Sn-kristallen in vloeistof  Pb-kristallen in vloeistof  PbSn-mengkristallen  PbSn-mengkristallen in vloeistof * Vraag 18 Op 200 °C bestaat de vaste stof uit:  50% Pb- en 50% Sn-kristallen  mengkristallen met 50% Pb en 50% Sn  82% Pb- en 18% Sn-kristallen  mengkristallen met 82% Pb en 18% Sn * Vraag 19 Op 200 °C bestaat de vloeistof uit:  19% Sn en 81% Pb  40% Pb en 60% Sn *  60% Pb en 40% Sn  62% Sn en 38% Pb Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen

48 D9460 Diagram Lood - Tin 6a 70% Pb 30% Sn 89% Pb 11% Sn S L 64% Pb 36% Sn 6 25 Aandeel vast (S) 6 / 25  24%

49 D9461 Diagram Lood - Tin 6b 70% Pb 30% Sn Aandeel vloeibaar (L) 19 / 25  76 % 89% Pb 11% Sn 64% Pb 36% Sn S L Aandeel vast (S) 6 / 25  24%

50 D9462 Diagram Lood - Tin 6c 70% Pb 30% Sn 82% Pb 18% Sn SL 43% Pb 57% Sn Aandeel vast (S) 27 / 39  69,2 % 89% Pb 11% Sn 64% Pb 36% Sn

51 D9463 Diagram Lood - Tin 6d 70% Pb 30% Sn Aandeel vloeibaar (L) 12 / 39  30,8 % 89% Pb 11% Sn 64% Pb 36% Sn 43% Pb 57% Sn Aandeel vast (S) 27 / 39  69,2 % SL 82% Pb 18% Sn

52 D9464 Diagram Lood - Tin 6e 70% Pb 30% Sn S2S % Pb 10% Sn 38% Pb 62% Sn Aandeel vast 1 32 / 52  61,5 % S1S1 89% Pb 11% Sn 64% Pb 36% Sn 82% Pb 18% Sn 43% Pb 57% Sn

53 D9465 Diagram Lood - Tin 6f Aandeel vast 2 20 / 52  38,5 % 70% Pb 30% Sn 89% Pb 11% Sn 64% Pb 36% Sn 82% Pb 18% Sn 43% Pb 57% Sn 90% Pb 10% Sn 38% Pb 62% Sn Aandeel vast 1 32 / 52  61,5 %

54 D9466 Diagram Lood - Tin 6g S2S2 90% Pb 10% Sn 38% Pb 62% Sn S1S

55 D9467 Diagram Lood - Tin 6h S2S2 38% Pb 62% Sn S1S1 93% Pb 7% Sn

56 D9468 Diagram Lood - Tin 6j S2S2 38% Pb 62% Sn S1S1 93% Pb 7% Sn Eutecticum Mengkristallen: 93% Pb en 7% Sn Zuivere Sn - kristallen 38/93  40,9% 55/93  59,1%

57 Tot hier voor de toets van kwartiel 12

58 D9469 Toetsscherm Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen Vraag 20 Op 200 °C bestaat de massa uit:  19% vaste stof + 62% vloeistof *47,6% vaste stof + 52,4% vloeistof  50% vaste stof + 50% vloeistof  52,4% vaste stof + 47,6% vloeistof Vraag 21 Bij voortzetting van de afkoelproef blijft de temperatuur op 183 °C enige tijd gelijk omdat:  de stollingswarmte van het eutecticum moet wegvloeien *  de stollingswarmte van de PbSn-mengkristallen moet wegvloeien  de vorming van mengkristallen tijd nodig heeft  het eutecticum een stoltraject moet doorlopen

59 D9500 Inleiding Fe - Fe3C

60 D9510 Diagram Fe - Fe3C 1 Vloeistof (L) Austeniet (A) A + L Ferriet (F) Perliet (P) Cementiet (C) F + A F + P M A + C P + C T [°C]  1,5% Ongelegeerd staal

61 D9520 Diagram Fe - Fe3C 2a 0,4 L AL A A F PF Austeniet

62 D9522 Toetsscherm Vraag 22 In gebied A-E-C bestaat de massa uit:  100% Austenietkristallen  100% vloeistof  Austenietkristallen in vloeistof *  Ferrietkristallen in vloeistof Vraag 23 In gebied P-S-G bestaat de massa uit:  Austeniet- en Ferrietkristallen *  Austeniet- en Perlietkristallen  Ferriet- en Perlietkristallen  Ferriet- en Cementietkristallen Bestudeer het diagram en beantwoord de volgende vragen Vraag 24 Onder lijn P-S bestaat de massa uit:  Austeniet- en Ferrietkristallen  Austeniet- en Perlietkristallen  Ferriet- en Perlietkristallen *  Ferriet- en Cementietkristallen

63 D9524 Toetsscherm Vraag 27 IJzer met 0,8% koolstof heet:  Austeniet  Cementiet  Ferriet  Perliet * Bestudeer het diagram en beantwoord de volgende vragen M Vraag 25 In gebied S-M-E bestaat de massa uit:  Austeniet- en Cementietkristallen *  Austeniet- en Perlietkristallen  Ferriet- en Perlietkristallen  Ferriet- en Cementietkristallen Vraag 26 Onder lijn S-M bestaat de massa uit:  Austeniet en Cementiet  Austeniet en Perliet  Ferriet en Perliet  Perliet en Cementiet *

64 D9530 Diagram Fe - Fe3C 2b 0,4 LS 99,6% Fe 0,4% C 0,22% C0,59% C Austeniet 0,22% C Vloeistof 0,59% C 0,4% C Aandeel vast 0,19 / 0,37  51,3 % Aandeel vloeistof 0,18 / 0,37  48,7 % 0,19 0,37 0,18 0,37

65 D9531 Diagram Fe - Fe3C 2c 0,4 Austeniet 0,4% C

66 D9532 Diagram Fe - Fe3C 2d 0,4 S1S1 Ferriet 0% C S2S2 Austeniet 0,7% C Aandeel Ferriet 0,3 / 0,7  42,9 % Aandeel Austeniet 0,4 / 0,7  57,1 %

67 D9533 Diagram Fe - Fe3C 2e 0,4 S2S2 S1S1 Ferriet 0% C Perliet 0,8% C Aandeel Ferriet 0,4 / 0,8  50 % Aandeel Perliet 0,4 / 0,8  50 %

68 D9534 Diagram Fe - Fe3C 2f 0,4 S2S2 S1S1 Ferriet 0% C Perliet 0,8% C Ferrietlamellen 5,86 / 6,66  88 % Cementietlamellen 0,8 / 6,66  12 %

69 D9536 Toetsscherm Vraag 28 Op 1450 °C bestaat de massa uit:  30% Austenietkristallen, rest vloeistof *70% Austenietkristallen, rest vloeistof  100% Austenietkristallen  40% Ferrietkristallen, rest vloeistof Vraag 29 Op 1450 °C bestaat het vaste deel uit:  Austeniet met ca. 0,4% C *  Austeniet met ca. 0,6% C  Austeniet met ca. 1,0% C  Ferriet met ca. 0,6% C Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen Vraag 30 Op 900 °C bestaat de massa uit:  Austeniet- en Ferrietkristallen  Austenietkristallen met 0,6% C *  Ferrietkristallen met 0,6% C  Ferriet- en Perlietkristallen 1450

70 D9538 Toetsscherm Vraag 31 Op 800 °C bestaat de massa uit:  100% Austeniet en 0 % Ferriet *  86% Austeniet en 14% Ferriet  75% Austeniet en 25% Ferriet  75% Perliet en 25% Ferriet Vraag 32 Op 700 °C bestaat de massa uit:  12% Cementiet en 88% Ferriet  86% Perliet en 14% Ferriet  75% Austeniet en 25% Ferriet  75% Perliet en 25% Ferriet * Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen Vraag 33 Op 500 °C bestaat zuiver Perliet uit:  12% Cementiet en 88% Ferriet *  88% Cementiet en 12% Ferriet  6,66% Cementiet, rest Ferriet  Ferriet met 0,8% C

71 D9540 Diagram Fe - Fe3C 3 1,1 L AL A Austeniet A C P C

72 D9550 Diagram Fe - Fe3C 4a 1,1 98,9% Fe 1,1% C Austeniet 0,8% C Vloeistof 1,7% C Aandeel Austeniet: 0,6 / 0,9  66,66 % Aandeel vloeistof: 0,3 / 0,9  33,33 %

73 D9551 Diagram Fe - Fe3C 4b 1,1 Austeniet 98,9% Fe 1,1% C Austeniet 0,9% C Cementiet 6,66% C Aandeel Austeniet: 5,56 / 5.76  96,5 % Aandeel Cementiet: 0,2 / 5,76  3,5 %

74 D9552 Diagram Fe - Fe3C 4c 1,1 Austeniet 0,9% C Perliet 0,8% C Cementiet 6,66% C Aandeel Perliet: 5,56 / 5,86  94,8 % Aandeel Cementiet: 0,3 / 5,86  5,2 % Cementiet 6,66% C

75 D9553 Toetsscherm Vraag 34 Op 1350 °C bestaat de massa uit:  43% Austenietkristallen, rest vloeistof *57% Austenietkristallen, rest vloeistof  100% Austenietkristallen  57% Ferrietkristallen, rest vloeistof Vraag 35 Op 1350 °C bestaat het vaste deel uit:  Austeniet met ca. 0,45% C  Austeniet met ca. 0,95% C *  Austeniet met ca. 1,4% C  Ferriet met ca. 1,0% C Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen Vraag 36 Op 1000 °C bestaat de massa uit:  Austeniet- en Ferrietkristallen  Austenietkristallen met 1,0% C  Austenietkristallen met 1,4% C *  Ferriet- en Cementietkristallen

76 D9554 Toetsscherm Vraag 37 Op 850 °C bestaat de massa uit:  1,4% Austeniet, rest Cementiet  90% Perliet, rest Cementiet  90% Austeniet, rest Cementiet  96% Austeniet, rest Cementiet * Vraag 38 Op 750 °C bestaat de massa uit:  0,9% Austeniet, rest Cementiet  91% Perliet, rest Cementiet  91% Austeniet, rest Cementiet *  96% Austeniet, rest Cementiet Bestudeer de afkoellijn en beantwoord de volgende vragen Vraag 39 Op 700 °C bestaat de massa uit:  0,8% Perliet, rest Cementiet  90% Perliet, rest Cementiet *  94% Perliet, rest Cementiet  96% Perliet, rest Cementiet

77 D9600 Samenvatting Doel van legeren kunnen verklaren Structuur van legeringen kunnen toelichten Doelstellingen Stollingsdiagrammen van legeringen kunnen verklaren

78 EINDE


Download ppt "D9: Materiaalstructuren A. Brok met medewerking van F. Konst & J. Kamphuis Versie April 2011 www.broksite.tk."

Verwante presentaties


Ads door Google