H1 Overzicht materialen
Indeling materialen
Metalen
Alle metalen (zowel ferro als non-ferro) hebben een metaalrooster als atomaire structuur.
- Hierin zitten de metaalatomen op een vaste plek en kunnen de valentie-
elektronen vrij door het materiaal bewegen
- Eigenschappen zoals stroomgeleiding en warmtegeleiding komt door het
metaalrooster.
Ferrometalen = metalen waar een significant deel ijzer in zit (hoofdstuk 7)
Non-ferrometalen = alle andere metalen (hoofdstuk 11)
Legering = als er twee of meer metalen met elkaar vermengd zijn. De eigenschappen
zijn vaak hetzelfde als bij ‘zuivere’ metalen.
Kunststoffen
Kunststoffen/plastics bestaan uit lange polymeren.
Binnen het molecuul: covalente bindingen
Tussen polymeren: vanderwaalsbindingen
Keramiek
Technische keramieken bestaan uit 2 of meer atoomsoorten, die voornamelijk door
ionbindingen bij elkaar blijven.
- Metalen kunnen hierin aanwezig zijn als ion
- Valentie-elektronen hebben geen bewegingsvrijheid
Eigenschappen van materialen
Alle eigenschappen staan met uitleg als flashcards in Anki onder de tag
materiaaleigenschappen.
,De eigenschappen van metalen kunnen veranderd of verbeterd worden m.b.v.
legeringen, warmtebehandelingen of verstevigingen.
Mechanische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe het materiaal zich gedraagt als het belast
wordt. Deze eigenschappen zijn dus belangrijk bij constructies.
- Treksterkte
- Stugheid
- Stijfheid
- Rek (na breuk)
- Hardheid
- Kerfslagwaarde
Technologische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe het materiaal zich gedraagt als het bewerkt
wordt.
- Verspanbaarheid
- Vervormbaarheid
- Lasbaarheid
- Gietbaarheid
- Smeedbaarheid
Fysische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe deze materialen zich natuurkundig gedragen.
- Smeltpunt
- Uitzettingscoëfficiënt
- Soortelijke warmte
- Soortelijke massa / dichtheid
- Elektrische weerstand
- Magnetisme
Chemische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe materialen veranderen in interactie met de
omgeving. Corrosie komt terug in hoofdstuk 10, maar de andere eigenschappen verder
niet.
- Corrosievastheid
- Brandbaarheid
- Bestandheid tegen UV-licht
- Bestandheid tegen hoge/lage (extreme) temperaturen
,H2 Onderzoek van materialen
Destructief materiaalonderzoek
Destructief materiaalonderzoek = materiaalonderzoek waarbij het proefstuk
beschadigd, vervormd of kapotgemaakt wordt.
- Dit wordt vaak gebruikt bij het bepalen van mechanische eigenschappen, omdat
de uiterste van de materialen getest worden.
Verschillende vormen van destructief onderzoek worden besproken in hoofdstuk 3, 4 en
5.
Niet-destructief materiaalonderzoek
Niet-destructief materiaalonderzoek = materiaalonderzoek waarbij het proefstuk
intact blijft.
- Dit wordt vaak gebruikt bij het opsporen van materiaalfouten of bij het vaststellen
van de materiaalstructuur.
- Door het intact blijven van het materiaal, kan het materiaal later nog in gebruik
genomen worden.
Niet-destructief materiaalonderzoek wordt gebruikt voor het opsporen van:
- Scheurtjes aan het oppervlak, die ontstaan kunnen zijn tijdens
warmtebehandelingen of koud omvormen
- Vermoeiingsscheurtjes
- Spanningsscheurtjes
- Afwijkingen in dikte van verschillende lagen materiaal of coating
- Fouten in lasnaden, zoals slakinsluitingen of scheurtjes
- Afwijkingen in wanddikte, bijvoorbeeld bij gietstukken
- Krimpholten en scheurtjes in bijvoorbeeld gietstukken
De onderzoeksmethoden worden verder uitgelegd in hoofdstuk 6.
, H3 Hardheidsmetingen
Hardheidswaarden
De hardheid is een maat voor de kracht gedeeld door de oppervlakte van de indrukking (
0,102∗F
H= ).
A
Hardheidsproef van Brinell
Hierbij wordt gebruik gemaakt van een gehard stalen of hardmetalen kogelvormig
indruklichaam. De indrukvorm is cirkelvormig/kratervormig.
Het apparaat waarmee de hardheidsproef wordt uitgevoerd heeft een microscoop en een
‘opzetstuk’.
Met de microscoop kan de onderzoeker het oppervlak goed bekijken:
- Oneffen oppervlak: De kracht wordt niet evenredig verdeeld waardoor de
meetwaarde vertekend wordt
- Vuil oppervlak/oxiden: Zorgt ervoor dat de verontreinigingen (gedeeltelijk)
gemeten worden in plaats van het metaal zelf.
Indruklichaam, kracht en duur van belasting
De indrukking mag niet dieper zijn dan 1/8e van de materiaaldikte.
- Te grote kogel: Materiaal wordt in zijn geheel vervormd, waardoor niet de goede
waarde van hardheid gegeven wordt
Op pagina 15 van de reader staat een tabel met de dikte van het materiaal en de
kogeldiameter die daarbij gebruikt wordt.
De kracht F die op de kogel werkt is afhankelijk van de kogeldiameter (en dus de
materiaaldikte) en de materiaalsoort.
- De diameter van de indrukking moet tussen de 0,2-0,6x de kogeldiameter liggen.
o Bij een te grote of kleine diameter is de meetuitkomst onnauwkeurig
o Bij het te diep worden van de indrukking zal de indrukking relatief gezien
steeds minder toenemen.
Een te kleine kogel de kracht op één klein specifiek punt uitoefent
(en te diep doordringt)
Een te grote kogel verdeeld de kracht teveel (en laat te weinig
indruk achter)
Bepalen en aanduiden van de hardheid
Bij het bepalen van de oppervlakte van de indruk moet naast de cirkelvorm ook de diepte
meegenomen worden. Je rekent voor de oppervlakte met de gemiddelde diameter, omdat
het kan zijn dat het materiaal de ene kant op makkelijker vervormd dan de andere kant
op.
Je gebruikt HB om aan te geven dat het om een hardheidsmeting met de Brinell-proef
gaat.
Indeling materialen
Metalen
Alle metalen (zowel ferro als non-ferro) hebben een metaalrooster als atomaire structuur.
- Hierin zitten de metaalatomen op een vaste plek en kunnen de valentie-
elektronen vrij door het materiaal bewegen
- Eigenschappen zoals stroomgeleiding en warmtegeleiding komt door het
metaalrooster.
Ferrometalen = metalen waar een significant deel ijzer in zit (hoofdstuk 7)
Non-ferrometalen = alle andere metalen (hoofdstuk 11)
Legering = als er twee of meer metalen met elkaar vermengd zijn. De eigenschappen
zijn vaak hetzelfde als bij ‘zuivere’ metalen.
Kunststoffen
Kunststoffen/plastics bestaan uit lange polymeren.
Binnen het molecuul: covalente bindingen
Tussen polymeren: vanderwaalsbindingen
Keramiek
Technische keramieken bestaan uit 2 of meer atoomsoorten, die voornamelijk door
ionbindingen bij elkaar blijven.
- Metalen kunnen hierin aanwezig zijn als ion
- Valentie-elektronen hebben geen bewegingsvrijheid
Eigenschappen van materialen
Alle eigenschappen staan met uitleg als flashcards in Anki onder de tag
materiaaleigenschappen.
,De eigenschappen van metalen kunnen veranderd of verbeterd worden m.b.v.
legeringen, warmtebehandelingen of verstevigingen.
Mechanische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe het materiaal zich gedraagt als het belast
wordt. Deze eigenschappen zijn dus belangrijk bij constructies.
- Treksterkte
- Stugheid
- Stijfheid
- Rek (na breuk)
- Hardheid
- Kerfslagwaarde
Technologische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe het materiaal zich gedraagt als het bewerkt
wordt.
- Verspanbaarheid
- Vervormbaarheid
- Lasbaarheid
- Gietbaarheid
- Smeedbaarheid
Fysische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe deze materialen zich natuurkundig gedragen.
- Smeltpunt
- Uitzettingscoëfficiënt
- Soortelijke warmte
- Soortelijke massa / dichtheid
- Elektrische weerstand
- Magnetisme
Chemische eigenschappen:
Deze eigenschappen zeggen iets over hoe materialen veranderen in interactie met de
omgeving. Corrosie komt terug in hoofdstuk 10, maar de andere eigenschappen verder
niet.
- Corrosievastheid
- Brandbaarheid
- Bestandheid tegen UV-licht
- Bestandheid tegen hoge/lage (extreme) temperaturen
,H2 Onderzoek van materialen
Destructief materiaalonderzoek
Destructief materiaalonderzoek = materiaalonderzoek waarbij het proefstuk
beschadigd, vervormd of kapotgemaakt wordt.
- Dit wordt vaak gebruikt bij het bepalen van mechanische eigenschappen, omdat
de uiterste van de materialen getest worden.
Verschillende vormen van destructief onderzoek worden besproken in hoofdstuk 3, 4 en
5.
Niet-destructief materiaalonderzoek
Niet-destructief materiaalonderzoek = materiaalonderzoek waarbij het proefstuk
intact blijft.
- Dit wordt vaak gebruikt bij het opsporen van materiaalfouten of bij het vaststellen
van de materiaalstructuur.
- Door het intact blijven van het materiaal, kan het materiaal later nog in gebruik
genomen worden.
Niet-destructief materiaalonderzoek wordt gebruikt voor het opsporen van:
- Scheurtjes aan het oppervlak, die ontstaan kunnen zijn tijdens
warmtebehandelingen of koud omvormen
- Vermoeiingsscheurtjes
- Spanningsscheurtjes
- Afwijkingen in dikte van verschillende lagen materiaal of coating
- Fouten in lasnaden, zoals slakinsluitingen of scheurtjes
- Afwijkingen in wanddikte, bijvoorbeeld bij gietstukken
- Krimpholten en scheurtjes in bijvoorbeeld gietstukken
De onderzoeksmethoden worden verder uitgelegd in hoofdstuk 6.
, H3 Hardheidsmetingen
Hardheidswaarden
De hardheid is een maat voor de kracht gedeeld door de oppervlakte van de indrukking (
0,102∗F
H= ).
A
Hardheidsproef van Brinell
Hierbij wordt gebruik gemaakt van een gehard stalen of hardmetalen kogelvormig
indruklichaam. De indrukvorm is cirkelvormig/kratervormig.
Het apparaat waarmee de hardheidsproef wordt uitgevoerd heeft een microscoop en een
‘opzetstuk’.
Met de microscoop kan de onderzoeker het oppervlak goed bekijken:
- Oneffen oppervlak: De kracht wordt niet evenredig verdeeld waardoor de
meetwaarde vertekend wordt
- Vuil oppervlak/oxiden: Zorgt ervoor dat de verontreinigingen (gedeeltelijk)
gemeten worden in plaats van het metaal zelf.
Indruklichaam, kracht en duur van belasting
De indrukking mag niet dieper zijn dan 1/8e van de materiaaldikte.
- Te grote kogel: Materiaal wordt in zijn geheel vervormd, waardoor niet de goede
waarde van hardheid gegeven wordt
Op pagina 15 van de reader staat een tabel met de dikte van het materiaal en de
kogeldiameter die daarbij gebruikt wordt.
De kracht F die op de kogel werkt is afhankelijk van de kogeldiameter (en dus de
materiaaldikte) en de materiaalsoort.
- De diameter van de indrukking moet tussen de 0,2-0,6x de kogeldiameter liggen.
o Bij een te grote of kleine diameter is de meetuitkomst onnauwkeurig
o Bij het te diep worden van de indrukking zal de indrukking relatief gezien
steeds minder toenemen.
Een te kleine kogel de kracht op één klein specifiek punt uitoefent
(en te diep doordringt)
Een te grote kogel verdeeld de kracht teveel (en laat te weinig
indruk achter)
Bepalen en aanduiden van de hardheid
Bij het bepalen van de oppervlakte van de indruk moet naast de cirkelvorm ook de diepte
meegenomen worden. Je rekent voor de oppervlakte met de gemiddelde diameter, omdat
het kan zijn dat het materiaal de ene kant op makkelijker vervormd dan de andere kant
op.
Je gebruikt HB om aan te geven dat het om een hardheidsmeting met de Brinell-proef
gaat.
