Materiaalkunde
Werkcollege 1
H1 reader
Eigenschappen van
materialen:
- Mechanische
eigenschappen: sterkte, stugheid, stijfheid, rek, hardheid,
kerfslagwaarde
- Technologische eigenschappen: verspaanbaarheid,
vervormbaarheid, lasbaarheid, gietbaarheid, smeedbaarheid
- Fysische eigenschappen: smeltpunt, uitzettingscoëfficiënt, soortelijke warmte,
soortelijke massa, elektrische weerstand, magnetisme
- Chemische eigenschappen: corrosievastheid, brandbaarheid, bestand tegen UV-
licht, bestand tegen hoge of lage temperaturen
Eigenschappen van materialen kunnen veranderd of verbeterd worden door: legeren,
warmtebehandeling, verstevigen
H2 reader
Destructief materiaalonderzoek
Bestaat uit mechanische onderzoeksmethoden:
trekproef, hardheidsmetingen en kerfslagproef
Niet-destructief materiaalonderzoek
Veel gebruikte onderzoeksmethoden: magnetisch onderzoek, radiografisch onderzoek,
ultrasoon onderzoek en penetrant onderzoek
Onder treksterkte van een materiaal wordt de spanning bij de maximale belasting tijdens de
trekproef verstaan. Deze spanning wordt verkregen uit het quotiënt van de maximale
belasting en de oppervlakte van de oorspronkelijke doorsnede van de proefstaaf. Is die
spanning groot, dan noemen we het materiaal sterk, is die spanning klein, dan noemen we
het materiaal zwak.
Onder rek na breuk wordt de verhouding tussen de blijvende verlenging na het breken van
de proefstaaf en de oorspronkelijke meetlengte verstaan. Deze grootheid wordt
uitgedrukt in procenten. Is de rek groot, dan is het materiaal taai, is de rek klein, dan is het
materiaal bros.
Onder de hardheid van een materiaal wordt de weerstand verstaan die het biedt tegen
blijvende vervorming door indrukking, veroorzaakt door een voorwerp (indruklichaam)
met een bepaalde vorm waarop een bepaalde kracht werkt. De grootte of diepte van de
indrukking is een maat voor de hardheid
H4 reader
, Hardheidsmetingen volgens: Brinell, Vickers, Rockwell en Poldi
Verschillen tussen de hardheidsmetingen zijn gebaseerd op:
- Aard en vorm van het indruklichaam
- De kracht op het indruklichaam
- De duur van de belasting
Hardheidsproef Brinell
- Indruklichaam: gehard stalen / hardmetalen kogel
- Bolvormige indrukking door de kracht
- Met een hardheidstester waar een meetmicroscoop in zit
- Meetoppervlak moet glad, schoon en vrij van vuil en oxiden zijn
- Voordelen: indrukking is groot dus mogelijk hardheid bepalen van niet-homogene
materialen, ongeveer hardheid kunnen bepalen van zacht materiaal
- Nadelen: grote indrukking dus niet geschikt voor alle materialen, alleen geschikt voor
niet te harde metalen, bij grote hardheden treedt vervorming van de kogel op,
tijdrovend omdat bij het opmeten van de diameter de meetmicroscoop nodig is
Hardheidsproef Vickers
- Indruklichaam: diamanten punt in de vorm van een vierzijdige piramide
- Piramidevormige indrukking door kracht
- Met een hardheidstester waar een meetmicroscoop in zit
- 2 soorten, macro Vickers: algemene hardheidswaarde, micro Vickers: hardheden van
verschillende structuren en bij dunne materialen
- Voordelen: geschikt voor harde en zacht materialen, indrukking is klein dus weinig
beschadiging en vaak geen proefstuk nodig, geschikt voor dunne materialen, komt
veel overeen met die van Brinell
- Nadelen: voor een goed meetresultaat moet het oppervlak voldoende glad en schoon
zijn, niet geschikt voor gietijzer en niet-homogene materialen, hardheid is niet direct
afleesbaar hiervoor een meetmicroscoop nodig
Hardheidsproef Rockwell
- Indruklichaam: stalen kogel / diamanten kegel
- Hardheid kan meteen worden afgelezen van de meetklok
- Stalen kogel voor zachte materialen, diamanten kegel voor harde materialen
- HRB (ball) van 0-130 en HRC (cone) van 0-100
- Voordelen: geschikt voor harde en zachte materialen, treedt weinig beschadiging op,
hardheid kan direct worden afgelezen, meting kost weinig tijd
- Nadelen: beide hardheidsschalen zijn niet onderling vergelijkbaar,
materiaaloppervlak moet glad en schoon zijn, methode is niet of minder geschikt voor
niet-homogene materialen, moet meerdere keren herhaald worden om meetfouten te
voorkomen
Kerfslagproef
- Negatieve invloeden op het bestand zijn tegen schokken zijn: kerven in het materiaal,
lage en zeer lage temperaturen die het materiaal taai en zelfs bros maken
- Weerstand van een materiaal tegen schokken en stoten = kerfslagwaarde
Werkcollege 1
H1 reader
Eigenschappen van
materialen:
- Mechanische
eigenschappen: sterkte, stugheid, stijfheid, rek, hardheid,
kerfslagwaarde
- Technologische eigenschappen: verspaanbaarheid,
vervormbaarheid, lasbaarheid, gietbaarheid, smeedbaarheid
- Fysische eigenschappen: smeltpunt, uitzettingscoëfficiënt, soortelijke warmte,
soortelijke massa, elektrische weerstand, magnetisme
- Chemische eigenschappen: corrosievastheid, brandbaarheid, bestand tegen UV-
licht, bestand tegen hoge of lage temperaturen
Eigenschappen van materialen kunnen veranderd of verbeterd worden door: legeren,
warmtebehandeling, verstevigen
H2 reader
Destructief materiaalonderzoek
Bestaat uit mechanische onderzoeksmethoden:
trekproef, hardheidsmetingen en kerfslagproef
Niet-destructief materiaalonderzoek
Veel gebruikte onderzoeksmethoden: magnetisch onderzoek, radiografisch onderzoek,
ultrasoon onderzoek en penetrant onderzoek
Onder treksterkte van een materiaal wordt de spanning bij de maximale belasting tijdens de
trekproef verstaan. Deze spanning wordt verkregen uit het quotiënt van de maximale
belasting en de oppervlakte van de oorspronkelijke doorsnede van de proefstaaf. Is die
spanning groot, dan noemen we het materiaal sterk, is die spanning klein, dan noemen we
het materiaal zwak.
Onder rek na breuk wordt de verhouding tussen de blijvende verlenging na het breken van
de proefstaaf en de oorspronkelijke meetlengte verstaan. Deze grootheid wordt
uitgedrukt in procenten. Is de rek groot, dan is het materiaal taai, is de rek klein, dan is het
materiaal bros.
Onder de hardheid van een materiaal wordt de weerstand verstaan die het biedt tegen
blijvende vervorming door indrukking, veroorzaakt door een voorwerp (indruklichaam)
met een bepaalde vorm waarop een bepaalde kracht werkt. De grootte of diepte van de
indrukking is een maat voor de hardheid
H4 reader
, Hardheidsmetingen volgens: Brinell, Vickers, Rockwell en Poldi
Verschillen tussen de hardheidsmetingen zijn gebaseerd op:
- Aard en vorm van het indruklichaam
- De kracht op het indruklichaam
- De duur van de belasting
Hardheidsproef Brinell
- Indruklichaam: gehard stalen / hardmetalen kogel
- Bolvormige indrukking door de kracht
- Met een hardheidstester waar een meetmicroscoop in zit
- Meetoppervlak moet glad, schoon en vrij van vuil en oxiden zijn
- Voordelen: indrukking is groot dus mogelijk hardheid bepalen van niet-homogene
materialen, ongeveer hardheid kunnen bepalen van zacht materiaal
- Nadelen: grote indrukking dus niet geschikt voor alle materialen, alleen geschikt voor
niet te harde metalen, bij grote hardheden treedt vervorming van de kogel op,
tijdrovend omdat bij het opmeten van de diameter de meetmicroscoop nodig is
Hardheidsproef Vickers
- Indruklichaam: diamanten punt in de vorm van een vierzijdige piramide
- Piramidevormige indrukking door kracht
- Met een hardheidstester waar een meetmicroscoop in zit
- 2 soorten, macro Vickers: algemene hardheidswaarde, micro Vickers: hardheden van
verschillende structuren en bij dunne materialen
- Voordelen: geschikt voor harde en zacht materialen, indrukking is klein dus weinig
beschadiging en vaak geen proefstuk nodig, geschikt voor dunne materialen, komt
veel overeen met die van Brinell
- Nadelen: voor een goed meetresultaat moet het oppervlak voldoende glad en schoon
zijn, niet geschikt voor gietijzer en niet-homogene materialen, hardheid is niet direct
afleesbaar hiervoor een meetmicroscoop nodig
Hardheidsproef Rockwell
- Indruklichaam: stalen kogel / diamanten kegel
- Hardheid kan meteen worden afgelezen van de meetklok
- Stalen kogel voor zachte materialen, diamanten kegel voor harde materialen
- HRB (ball) van 0-130 en HRC (cone) van 0-100
- Voordelen: geschikt voor harde en zachte materialen, treedt weinig beschadiging op,
hardheid kan direct worden afgelezen, meting kost weinig tijd
- Nadelen: beide hardheidsschalen zijn niet onderling vergelijkbaar,
materiaaloppervlak moet glad en schoon zijn, methode is niet of minder geschikt voor
niet-homogene materialen, moet meerdere keren herhaald worden om meetfouten te
voorkomen
Kerfslagproef
- Negatieve invloeden op het bestand zijn tegen schokken zijn: kerven in het materiaal,
lage en zeer lage temperaturen die het materiaal taai en zelfs bros maken
- Weerstand van een materiaal tegen schokken en stoten = kerfslagwaarde
