Figur 1 Strekkprøvediagram for to prøvestaver

Transkript

1

2 Figur 1 viser strekkprøvediagrammet for to prøvestaver av metall. Kulepunktet i enden av hver kurve markerer bruddpunktene. Svar på hvert spørsmål under. Se på hvert spørsmål som uavhengig av foregående spørsmål. Figur 1 Strekkprøvediagram for to prøvestaver a. Anta at prøve 1 og prøve 2 har samme kjemiske sammensetting, men at kornstørrelsen er forskjellig. Hvilken prøve har minst korn? Hvordan vet du det? b. Anta at begge prøvene er av det samme basismetallet, men at den ene prøven er et rent metall mens den andre prøven er svakt legert med et annet metall. Hvilken prøve er legert? Hvordan vet du det? c. Anta at de to kurvene tilhører to legeringer som begge er svakt legert. Er basismaterialet det samme i begge legeringene? Hvordan vet du det? d. Anta at prøve 1 og prøve 2 kommer fra det samme materialet, men at en av prøvene er belastet over flytegrensen ved romtemperatur, avlastet og deretter strukket til brudd. Hvilken prøve er det? Hvordan kan du vite det? e. Hvilken prøve har høyest brinell-hardhet? Hvordan vet du det? f. Viser kurvene sann spenning og sann tøyning eller nominell spenning og nominell tøyning? Hvordan vet du det? UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 2

3 Løsning oppgave 1 UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 3

4 a) Tegn skjærkraftdiagram for akselen b) Tegn bøyemomentdiagram c) Finn nødvendig akseldiameter der bøyemomentet er størst når akselen er laget av stål med tillatt bøyespenning 100 MPa. d) Finn nødvendig diameter på akseltappen (snitt A-A) UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 4

5 UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 5

6 Oppgave 3 Figur 3 viser fasediagrammet for jern - jernkarbid. Figur 3a viser det komplette Fe-Fe 3 C-diagrammet, mens figur 3b er en forstørrelse av den karbonfattige delen. En stålstav som inneholder 0,35 % C blir varmet opp til 900 C og avkjølt langsomt til romtemperatur. Bruk fasediagrammene til å bestemme følgende: a. Hvilken fase/hvilke faser finnes i stålet ved romtemperatur og hva er fasens/fasenes kjemiske sammensetting? Svar: ferritt med 0,02 % C, sementitt med 6,67 % C b. Hvilke delstrukturer finnes i stålet ved romtemperatur, hva er deres kjemiske sammensetting og hvor mye er det av hver del? Svar: 56,1 % primær ferritt med 0,02 % C, 43,9 % perlitt med 0,77 % C c. Hvilke faser inneholder perlitt, og hvor mye er det av hver fase? Svar: 88,7 % ferritt, 11,3 % sementitt d. Et stål som blir undersøkt i lysmikroskop viser seg å inneholde 94 % perlitt og 6 % primær sementitt. Hva er karboninnholdet til stålet? Svar: 1,124 %. UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 6

7 Oppgave 4 Figur 4a viser et oppheng for en maskinaksel der den øvre og den nedre delen av opphenget er satt sammen med 2 skruer. Den totale strekkraften som skruene til sammen skal ta opp er N. Figur 4b viser et utsnitt av skrueberegningen fra skruekalkulatoren i Inventor. UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 7

8 Hvorfor har kalkulatoren «Thread Friction Factor» og «Head friction factor» med i beregningen? UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 8

9 Oppgave 5 a. Et ledd i ankerkjettingen til en flyttbar borerigg ryker. Undersøkelser av bruddet vise betydelig deformasjon og sammensnøring rundt bruddstedet. Hva kan årsaken til bruddet være? Begrunn svaret b. Hvordan kan du finne en slagg-inneslutning i en sveis? c. En roterende aksel i en dieselmotor ryker. Rundt bruddstedet er det ingen tegn på plastisk deformasjon, men deler av bruddflaten er relativt glatt mens andre deler er ruglete. Se figur 5. Hva kan årsaken til bruddet være? Begrunn svaret. Figur 5 d. Hva er grunnen til at termoplastene lar seg smelte om mens herdeplastene ikke gjør det? Løsning oppgave 5 a. Overlast b. NDT c. Utmatting d. Forklaringen bør inneholde noe om primærbindinger inne i kjedemolekylene og sekundærbindinger mellom kjedemolekylene UiT / Postboks 6050 Langnes, N-9037 Tromsø / / postmottak@uit.no / uit.no 9