Oppgaver. HIN IBDK RA Side 1 av 6. Oppgave 1. Ved prøving av metalliske materialer kan man finne strekkfastheten,.

Transkript

1 Side 1 av 6 Oppgaver Oppgave 1. Ved prøving av etalliske aterialer kan an finne strekkfastheten, ( eh og ) og p02. og flytegrensene e e er egentlig flytegrense, dvs. der den kan fastlegges utvetydig. p02 er den spenningen so frekaller 0,2 % plastisk deforasjon. 1a) Finn og p02 for aluiniu AW6082 T6, so er vist i kurvene under: = 360 MPa 02 = 300 MPa (se neste side) p

2 Side 2 av 6 1b) Beregn plastisk deforasjonsenergi ved belastning opp til 350 MPa (bruk geoetrisk integrasjon). (svar: okring 16 J/c 3 ) I løsningen kan an bruke resultatet fra 1c: 1c) Vis at elastisk energi ved avlastning er V er voluet. Wel 2 σ = V, der σ er spenningen det avlastes fra og 2E ε ε 1 Eσ σ 2 2E 2E Wel = V σdε = V E d V E V V 0 ε ε = ε = = 0 2 Anerkning: dobling av flytegrensen vil gi fire-dobling av elastisk energi so kan lagres, og so kan utløses ved avlastning.

3 Side 3 av 6 1d) Konstruksjonsstål (duktile lav-karbonstål) har en spesiell oppførsel. Beste strekkfastheten, og flytegrensene eh og for aterialet stål NVA (Norsk Veritas, sveisbart stål type A). = 450 MPa = 400 MPa = 325 MPa eh 1e) -verdiene er utgangspunkt for å fastsette beregningsfasthetene f u og f y for konstruksjonsetallene. Koenter dette for de viste kurvene både for stål og aluiniu. -verdier er åleverdier direkte fra lab en. f-verdier er bearbeidede og vedtatte fasthetsverdier so skal benyttes i diensjoneringsberegninger. For de foreliggende aluiniu- og stål-legeringene vil vi ut fra ålte verdier foreslå: Aluiniu 6082 T6: f = 02 = 300 MPa f + = = 360 MPa For stål NVA: f y y p = = 330 MPa f + = = 450 MPa u u

4 Side 4 av 6 Oppgave 2 Er det forskjell i E-odul for seigherdet stål (Fe0,35C1,5Cr1Mn0,4Mo0,25Si) og konstruksjonsstål S235 (Fe0,15C1Mn0,25Si)? Forklar. Nei. Her er legeringsinnholder under 3%, E-odulen koer direkte fra fjæringen ello atoene (etallstruktur-ionene) noen prosent freedatoer vil ikke endre dette. Oppgave 4 Benytt oversikten over stålstandarden NS-EN og beskriv stålene S355L4G4+F (se bort fra G4+F ), S355NL2 og S460ML4. S355L4G4+F: Flytegrense 355 MPa, lavteperaturstål, Charpy-test ved -40 C S355NL2, Flytegrense 355 MPa, lavteperaturstål, Charpy-test ved -40 C, Stålet skal være noralisert S460ML4: Flytegrense 460 MPa, lavteperaturstål, Charpy-test ved -40 C, profiler er tilforet ved teroekanisk valsing Oppgave 5 Si noe o struktur og hvorfor stål blir lett å fore (si) ved teperatur 900 C. Stål ed vanlig karboninnhold vil transforere til fcc-struktur ved teperaturen 900 C (se fasediagra), fcc-struktur er duktil = lett forbar / sibar. Oppgave 6 Et noralt (noralisert) karbonstål ed 0,3 % C består av ferritt og perlitt. Hvor ange prosent er perlitt? 0,3 37,5% 0,8 = perlitt Oppgave 7 Betrakt perlitt-bildet på side 16 (forelesning Metall-A), og se o du kan ane det so har vært austenitt-kongrensen. Korngrensene antas å gå gjenno de største feltene ed karbid-fri ferritt (hvite oråder). Oppgave 8

5 Side 5 av 6 Hva er legeringseleentene i Novelis fasadeplater? Bruk evt. EN AW 5754 er en 5xxx legering, dvs. AlMg. Iflg. skal det være ello 2,6 og 2,3 % Mg. Alle andre legeringseleenter skal være ubetydelige (er angitt ed ax-grenser, de er å betrakte so forurensninger). τ σ Oppgave 9 Hvilken vei vil dislokasjonen vandre derso det virker noralspenninger so vist på figuren. σ τ Eneste ulige glideplan for dislokasjonen er vist på figuren. Vi dekoponerer σ til et snitt parallelt ed glideplanet. Dered ser vi at dislokasjonen vil vandre ot venstre. Oppgave 10 Stål ed 0,5 % karbon vares til 900 C, holdes i 30 in., hvoretter det bråkjøles. Dette stålet vil bli ganske hardt. Hvilken herdeekanise er det so virker? 0,5 % C og 900 C er én-fase-oråde ed γ -fase (austenitt, fcc-jern). Iflg. fasediagraet er karbon derfor løselig. Etter 30 in. vil karbonet være både oppløst og utjevnet pga. diffusjon. Ved bråkjøling fryses karbonatoene fast i en struktur so pga. lav teperatur transforerer til α -fase (ferritt, bcc-jern), so egl. ikke skulle løse karbonet. Karbonet er tvangsløst. Dette vil gi en løsningsherding. (Karbon er ikke-etall og vil ikke innta gitterplasser, en ellorosplasser (interstisial), effekten er derfor spesielt stor slikt bråkjølt stål ed karbon blir svært hardt og sprøtt))

6 Side 6 av 6 Oppgave 11 Hvilken herdeekanise er det so virker i kaldvalset etall? Deforasjonsherding Oppgave 12 Et kaldvalset etall vares opp til, en ikke over sin transforasjonsteperatur. Hva skjer ed hardheten? Økt diffusjon (egendiffusjon av jern) vil føre til at det økte dislokasjonsantallet (i oppg. 11) vil forsvinne (defektene fylles opp etter en tids varing). Hardheten synker (betegnes ykglødd tilstand). Oppgave 13 Beregn en karbonekvivalent for et stål på side 19 (Metall-A) Mn 1,4 F.eks. S235J: C eq = C+ = 0,17 + = 0, 31% 0,32%. OK, stålet er sveisbart! Oppgave 14 Sjekk utvalget av ulige profiler i hhv. stål og aluiniu Forslag til svar: Sjekk varekatalogen for Norsk Stål, Astrup AS og andre. Sjekk f.eks. Hydro Aluiniu Profile, det vil fregå at utvalget er svært rikholdig og dessuten tilbyr de å lage nesten hva so helst Aluiniu kan ed god økonoi presses i svært ange profiler. Oppgave 15 Studer brannotstandsevnen i en bærebjelke utført i hhv. stål S235 og i Al 6082 T6 På lysbilde Holdfasthet nr 27 ser an at stål ved 200 C fortsatt har over 90% av sin styrke (flytegrense), ens vi ser av lysbilde Metall-B 23 at en utherdet aluiniu (slik so Al 6082 i T6-tilstand) vil over-elde = iste ye fasthet ved 200 C.