Avdeling for ingeniørutdanning. Eksamen i materialteknologi og tilvirkning

Like dokumenter
Avdeling for ingeniørutdanning. Eksamen i materialteknologi og tilvirkning

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Løsningsforslag til eksamen i materialteknologi

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Løsningsforslag til eksamen i materiallære Tromsø

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Løsningsforslag i stikkordsform til eksamen i maskindeler og materialteknologi Tromsø Desember 2015

Figur 1 Strekkprøvediagram for to prøvestaver

Avdeling for ingeniørutdanning

Løsningsforslag til Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

EKSAMEN I: (MSK200 Materialteknologi) DATO: OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 4 SIDER + 3 SIDER VEDLEGG

Prøving av materialenes mekaniske egenskaper del 1: Strekkforsøket

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

EKSAMEN I: (MSK205 Materialmekanikk) DATO: OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 2 SIDER VEDLEGG

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

OPPGAVESETTET BESTÅR AV 5 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 3 SIDER VEDLEGG

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Støpejern. Frey Publishing

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Eksamen i TMT 4185 Materialteknologi Tirsdag 12. desember 2006 Tid:

Høgskolen i Gjøvik 15HBTEKD, 15HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

(.675$25',1 5 0$7(5,$// 5( )DJNRGH,/,

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

Høgskolen i Gjøvik 14HBTEKD, 14HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

10 JERN - KARBON LEGERINGER, LIKEVEKTSTRUKTURER (Ferrous Alloys) 10.1 Generelt

E K S A M E N. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ITE 1553

OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 4 SIDER VEDLEGG

EKSAMEN. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ILI 1458

Løsningsforslag til Ø6

0$7(5,$// 5( )DJNRGH,/,

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 6 INSTITUTT FOR MATERIALTEKNOLOGI

I Fe - legeringer. Metaller og legeringer, 2 grupper: Fe - legeringer. II Ikke - Fe - legeringer. 10 Ferrous Alloys (lectures notes)

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

Emnekode: IRB22013 Emnenavn: Konstruksjonsteknikk 2. Eksamenstid: kl

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 6

Tema i materiallære. HIN Allmenn Maskin RA Side 1av7. Mekanisk spenning i materialer. Spenningstyper

! EmnekOde: i SO 210 B. skriftlige kilder. Enkel ikkeprogrammerbar og ikkekommuniserbar kalkulator.

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

EKSAMEN TKT 4122 MEKANIKK 2 Onsdag 4. desember 2013 Tid: kl

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR MATERIALTEKNOLOGI EKSAMEN I EMNE TMT4175 MATERIALTEKNOLOGI 2

Ekstraordinær E K S A M E N. MATERIALLÆRE Fagkode: ILI 1269

Tema i materiallære. HIN IBDK RA Side 1 av 7. Mekanisk spenning i materialer

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN TMT4185 DES

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Høgskolen i Gjøvik 13HBTEKD, 13HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

Lokalt gitt eksamen vår 2016 Eksamen

Aluminium. Frey Publishing

I! Emne~ode: j Dato: I Antall OPf9aver Antall vedlegg:

Løsningsforslag TMT 4170 Materialteknologi 1

Metallene kjennetegnes mekanisk ved at de kan være meget duktile. Konstruksjonsmetaller har alltid en viss duktilitet og dermed seighet.

I Emnekode: NB! Alle utregninger og beregninger skal framgå av besvarelsen, dvs vises skritt for skritt.

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1 Onsdag 23. mai 2007 Kl

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

EKSAMEN I EMNE SIK5005 MATERIALTEKNOLOGI 2 MANDAG 5. MAI, LØSNINGSFORSLAG -

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 2

Elastisitet, plastisitet og styrking av metaller

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Institutt for økonomi og administrasjon

Fagnr:LO 580M. Fag: Mekanikk. Per Kr. Paulsen. Gruppe(r):IBA, IBB, lma, IMB,IMF Dato: 25/5 Eksamenstid, inkl. forside. Tillatte hjelpemidler

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

Løsningsforslag til EKSAMEN

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

EKSAMEN. Flexibel ingeniørutdanning, 2kl. Bygg.

Stålfremstilling, Masovn

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

E K S A M E N. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ITE 1553

4b SVEISEFORBINDELSER. Øivind Husø

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

~ høgskolen i oslo. sa 210 B Dato: 6. desember -04 Antall oppgaver 7 3BK. Emne: Emnekode: Faglig veileder: Hanmg/Rolfsen/Nilsen.

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

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

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Anta at de fasene i det binære fasediagrammet under i Figur 1 har så lite fast oppløselighet at de kan representeres med linjer i fasediagrammet.

Fakultet for lærerutdanning og internasjonale studier

Fasediagrammer, noen eksempler på anvendelse Om faser

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

Rustfrie stål. Øivind Husø

Øvingsoppgave 3. Oppgave 3.4 Hva er mest elastisk av stål og gummi, og hvilket av disse to stoffene har høyest E-modul?

Matematikk 3MZ AA6544 / AA6546 Elever / privatister Oktober 2002

Transkript:

www.hio.no Avdeling for ingeniørutdanning Eksamen i materialteknologi og tilvirkning Dato: 01.03. 013 Tid: 3 timer/ kl. 0900-100 Antall sider inklusive forside: Antall oppgaver: Tillatte hjelpemidler: Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst. Tospråklig ordbok Merknad: Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjøre for de forutsetninger du legger til grunn for løsningen. Besvarelsen skal merkes med kandidatnummer, ikke navn. Bruk blå eller sort kulepenn på innføringsarket Faglig veileder: Øivind husø Utarbeidet av (faglærer): Øivind Husø Kontrollert av (en av disse): Annen lærer Sensor Studieleder/ Fagkoordinator Arne Henriksen Studieleders/ Fagkoordinators underskrift: Emnekode: LO537M

OPPGAVE 1 Figur 1 viser fasediagrammet for bly -tinn. Figur 1 Fasediagrammet for bly-tinn a. Hva er den maksimale løseligheten av tinn i bly, og ved hvilken temperatur er løseligheten størst? Svar: 18,3 %, 183 C b. En legering som inneholder 0 vektprosent tinn og 60 vektprosent bly blir varmet opp til 150 C. Hvilke faser finnes i legeringen ved denne temperaturen, og hva er fasenes kjemiske sammensetting? Svar: α med 90 wt % bly og 10 % tinn, β 98 wt % tinn og wt % bly c. Regn ut hvor mange vektprosent det er av hver fase ved 150 C i legeringen i oppgave b. Svar: Wα = 73 %, Wβ=7 %. Armene er lagt like under eutektisk temperatur d. En legering med 85 vektprosent bly og 15 vektprosent tinn blir varmet opp til 350 C og avkjølt langsomt til romtemperatur. Tegn skisser av mikrostrukturen til legeringen ved 350 C, ved 70 C, ved 190 C og ved 150 C. e. Kan legeringen i oppgave d partikkelherdes? Svaret skal begrunnes. Svar: Legeringen egner seg ikke for partikkelherding da det ikke finnes en hard sekundærfase som kan danne partikler

3 Oppgave Figur viser fasediagrammet for jern - jernkarbid. Figur (a) viser det komplette Fe-Fe3Cdiagrammet, mens figur (b) er en forstørrelse av den karbonfattige delen. Figur. Fasediagrammet for jern-jernkarbid. 1. Et karbonstål som inneholder 0,5 % C blir varmet opp til en høy temperatur og avkjølt langsomt til romtemperatur. Bruk fasediagrammene i figur til å bestemme følgende: a. Hvilken fase/hvilke faser finnes i stålet når temperaturen er 100 C? Svar: Austenitt b. Hva er fasens/fasenes kjemiske sammensetting? Svar: 0,5 % C c. Hvilken fase/hvilke faser finnes i stålet når temperaturen er 750 C? Ferritt og austenitt d. Hva er fasens/fasenes kjemiske sammensetting? Ferritt: 0,0 % C, Austenitt: Ca. 0,6 % C e. Hvilken fase/hvilke faser finnes i stålet ved romtemperatur? Svar: Ferritt + sementitt f. Mikrostrukturen til stålet bestå av delstrukturene proeutektoid ferritt og perlitt. Regn ut hvor mange prosent det er av hver av delstrukturene ved romtemperatur. Lag deretter en skisse av mikrostrukturen til stålet. Svar: 36,1 % proeutektoid ferrtitt, 63,9 % sementitt g. Regn ut hvor mye sementitt og hvor mye ferritt det er i perlitt. Svar: 88,7 11,3

OPPGAVE 3 Figur 3 viser fasediagrammet for aluminium - silisium. Lag en skisse av mikrostrukturen til en aluminiumlegering med 13 % Si som er avkjølt langsomt fra 900 C til romtemperatur. Hva vil du bruke et slikt materiale til? Figur 3 Fasediagram for Al-Si Svar: Støping Oppgave Fra et strekkprøveforsøk med prøvestav med diameter d 0 =10 mm og målelengde L 0 =100 mm har vi disse dataene: Det ble registrert at proporsjonaliteten mellom kraft og forlengelse opphørte når strekkraften var 9 kn. Forlengelsen var da 1,5 mm. Den største strekkraften var 18 kn. Lengden til prøvestaven var da 118 mm. Da bruddet inntraff, ble strekkraften målt til 15 kn. Lengden til staven var da 130 mm. Diameteren ved bruddstedet ble målt til 7 mm etter at prøven var avsluttet. a. Tegn kraft-forlengelsesdiagrammet b. Regn ut kontraksjonen i % c. Regn ut bruddforlengelsen i % d. Regn ut grensespenningen Rp 0, e. Regn ut strekkfastheten f. Tegn spennings- tøyningsdiagrammet g. Regn ut elastisitetsmodulen

5 a. Opptegning av kraft-forlengelsesdiagrammet Når vi skal tegne kraft-forlengelsesdiagram, må vi bestemme skala på aksene. Lengden på staven når bruddet inntreffer er 130 mm. Den største forlengelsen staven får under forsøket blir : L 1300 30 mm. Vi velger derfor 30 mm som lengde på x-aksen. Langs y-aksen setter vi av kraften. Den største kraften som oppstår er 18 kn. Vi velger 0 kn som høyeste punkt på y-aksen. Deretter setter vi av de verdiene vi kjenner i diagrammet. Vi kjenner punkter: Startpunktet = origo (Punkt A) Punktet der proporsjonaliteten opphører. Dette er det siste punktet på den rette linjen. Vi finner det ved å sette av F = 9 kn og L = 1,5 mm (punkt B). Deretter trekker vi den rette linjen som viser den elastiske delen av diagrammet. Diagrammet får en skarp overgang mellom den rette delen av kurven og den krumme. Det er sjelden tilfellet i virkeligheten. Det høyeste punktet på kurven (Punkt C). Dette punktet har koordinatene F = 18 kn og L = 118-100 = 18 mm. Nå kan vi trekke den andre delen av kurven som en bue mellom elastisitetsgrensen og toppunktet. Punktet der prøvestaven ryker. Dette punktet har koordinatene F = 15 kn og L = 130-100 = 30 mm. (Punkt D). Nå kan vi tegne den tredje delen av kurven ved å fortsette kurven fra toppunktet til bruddpunktet. 7 S0 Su Z 0% 51% S 0 b. Utregning av kontraksjonen c. Regn uting av bruddforlengelsen Lu L0 A 0% L0 Vi vet at lengden til prøvestaven er 130 mm når bruddet inntreffer, men etter bruddet vil materialet trekke seg sammen For å fastsette den plastiske deformasjonen, må vi trekke en linje fra endepunktet D på kurven parallelt med linjen fra den elastiske delen av prøven. Skjæringspunktet med horisontalaksen gir den varige forlengelsen. 17, 0 Bruddforlengelsen A 0% 7, % 100

6 d. Utregning av grensespenningen Rp 0, R P0, fastsetter vi som det punktet på kurven der det oppstår en varig forlengelse på 0, %. Vi finner punktet som gir 0, % forlengelse på den horisontale aksen. For en stav på 100 mm blir det 0, mm. Fra dette punktet trekker vi en linje parallelt med den rette linjen i diagrammet. Skjæringspunktet mellom denne linjen og kurven er 0,-grensen. På den vertikale aksen leser vi av den tilhørende kraften F til 10 000 N. 10000 R p 0, 17, 3 MPa Fmaks 18000 Rm 9, MPa S 0 e. Utregning av strekkfastheten f. Opptegning av spennings- tøyningsdiagrammet Spennings- tøyningsdiagrammet ser akkurat likt ut som kraft - forlengelsesdiagrammet. Bare skalaene er forskjellig. I stedet for kraft avsetter vi nå nominell spenning langs y- aksen. Nominell spenning = kraft / opprinnelig tverrsnitt Langs x-aksen setter vi av tøyningen i stedet for forlengelsen. Tøyning = forlengelse / opprinnelig lengde Vi fastsetter skalaen ved å dele forlengelsen med det opprinnelige tverrsnittet og multiplisere med 100 %. g. Utregning av E-modulen 11,6 E 7639MPa 0,015