Thema 3 hoorcolleges Gebruik van metalen
Hoorcollege gebruik van metalen 1
Eigenschappen van materialen:
Technische eigenschappen:
Sterkte
Stijfheid
Taaiheid
Metaalmoeheid
Corrosievastheid
Impact/ Slagvastheid
Bedrijfskundige eigenschappen:
Kosten
Calculatie
Ontwerp
Productie
Assemblage
Onderheid & reparatie
Materialendriehoek: materialen ontwerp productie materialen
Metaal gebruikt neemt steeds verder af en composiet neemt steeds verder toe bij nieuwere
type vliegtuigen.
Metalen worden vooral gebruikt bij de dragende dingen van het vliegtuig
Polymeren worden vooral gebruikt voor het interieur van het vliegtuig
Keramiek wordt vooral gebruikt bij ruimtevaart
Composieten lichter materiaal dan metalen, heeft geen last van vermoeiing!
Metalen worden onderverdeeld in Ferro metalen en non-Ferro metalen
Onderscheid maken kan door middel van een magneet! Ferro is magnetisch
Ferro metalen: Bevat ijzer (Fe) staal, gietijzer, gietstaal
, Koolstofstaal en gelegeerd staal: is corrosiegevoelig, is magnetisch en is erg sterk maar ook
erg zwaar! Maar wel goedkoop! Goedkoop in aanschaf en bewerking en ook in reparatie
Gietijzer: weinig last van corrosie, bestand tegen drukbelastingen, bros in trekbelastingen,
zwaar, grote ontwerpvormvrijheid doordat we het kunnen gieten! Goedkoop ook door
serieproductie.
Gietstaal: betere eigenschappen in trekbelasting dan gietijzer, duurder, moeilijk te bewerken
in fabricage en reparatie, hoogwaardige onderdelen.
Ligt aan koolstofpercentage boven de 2% is het een staal i.p.v. een ijzer
Non ferro metalen: aluminium, titanium, magnesium, koper, zink
Aluminium: veel gebruikt in luchtvaart, in legeringen, lichter dan staal maar minder sterk,
duurder dan staal, corrodeert in zeker mate (corrodeert nog steeds wel iets)
Titanium: zwaarder dan aluminium, maar veel sterker! Lage thermische expansie-coëfficient,
lichter dan staal, corrosiebestendig en duur in aanschaf, fabricage en bewerking en reparatie
Magnesium: lichter dan aluminium maar ook zwakker, corrodeert langzaam, spannen zijn
brandbaar, moeilijk te vervormen/ koud bewerken, meestal gegoten producten
Koper: elektrische geleiding, corrosie is groen, belangrijk in aluminiumlegeringen (Al 2024)
Zink: lage smelttemperatuur, corrosie bestendig, belangrijk in aluminiumlegeringen (Al 7075)
Aluminium legeringen: zuiver aluminium gemengd met andere elementen, toegepast sinds
1930, voordeel: lage dichtheid, goede prestaties, gemakkelijk te bewerken. Nadeel: zuiver
aluminium kan niet gelast worden, alleen speciale Al-legeringen en gevoelig voor
vermoeiing.
Materiaaleigenschappen opdelen in 4 delen:
Fysische eigenschappen: temperatuur enz. smeltpunt stolpunt/ traject,
warmtegeleiding, stroomgeleiding
Mechanische eigenschappen: sterktes, treksterkte, elasticiteits, stijfheid, stugheid,
taaiheid, vermoeiing, hardheid indrukking
Chemische eigenschappen: corrosievastheid, zuurvastheid, hittevastheid
Technologische eigenschappen: productiemethodes, lassen, zagen, koude/ warme
vervormbaarheid, verspaanbaarheid, gietbaarheid, lasbaarheid,
Kunnen voor groot deel verklaard worden door te kijken op atoomniveau
BBC (body centrered cubic), FCC (Face Centered cubic) en HCP (hexagonal closed packed)
Voor luchtvaart belangrijke eigenschappen:
Dichtheid voor het gewicht
Sterkte moet sterk zijn
Stijfheid zo hoog mogelijke (E-modulus)