TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!"

Göran Lund
för 8 år sedan
Visningar:

1 TENTAMEN Material Kurskod: PPU105 Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5 Datum: :10-18:30 Hjälpmedel: Skriv och ritmateriel, räknedosa. Läs detta innan du börjar med tentan! Gör så här: Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad! Besvara uppgifterna på utdelat anteckningspapper. Redovisa dina beräkningar och för resonemang, d.v.s. motivera de svar du ger. Tänk på att tydligt redovisade beräkningar och tankegångar ökar chansen till poäng. Motivera de antaganden du anser bör göras för att lösa uppgiften. Information Tentamen omfattar max 73 p. För betyg 3 krävs minst 29 p För betyg 4 krävs minst 44 p För betyg 5 krävs minst 58 p Uppgifterna är inte sorterade i stigande svårighetsgrad. Övrig information Vill du begära omprövning eller överklaga ett betyg eller ett beslut? Se länken: Lycka Till! Ansvarig lärare: Janne Färm (15:00 16:00)

2 Uppgift 1 Beskriv de fyra processtegen i materialvalsstrategin. (4p) Det räcker med en rubrik per processteg. Översättning, Sållning, Rangordning och Dokumentering. Uppgift 2 Vad menas med designkritiska egenskaper? (4p) Materialegenskaper som begränsar en produkts prestanda. Uppgift 3 Beskriv skillnaden mellan begränsning och målsättning. (2p) Ange även i vilket processteg begränsning resp. målsättning används. (2p) Begränsning Väsentligt krav som måste uppfyllas. Målsättning Egenskap där vi söker ett extremvärde. Begränsning används vis sållning. Målsättning används vid rangordning. Uppgift 4 Vad menas med ett materials styvhet? (2p) Styvhet är motståndet mot elastisk formändring. Vilken materialegenskap anger ett materials styvhet? (2p) Ett materials styvhet anges med Elasticitetsmodulen. Uppgift 5 Ange två materialegenskaper som beskriver ett materials styrka. (2p) Sträckgräns och Brottgräns (Hårdhet är också korrekt). (Varje felaktigt svar ger 1 poängs avdrag, t.ex. så ger svaret Sträckgräns och E-modul 0p). Uppgift 6 Ange de tre vanligaste kristallstrukturerna för metaller. (3p) CPH 30 metaller, BCC 21 metaller och FCC 17 metaller. Ange en metall för varje kristallstruktur. (3p) CPH: t.ex. Zink, Magnesium, Titan, Kobolt eller Beryllium. BCC: t.ex. Järn, Kolstål, Wolfram eller Krom. FCC: t.ex. Aluminium, Nickel, Koppar, Bly, Austenitiskt rostfritt stål, silver, guld eller platina. (Varje felaktigt svar ger 1 poängs avdrag).

3 spänning MPa Uppgift 7 Vid ett dragprov erhölls dragprovkurvan i figuren nedan: Ange det provade materialets sträckgräns, brottgräns och brottförlängning. (6p) Re = 350 MPa, Rm = 500 MPa, A5 = 15 % Dragprovkurva töjning % Uppgift 8 När man härdar en metall så ökar vissa materialegenskaper. Ange två materialegenskaper som ökar vid härdning. (2p) Sträckgränsen ökar och hårdheten ökar. Uppgift 9 Vad menas med omslagstemperaturen? (2p) Omslagstemperatur är den temperatur där ett material övergår från att få ett segt brott till att få ett sprött brott. Uppgift 10 Ge ett exempel på ett segt material och ett sprött material. (2p) Gummi är segt och glas är sprött. Uppgift 11 Vad menas med ett materials utmattningsgräns? (2p) Utmattningsgränsen är den spänningsnivå som inte ger utmattning eller utmattning efter mycket många cykler (>10 7 ). Vad sker vid lågcykelutmattning? (2p) Vid lågcykelutmattning är spänningsnivån så hög att lokal plasticering sker under varje lastcykel. Uppgift 12 En kloss av ett material med tyngden 100 N ligger på ett horisontellt plan av ett annat material. För att klossen ska börja glida krävs en dragkraft på 30 N. Beräkna friktionskoefficienten mellan de två materialen. (3p) Friktionskoefficienten, μ = F = 30 = 0,3. F N 100

4 Uppgift 13 Varför utvidgas material då de uppvärms? (4p) En solid utvidgar sig när den värms upp då medelavståndet mellan atomerna ökar. Uppgift 14 Ge ett exempel på material med både hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk ledningsförmåga. (2p) Koppar Ge ett exempel på material med både hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk resistivitet. (2p) Aluminiumnitrid (Thermal conductivity värmeledningsförmåga, Electrical resistivity elektrisk resistivitet) Figure 14.7 Uppgift 15 Mjukmagnetiska material tappar sin magnetisering när fältet tas bort, vad kallas dessa med ett annat namn? (2p) Elektromagneter Hårdmagnetiska material behåller sin magnetisering även när det yttre fältet tas bort, vad kallas dessa med ett annat namn? (2p) Permanentmagneter Uppgift 16 Vilket ämne måste alltid finnas tillgängligt vid korrosion? (2p) Syre Hur fungerar katodiskt skydd? (2p) En offeranod korroderar istället för det skyddade materialet. Varför rostar inte rostfritt stål? (2p) Ett självgenererande skyddande oxidskikt bildas.

Uppgift 17 Beskriv vad som händer om vi har ett stål med 1 vikt % kol som svalnar långsamt från 1000 C till rumstemperatur. (6p) Austeniten svalnar långsamt ner till cirka 800 C då cementit utskiljs.

5 Uppgift 17 Beskriv vad som händer om vi har ett stål med 1 vikt % kol som svalnar långsamt från 1000 C till rumstemperatur. (6p) Austeniten svalnar långsamt ner till cirka 800 C då cementit utskiljs. Kolhalten i den kvarvarande austeniten sjunker och når vid 723 C 0.8 %. Vid den eutektoida punkten ombildas austeniten till perlit och detta sker vid konstant temperatur. Gör en skiss över hur kornstrukturen ser ut då materialet svalnat. (2p) Vad kallas den tvåfas-struktur som bildas då austenit omvandlas i den eutektoida punkten? (2p) Perlit som består av lameller med ferrit och cementit. Figure GL2.13 Uppgift 18 Ge ett exempel på hur materialbrist kan bli ett stort problem i framtiden. (2p) Olika sällsynta jordartsmetaller riskerar att ta slut och kan bland annat försvåra en övergång till eldrivna bilar.

Relevanta dokument

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Material. VT1 1,5 p Janne Färm Material VT1 1,5 p Janne Färm Torsdag 5:e Februari 10:15 12:00 Föreläsning M3 KPP045 Material-delen Förmiddagens agenda Brottmekanik och utmattning : Kapitel 7 Laboration: Härdning och hårdhetsmätning