Vloeigrens: verschil tussen versies
Geen bewerkingssamenvatting |
|||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
[[File:Metal yield.svg|thumb|Trek-rek kromme van een ductiel materiaal.<br />2: proportionaliteitsgrens, <br />3: vloeigrens, <br />4: 0,2%-rekgrens.]] |
|||
De '''vloeigrens''' (Rp 0,2) is een [[materiaalconstante]] van staal, die het punt in een [[spanning-rekdiagram]] beschrijft waarop het materiaal "begint te vloeien", ofwel het punt waarop er [[plastische vervorming]] begint op te treden. Door het geven van een [[warmtebehandeling]] kan de vloeigrens, in tegenstelling tot bijvoorbeeld de [[elasticiteitsmodulus]] van het materiaal sterk veranderd worden. |
|||
De '''vloeigrens f<sub>y</sub>''' is een [[materiaalconstante]] die het punt in een [[spanning-rekdiagram]] beschrijft waarop een ductiel materiaal "begint te vloeien", ofwel het punt waarop er [[plastische vervorming]] begint op te treden. Bij sommige materialen is de overgang van elastisch naar plastisch gebied in het spanning-rekdiagram goed definieerbaar. Andere materialen (bijvoorbeeld zacht staal) hebben een veel geleidelijker overgang zodat een consequente definitie van de vloeigrens moeilijk is. Meestal wordt dan gewerkt me de 0,2%-rekgrens of kortweg de '''rekgrens'''. Dit punt treedt op wanneer er, naast de elastische rek bepaald door de [[elasticiteitsmodulus]], een supplementaire rek van 0,2% optreedt (zie afbeelding). |
|||
In de ([[werktuigkunde|werktuig]])[[bouwkunde]] wordt de sterkte van een materiaal gekarakteriseerd door de vloeigrens. Het materiaal keert namelijk altijd elastisch terug naar de begintoestand als het materiaal ontlast wordt. Aangezien de meeste materialen nog vloeien na het overschrijden van de vloeigrens bouwt men op die manier zekerheid in. |
|||
Bij staal is er echt sprake van een zichtbaar vloeigebied, bij andere materialen is het moment waarop plastische vervorming begint op te treden minder goed te zien in het spanning-rekdiagram. Het verschijnsel wordt bij andere materialen officieel dan ook geen "vloeigrens", maar '''rekgrens''' genoemd. |
|||
Wanneer een materiaal onderworpen wordt aan krachten in meerdere richtingen, dan kan een "vloeikromme" gedefinieerd worden die aangeeft voor welke combinaties van krachten het materiaal begint te vloeien. Zie oa. [[criterium van Tresca]] en [[Von Mises-spanning]]. |
|||
Afhankelijk van of we met een ductiel of bros materiaal zitten, toont de vloeigrens een ander gelaat: |
|||
==Taai materiaal== |
|||
Bij het vloeien rekt een taai (ook wel "ductiel") materiaal uit onder een quasi constante [[elektrische spanning|spanning]]. Deze rek ontstaat door het lopen van [[dislocatie]]s, en is een [[plastisch]]e rek. |
|||
[[Afbeelding:Trekproef_zachtstaal.jpg|400px|center]] |
|||
<center>''De vloeigrens is punt '''C''', het vloeien gebeurt in gebied '''II'''''</center> |
|||
Hoewel de vloeigrens al in het plastische gebied ligt, na de [[elasticiteitsgrens]], is dit dé meest gebruikte materiaaleigenschap; in praktijk vallen die namelijk samen. |
|||
==Bros materiaal== |
|||
[[Brosheid|Brosse]] materialen breken bij het vloeien, de vloeispanning is dan ook gelijk aan de [[Mechanische breuk|breukspanning]]. Het vervroegde breken ontstaat door het lopen van [[scheur (mechanica)|scheuren]] in het materiaal. In tegenstelling tot ductiele materialen wordt bij brosse materialen de scheur niet gestabiliseerd. |
|||
[[Afbeelding:Spanning rek diagramma bakeliet.PNG|center]] |
|||
<center>''De vloeigrens is hier het moment van breuk - bakeliet is een bros materiaal''</center> |
|||
==Waardentabel== |
==Waardentabel== |
||
Versie van 29 apr 2009 23:37
2: proportionaliteitsgrens,
3: vloeigrens,
4: 0,2%-rekgrens.
De vloeigrens fy is een materiaalconstante die het punt in een spanning-rekdiagram beschrijft waarop een ductiel materiaal "begint te vloeien", ofwel het punt waarop er plastische vervorming begint op te treden. Bij sommige materialen is de overgang van elastisch naar plastisch gebied in het spanning-rekdiagram goed definieerbaar. Andere materialen (bijvoorbeeld zacht staal) hebben een veel geleidelijker overgang zodat een consequente definitie van de vloeigrens moeilijk is. Meestal wordt dan gewerkt me de 0,2%-rekgrens of kortweg de rekgrens. Dit punt treedt op wanneer er, naast de elastische rek bepaald door de elasticiteitsmodulus, een supplementaire rek van 0,2% optreedt (zie afbeelding).
In de (werktuig)bouwkunde wordt de sterkte van een materiaal gekarakteriseerd door de vloeigrens. Het materiaal keert namelijk altijd elastisch terug naar de begintoestand als het materiaal ontlast wordt. Aangezien de meeste materialen nog vloeien na het overschrijden van de vloeigrens bouwt men op die manier zekerheid in.
Wanneer een materiaal onderworpen wordt aan krachten in meerdere richtingen, dan kan een "vloeikromme" gedefinieerd worden die aangeeft voor welke combinaties van krachten het materiaal begint te vloeien. Zie oa. criterium van Tresca en Von Mises-spanning.
Waardentabel
Onderstaande tabel geeft een ruwe schets van de waarde van de vloeigrens. Deze waarde varieert al naargelang de warmtebehandeling of koudvervorming die het materiaal heeft ondergaan, maar is ook sterk afhankelijk van (in het geval van de metalen) de gebruikte legeringselementen.
| Materiaal | Vloeigrens (MPa) |
|---|---|
| Gewoon staal | 250 |
| hogesterktestaal | 690 |
| roestvast staal (AISI 302, koud gewalst) | 520 |
| Titaniumlegering (6% Al, 4% V) | 830 |
| Aluminiumlegering | 400 |
| koper commercieel zuiver | 70 |
| spinrag | 1150 (ongeveer) |
| Kevlar | 3620 |
| Nylon | 45 |
| Boron | 3100 |
| siliciumcarbide (SiC) | 3440 |
| safier (Al2O3) | 1900 |
Het verband tussen de vloeigrens en de korrelgrootte volgt uit de Hall-Petchrelatie.