Materialelære testeksamen med svar PDF

Preview

Summary

dtu.onlineeksamen/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&ReturnUrl=http%3a%2f%2fc... 1/In English Log udCampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver test eksamen (= eksamen F19) Bindinger og krystallografi - Del ISpørgsmål 1Ionb...

Description

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) Bindinger og krystallografi - Del I

Spørgsmål 1 Ionbindinger er … ...typisk for nogle keramer. ...svage bindinger. ...bindinger i polymerer. ...ansvarligt for elektrisk ledning.

Spørgsmål 2 Hvilket udsagn om smeltetemperaturen er korrekt? Materialer med høj smeltetemperatur har stærke bindinger mellem atomerne. Smeltetemperaturen er ikke påvirket af bindingsenergien, men afhængig af opvarmningshastigheden. Materialer med lav smeltetemperatur har høj E-modul. Amorfe metaller har ingen smeltetemperatur, fordi der findes alligevel ingen krystalgitter for hverken en smelte eller et amorft metal.

Spørgsmål 3 Hvilken af de fire tegninger viser ikke en {110} plan?

A B C D

Spørgsmål 4 Hvilken krystallografisk retning ligger i (111) planen?

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&ReturnUrl=http%3a%2f%2fc… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19)

Spørgsmål 5 Hvilken krystallografisk retning vises på tegningen?

Til forside

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&ReturnUrl=http%3a%2f%2fc… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) Bindinger og krystallografi - Del II

Spørgsmål 6 Strontium er et allotrop metal og oplever følgende ændringer med temperatur T: - T < 215 °C: strontium er fcc - T > 215 °C: strontium er hcp - T > 605 °C: strontium er bcc - T = 777 °C: strontium smelter. Hvordan vil længden af en strontium prøve ændres under opvarmning til smeltetemperaturen? Prøvens længde ændres næsten lineært med stigende temperatur i hele temperaturområde pga. lineær termisk udvidelse, indtil den smelter. Prøven udvider sig næsten lineært ved opvarmning op til T = 215 °C, hvorefter en diskontinuerlig ændring sker hvor prøven pludselig bliver kortere inden den udvider sig igen lineært med temperatur indtil den smelter. Prøven udvider sig næsten lineært ved opvarmning op til T = 605 °C, hvorefter en diskontinuerlig ændring sker hvor prøven pludselig bliver markant længere, inden den udvider sig igen lineært med temperatur indtil den smelter. Prøven bibeholder længden under opvarmning inden den smelter, men bliver kortere ved bratkøling fra 800 °C.

Spørgsmål 7 Hvilket udsagn om krydsbindinger i polymer er korrekt? Der forefindes flere krydsbindinger i hærdeplast end i termoplast. Der forefindes flere krydsbindinger i termoplast end i hærdeplast. Der findes ingen krydsbindinger i elastomerer. Krydsbindinger er svage bindinger som ikke påvirker mekaniske egenskaber.

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=2&ReturnUrl=… 1/1

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) Figuren viser fasediagrammet for det binære system magnesium-tin (Mg-Sn). Det antages at der ikke sker yderlige fasetransformationer ved temperaturer under 100 ° C.

Spørgsmål 8 Hvad er den maksimale opløselighed af Sn i fast Mg? omkring 0 vægt% omkring 14 vægt% omkring 37 vægt% omkring 71 vægt%

Spørgsmål 9 Hvor mange eutektiske reaktioner forefindes i Mg-Sn systemet? 0 1 2 3

Spørgsmål 10 Hvorfor er smeltetemperaturen højest for en legeringen med 71 vægt% Sn? Smeltetemperaturen for en legering forløber altid over en maksimum og det tilsvarende legeringsammensætning kan beregnes til 71 vægt% Sn på basis af smeltetemperaturen for de to rene komponenter. Ved 71 vægt% Sn foreligger mange fasegranser mellem faserne (Mg) og ( b Sn) og fasegrænser er svært at smelte. Ved 71 vægt% Sn bestå legeringen af en fase med stærke bindinger mellem atomerne. En legering med 71 vægt% Sn svarer til den eneste legeringsammensætning hvor fast materiale går direkte over til den flydende fase ved opvarmning.

Spørgsmål 11 Hvordan ser mikrostrukturen ud, eer en legering med 2 vægt% Mg er størknet i ligevægt? https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=3&ReturnUrl=… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19)

Der foreligger kun en enkelt fase som fast opløsning af Mg-atomer i (bSn). Der foreligger to faser bestående af Mg2Sn langs korngrænser af ( b Sn). Der foreligger en lamelstruktur bestående af faserne Mg2Sn og ( b Sn). Der foreligger to faser bestående af små partikler af Mg2Sn inde i korn af ( b Sn).

Spørgsmål 12 Fremstilling af et produkt bestående af Mg og Si indebærer opvarmning af en passende legering til 600 °C uden at produktet begynder at smelte. Følgende fire legeringer er til rådighed: A – 4 vægt % Sn; B – 21 vægt% Sn, C – 51 vægt% Sn, D – 71 vægt% Sn. Hvilke legeringer kan anvendes for produktet?

Både legering A og legering B opfylder kravet, fordi Mg og Sn atomer danner (Mg) fasen som er en fast opløsning og dens lstedeværelse sikrer at produktet forbliver i fast lstand. Både legering C og legering D opfylder kravet, fordi begge legeringer indeholder fasen Mg 2 Sn som først smelter ved højere temperaturer. Både legering A og legering D opfylder kravet, fordi begge legeringer bestå af en enkelt fast fase ved 600 °C. Alle legeringer uanset blandingsforhold mellem Mg og Si opfylder kravet, når opvarmningen foretages så langsomt at ligevægt opnås på hver temperatur.

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=3&ReturnUrl=… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19)

Del I: En Al-legering med 2 vægt% Li aøles langsom fra 800 °C under ligevægtsbengelser. Figuren viser fasediagrammet for det binære system aluminium-lithium (Al-Li). Det antages at der ikke sker yderlige fasetransformaoner ved temperaturer under 100 °C. (opgaven om Al-Li fortsæes på næste side)

Spørgsmål 13 Ved hvilken temperatur begynder Al-legeringen med 2 vægt% Li at størkne? ved 700 °C ved 650 °C ved 600 °C ved 550 °C

Spørgsmål 14 Hvilken fasase dannes først når en Al-legeringen med 2 vægt% Li størkner? AlLi (Al) + L

(Al) + AlLi (Al)

Spørgsmål 15 For en Al-legering med 2 vægt% Li, er det muligt at smelten under størkningsforløbet indeholder mere end 2 vægt% Li? Ja. Smelten indeholder op til ca. 4 vægt% under størkningsforløbet.

Ja. Smelten indeholder op l ca. 7 vægt% under størkningsforløbet. Ja. Smelten indeholder op l ca. 20 vægt% under størkningsforløbet. https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=4&ReturnUrl=… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19)

Nej. Den givende koncentraon af 2 vægt% Li bibeholdes i smelten under størkningsforløbet. Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=4&ReturnUrl=… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19)

Del II: En Al-legering med 2 vægt% Li aøles langsom fra 800 °C under ligevægtsbengelser. Figuren viser fasediagrammet for det binære system aluminium-lithium (Al-Li). Det antages at der ikke sker yderlige fasetransformaoner ved temperaturer under 100 °C.

Spørgsmål 16 Hvad er masseandelen af (Al) ved 500 °C i en Al-legering med 2 vægt% Li? 30 % 60 % 90 % 100 %

Spørgsmål 17 Hvad er masseandelen af (Al) ved 100 °C i en Al-legering med 2 vægt% Li? 30 % 60 % 90 % 100 %

Spørgsmål 18 En Al-legering med 2 vægt% Li som er størknet under ligevægt skal opvarmes langsomt igen. Ved hvilken temperatur under opvarmning forsvinder AlLi fasen fra mikrostrukturen? ved ca. 350 °C ved ca. 520 °C ved ca. 600 °C

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=5&ReturnUrl=… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) ved ca. 700 °C

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=5&ReturnUrl=… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) En legering af nikkel (Ni) og niobium (Nb) kan modningshærdes hvis blandingsforhold mellem legeringsatomerne er passende og en specifik varmebehandling bliver udført. Fasediagrammet for Ni-Nb systemet er vist i figuren. Det antages at der ikke sker yderlige fasetransformationer ved temperaturer under 400 °C og stiplede linjer bør læses som fuldt optrukne linjer.

Spørgsmål 19 Hvilken legeringssammensætning skal vælges for at opnå den størst mulige styrke ved modningshærdning gennem en passende varmebehandling? Ni med 2 vægt% Nb Ni med 15 vægt% Nb Ni med 35 vægt% Nb Ni med 52 vægt% Nb

Spørgsmål 20 Modningshærdning indebærer adskillige trin af varmebehandling, som skal udføres for en passende legering. Hvorfor skal bratkøling anvendes i løbet af processen? Bratkøling er den billigste løsning for at køle en prøve ned til stuetemperatur, fordi prøven afkøler hurtigst muligt.

Bratkøling forhindrer kemiske reakoner under aøling, fordi prøven forbliver ikke lange på en høj temperatur hvor prøvens overflade kunne reagere med omgivelsen. Bratkøling muliggør at en fast opløsning med indskudsatomer frem for substuonsatomer som ellers ville dannes ved langsom køling. Bratkøling medfører dannelsen af en overmattet fast opløsning.

Spørgsmål 21 Hvilket udsagn om dislokaoner i en modningshærdbar legering er korrekt? Dislokationstætheden bliver øget voldsomt under varmebehandlingsprocessen som resulterer i modningshærdning. Dislokationsbevægelsen er ikke påvirket når der forefindes mange små udskillelser i en modningshærdet legering.

Dislokaonsbevægelsen er nemmere i en overmodnet legering i forhold l en legering som er modningshærdet l sin maksimal styrke. https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=6&ReturnUrl=… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19)

Dislokaoner spiller ingen rolle i en modningshærdet legering med stor kornstørrelse.

Spørgsmål 22 En varmebehandlingsfirma har fortaget modningshærdning for en prøve, fordi prøven skal anvendes til et produkt som kræver høj styrke. En fejl i tidsmåling under modningsprocessen har dog medført overmodning af prøven. Foreslå hvad firmaet kunne gøre i denne situation! Prøven kan benyttes alligevel for produktet, fordi overmodning påvirker kun prøvens geometri, men har ingen effekt på styrken. Prøvens overflade skal afskæres, fordi overmodning kun er en overfladeeffekt og påvirker ikke hele prøven. Modningshærdning skal gentages med samme prøve, men med korrekt holdetid under modningsprocessen. Prøven bør bortskaffes, fordi prøven har mistet legeringselementer pga. overmodning og derfor mangler styrken.

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=6&ReturnUrl=… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19)

Tabellen viser nogle egenskaber af grundstofferne guld (Au), kobber (Cu) og nikkel (Ni). Ni og Cu er fuldstændig blandbart i fast lstand, mens Ni og Au er fuldstændig uopløselig i hinanden på stuetemperatur.

Spørgsmål 23 Flydespændning af to Ni-legeringer (Ni med 0.5 vægt% Cu og Ni med 0.5 vægt% Au) skal sammenlignes med flydespændingen af ren Ni. Hvilket udsagn er korrekt? Flydespænding af begge legeringer (Ni med 0.5 vægt% Cu og Ni med 0.5 vægt% Au) er højere end flydespændingen af ren Ni. Kun flydespænding af Ni med 0.5 vægt% Cu er højere end flydespænding af ren Ni. Kun flydespænding af Ni med 0.5 vægt% Au er højere end flydespænding af ren Ni.

Ingen af de to legeringer (Ni med 0.5 vægt% Cu og Ni med 0.5 vægt% Au) har højere flydespænding end ren Ni.

Spørgsmål 24 Hvilken E-modul forventes i en Ni-legering med 15 vol% Au? mindre end 140 GPa mellem 140 GPa og 165 GPa mellem 165 GPa og 190 GPa højere end 190 GPa

Spørgsmål 25 Hvilke defekter forefindes kun i en Ni-legering med 50 vægt% Au, men kan ikke opstå i en Ni-legering med 50 vægt% Cu? vakancer korngrænser fasegrænser revner

Spørgsmål 26 En Ni-legering med 15 vægt% Cu er hårdere end en Ni-legering med 5 vægt% Cu på stuetemperatur. Hvorfor? Flere legeringsatomer reducerer mængden af vakancer.

At opløse flere legeringsatomer kræver større korn. Cu-atomer har en anden størrelse end Ni-atomer. Der opstår flere fasegrænser når der forefindes flere legeringsatomer i fast opløsning. Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=7&ReturnUrl=… 1/1

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) Stål

Spørgsmål 27 En stålprøve med 0.2 vægt% C skal udsættes for en behandling som indsætter mere kulstof i prøvens overflade. Hvordan skal behandlingen udføres?

Stålprøven skal smeltes og mere kulstof skal lføjes smelten, hvoreer prøven nedkøles l stuetemperatur. Stålprøven skal sæes i kontakt med en prøve af støbejern med 4.3 vægt% C og holdes på en temperatur af 100 °C inogle uger. Stålprøven skal opvarmes l en temperatur af 900 °C i en almindelig oven med lucirkulaon og holdes der i nogle dage. Stålprøven skal opvarmes l en temperatur af 900 °C under lstedeværelse af metangas og holdes der i nogle mer.

Spørgsmål 28 Et tandhjul af stål med 0.8 vægt% C skal varmebehandles sådan at tandhjulet opfylder følgende tre krav: har stor hårdhed, er uden revner, har samme dimensioner og geometri som før. Er det muligt?

Nej, fordi 0.8 vægt% C er meget mere end jern kan opløse i krystalstrukturen og derfor vil stålet revne uanset varmebehandlingen. Ja, ved at danne sfæroidit. Ja, ved at danne martensit. Ja, ved at danne bainit.

Spørgsmål 29 Hvilke mikrostrukturer er vist i figurerne A og B.

A er ferrit, B er perlit. A er martensit, B er sfæroidit. A er bainit, B er martensit. A er ferrit, B er martensit.

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=8&ReturnUrl=… 1/1

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19)

Varmebehandling af stål. Prøver af undereutektoid stål med 0.45 vægt% C blev opvarmet og fuldstændig austenitiseret ved 900 °C og derefter kølet ned til stuetemperatur. Mikrostruktur og mekaniske egenskaber ved stuetemperatur skal vurderes ved hjælp af TTT diagrammet vist i figuren.

Spørgsmål 30 Efter fuldstændig austenitisering ved 900 °C køles en prøve hurtig ned til en temperatur T 1 , hvor den holdes i 10 s og bagefter bratkøles til stuetemperatur. Hvilken temperatur T 1 medfører den største hårdhed for prøven ved stuetemperatur?

650 °C 600 °C 500 °C 400 °C

Spørgsmål 31 Efter fuldstændig austenitisering ved 900 °C køles en prøve hurtig ned til 700 °C hvor den holdes i 10 s, hvorefter den køles hurtig ned til 400 °C, hvor den holdes i 1 s. Derefter bratkøles prøven til stuetemperatur. Hvilke af de tre faser a -Fe, Fe 3 C og a ’-martensit forefindes i prøven ved stuetemperatur? alle tre nævnte faser ( a -Fe, Fe 3 C, a ’-martensit) forefindes Fe 3C og a ’-martensit forefindes, men a -Fe ikke a -Fe og a ’-martensit forefindes, men Fe 3C ikke a -Fe og Fe 3C forefindes, men a ’-martensit ikke

Spørgsmål 32 Hvilket udsagn er korrekt for TTT diagrammet vist i figuren? TTT diagrammet kan benyttes for at bestemme kølehastigheden som skal anvendes for at danne en ønsket mikrostruktur for en prøve med 0.45 vægt% C. TTT diagrammet gælder for alle mulige koncentrationer af kulstof, men gælder ikke når stålet indeholder flere legeringselementer. TTT diagrammet kan erstattes med fasediagrammet for Fe-C, fordi begge diagrammer indeholder de samme oplysninger. TTT diagrammet må ikke anvendes for tykke prøver med stor tværsnit og 0.45 vægt% C.

Forrige

Gem og gå til næste

Hop til

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=9&ReturnUrl=… 1/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19)

https://dtu.onlineeksamen.dk/MultipleChoice/Student/AnswerQuestions.aspx?AssignmentUid=dtu%24611715%241&PageNumber=9&ReturnUrl=… 2/2

7.5.2020

test eksamen (= eksamen F19) In English

Log ud

Holger Boe Krogh

CampusNet / 41659 Materialelære for Produktion og Konstruktion F20 / Opgaver

test eksamen (= eksamen F19) Mekanisk materialeopførelse - D el I

Spørgsmål 33 Hvorfor er det sandsynligt, at der opstår revner, når wolfram ved stuetemperatur bliver trukket til en wolfram tråd med rund tværsnit af trådet? Wolfram har et kubisk gitter (bcc) og kan derfor kun trækkes til en tråd med firekantet geometri, men ikke til en rund tråd. Wolfram kan svært deformeres på stuetemperatur og skal derfor køles til temperaturer under 0 °C for at lette kold deformation. Wolfram foreligger på stuetemperatur som en keram og er derfor sprødt. Wolframs krystalstruktur forhindrer at dislokationer kan nemt bevæge sig ved stuetemperatur.

Spørgsmål 34 Hvordan kan trækstyrken af keramer øges? ved at fjerne vakancer. ved at fjerne dislokationer. ved at fjerne korngrænser. ved at fjerne porer.

Spørgsmål 35 Hvordan kan E-modulen af ren bly øges? ved at tilføje vakancer. ved at indføre porer. ved at øge kornstørrelsen. ved at tilsætte fremmede atomer.

Spørgsmål 36 En træktest foretages for to prøver af ren kobber (prøve A og prøve B). Begge prøver er identisk i lever...