Mihin oikein perustuu erilaisten erikoisterästen lujuus? Miten eri aineosien määrät lasketaan? Kokeilemalla? Miten isot määrät seosta saadaan kaikissa kohtaa mahdollisimman tasalaatuiseksi?
Keksitäänkö jatkuvasti uusia määrätyissä olosuhteissa aikaisempaa lujempia seoksia? Mikähän lienee ennustettavissa oleva kehitysvauhti?
Keksitäänkö jatkuvasti uusia määrätyissä olosuhteissa aikaisempaa lujempia seoksia? Mikähän lienee ennustettavissa oleva kehitysvauhti?
Vastaukset 15
Vanhimmat
terästen valmistus on nykyään niin tarkkaa touhua että sillä se teräksen laatu oikeastaan varmistetaan.
Lujuusominaisuudet perustuva kiderakenteisiin ja niiden virheisiin. Kidevirheitä on erilaisia, ja enemmän saat asiasta selvää alhaalla olevasta linkistä.
Seoksilla ja lisäaineilla, sekä niiden suhteilla suuri vaikutus teräksen laatuun. Sulatus- ja jäähtymisajoilla sitten hyvin pitkälle vaikutetaan siihen minkälaista teräs on, esim. sulattamalla tavara sulaksi, voidaan varmistaa että seos on tasalaatuista. Seostamalla sulamispistettä saadaan matalammaksi. Jäähtyessään, seosaineet muuttuu solidiksi, eli alkaa pikkuhiljaa rakeutua, nämä rakeet sijoittuu ilmeisimmin tasaisesti aineen jäähtyessä lopulliseen muotoon.
Tästä voisi pitää 40 tuntia kestävän luennon, johon minulla ei ole pätevyyttä, nytkin saatoin kirjoittaa kukkua, mutta näin olen asian käsittänyt, viisaat korjatkoon virheeni.
Lujuuksista sen verran, että perus rakenneteräksillä myötölujuudet vaihtelee 200-350MPa.
Erikoisteräksillä yli tuon 350MPa ja tuonne 700MPa:n huitteille.
Kuulin pari viikkoa sitten huhun, että ruotsalaiset olisivat kehittäneet lähes 1000MPa lujuista terästä.
http://ameba.lpt.fi/~kuorjuha/Koneistus/MEK05KOMAT1.doc
tavallisen kylmävedetyn jousiteräksen lujuus voi olla jo 1800Mpa.
ole myötörajaa... Höpöhöpö ittelles...
Juuri tuollaista dokumenttia kaipasinkin. Lähinnä kiinnosti tietää mitä oikein tarkoitetaan suurlujuusteräksillä esim. ihan tavallisissa autoissa. Pitää lukea ajan kanssa vielä uudestaan.
Onko sinulla antaa yhtä konkreettista esimerkkiä miten jonkin raskaan koneen (telaketjukaivinkone, torninosturi, iso teleskooppinosturi, kuorma-auto) painoa on saatu kevennettyä (ja kestävyyttä lisättyä) käyttämällä uusia aikaisempaa lujempia erikoisteräksiä vaikkapa 40 vuoden takaiseen tilanteeseen verrattuna. Ja tuleeko mieleen jotain uutta sovellusta, joka on tullut tai on tulossa (taloudellisestikin) mahdolliseksi vain käyttämällä uusia suurlujuusteräksiä?
Kiitoksia vielä kerran.
ovat ratkaisu, joita lentokoneteollisuus on käyttänyt jo vuosia hi-tech-lentokoneissa, mm. B2-pommikone, keventääkseen painoa.
On sillä. Höpöhöpöhöpöpöpö... :)
osaa sanoa oikein mitään.
Mutta nykyään nuo tietokoneohjelmat (esim. ANSYS) mahdollistavat vaikeampien rakenteiden mallintamisen ja pystyy suunnittelemaan rakenteet optimiksi. Ohjelmilla voidaan ratkaista todella hankalia rakennemalleja ja niiden kuormituksia. Tosin tässä pitää muistaa että pitää olla perus lujuusoppi hanskassa, jotta voi luottaa ohjelman antamiin tuloksiin, ja pystyt jollain yksinkertaisemmalla tavalla ratkaisemaan "sinnepäin". Myös pitää muistaa se että ohjelmakin tekee työn väärin, jos sille annetaan väärää tietoa, eli tässäkin se perus lujarin taito on kullan arvoista. Tämä ei niinkään ole materiaaliin sidonnainen juttu, mutta kyllä tietokoneaika on jonkun verran keventänyt ihmisten työmäärää ja heidän käyttämiään laitteita vuosien saatossa.
Mutta tämäkään ei vielä vastaa esitämääsi kysymykseen ja sanottava on, vaikka auto- ja metallimies olenkin, niin tuohon en suoraan osaa vastata. Sen tiedän, että joitain uusia autoja ei saa hitsata jos ne on kolaroitu, ja näissä on juuri käytetty suurlujuusteräksiä.
Komposiittimateriaaalit ovat myös suuressa asemassa rakenteiden keventyessä, juuri niin kuin
eräs tuossa juuri kirjoitti. Niiden hyvä lujuus/hinta- ja lujuus/painosuhteet ovat paljon paremmat kuin teräksellä. Lasikuitu on ihan normi yleishyödyke nyky-yhteiskunnassa, hiilikuitu hiukan harvempaa ja aramidikuidut (kevlar) jo tosi harvempaa. hiili- aramidikuiduilla lujuudet jo mahdottoman suuria. Kuiduissa niiden ominaisuuksiin vaikuttaa pääosassa juuri tuo materiaali ja kuitujen suunnat. Kuiduissa on se ikävä puoli, että lujuus toiseen suuntaan ei ole niinkään materiaalin ulkomuodosta kiinni, vaan kuitujen suunnasta riippuva asia. Teräs kun periaatteessa on yhtä lujaa joka suuntaan, mutta materiaalimuodot sitten vaikuttaa tähänkin.
Esim. Elintarvikeliikenteen kuorma-autojen kontit ovat komposiittirakenteita.
Pitäisi ottaa jostain kuormurista pari toisiaan vastaavaa verrokkia, vaikka 70- 80- 90- ja 00-luvuilta. Sitten vertaisi autojen massoja, miettisi että missä kohtaa on korvattu mitäkin materiaalia toisella. Rungot ilmeisimmin ovat olleet malliltaan samanlaisia jo jonkun aikaa?
odotetaan ettei sieltä löytyisi sitä myötörajaa, kun olisit lukenut lyhyen lauseen edes oikein. Jousiteräs on jousiteräs ja rakenneteräkset on rakenneteräksiä, topicin aloittaja ei ksynyt jousista mitään.
Käytetäänkö vain lentokoneissa, helikoptereissa, kilpa-autoissa, sukellusveneissä, urheiluvälineissä, polkupyörissä ja silmälaseissa?
ja kevyempiä kuin kuin titaani. Komposiittien tiheydet vaihtelevat 0.7-1.3:n välillä, ovat jopa viisi kertaa lujempia kuin teräs.
Teräs on tiheydeltään ~7.8, titaani noin puolet tuosta, lähes yhtä luja.
Voiko sitten sanoa, että kaikki perustietämys käytännön sovelluksisssa käytettävissä olevista eri terässeoksista ja niiden ominaisuuksista on ollut tiedossa vaikkapa jo 50 vuotta. Olihan silloinkin jo erikoislujia kromi-vanadium työkaluja yms. Kulutuskestävyyttä on ehkä hiukan lisätty uusilla seosaineilla ja yleistä laatua parennettu. Nyt painon säästämiseksi on esim. autoissa tullut kustannustehokkaaksi ottaa käyttöön erikoislujia tai -keveitä metalliseoksia.
Ei se seostus nyt pääasiassa sitä lujuutta tee vaan käsittely. Teräksistä saadaan lujia lämpökäsittelemällä ne. Esim. karkaisu, nuorrutus ja vaikka kylmäveto tekevät teräksestä lujaa. Lähtökohtana on usein täysin seostamaton hiiliteräs. Seostuksella sitten parannettua esim. aineen karkaistuvuutta.
Kai niitä kokeilemalla kehitetään, mutta kehittyykö teräkset muka nopeasti? Minusta ne kehittyy tosi hitaasti. Ainakin jos vertaa vaikka tietotekniikkajuttuihin.
Onko yleinen kehitys enemmän kuin 1 % vuodessa vai mikä? Yllä selvisi, että lujuus perustuu erilaisten kidevirheiden ja hilavirheiden määrään. Puolijohdepuolella ja valokuiduissa virheiden ja epäpuhtauksien määrää on pystytty jatkuvasti vähentämään. Onnistuuko vastaava edes aivan pienissä teräskappaleissa?
No nyt ymmärsin mistä puhutaan. Tällainen esimerkki tuli mieleen kun raex. Siitä tehdään henkilönostimien teleskooppirungot Bronto skyliftillä. Sen hyvyys perustuu juuri tarkkoihin seossuhteisiin. Eli haitta-aineet saadaan perusteellisesti poistettua ja seosaineita laitetaan tarkasti joitakin sadasosa- prosentteja. Mutta kun sekin on vissiin ollut jo aika kauan käytössä, niin ei ne kauhean nopeasti taida sitten kehittyä. Prosenttiluvuista kyllä tiedä.
Erilaisia kauppanimiä lukuisia,yleensä nostimissa murtoluujuudet 70kp/mm2,helposti löytyy lujempiakin mutta hitsattavuus alkaa kärsiä.En ole N miehiä.