1. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES Wrth ddewis defnydd rhaid gwneud yn siwr ei fod yn addas, rhaid feddwl … Fydd y defnydd yn cyrydu yn ei amgylchedd gwaith? Fydd yn gwanhau neu meddalu mewn amgylchedd poeth? Fydd yn torri pan yn gweithio? Ydin bosib ei ffurfio, torri neu castio i’w siap yn hawdd? Gallwch ateb y cwestiynnau yma drwy gymharu priodweddion defnyddiau gwahanol. Pwrpas y sioe yma ydi esbonio termau a ddefnyddir i ddisgrifio y priodweddion. When selecting materials they must be suitable for the task, you must think….. Will the material corrode in its working environment? Will it break when working? Will it weaken or melt when the working environment gets hot? Is it easy to cut, form or cast the material? You can answer these questions by comparing the materials properties. The purpose of this show is to explain the terms used to describe a materials properties.

2. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES CHEMICAL PROPERTIES Tanc oel wedi cyrrydu – amgylchedd asidig – cyrrydu cemegol Corrosion of oil tank – high acidic environment – chemical corrosion “Rhwd” – achosi gan Ocsigen yn yr aer / dwr “Rust” – caused by Oxygen in air / water PRIODWEDDION CEMEGOL How a material reacts to elements in the environment CORROSION – metals being attacked by chemicals – rust by oxygen in water and air, or corrosion by acids and alkali. DEGREDATION – non metals being attacked- wood rotting, plastics fading and cracking because of ultraviolet sunlight Sut mae defnydd yn ymateb i elfennau yn yr amglychedd CYRYDIANT – metelau yn cael eu dinistrio gan gemegion – rhwd gan ocsygen mewn dwr ac aer, neu cyrydiad gan asid ac alcali. DIRADDIAD – defnyddiau sy ddim yn fetalau yn cael eu dinistrio, pren yn pydru, plastigion yn colli eu lliw a cracio oherwydd golau UV yr haul

3. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES ELECTRICAL PROPERTIESPRIODWEDDION TRYDANNOL How a material reacts to electricity RESISTANCE Materials with low resistance are good CONDUCTORS – electricity travels easier through them. Materials with high resistance are good INSULATORS – poor conductors usually non metal ( apart from carbon) Resistance of a metal depends on its length – longer it is the higher the resistance, its thickness – the thicker it is the lower the resistance, its temperature – high temperature equals high resistance and its resistivity – measured between the faces of the material. Sut mae defnydd yn ymateb i drydan. GWRTHEDD Defnyddiau gyda gwrthedd isel yn DDARGLYDION da – trydan y trafeilio yn hawdd. Defnyddiau gyda gwrthedd uchel yn YNYSYDDION da – defnyddiau sy ddim yn fetel yn ddargludwyr gwan (arwahan i carbon) Mae gwrthedd metel yn dibynnu ar ei hyd – y hiraf yw’r darn yr uwch ydi’r gwrthedd, y trwch – y mwy trwchys y llai yw’r gwrthedd, y tymheredd – uchel an golygu gwrthedd uchel ac hefyd gwrthedd – wedi ei fesur rhwng gwynebau y defnydd.

4. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES THERMAL PROPERTIESPRIODWEDDION THERMOL How a material reacts to temperature. Melting temperature – the point where a material loses its solid properties. Thermal Conductivity – how materials attract heat and retain it - metals are good conductors of heat – non metals are not. Expansion – how materials can change their size when heated or cooled – metals expand more than non metals as they have a high coefficient of linear expansion Sut mae defnydd yn ymateb i dymheredd Tymheredd Meddalu – y pwynt ble mae’r defnydd yn colli ei briodwedd solid. Darglydedd Thermal – sut mae defnydd yn denu gwres ac ei gadw – metalau yn ddarglydion gwres yn dda – defnyddiau eraill yn wael. Ymlediad – sut mae defnydd yn newid ei maint pan yn cynhesu neu oeri – mae metalau yn ymledu yn fwy na defnyddiau eraill oherwydd bod ganddynt cyfernod ymlediad llinellol uchel.

5. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES MAGNETIC PROPERTIESPRIODWEDDION MAGNEDIG Ferromagnetic materials react best to magnetic fields – iron, nickel and cobalt. Soft magnetic materials can be magnetised but lose their magnetic properties quickly e.g soft iron. Hard magnetic material – can be magnetised and retain their magnetism – permanent magnets – cobalt added to the material makes them hard magnets. Defnyddiau ferromagnetig sy’n ymateb orau i faesydd magnetig – haearn, nicel a cobalt. Defnyddiau Magnetig Meddal yn gallu eu magnedu ond yn colli ei priodweddion magnetig yn sydyn e.e haearn meddal Defnyddiau Magnetig Caled yn gallu eu magnedu ac yn cadw eu priodwedd magnetig – magnedau parhaol – gall adio cobalt gwneud defnyd yn fagned caled

6. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES PRIODWEDDION MECANYDDOL MECHANICAL PROPERTIES

7. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the ability of a material to withstand tensile loads (being pulled) without rupture when the material is in tension. The videos below show 2 materials being tested in a tensile testing machine. The plastic material HDPE – High Density Polyethylene will stretch a lot further under load compared to the aluminium. Tensile Strength Sut mae defnydd yn gwrthsefyll llwythau hydwyth (cael eu tynnu) heb torri pan mae’r defnydd mewn tensiwn. Mae’r fidios isod yn dangos 2 defnydd yn cael ei profi mewn peiriant profi hydwythedd. Gwelie fod y defnydd plastig HDPE yn cael ei dynnu ym mhellach o dan bwysau, cymharu gyda’r aliwminiwm. Cryfder Hydwyth

8. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the ability of a material to deform under load and return to its original size and shape when the load is removed. The property is required for springs. Video shows an engine valve spring – video is in slow motion! Elasticity Y ffordd mae defnydd yn gallu newid ei siap / maint o dan bwysau a dychwelyd I’w siap gwreiddiol ar ol tynnu’r llwyth. Rhaid i spring cael y priodwedd yma. Mae’r fidio yn dangos spring falf car – mae’r fidio wedi cael ei arafu! Ystwythder

9. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the property of a material to deform permanently under the application of a load. Plastacine is plastic. This is the exact opposite to elasticity. The video shows rivets being manufactured – the aluminium rivet head is being formed easily and stays in shape. Plasticity Priodwedd defnydd i ystumio yn barhaol o dan bwysau. Mae clai un ddenydd plastig. Yr union gwrthwyneb i’r priodwedd elastig. Mae’r fidio yn dangos rifedau yn cael eu cynhyrchu – pen y rifed aliwminiwm yn cael ei ffurfio yn hawdd ac yn cadw ei siap Plastigrwydd

10. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the ability of a material to withstand Compressive (squeezing) loads without being crushed when the material is in compression. The video shows a compression testing machine testing concrete for the building industry. Compressive Strength Y ffordd mae defnyddiau yn gwrthsefyll pwysau gwasgu heb eu dinistrio pan maer defnydd o dan llwyth cywasgiad. Mae’r fidio yn dangos peiriant profi cywasgiad yn profi concrid ar gyfer y diwydiant adeiladu. Cryfder Cywasgiad

11. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the ability of a material to withstand offset or traverse loads without rupture occurring. Video shows a concrete beam being tested –the load is not directly above the support unlike the compression test. Shear Strength Y ffordd mae defnyddiau yn gwrsefyll llwythau offsed neu naill ochr heb ddinistrio. Mae’r fidio yn dangos trawst concrid yn cael ei brofi – nid yw’r llwythau mewn lein fel y fidio cywasgiad. Cryfder Croesrwygo

12. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the ability of a material to withstand shatter. A material which easily shatters is brittle. Toughness indicates the ability of a material to absorb energy The videos show impact testing machines testing materials for their toughness Toughness Y ffordd mae defnydd yn gwrthsefyll llwyth sy’n ei daro heb iddo falu yn deilchio. Mae defnydd syn malurio’n hawdd yn frau. Dangosir gwydnwch sut mae defnydd yn amsugno egni. Dangosir y fidios peiriannau profi gwydnwch yn arbrofi defnyddiau. Gwydnwch

13. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is ability of a material to stretch under the application of tensile load and retain the deformed shape on the removal of the load. A ductile material combines the properties of plasticity and tensile strength. All materials which are formed by drawing are required to be ductile. Video shows an Aluminium disc being Deep Drawn in a press. Ductility Y ffordd mae defnydd yn tynnu a siapio o dan llwyth hydwyth ac yn cadw ei siap ar ol tynnu y llwyth. Mae defnydd hyblyg yn cyfuno priodweddion plastig a cryfder hydwyth. Rhaid i pob defyndd sydd angen ei ffurfio gan y proses dynnu fod yn hyblyg. Fidio yn dangos disg aliwminiwm yn cael ei ffurfio trwy’r broses “Deep Drawing”. Hyblygrwydd

14. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the property of a material to deform permanently under the application of a compressive load. A material which is forged to its final shape, or shaped by Spinning is required to be malleable (see video) Malleability Priodwedd defnydd i anffurfio yn barhaol o dan llwyth cywasgiad. Mae defnydd sydd angen ei ofannu i’w siap terfynnol, neu ei siapio gan droelli angen fod yn hydrin (gweler fidio) Hydrinedd

15. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the property of a material to withstand continuously varying and alternating loads. Components with countinuous loading such as moving parts need good fatigue strength. The video shows Carbon bike forks being fatigue tested. Fatigue Strength Priodwedd defnydd i wrthsefyll llwythi symudol ac amrywiol. Mae angen i gydrannau sydd o dan llwythi symudol fel partiau sy’n symyd cael cryfder lluddedu da. Mae’r fidio yn dangos fforciau beic carbon yn cael ei profi mewn peiriant arbrofi ryfder lluddedu. Cryfder Lluddedu

16. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES This is the property of a material to withstand indentation and surface abrasion by another hard object. It is an indication of the wear resistance of a material.e.g Diamonds are very hard. The video shows a hardness testing machine – a diamond tipped Indenter is used to measure hardness Hardness Priodwedd defnydd i wrthsefyll rhiciau a rhathiad gwynebol gan wrthrych caled. Mae’n dangos gwrthsefyll gwisgo y defnydd e.e deiamwnt yn galed iawn. Fidio yn dangos peiriant profi caledrwydd – defnyddir rhicyn pen deiamwnt i fesur caledrwydd Caledrwydd

17. PRIODWEDDION DEFNYDDIAU MATERIAL PROPERTIES ToughnessBrittlenessDuctilityMalleabilityHardness Corrosion Resistance Electrical Conductivity Thermal Conductivity CopperWhite Cast IronGold DiamondGoldSilver NickelGrey Cast IronSilver TungstenPlatinumCopper IronHardened SteelPlatinumAluminiumHardened SteelSilverGold MagnesiumBismuthIronCopperSteelMercuryAluminium ZincManganeseNickelTinBrassCopperMolybdenTungsten AluminiumBronzesCopperLeadTitaniumLeadZincBrass LeadAluminium ZincCopperTinLithiumMolybden TinBrassTungstenIronAluminiumNickelTungstenZinc CobaltStructural SteelZinc- IronBrassPlatinum BismuthZincTin-GoldZincNickelLithium -MonelLead-TinMagnesiumIronNickel -Tin--LeadTinSteel -Copper--Graphite-Bronze -Iron--Lithium-SteelIron http://www.tibtech.com/conductivity.phphttp://www.tibtech.com/conductivity.php - Click to find out Melting Temp of these metals! SIART CYMHARU METALAU METAL COMPARISON CHART Defnyddiwch y siart i gymharu metalau – maer gorau yn y dosbarth priodweddion gwahanol ar ben y colofnau ac wedyn gweithio lawr. Nodwch fod Aur ac Arian yn uchel mewn nifer o golofnau – ond be fuasau rhain mewn colofn costau? Use this chart to compare metals – the best for each property class is at the to of the column then going lower- not that Gold and Silver are high in many columns- however where would they be on a cost column?