Wiązania jonowe(NaCl):
Siły Culomba, bezkierunkowe, bardzo silne, po rozerwaniu są 2 jony, brak elektronów swobodnych,
Materiały:
Duża odporność elektryczna i cieplna, przezroczyste, wysoka temperatura topnienia, wysoka twardość, kruchość
Wiązania kowalencyjne(diament):
Kierunkowe ,bardzo silne, brak elektronów swobodnych, niski stopień upakowania, dążą do oktetu
Materiały:
Duża oporność elektryczna, przezroczystość, wysoka temperatura topnienia, wysoka twardość, kruchość
Wiązania metaliczne:
Gaz elektronowy, bezkierunkowe, silne, wysoki stopień upakowania, ruchliwy gaz elektronów swobodnych
Materiały:
Plastyczność, nieprzezroczystość, połysk metaliczny, dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne, zdolność do emisji termo- i fotoelektrycznej
Aby zidentyfikować komórkę w sieci przestrzennej należy:
Znaleźć odległość między osiami, kąty pomiędzy osiami, jak jest umiejscowiona(ww i Ik)
METALE KRYSTALICZNE:
Sieci RCSA1( Ag Cu Au Ni Pt Pb)
plastyczne, łatwy poślizg, nie ma temperatury przejścia w stan kruchy, regularne sieci
[Ia=4 ww=0,74 Ik=12]
Sieci RCPA2(Fe alfa, Cr alfa, W Mo Nb Ta)
Ograniczona plastyczność, duża ruchliwość, sieć regularna
[Ia=2 ww=0.68 Ik=8]
Sieci HZA3(Mg Be Ti alfa, Co alfa, Zn Cd)
Plastyczne bardziej niż A2, ale mniej niż A1,sieć heksagonalna zwarta,
[Ia=6 ww=0,74 Ik=12]
Kształtowanie własności materiałów:
Typ sieci krystalicznej, obecność defektów struktur, szybkość chłodzenia
KRYSTALIZACJA
Homogeniczna:
Czysty metal bez dodatku, duże przechłodzenie, procesy nie wpływają na krystalizację(100K)
Heterogeniczna:
Duże przechłodzenie, są uwalniane cząstki obcych faz stałych, małe temperatury pobierania, udział obcych cząstek w zarodkowaniu=podkładki (1K)
DEFEKTY STRUKTUR
-punktowe(wakanse, obce atomy)
-liniowe(dyslokacje)
-powierzchniowe płaskie(granice ziaren, błędy ułożenia, granice międzyfazowe)
Gęstość struktur ma właściwości: początkowo spadają bardzo a potem wzrastają gdy defekty przeszkadzają sobie nawzajem a potem już rosną stale.
FUNKCJA WAKANSÓW
n/N=Aexp(-Qw/kT )
N- liczba atomów w krysztale
n- liczba wakansów= liczba atomów z –Qw
Qw- energia potrzebna do utworzenia wakansu
k- stała Boltzmana
Stała proporcjonalności
kT- średnia energia na 1 stopień swobody atomu
Dyslokacja krawędziowa-przemieszcza się po ściśle określonej płaszczyźnie poślizgowej w kierunku działającego naprężenia stycznego ale równolegle do wektora Burgersa
Linia dyslokacji- krawędź urwanej półpłaszczyzny W w krysztale
RODZAJE DYSLOKACJI:
Krawędziowa, śrubowa, mieszana
Atomy w pozycjach węzłowych to atomy na styku struktur, wierzchołków poszczególnych ziaren (płaszczyzn)
MECHANIZM ODKSZTAŁCENIA PLASTYCZNEGO:
-poslizg- (w wyniku ruchy dyslokacji) ilość i usytuowanie systemów poślizgu, energia błędu ułożenia, temperatura odkształcenia
-bliźniakowanie- deformacja sieci podstawowej, są struktury bliźniacze, udział bliźniakowania rośnie ze zmniejszeniem EBU, obniżenie temperatury i wzrost wielkości ziarna
MIARĄ ODKSZTAŁCENIA JEST ZGNIOT
Z=So-S1/So *100%
W miarę wzrostu odkształcenia plastycznego maleje kruchość, spada plastyczność.
WYŻARZENIE REKRYSTALIZUJĄCE: [K]
-zdrowienie(0,1-0,3)Tt niskie temperatury, zanik defektów punktowych, nie ma zmian właściwości mechanicznych tworzy się struktura poligonalna.
- rekrystalizacja pierwotna(0,3-0,6)Tt wzór Boczwara- materiały są wzmocnione, spadek wytrzymałości, wzrost plastyczności, rozrost ziaren, wielkość ziaren wpływa na granicę plastyczności.
Temperatura rekrystalizacji- ważny parametr w praktyce przemysłowej, stanowi granice pomiędzy procesem obróbki plastycznej na zimno i na gorąco.
[powyżej to na gorąco, poniżej to na zimno, można też przywrócić niektóre własności po podgrzaniu]
REGÓŁA FAZ GIBBSA
1faza-ciekłe
2fazy-ciekłe i stałe
S=n-f+1
s- stopnie sfobody
n- składniki
f- faza w danym momencie
W układach równowagi temperatura od eutektyki jest zawsze niższa.
Układ stabilny= Fe-C(żelazo węgiel)
Układ metastabilny= Fe-Fe3C( żelazo cementyt)
Ferryt-Fe alfa© atomy rozłożone na krawędziach, roztwór węgla w żelazie alfa, słaby roztwór, różnowęzłowy
Austenit- Fe gamma ( c )-atomy w połowie płaszczyzn, roztwór węgla w żelazie gamma, roztwór stały, międzywęzłowy, 740C
Cementyt- Fe3C- metastabilny węglik żelaza, twardy, kruchy, faza pośrednia, 6,67%
Mieszanina eutektoidalna to: cementyt i ferryt=perlit (1:7)
Struktura stopów:
0,02%C ferryt+cementyt
0,2%C ferryt+perlit
0,4%C ferryt+perlit
0,65%C perlit+ferryt
0,77%C perlit
1,2%C perlit+cementyt [ 2rzędowy]
Perlit pojawia się wrz ze wzrostem zawartości węgla.
Jeżeli wzrasta poziom węgla to wzrasta: AB,Rm, Re, natomiast maleje ciągliwość
Typy żeliwa:
Ferryt, ferryt+perlit, perlit, martenzyt, b……
Grafit płatkowy =żeliwo szare
Grafit żarzenia =żeliwo ciągliwe
Grafit kulkowy =żeliwo sferoidalne
Mosiądze- stopy zawierające do 45% cynku (Zn ) jako główny dodatek stopowy
Cu+Zn+inne…
Mosiądze podział:
-jednofazowe =od 2 do 32% Zn ,wysoka plastyczność, przerabiane na zimno, obrabiane plastycznie, głęboko tłoczone[łuski chłodnice] M70, M80, M90
-przejściowe =32-39% Zn, w zależności od obróbki cieplnej posiadają budowę jednofazową lub dwufazową, przerabiane na zimno i na gorąco[odkuwki, druty] M62, M63
- dwufazowe = 39-45%Zn, przerabiane na gorąco,[łożyska, aparatura] M60
Brązy- stopy w których podstawowym składnikiem jest miedź, musi dominować miedź, a głównymi dodatkami stopowymi są: cyna, aluminium, krzem, baryl, mangan, ołów, a ich zawartość jest większa od 2%
Dodatkowe stopy:
4-6%- brązy plastyczne
10%-brązy odlewnicze
Aluminium
Siluminy= Al.+Si stosowane jako odlewy, stopy wieloskładnikowe
Modyfikowane:
-podeutektyczne i eutektyczne- sodem, związki ułatwiają zarodkowanie
Nadeutektyczne- fosforem, zarodki heterogeniczne
Durale=Al.+Cu wysokie parametry wytrzymałościowe po obróbce cieplnej, mała odporność na korozję, lekkie, wytrzymałe, wykorzystywane w przemyśle lotniczym.
Proces umacniania durali:
Przesycenie(oziębienie z 500-580C), a potem starzenie sztuczne( wydzielenie faz o dużej dyspersji)