1. Jaka budowa układu równowagi jest konieczna do przeprowadzenia umacniania wydzieleniowe?

Piotr Zalewski

Podstawowym warunkiem, na którym opiera się proces utwardzania wydzieleniowego stopów, jest zmniejszanie się granicznej rozpuszczalności składników stopowych w stanie stałym wraz z obniżaniem temperatury (w temp. Eutektycznych rozpuszczalność duża, w temp. niskich rozpuszczalność mała). Na rys. strefa „b” - stopy do umacniania wydzieleniowego.

2. Jaki warunek musi spełniać dodatek stopowy, aby możliwe było przeprowadzenie przesycania?

Piotr Zalewski

Dodatek stopowy musi charakteryzować się malejącą rozpuszczalnością wraz ze spadkiem temperatury. Po nagrzaniu stopu do temp. eutektycznej 550⁰ C szybko ochłodzony musi wydzielić fazę międzymetaliczną Al₂Cu w całej objętości (nie na granicach ziaren tj. ma to miejsce przy powolnym ochładzaniu)

3. Jak przebiega obróbka cieplna polegająca na przesycaniu i starzeniu?

Pierwszy etap(przesycanie) polega na odpowiednim nagrzaniu dowolnego stopu zawierającego co najwyżej tyle dodatku stopowego, ile może rozpuścić się w osnowie w temperaturze bliskiej eutektycznej, wygrzaniu w tej temperaturze przez okres wystarczający do przejścia do roztworu stałego nie rozpuszczonych w osnowie składników stopu i następnie szybkie oziębienie w celu doprowadzenia przesyconego roztworu stałego (o strukturze jednofazowej) do temperatury otoczenia. Następnie w nietrwałym roztworze zachodzi starzenie, są to przemiany dążące do wydzielenia dodatku i zatrzymaniu w osnowie odpowiedniej jego ilości.

4. Czym starzenie naturalne różni się od starzenia przyspieszonego?

Piotr Zalewski

Wygrzewanie przesyconego stopu aluminium w czasie, w którym uzyskuje się maksymalne właściwości wytrzymałościowe, z następnym powolnym ochładzaniem, nazywa się starzeniem. Rozróżnia się starzenia:

• Naturalne - przebiega samorzutnie w temperaturze otoczenia

• Sztuczne - po nagrzaniu do temp. 100-200⁰ C.

Im wyższa jest temperatura, tym starzenie zachodzi szybciej, ale tym mniejsza jest wytrzymałość stopu.

5. Jakie zjawiska zachodzą w stopach aluminium z miedzią podczas starzenia?

Grażewicz Piotr

6. Jak powstają strefy Guiniera-Prestona?

Piotr Zalewski

W początkowym okresie procesu starzenia atomy rozpuszczonego składnika (np. miedzi) skupiają się w określonych miejscach sieci krystalicznej. W wyniku tego procesu powstają wewnątrz kryształu submikroskopowe strefy o b. dużej dyspersji o zwiększonej zawartości rozpuszczanego składnika, zwane strefami Guiniera-Prestona (G-P I). Tworzenie się tych stref powoduje powstawanie m.in. dużych naprężeń własnych w krysztale oraz rozdrobnienie bloków mozaiki. W konsekwencji zniekształca się sieć krystalograficzna, utrudniony jest ruch dyslokacji, co powoduje wzrost twardości i wytrzymałości stopu. Następne stadium stanowią koherentne wydzielenia pośrednie oznaczane symbolem Θ” (G-P II). Powstają one w temp. powyżej 100⁰ C. (rys. ze skryptu)

7. Jak zbudowana jest koherentna granica międzyfazowa?

Piotr Zalewski

Koherentne wydzielenia są to struktury o odrębnej, lecz dopasowanej i związanej z osnową sieci krystalicznej. Powstają w początkowych stadiach wydzielania nowej fazy (np. przy starzeniu). W dążeniu do zmniejszenia energii nowo powstałej granicy obie fazy przyjmują względem siebie taką orientację, aby atomy w granicy należały jednocześnie do obydwóch sieci, przy minimalnym ich zniekształceniu.

W miarę wzrostu cząstek zwiększa się sprężyste odkształcenie sieci. Przy pewnym poziomie tych naprężeń powstają dyslokacje, które zmniejszają naprężenia, ale zwiększają energię granicy i mamy wówczas do czynienia z granicą częściowo koherentną. Przy dalszym wzroście cząstek nowej fazy i przyjęciu przez nie kształtu kulistego (sferoidyzacji) sprzężenie między fazami znika zupełnie i granica staje się niekoherentna.

8. Jaka forma wydzieleń skutkuje najwyższą wytrzymałością durali?

Najwyższą wytrzymałość durali zapewniają wydzielenia GPII, gdyż są najdrobniejsze i całkowicie sprzężone z fazą macierzystą, a wraz ze wzrostem rozmiaru wydzieleń i spadkiem sprzężenia granic maleje efekt umocnienia.

9. Jaka struktura jest charakterystyczna dla durali?

Dla durali charakterystyczna jest struktura zawierająca wydzielenia GPII, jest to struktura po utwardzaniu wydzieleniowym przyspieszonym - liczy się czas i efekt.

10. Na czym polega zjawisko nawrotu?

Piotr Zalewski

Stan stopu osiągnięty w wyniku starzenia naturalnego nie jest trwały. Jeśli stop tak umocniony zostanie nagrzany do temperatury 200-250ºC i wytrzymany przez krótki okres czasu (2-3 min.) w tej temperaturze, to umocnienie zaniknie i własności stopu będą odpowiadały tym, jakie stop miał w stanie świeżo przesyconym, przy czym stop zyskuje ponownie zdolność do starzenia naturalnego. Zjawisko to nazywa się nawrotem. Przyczyną nawrotu jest rozpuszczanie się nietrwałych stref G-P o małych rozmiarach i powrót do struktury pierwotnie przesyconego roztworu stałego o równomiernym rozłożeniu atomów rozpuszczonych. Po ostudzenie stop może być powtórnie starzony i będzie ulegał umocnieniu. (rys. ze skryptu)

11. Jakie są najważniejsze etapy wytwarzania aluminium?

Piotr Zalewski

Tlenek aluminium otrzymuje się z rud o charakterze zasadowym (rzadziej kwaśnym) oraz z boksytów.

I - Ruda jest rozpuszczona w ługu sodowym (NaOH) w autoklawie <<(duże ciśnienie, temp. 160-230ºC) - powstaje glinian sodu NaAlO₂ >>

II - glinian sodowo-aluminiowy jest krystalizowany - powstaje wodorotlenek glinu

III - jest on prażony jest w piecach w temp. 1200ºC - powstaje tlenek Al i H₂O

IV - w elektrolizerach w wannie tlenek miesza się z kriolitem, który tworzy eutektykę o temp. 1260⁰ C (elektrody są węglowe i stalowe) - powstaje ciekłe aluminium w wyniku przepuszczania prądu

V - w procesie elektrolizy aluminium poddaje się rafinacji (elektroliza 3-fazowa)

12. Jakimi właściwościami charakteryzuje się czyste aluminium?

Rafał Giedrys

Aluminium techniczne czyste jest metalem bardzo plastyczny, ale ma niewielką wytrzymałość, w związku z czym zastosowanie jego wy budowie maszyn jest bardzo ograniczone. << 1 z najbardziej odpornych na korozję, odporne na działanie wody(morskiej też), odporne na kwasy organiczne i stężony kwas azotowy. Daje się dobrze kuć, walcować i przeciągać(folia), można je lutować. Dobra przewodność elektryczna i cieplna. Bardzo lekkie.>>

13. Jakie dodatki stopowe są stosowane w stopach aluminium do przeróbki plastycznej?

Dodatki stosowane w stopach aluminium do obróbki plastycznej to: Cu, Mg, Mn, Si, (Ni, Fe, Ti, Zn, Cr -rzadziej);

14. Jakie dodatki stopowe są stosowane w odlewniczych stopach aluminium?

Rafał Giedrys

Głównie: Si (jeśli krzem jest głównym składnikiem stopowym to taki stop nosi nazwę siluminu), Cu, Mg, Mn

15. Jaki dodatek zapewnia żaroodporność stopów aluminium?

Piotr Zalewski

Dodatkami stopowymi zapewniającymi żaroodporność są: nikiel (ok. 1%), tytan (ok. 0,1-,02%), rzadziej żelazo i cyrkon. W temp. 20⁰C R_m=520 MPa, a w temp. 300⁰C (do takiej temp. mogą pracować) R_m=120 MPa. Powstają poprzez odlewanie próżniowe

16. Jakie są typowe zastosowania durali?

Gecow Piotr

Mała gęstość, wytrzymałość, odporność na korozję

Mogą pracować w zakresie -200^oC do 600^oC

Technika rakietowa i kosmiczna

Przemysł zbrojeniowy

Przemysł chemiczny

W budownictwie okrętów

W wyrobie sprężyn

17. Jaki jest wpływ modyfikacji na własności i budowę siluminów?

Rafał Giedrys

Celem modyfikacji jest z jednej strony rozdrobnienie ziaren, z drugiej - zmiana kształtu tych ziaren. Dla przykładu, przy zawartości 11,6% Si siluminy krzepną jako stopy eutektyczne, przy czym ich struktura składa się z grubych, iglastych lub pierzastych kryształów roztworu stałego β na tle kryształów roztworu stałego α. Taka gruboziarnista struktura ujemnie wpływa na własności mechaniczne stopu. Przez dodanie w stanie ciekłym (ok. 800ºC) pewnej ilości fluorku i chlorku sodu(stopy pod- i eutektyczne) lub fosforu(nadeutektyczne), uzyskuje się dużą liczbę aktywnych zarodków krystalizacji. Jednocześnie wywołuje się jakby przesunięcie punktu eutektycznego w kierunku wyższych zawartości krzemu, z jednoczesnym obniżeniem temperatury eutektycznej do 564ْC. Dzięki temu silumin o składzie ściśle eutektycznym zachowuje się podczas krzepnięcia jak stop podeutektyczny i jego struktura składa się z dendrytycznych kryształów roztworu stałego α oraz drobnoziarnistej eutektyki, w której kryształy β mają kształt zaokrąglony. Dzięki opisanym zmianom strukturalnym wzrasta zarówno wytrzymałość, jak i plastyczność stopów. Na przykład stop niemodyfikowany o zawartości 13% Si ma R_m=140MPa i A₅=3%. Taki sam stop po modyfikacji ma R_m=175MPa i A₅=8%

18. Czym modyfikujemy siluminy podeutektyczne a czym nadeutektyczne?

Gałach Adam

Siluminy podeutektyczne , eutektyczne, modyfikujemy wprowadzeniem do kąpieli (800ºC) tuż przed odlaniem niewielkiej ilości 0,05-0,08% ciężaru wsadu mieszanki 2/3 NaF + 1/3 NaCl. Dodatek ten powoduje obniżenie temp eutektycznej z 577-564 stopni C i przesunięcie punku eutektycznego w kierunku większej zawartości krzemu z 11,7 do 13 %. Struktura staje się drobniejsza. Wytrzymałość wzrasta z 110 do 250 MPa.

Siluminy nadeutektyczne są modyfikowane FOSFOREM 0,2% ciężaru wsadu, który powoduje rozdrobnienie struktury (rozdrobnienie kryształu krzemu)

19. Jakie struktury są charakterystyczne dla siluminów?

Gałach Adam

Są to struktury eutektyczne, podutektyczne, nadeutektyczne

Eutektyczne- AK-11 - drobne kryształki krzemu i aluminium w postaci płytek(eutektyka).

Podeutektyczne - białe krzyształy czystego aluminium

Nadeutektyczne- dominują ciemne kryształy krzemu;

20. Jakie są typowe zastosowania odlewniczych stopów aluminium?

Gałach Adam

Siluminy podeutektyczne i eutektyczne znajdują zastosowanie do wytwarzania mniej odpowiedzialnych części maszyn o skomplikowanym kształcie, korpus, gniazdo elektryczne, natomiast nadeutektyczne narażone na pracę w wysokich temperaturach np. tłoki w silnikach spalinowych

21. Jakie są najważniejsze etapy wytwarzania miedzi?

Gałach Adam

Z rud, chalkozyt i chalkopiryt

I - Przygotowanie rud ( chalkozyt i chalkopiryt ) - przer. Mech, wzbogcanie grawitacyjne

II - Prażenie

III- Wytapianie kamienia miedziowego ( w piecu szybowym ) cykl ciągły.

IV- konwertor - cykliczna praca 1 h

V - rafinacja ogniowa

VI - rafinacja elektrolityczna.

22. Z czego wynika różnica ilości zanieczyszczeń w różnych gatunkach czystej miedzi?

Rafał Giedrys

Zawiera ona od 0.01 do 1.0% zanieczyszczeń, zależnie od sposobu wytwarzania i następnego oczyszczania. Największą czystość ma miedź katodowa, najmniejszą odlewnicza.

Oprócz tlenu wszystkie rodzaje miedzi technicznej czystej zawierają drobne ilości innych pierwiastków (Bi, Pb, Sb, As, Fe, Ni, Sn, Zn, S i Ag), które uważane są za zanieczyszczenia (wyjątkiem jest srebro)

23. Jaki jest wpływ zanieczyszczeń na przewodność właściwą czystej miedzi?

Łukasz Jałmużna

Zanieczyszczenia czystej miedzi sprawiają w postaci drobnych ilości różnych pierwiastków jej przewodność potrafi znacznie zmaleć. Przewodność elektryczną miedzi zmniejszają najbardziej następujące zanieczyszczenia: siarka, żelazo

W trochę mniejszym stopniu aluminium i mangan, zaś w najmniejszym stopniu obniża ją cynk.

Obecność obcych atomów w sieci krystalicznej miedzi powoduje zmniejszenie ruchliwości elektronów walencyjnych, a tym samym zmniejszenie przewodności. Stopień zmniejszenia zależy od rodzaju i ilości obcych atomów oraz ich rozmieszczenia. Przewodność elektryczną najbardziej zmniejszają domieszki tworzące z miedzią roztwory stałe, mniej występujące w postaci obcych faz.

24. Jaki jest wpływ zgniotu i wielkości ziarna na właściwości czystej miedzi?

Gałach Adam + Łukasz Jałmużna

Wpływ ZGNIOTU: Miedz w stanie miękkim ( bez zgniotu ) ma wytrzymałość Rm = 240 MPa Re = 60 MPa, natomiast po dużym zgniocie wytrzymałość na rozciąganie wzrasta Rm = 400 MPa, Re = 380 MPa, natomiast właściwości plastyczne spadają wraz ze wzrostem umocnienia czyli zgniotu. Dalsze umacnianie nie przynosi już wielkiego wzrostu wytrzymałości, ponieważ dochodzi do nasycenia metalu.

Wpływ ZIARNA: dla srednicy ziarna d=0,8 mm A=36%, d = 0,04 mm A = 55%, czyli im mniejsze ziarno tym plastyczność wzrasta.

Zgniot sprawia, że własności plastyczne spadają, a wytrzymałość rośnie. Zaś od średnicy ziarna zależy jaka będzie wartość wydłużenia materiału.

25. Na jakie grupy dzielimy stopy miedzi?

Gałach Adam

Mosiądze - stopy miedzi z cynkiem i innymi dodatkami w mniejszych ilościach niż cynk.

Brązy - stopy miedzi z cyną, aluminium, krzemem, berylem, manganem, ołowiem.

Miedzionikle - stopy miedzi z niklem i innymi dodatkami w mniejszych ilościach niż nikiel.

Miedz stopowa - stopy miedzi z dodatkami <2% przewodność elektryczna właściwa 42 MS/m

26. Wymień charakterystyczne cechy miedzi stopowej?

Gałach Adam

Miedz stopowa - stopy miedzi z dodatkami <2% przewodność elektryczna właściwa =>42 MS/m(co najmniej 75% przewodn czystej Cu)

27. Jaki jest wpływ zawartości cynku na właściwości mosiądzów?

Gałach Adam + Szymon Gębala

W zawartości:

do 39 % cynku występuje faza α RŚĆ- dobre właściwości plastyczne, podatność na znaczne odkształcenia.

od 39 -45 % faza α + β,

powyżej 45 % pojawia się faza β RPC, stop staje się twardy i kruchy.

Do 39 % wysoka plastyczność ok. A =60 %, przy zwiększaniu zawartości cynku do 44% wytrzymałość wzrasta, po przekroczeniu tej wartości wytrzymałoś na rozciąganie Rm spada

Mosiądze o budowie fazy α (siec A1, do 39% cynku) mają dobre właściwości plastyczne: podatność na znaczne odkształcenia i wzrastającą wraz z zawartością cynku wytrzymałością na rozciąganie i twardością. W zakresie 39%-45% Zn struktura jest dwufazowa, gdzie faza β (sieć A2) jest twarda i w stosunku do fazy α ma obniżoną zdolność do odkształceń plastycznych. Jednofazowa struktura β (pow. 45% Zn) stop jest twardy i kruchy, dlatego rzadko wykorzystywany.

28. Jaki jest wpływ innych dodatków niż cynk na właściwości mosiądzów?

Gałach Adam + Łukasz Jałmużna

Pb - w celu podwyższenia skrawalności. Do 3,5%

Sn - podwyższa odporność na korozję; do 1,3%

Al., Mn, Fe, Ni - odporność na korozję, podwyższone właściwości mech

Si - dobre właściwości mechaniczne i przeciwkorozyjne

29. Która dodatki i w jaki sposób obniżają zakres jednofazowości mosiądzów?

Gałach Adam

Si- najbardziej ogranicza rozpuszczalność cynku w miedzi 1 % ogranicza rozpuszczalność o 10 %

Al.- zmniejsza 1 % Al. to 6 % cynku. Czyli przy mniejszej zawartości cynku stop będzie przechodził w stop dwufazowy

30. Jakie są typowe zastosowania mosiądzów?

Mosiądze do odlewania: armatura wodna, osprzęt odporny na wodę morską, części okuć budowlanych;

Mosiądze do obróbki plastycznej: (pręty, druty, blachy, taśmy, rury) w przemysłach: maszynowym, elektro- i radiotechnicznym, samochodowym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym, instrumentów muzycznych;

31. Jakie struktury są charakterystyczne dla mosiądzów?

Z uwagi na budowę strukturalna mosiądze dzieli się na 3grupy:

- mosiądze jednofazowe ά(RŚC) w całym zakresie temperatur, zawierające do 32% Zn

- mosiądze przejściowe, zawierające 32-39% Zn

- mosiądze dwufazowe α+β, zawierające 39-45% Zn

- mosiądze o fazie β(RPC), powyżej 45% Zn

32. Jaki jest wpływ zawartości cyny na właściwości brązów cynowych?

Gałach Adam

Do zawartości 8-10 % cyny występuje stop jednofazowy, RŚĆ o dobrych właściwościach plastycznych, powyżej 10 % dwufazowa, wieloskładnikowa - powodująca wzrost twardości, wytrzymałości na rozciąganie, aż do przejścia w stan kruchy.

33. Jaki jest wpływ szybkości ochładzania na strukturę brązów cynowych?

Szymon Gębala

Rozpuszczalność cyny w miedzi zależy od szybkości chłodzenia. Kształt układu równowagi Cu-Sn zależy od szybkości ochładzania stopu. Przy większych szybkościach studzenia może zajść przemiana martenzytyczna (zachodzi tylko w stalach i brązach), czyli rozpad fazy β, dzięki czemu powiększa się zakres roztworu stałego α. Przy szybkim chłodzeniu faza α (miękka i plastyczna) występuje aż do zawartości 10 % cyny.

Tak więc ze wzrostem szybkości chłodzenia zwiększa się ilość porządanej fazy α w stopie.

Gałach Adam

Przebieg linii rozpuszczalności zależy od szybkości chłodzenia, przy bardzo powolnych szybkościach chłodzenia, linie zaginają się, natomiast przy szybkościach technicznych tzn. dosyć szybkich, ( na wolnym powietrzu) to układ równowagi przesuwa się w stronę mniejszej zawartości cyny. Rozpuszczalność cyny zmienia się w zależności od szybkości chłodzenia. W warunkach technicznych do 8-9 % cyny stop jednofazowy o sieci RŚĆ, miękka o dobrych właściwościach plastycznych, natomiast powyżej tej zawartości cyny występuje szereg faz międzymetalicznych powodujących wzrost wytrzymałości, twardości.

Bardzo powolne chłodzenie umożliwia uzyskanie struktury zgodnej z układem równowagi, natomiast struktura po szybszym ochładzaniu prowadzi do uzyskania znacznie przesyconej fazy α(w stopach powyżej 5% Sn pojawia się segregacja dendrytyczna na skutek dużej odległości między liniami likwidusu i solidusu).

34. Jaki jest wpływ zawartości aluminium na właściwości brązów aluminiowych?

Gałach Adam

Do zawartości 9,4 % aluminium występuje struktura jednofazowa alfa, która jest miękka i ma dobre właściwości plastyczne, i dwufazowa powyżej tej zawartości, która jest twarda i krucha, duża wytrzymałość, spada plastyczność, w tym faza betta o sieci RPC ( twarda ) tworząca się przy zawartości ok. 11,8 % po gwałtownym ochłodzeniu fazy beta wystąpi przemiana martenzytyczna, rozpad fazy beta. Występuje przemiana eutektoidalna w temp. 565ºC i eutektoid przy 11,8% Al. Stop można hartować.

35. Jakiej obróbce cieplnej podlegają brązy berylowe?

Gałach Adam

Podlegają:

- umacnianiu wydzieleniowemu. Jeżeli brąz berylowy mający 2,7% berylu nagrzejemy do temperatury 800°C (takiej w której występuje faza alfa), gwałtownie schłodzimy (przesycenie), następnie podamy starzeniu to maksimum twardości uzyskamy w temperaturze starzenia około 250°C-300°C, oraz maksimum wytrzymałości przekraczającej Rm =800MPa

36. Jakie znaczenie w technice mają brązy berylowe?

Podstawową cechą brązów berylowych jest to że nie iskrzą dlatego też w tech SA stosowane tam gdzie iskrzenie jest niedopuszczalne czyli przy produkcji materiałów wybuchowych i łatwopalnych oraz dzieki dużej wytrzymałości pow 1000MPa wytwarza się z nich narzędzia oraz elementy sprężyste takie jak membrany i kontakty sprężynowe.

37. Jaka budowa wynikająca z układu równowagi cechuje miedzionikle?

Gałach Adam

Stopy miedzi z niklem oparte są w budowie o układ równowagi w którym występuje pełna rozpuszczalność, zarówno w stanie ciekłym jak i stałym. Jednorodny roztwór alfa w całym zakresie składu chemicznego, żadnych faz międzymetalicznych, wszystko jest jednorodne.

Szymon Gębala

Między miedzią, a niklem występuje nieograniczona rozpuszczalność w stanie ciekłym i stałym. Jednofazowa struktura α w miedzioniklach dwuskładnikowych jest podatna na obróbkę plastyczną, bardzo odporna na korozję, zaś obróbka cieplna już nie podwyższa jej właściwości. Umocnienie wydzieleniowe jest możliwe w miedzioniklach wieloskładnikowych, np. CuNi3Si (dodatek krzemu).

Najczęściej stosowane są nikielina (19%Ni) i konstantan (40%Ni) o bardzo dużej temperaturowej stabilności rezystywności do 400°C.

38. Jakie są typowe zastosowania brązów i miedzionikli?

Gałach Adam

W postaci wyrobów walcowanych, takich jak rury, blachy, pręty, w medalierstwie, do produkcji monet bardzo podatny na przeróbkę plastyczną, w elektrotechnice do produkcji mostków pomiarowych, czesi termopar.

Maciej Czerwiński

Miedzionikiel:

dwuskładnikowy - MN5 (CuNi5), MN19 (CuNi19) i MN25 (CuNi25), stosowane na wyroby specjalne i monety.

żelazo-manganowy - MNZ51 (CuNi5Fe1Mn) i MNZ101 (CuNi10Fe1Mn), stosowane na rurociągi dla płynów korozyjnych.

manganowo-żelazowy - MNM201 (CuNi20Mn1Fe) i MNM301 (CuNi30Mn1Fe) - instalacje klimatyzacyjne.

manganowy - MNM401 (CuNi40Mn1) i MNM441 (CuNi44Mn1) stosowane na elementy oporowe, termoelementy i elementy lamp próżniowych.

aluminiowy - MNA62 (CuNi6Al2) stosowany na elementy specjalne w przemyśle maszynowym i okrętowym.

krzemowo-manganowy - MNK31 (CuNi3Si1Mn) stosowany na elementy sprężyste.

Brązy:

-do obróbki plastycznej, dostarczane w formie wyrobów hutniczych - blach, pasów, taśm, prętów, drutów i rur

-odlewnicze dostarczane w postaci sztab lub kęsów.

Zastosowanie brązów jest ograniczone ze względu na ich wysoką cenę.

39. Jaki jest sposób otrzymywania magnezu?

Gecow Piotr

Na dwa sposoby:

-przez redukcję tlenku magnezu węglem. (zaleta- odpada konieczność wytwarzania MgCl₂ Wada- większy wkład energii i materiałów niż przy elektrolizie)

-za pomocą elektrolizy w temp. 700^oC-750^oC Elektrolit zawiera początkowo 15% MgCl₂ reszta to chlorki sodu, potasu i wapnia. Płynny magnez wydziela się na żelaznej katodzie i wypływa na powierzchnią elektrolitu. Ceramiczne ścianki działowe zapobiegają stykaniu się magnezu z uwalnianym chlorem w postaci gazu i uniemożliwiają ponowne powstawanie chlorku magnezu (straty energetyczne)

40. Jakie dodatki stopowe są stosowane w stopach magnezu?

Gecow Piotr

AL. -Aluminium

Zn - Cynk

Rzadziej cer, cyrkon

41. Na jakie grupy dzielimy stopy magnezu?

Podział nie jest jednak zbyt konsekwentny

Gałach Adam

Stopy magnezu dzielimy na:

• do przeróbki plastycznej GA3, GZ5 Rm=220 - 300MPa

• stopy odlewnicze GA8,GA10 Rm=160-250MPa

42. W jakim celu wytwarza się stopy magnezu z litem?

Gecow Piotr

Są to najlżejsze stopy gdyż posiadają najmniejszą gęstość. Im więcej litu tym materiał będzie lżejszy.

Stopy te wykorzystywane są wszędzie tam gdzie potrzebny jest jak najlżejszy lecz wytrzymały stop.

43. Jakie są typowe zastosowania stopów magnezu?

Grażewicz Piotr + Maciej Czerwiński

Magnez - Srebrzysty metal, aktywny chemicznie, składnik lekkich stopów stosowanych głównie w przemyśle lotniczym, rakietowym i samochodowym oraz ostatnio w kolarstwie w celu stworzenia ultra lekkich i super wytrzymałych konstrukcji ramowych.

Wada - wrażliwość na utlenianie.

Stopy magnezu z aluminium, manganem i cynkiem, tzw. elektrony; mają dobre właściwości mechaniczne, zarówno w stanie lanym, jak i przerobionym plastycznie, co przy wybitnej lekkości(ok. 1,8 g/cm³) powoduje szerokie ich stosowanie w przemyśle lotniczym, rakietowym, samochodowym, włókienniczym, precyzyjnym itd.

44. Jaki jest sposób otrzymywania cynku?

Gałach Adam

Otrzymuje się z rudy galmanu- związki zawierające oprócz węglanu cynku, występuje- żelazo, wapń, ołów, srebro i mangan.

Sposoby:

1)

I- rozkład, redukcja siarczanu cynku, poprzez prażenie rudy w piecu przepałowym, otrzymujemy w ten sposób tlenek cynku oraz siarczek cynku.

II- w retorcie następuje reakcja redukcji wydziela się tlenek węgla i cynk. temp.1200°C

Cynk występuje w stanie pary i jest skraplany w nadstawce. Uzysk cynku około 75%.

2) Obecnie przechodzi się na wytapianie cynku w piecach szybowych, podobnie jak wytop w wielkim piecu.

1. wsad, ( koks, tlenek cynku i siarczek cynku )

2. dodaje się dmuch gorącego powietrza i następuje odparowanie cynku

3. wykraplanie w kondensatorach

3) metodą galwaniczną, w wyniku wydzielenia się na katodzie cynku z siarczanu cynku.

45. Jaki dodatek stopowy i w jakim celu występuje w stopach cynku?

Gałach Adam

Al.- Stop cynku z aluminium - tzw ZNALE przy zawartości ok. 5 %Al. występuje eutektyka ma bardzo małą jamę skurczową, bez rzadzizn wewnątrz i dlatego ma dobre własności odlewnicze, występuje najmniejszy skurcz nadaje, do odlewania gotowych wyrobów.

Cu - Stop cynku z miedzią - 0,8-1,7%Cu, - dla 1 %Cu Al ma bardzo małą jamę skurczową, bez rzadzizn wewnątrz i dlatego ma dobre własności odlewnicze, występuje najmniejszy skurcz nadaje do odlewania gotowych wyrobów. Odporność na pełzanie

46. Jakimi właściwościami charakteryzują się znale?

Szymon Gębala

Stopy Zn-Al są niemagnetyczne, bardzo dobrze się odlewają i są tanie. W stanie obrobionym plastycznie maja wysoką wytrzymałość na rozciąganie i dobrą plastyczność.

Dobra tłoczność, odporność na korozję, można ulepszać wydzieleniowo

47. Jakie są typowe zastosowania stopów cynku?

Gałach Adam

Są stosowane w odlewnictwie, obudowy, korpus silnika, okucia meblowe budowlane, tam gdzie może zastąpić mosiądz ponieważ jest od niego tańszy.

48. W jaki sposób wytwarza się tytan?

WYCOFANE

49. W jakiej temperaturze i jakie sieci obejmuje przemiana alotropowa tytanu?

Grażewicz Piotr

W temperaturze 882 stopni zachodzi zmiana sieci HZ (Heksagonalnej zwartej, faza Alfa - mniej wytrzymałej) na sieć RPC (Regularnie przestrzennie centrowaną, faza beta - bardziej wytrzymała i pożądana) powyżej 882ºC faza RPC, poniżej HZ

50. Jakie składniki strukturalne są charakterystyczne dla stopów tytanu?

Grażewicz Piotr

Stabilizacja fazy Alfa: O, N, Al, C.

Stabilizacja fazy Beta V, Mo, Nb, Ta(tantal).

Tworzenie eutektoid(podobny do układu Fe-C) i obniżanie fazy Beta: Fe, Cr, Mn, Ni, Cu, Si

51. Jakie są właściwości i typowe zastosowania stopów tytanu?

Zastosowanie stopów Ti:

- stop α -to Ti techniczny oraz stopy Ti z Al(ponizej7%); stopy te mają małą plastyczność, dobra żarowytrzymałość, spawalność, podatność do obróbki plastycznej na zimno. RM do chodzi do 800MPa, a temperatura w której mogą pracować-do 300*C

-stop α+β -najczęściej używane stopy Ti; dobry, kompleksowy zespół właściwości wytrzymałościowych, plastycznych i technologicznych, mogą pracować przy temp 400-450*C, można je spawać łukowo w atmosferze argonu i pod warstwą topnika; ze stopu Ti-6Al-4V wykonuje się elementy samolotów

- stop β - właściwości nadplastyczne przy odpowiedniej temperaturze co umożliwia ich kształtowanie z wysoką wytrzymałością; wytrzymałe przy walcowaniu na zimno i obróbce cieplnej(przesycaniu i starzeniu)

- Wszystkie stopy są stosowane generalnie w przemyśle lotniczym i rakietowym ze względu na wysoka Rm, także na odporność na korozję.

Gałach Adam

Zastosowanie: w technice kosmicznej i rakietowej, ponieważ zakres temperatur z jakimi materiał się spotyka jest bardzo wysoki, przy tarciu o atmosferę, aż do próżni kosmicznej gdzie temperatury są niskie.

52. Na bazie jakich metali wytwarza się stellity?

Grażewicz Piotr Gałach Adam

Około 25% chromu, nieco niklu, reszta kobalt, ponadto C oraz często Fe i Mo

53. Jakie są charakterystyczne właściwości i zastosowania stopów niklu i kobaltu?

Stopy niklu z miedzią (oraz manganem, niklem, żelazem) są odporne na ciepło i korozję. Zastosowanie: łopatki turbin, rury parowników, filtry do kwasów, sprężynujące części lamp elektronowych, dodatek do szarego żeliwa spawanego na zimno;

Stop nikiel-żelazo - duża przenikliwość magnetyczna i mała siła koercji;

Stop nikiel-chrom - duża odporność na korozję i wysoką temperaturę;

Stop kobaltu z Fe, Cr, Ni, Mg, W - wytrzymałość na pełzanie; stopy stosowane na endoprotezy, protezy wszczepiane zamiast elementów układu kostnego (tzw mikromed ).

54. Jakimi cechami powinny charakteryzować się stopy łożyskowe?

WYCOFANE

55. Na bazie jakich metali tworzy się spoiwa lutownicze miękkie?

Grażewicz Piotr

Cyna i Ołów

56. Na bazie jakich metali tworzy się spoiwa lutownicze twarde?

Grażewicz Piotr

Mosiądz, Srebra, miedzi, cynku

-cyny i srebra (np. LS12 LS 70) przewodzące prąd,

-cyny z mosiądzami nie przewodza pradu.

57. Na bazie jakich metali tworzy się stopy rezystywne i oporowe?

Gałach Adam

Stopy rezystywne-( KONSTANTAN,) miedz, nikiel, Cu55Ni

Stopy oporowe ( KANTHAL, chromonikielina ) , Fe, Cr, Al, Co, Ni

58. Z jakich stopów tworzy się termobimetale?

Łukasz Jałmużna

Termobimetale tworzy się ze stopów w których składowe różnią się wartościami współczynników rozszerzalności cieplnej. Warstwa czynna to stop o większej wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej np. stop żelaza z niklem z dodatkiem molibdenu, manganu lub chromu, zaś warstwa bierna to stop o mniejszej wartości tego współczynnika np. mosiądz lub rzadziej stop żelaza z niklem.

przykladowy stop to: Ni36 i Ni14Mn7 czyli faza bierna to 36% niklu w stopie z zelazem, a faza czynna to 14% niklu z 7% mangany w stopie z zelazem. Nastepnie zgrzewamy oba stopy czynny i bierny i mamy bimetal

59. Z jakich stopów tworzy się termopary?

Gałach Adam

- termopara z żelaza i konstantanu do pracy do temp. 600°C

- termopara z platyny i stopu platyno-rod praca do temp 1000°C

- termopara molibdenie lun irydzie praca do 2000°C

60. Na bazie jakich metali tworzy się stopy magnetycznie miękkie?

Grażewicz Piotr + Gałach Adam

Fe(C<0,08%), Ni, Mo, Si,

61. Na bazie jakich metali tworzy się stopy magnetycznie twarde?

Gałach Adam

Fe(stal wysokowęglowa), Ba, Al, Ni, Cr, Co, Si

62. Wymień typowe zastosowania materiałów magnetycznie miękkich i twardych?

Grażewicz Piotr

miękkie: transformatory, dławiki, fltry małej częstotliwości, przełączniki elektroniczne, pamięciach magnetycznej w telefonii, technice TV i technice wielkiej częstotliwości

twarde: stojan małych silników elektrycznych, elementy głośników, sprzęgłach, magnesy trwałe, technika impulsowa wielkiej częstotliwości

63. Na czym polega i jakie tworzywa otrzymuje się w wyniku polimeryzacji?

64. Jakimi właściwościami charakteryzują się termoplasty?

65. Na czym polega i jakie tworzywa otrzymuje się w wyniku polikondensacji?

66. Na czym polega i jakie tworzywa otrzymuje się w wyniku poliaddycji?

67. Jakimi właściwościami charakteryzują się duroplasty?

68. Jakimi właściwościami charakteryzują się elastomery?

69. Na czym polega wulkanizacja gumy?

70. Jakimi cechami charakteryzują się kompozyty?

71. Jakie włókna stosuje się do wytwarzania laminatów?

72. W jaki sposób wytwarza się proszki metali?

1) Przez rozpylenie - brak opisu...

2) Redukcję - brak opisu…

3) Mielenie - brak opisu..

4) Elektrolizę - brak opisu..

73. W jaki sposób metoda wytwarzania wpływa na kształt cząstek proszku?

• rozpylanie - cząstki proszku kuliste bądź w kształcie kropli;

• redukcja - cząstki proszku w kształcie grudek z nadtopieniami;

• elektroliza - cząstki proszku w kształcie gałązek;

• mielenie - cząstki proszku w kształcie nieregularnych bryłek;

• krystalizacja z cieczy - pojedyncze monokryształy - płytki;

• odparowanie z cieczy - płatki;

74. Jakie zjawiska zachodzą podczas prasowania proszków?

Gecow Piotr

Przegrupowanie cząstek proszku

Odkształcenia sprężyste cząstek proszku

Odkształcenia plastyczne cząstek proszku

Kruszenie cząstek proszku w przypadku materiałów kruchych.

75. Jakie zjawiska zachodzą podczas spiekania wyprasek?

Grażewicz Piotr

Parowanie i kondensacja; dyfuzja powierzchniowa; dyfuzja objętościowa; płynięcie wiskozyjne i plastyczne; zdrowienie i rekrystalizacja - przebudowanie sieci krystalicznej

76. Jakie są podstawowe operacje w technologii metalurgii proszków?

Grażewicz Piotr

Wytwarzanie proszków redukcja wstępna mieszanie mieszanek prasowanie spiekanie obróbka wykończająca kontrola wyrobów

77. Wymień cechy charakterystyczne dla spieków?

Gecow Piotr

Porowatość

Mogą składać się z proszków metali o różnej temperaturze topnienia(nie można uzyskać ich stopu) lub nawet ceramiczno-metalowych (cermetale)

78. Na czym polega infiltracja spieków?

Grażewicz Piotr + Gałach Adam

Jest to zanurzenie spieku w oleju i odpompowaniu w próżni, w łożyskach samosmarujących.

79. Jakie są zalety i ograniczenia metalurgii proszków?

Grażewicz Piotr

Zalety:

materiałooszczędność

łatwość automatyzacji

możliwość tworzenia materiałów, których nie można uzyskać inną metodą (można mieszać proszki o różnej temperaturze topnienia)

• możliwość tworzenia spieków ceramiczno-metalowych (cermetale)

porowatość (w niektórych przypadkach- łożyska samosmarujące).

Wady:

duży koszt matryc (opłaca się powyżej 3 tys. sztuk)

ograniczenia kształtów, porowatość

80. Które z materiałów elektrotechnicznych wytwarza się metalurgią proszków?

Grażewicz Piotr + Gałach Adam

1.Ferryty magnetycznie miękkie (mogą zawierać tlenek cynku i niklu-elementy anteny radiowej, blachy i rdzenie transformatorowe)

2.Ferryty twarde ( zawieraja tlenek boru- stojan małych silników elektrycznych, elementy głośników, magnesy trwałe)

3. Wolfram

Strona 9 z 9

---