1. 

Źródła metali: litosfera, minerał, skała, ruda, metalurgia. 
 

Skorupa ziemska; woda morska; konkrecje (tlenki metali zalegające na dnie mórz i 
oceanów) 
Przykłady rud:  
Rudy żelaza: magnetyt (Fe3(Fe2+Fe3+)O4), hematyt (Fe2O3), limonit (2Fe2O3 •nH2O), 
syderyt (FeCO3)  
Rudy cynku: blenda cynkowa (ZnS), galman cynkowy (ZnCO3)  
Rudy ołowiu: galena (PbS)  
Rudy miedzi: chalkozyn (Cu2S), chalkopiryt (CuFeS2) 

 

2. 

Podstawy otrzymywania metali z rud (w wyniku jakich procesów otrzymuje 
się metale z rud?) 

 

3. 

Przeróbka rudy (etapy i procesy).

 

 

 

4. 

Procesy otrzymywania metali z tlenków (z rud tlenkowych) 

 

Redukcja węglanem 
Najtańszym i najczęściej stosowanym chemicznym czynnikiem redukującym tlenki 
metalu 

– redukcja bezpośrednia.  

Redukcja przy użyciu tlenku węgla – podstawowy reduktor tlenków żelaza                                
w procesie wielkopiecowym 
Redukcja elektrolityczna 

– proces rozkładu tlenku przy użyciu prądu elektrycznego, 

wykorzystuje przepływ prądu przez ciecze. 
Zastosowanie: do metali nieżelaznych. 
ELEKTROLIZA 
Elektroliza stopionych soli-  

wykorzystanie przepływu prądu przez stopione sole 

(termoelektroliza). 
 

5. 

Podział i charakterystyka sposobów rafinacji metali i stopów. 

Rafinacja to proces oczyszczania metali z zanieczyszczeń. 
Rafinacja  elektrolityczna,  rafinacja  metali  prowadzona  metodą  elektrolizy. 
Oczyszczany  metal 

rozpuszczany  jest  anodowo  (stanowi  anodę)  i  jednocześnie 

wydzielany  na  katodzie.  Zanieczyszczenia  metalu  ulegają  rozpuszczeniu  w 
elektrolicie lub wydzielają się w postaci szlamu (osadu). Jako elektrolit używany jest 
roztwór soli metalu bliski nasyceniu bądź ta sól w postaci stopionej. 

 

 

6. 

Techniczne stopy żelaza: definicja, proces wielkopiecowy, współczesne 
sposoby otrzymywania stali (surowiec, istota procesu, produkt). 

SURÓWKA – stop żelaza z węglem  i innymi domieszkami o zawartości C>2%, 
STAL 

– stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C<2% 

ŻELIWO – stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości  C>2% 
przeznaczony na o

dlewy kształtowe, 

STALIWO 

– stop żelaza z węglem i innymi domieszkami o zawartości C<2% 

przeznaczony na odlewy kształtowe. 

 

 

Proces  wielkopiecowy

, proces prowadzony w  wielkim piecu i obejmujący: doprowadzanie 

surowców (rud żelaza, koksu, topników) przez górną część pieca, wdmuchiwanie (od dołu) 
gorącego  powietrza  i  gazów  spalinowych,  redukcję  tlenków  żelaza  do  metalu,  oddzielenie 
skały płonnej, spust surówki i żużla, odprowadzenie gazów wielkopiecowych. 
 

7. 

Wymienić metody odlewania i podać charakterystyczne cechy odlewów: stop, 
wielkość odlewu, grubość ścianki odlewu, chropowatość powierzchni. 

METODA 

SERYJNOŚĆ 
PRODUKCJI 

ODLEWANE 
STOPY 

CHROPOWATOŚĆ Ra 

Min GRUBOŚĆ 
ŚCIANKI mm 

Formowanie 
maszynowe 

Seryjna/masowa 

!wszystkie! 

20÷100 

3 (żeliwa) 
5 (staliwa) 

Formowanie 
skorupowe 

Seryjna/masowa 

Wszystkie. gł. 
żeliwo i staliwo 

5÷80 

2÷2,5 

Odlewanie kokilowe 

Seryjna/masowa 

Stopy Mg, Al, Cu, 
Zn, Sn, Pb 

5÷40 

6 (żeliwo) 
3 (nieżelazne) 

Odlewanie 
odśrodkowe 

Wielkoseryjna/ 
masowa 

Metale nieżelazne, 
żeliwa 

5÷40 

4÷5,5 

Odlewanie metodą 
wytapianych modeli 

Jednostkowa/ 
wieloseryjna/ 
masowa 

Staliwo, metale 
trudnoobrabialne 

1,6÷2,5 

0,5÷0,8 

Odlewanie 
ciśnieniowe 

Wielkoseryjna/ 
masowa 

Stopy Al, Mg, Cu, 
Zn, Sn, Pb 

0,32÷2,5 

0,6 

 

8. 

Opisać metodę tiksotropową wykonywania odlewów. 

Odlewanie tiksotropowe składa się z dwóch etapów: 
Pierwszy  etap: 

Wlewki  o  strukturze  reocast  można  otrzymać  mieszając    mechanicznie  

krzepnący  w  tyglu  stop  lub    w  urządzeniu  do  odlewania  ciągłego  W  warunkach 
przemysłowych  wlewki  o  strukturze  reocast  odlewane  metodą  ciągłą  z  mieszaniem 
elektromagnetycznym.   
Drugi  etap: 

Nagrzewanie  półwyrobu  i  kształtowanie  odlewu:  Nagrzewanie  półwyrobu  o 

strukturze reocast do temperatury odlewania , i k

ształtowanie odlewu ze stanu ciekło-stałego  

Temperatura podgrzania i czas wytrzymania  ma zapewnić: 
- 

przejście całej eutektyki w stan ciekły,  

- 

sferyczny kształt fazy stałej, 

- 

udział fazy stałej poniżej  50% 

 

9. 

Opisać proces zagęszczania formy metodą impulsu sprężonego powietrza. 

 

Formowanie impulsowe polega na zagęszczaniu masy falą sprężonego powietrza (0.4 ÷0,6 
MPa)

,  wywołaną  nagłym  otwarciem  zaworu  o  dużym  przekroju.  Zawór  ten,  zwany 

impulsowym,  łączy  dwie  przestrzenie:  głowicę  impulsową  (o  wyższym  ciśnieniu)  I  skrzynkę 
formierską  z  nadstawką  (o  mniejszym  ciśnieniu).  Otwarcie  zaworu  impulsowego  powinno 
spowodować nagły wzrost ciśnienia nad powierzchnią masy w nadstawce. 

10. 

Zasięgi działania efektu brzegowego, nadlewu i zmiana konstrukcji odlewu w celu 
zwiększenia zasięgu nadlewu oraz połączenie ścianek pod kątem w celu likwidacji 
obciągnięcia i karbu. 

 

 
 
 
Zmiana  konstrukcji  nadlewu  w  celu 
zwiększenia jego zasięgu: 
- 

konstrukcje 

można 

zmodyfikować 

stosując  pogrubienie  przekroju  odlewu, 
który  pomoże  grawitacyjnie  uzupełnić 
niedobór metalu w odlewie 
- 

zwiększenie  wysokości  nadlewu,  co 

zwiększy  ciśnienie  metalostatyczne  i 
pomoże 
grawitacyjnie uzupełnić niedobór metalu w 
odlewie 
- 

można  zastosować  pogrubienie  ścian 

przylegających  do  lokalnych  węzłów 
cieplnych  istotnie  konstrukcja  nadlewu  nie 
zmienia  się  ale  jego  zasięg  ulega 
zwiększeniu,  wobec  takich  zmian  moduł 
węzła  cieplnego  jest  o  15%  mniejszy  niż 
moduł  ściany  i  wady  skurczowe  w  węźle 
nie powstają. 

 

1-pochylenie w celu zapobiegania 
powstawania karbu i 

obciągnięcia. 

 

1 - odlew; 
2 - forma; 
3 - 

obciągnięcie;  

4 - karb; 
5 - odlew; 
6 - forma; 
7  -  linia 

zaokrąglenia  węzła(poprawne 

rozwi

ązanie) 

 
11. 

Podać przybliżone warunki, w których nie stosuje się nadlewów. 

- 

Istnieją stopy, które w procesie krystalizacji mają skurcz ujemny, tzn. ich objętość wzrasta. 

Do  tego  typy  metali  należą:  antymon,  bizmut  i  gal.  Taką  właściwością  cechuje  się  również 
żeliwo eutektyczne i nadeutektyczne. 
- R

ównoważnik węgla C

e

 

≥4,1% 

- 

Gdy stop nie krzepnie objętościowo. 

- 

Nadlewu  nie  stosuje  się  dla  żeliw  oraz  materiałów  które  nie  mają  tendencji  do  tworzenia 

jamy skurczowej. 
- 

Żeliwo szare, grubość ścianki odlewu ≤ 40mm 

 

12.  Rysunek formy odlewniczej. 

 

1 

– model, 

2 

– nakłucia odpowietrzające, 

3 

– skrzynka formierska, 

4 

– model belki żużlowej, 

5 

– model wlewu głównego, 

6 

– model przelewu, 

7 

– wlew doprowadzający, 

8 

– obciążniki

 

13. 

Opisać proces krystalizacji odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si na podstawie 
krzywej stygnięcia temperatura – czas. 

Odcinek  A-B 

–  wzrost  do  wielkości 

krytycznej  i  wi

ększej  zarodków  roztworu 

stałego Si w Al. (faza α ); 
odprowadzanie 

ciep

ła 

krystalizacji 

zarodkowania  fazy 

α  do  formy  przez 

otaczaj

ącą  fazę  ciekła;  zarodkowanie 

heterogeniczne; 
Odcinek B-C 

– wzrost kryształów fazy α ; 

zmiana  zawarto

ści  Si  do  max  1,65%  w 

fazie  Solidus,  w  fazie  L  do  sk

ładu 

eutektycznego;

  

Odcinek C-D: zarodkowanie eutektyk (

α + 

β), gdzie α –roztwór stały 1,65% Si  w Al., 
β-Su 

jako 

pierwszy 

zarodkuje 

Si; 

zarodkowanie 

heterogeniczne; 

przekroczenie 

wielko

ści  i  uzyskanie 

ma

łych  wypustek  →  zarodkowanie  fazy  α 

w  eutektyce;  zarodkowanie  eutektyki  (

α 

+Si) ko

ńczy się poniżej punktu D. 

Odcinek  D-E:  sprz

ężony  wzrost  eutektyki 

(

α  +Si),  Si  –  faza  wiodąca.  Punkt  E  jest 

ko

ńcem krzepnięcia odlewu. 

1-zarodkowanie fazy 

α;  

2-wzrost podeutektycznej fazy 

α kształt 

dendrytyczny; 
3-wzrost eutektyki (

α + Si);  

4,

ΔT

re

-temperatura 

równowagi 

eutektycznej;  
ΔT

e

 

– temperatura przechłodzenia 

 

 
 
 

14. 

Narysować mikrostrukturę odlewu z podeutektycznego stopu Al-Si, żeliwa 
widoczną na wypolerowanej powierzchni.

 

 
1 - podeutektyka faza 

α; 

2 - 

eutektyka(α+Si); 

3 - Si;