15 XII WYKŁAD MATERIAŁOZNAWSTWO 

UMOCNIENIE STOPÓW CZĄSTKAMI FAZ WTÓRNYCH 

Dyspersyjne  (rozdrobnione)  cząstki  faz  wtórnych  różniące  się  od  osnowy  metalowej  strukturą, 
składem  chemicznym  oraz  własnościami  sprężystymi  i  wytrzymałościowymi  są  przeszkodami 
dla poruszających  się  dyslokacji  i  decydują  o  znacznym  umocnieniu  stopu.  Umocnienie  stopów 
spowodowane przez dyspersyjne cząstki faz wtórnych może odbywać się według dwóch schematów:  



 

Jako  efekt  utwardzenia  wydzieleniowego  gdy  cząstki  tych  faz  wydzielają  się  w  osnowie 
np. podczas  obróbki  cieplnej  zwanej  starzeniem  (jest  to  typowa  obróbka  cieplna  stosowana 
dla stopów metali nieżelaznych);  



 

Jako efekt utwardzenia dyspersyjnego, gdy cząstki faz wtórnych wprowadzone są do stopu już 
w procesie jego wytwarzania np. metodami metalurgii proszków (spiekanie proszków  metali 
w wysokiej temperaturze i przy bardzo dużym ciśnieniu).  

O tym w jakim stopniu stop z dyspersyjnymi cząstkami faz wtórnych umocni się decydują następujące 
czynniki:  

1.  Różnica we własnościach sprężystych pomiędzy cząstkami a osnową metalową; 
2.  Wielkość, rozmieszczenie i udział objętościowy cząstek faz wtórnych; 
3.  Niedopasowanie sieci krystalicznej między osnową a fazą wtórną; 
4.  Wartość energii wynikającej z odkształcenia osnowy metalowej przez cząstki wtórne; 
5.  Wartość energii granic międzyfazowych.  

 

BADANIA WŁASNOŚCI MATERIAŁÓW 

1.  Analiza chemiczna 

Pozwala  określić  klasycznym  metodami  chemicznymi  zarówno  jakościowo  jak  i  ilościowo  skład 
chemiczny badanego materiału, jego reaktywność oraz inne własności chemiczne 

2.  Krystalografia rentgenowska 

Polega na prześwietlaniu materiału promieniami rentgena co pozwala określić strukturę krystaliczną, 
parametry  komórki,  obecność  wad  punktowych,  rozkład  pierwiastków  w  sieci  krystalicznej  stopów,  
a także ocenić jakościowo i ilościowo jego skład chemiczny nawet przy bardzo małych próbkach.  

3.  Badania metalograficzne 

Umożliwiają poznanie i opisanie struktury metali i stopów. Dzielą się na:  



 

badania  makroskopowe  podczas  których  budowę  metali  i  stopów  obserwuje  się  okiem 
nieuzbrojonym  lub  przy  powiększeniu  do  5  razy.  Są  one  najczęściej  stosowane  podczas 
oceniania  obecności  i  rozkładu  siarki  i  fosforu  w  stali,  poprawności  wykonania  spawania 
lub sprawdzania czy w stopie znajdują się wady np. pęcherze powietrzne, żużle lub pęknięcia. 



  Badania  mikroskopowe-  dzielą  się  na  badania  przy  użyciu  mikroskopu  świetlnego 

(powiększenia  2000  razy),  ale  mała  zdolność  rozdzielcza.  Mikroskopia  świetlna  pozwala 
na podstawową obserwację struktury metali i stopów.  



 

Mikroskopia  elektronowa  dzieli  się  mikroskopię  transmisyjną  TEM  oraz  mikroskopię 
elektronową  skaningową  SEM.  Obie  te  metody  badawcze  oparte  są  o  zjawisko  emisji 
elektronów  przez  działo  elektronowe  a  następnie  przechodzenia  ich  przez  bardzo  cienką 
próbkę  metalową  (TEM)  lub  omiatania  przez  nie  powierzchni  badanej  próbki  (SEM). 
W przypadku  mikroskopii  transmisyjnej  można  uzyskać  powiększenia  do  5  mln  razy  przy 
odpowiedniej  zdolności  rozdzielczej,  a  więc  można  obserwować  pojedyncze  atomy 
oraz mniejsze  cząstki.  Interpretacja  tak  otrzymanych  obrazów  wymaga  dużej  praktyki 
badawczej. Mikroskopia SEM pozwala obserwować materiał przy powiększeniach do 150 tys. 
razy.  Obraz  jest  plastyczny,  zbliżony  do  trójwymiarowego  a  jego  interpretacja  jest  mniej 
skomplikowana niż przy wcześniejszej metodzie.  

 

4.  Badania własności mechanicznych 

Dzielą się na:  



 

Badania własności wytrzymałościowych; 

o 

Udarności; 

o 

Odporności na pękanie; 

o 

Odporności na ścieranie (badania trybologiczne / tribologiczne); 

o 

Badania odporności na pełzanie materiałów (zdolność do odkształcenia się materiału 
pod obciążeniem w wysokiej temperaturze); 



  Badania właściwości technologicznych 

o 

Badania tłoczności  

o 

Skrawalności  

o 

Spawalności  

 

5.  Badania  własności  fizycznych  zalicza  się  badania  własności  magnetycznych,  elektrycznych 

oraz  własności  cieplnych  np.  przemian  fazowych  lub  zmian  współczynnika  rozszerzalności 
cieplnej (badania dylatometryczne). 

 

6.  Badania  korozyjne  stanowią  odrębną  grupę  badań  chociaż  w  ich  skład  wchodzą  badania 

chemiczne,  fizyczne,  wytrzymałościowe  i  metalograficzne.  Mają  na celu  dobór  właściwego 
materiału do określonych warunków środowiska, w którym będzie się znajdował, określenie 
szybkości  procesów  korozyjnych  zachodzących  w  materiale  w  określonym  środowisku 
oraz opracowywanie sposobów zabezpieczania antykorozyjnego metali i stopów.