Ad 1
Statyczna próba rozciągania
Jest

to

próba,

w

której

wyznaczamy

parametry

wytrzymałościowe i parametry przekrojowe. Wyznaczmy ją w
próbie rozciągania.

Parametry materiałów:

1

Własności wytrzymałościowe:

a) Granica sprężystości (R

sp

)

–

naprężenie po przekroczeniu,

którego powstają nieznaczne odkształcenia na poziomie 0,001 do
0,03
b) Granica plastyczności- Naprężenie po osiągnięciu, którego
następuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki
c) Umowna granica plastyczności

-

Naprężenie wywołujące w

próbce wydłużenie trwałe równe 0,2 długości pomiarowej.
Wyznaczamy ją dla materiałów, które charakteryzują się dużą
wytrzymałością a nie odznaczają się dużą plastycznością

d) Wytrzymałość na rozciąganie (R

m

)- Stosunek największej siły

obciągającej w trakcie próby rozciągania do pola początkowego.
Granica plastyczności jest zawsze mniejsza od granicy
wytrzymałości.

2

Własności (parametry) plastyczne

a) Wydłużenie

–

(A

5

lub A

10

) liczba oznaczająca stosunek długości

odcinka pomiarowego do średnicy
b) Przewężenie (Z)
Zmiana przekroju

Materiał o wysokiej plastyczności – wydłużenie osiąga powyżej
20
Materiał o niskiej plastyczności – wydłużenie osiąga do 2 – 3
Materiały polimerowe od kilkunastu do kilkudziesięciu MPa
Ad 2
Wytrzymałość na ściskanie
Twardość –

opór, jaki stawia materiał podczas wciskania w niego

innego materiału.
Skala Mohsa – jest to skala od 1 do 10, gdzie 1 to materiał
najbardziej miękki, a 10 najbardziej twardy
1 – Talk 2 – Gips 3 – Kalcyt 4 – Fluoryt 5 – Apatyt 6 – Ortoplast 7 –
Kwarc 8 – Topaz
9 – Korund (tlenek glinu) 10 – Diament

Trzy metody pomiaru twardości

:

- wgłębniki wykonane z węglików spiekanych lub diamentu
a) Metoda Brinella
W badany element wciskamy stalową zahartowaną kulkę. Pomiar
twardości polega na pomiarze średnicy wgłębienia. Parametry
twardości w metodzie Brinella oznaczamy HB.
Kulka, którą wciskamy ma średnicę od 1 do 10 mm, natomiast
siły wciskania wynoszą od 30000 N do 300 N. Metoda ta służy do
badania materiałów miękkich.
Szyna kolejowa wykonana ze stali wysokowęglowej – 200 HB
Brąz – 80 HB
Miedź – 50 HB
Aluminium – 20 HB
Złoto – 18 HB
Ołów – 5 HB
Twardość Brinella możemy powiązać z wytrzymałością na
rozciąganie stali węglowej.
R

m

≈ 3,4 HB

b) Metoda Vickersa
Wciskamy ostrosłup diamentowy o kącie wierzchołkowym 136°.
Wciskamy z siłami od 50 do 1000 N lub 0,02 do 2 N.
Mniejsze siły stosujemy do badania warstw.
Stosowana jest do badania materiałów twardych i bardzo
twardych.
Stal zahartowana – 700 HV
Korund – 2000 HV
Węglik tytanu – 2500 HV
c) Metoda Rockwella
Ma 11 sposobów pomiaru twardości, dlatego, za HR może się
znaleźć 11 różnych liter. Najczęściej stosowane to HRB i HRC.
W metodzie HRC wciskamy stożek diamentowy, a w HRB
zahartowaną stalową kulkę o średnicy 1,5 mm.
Pomiar twardości wykonywany jest i odczytywany na przyrządzie.
60 HRC – zahartowana stal
Metody Rockwella nie stosujemy do badania materiałów
miękkich. Granicą jest 20 HRC.
Ad 3
Trzy rodzaje defektów budowy krystalicznej:
1. Punktowe (wakans: brakujący atom pozycji węzłowej, atom

międzywęzłowy: dodatkowy atom)

Wady punktowe: do tych wad cechujących się niewielkimi
wymiarami we wszystkich kierunkach naleza wakanse tj. wolne
węzły w sieci krystalicznej oraz atomy międzywęzłowe, które
zajęły pozycję w lukach, opuszczając węzły sieci na skutek drgań
cieplnych. Obecność wakansów i węzłów międzywęzłowych
powoduje odkształcenie sieci przestrzennej kryształu zwane
kontrakcją; powstają podczas krystalizacji metalu oraz podczas
nagrzewania
Defekt Schottky’ego: polega na przemieszczaniu się atomu w
miejsce sąsiadującego wakansu, w wyniku, czego powstaje
wakans w innym miejscu sieci.
Defekt Frenkla: polega na przemieszczaniu się rdzenia
atomowego z pozycji węzłowej do przestrzeni międzywęzłowej.
2. Liniowe (dyslokacje) – najczęściej 2 rodzaje: dyslokacje

krawędziowe i dyslokacje śrubowe oraz dyslokacja mieszana

Dyslokacje krawędziowe – krawędź półpłaszczyzny sieciowej
umieszczonej pomiędzy nieco rozsuniętymi płaszczyznami
sieciowymi kryształu o budowie prawidłowej. Powoduje
odkształcenie postaciowe i objętościowe. W zależności od
położenia płaszczyzny krawędzi – dyslokacja dodatnia – gdy
półpłaszczyzna leży przed płaszczyzną poślizgu oznaczamy ┴;
dyslokacja ujemna – gdy półpłaszczyzna leży pod płaszczyzną
poślizgu oznaczamy ┬.
Dyslokacja śrubowa –to defekt liniowy struktury krystalicznej
spowodowany przemieszczeniem części kryształu wokół osi,
zwanej linią dyslokacji śrubowej powstaje odkształcenie
śrubowe:

- prawoskrętne
- lewoskrętne
Wielkość tej dyslokacji również opisana jest wektorem, Burgersa.
Dyslokacja mieszana – nałożona na siebie dyslokacja śrubowa i
krawędziowa – podczas krystalizacji
3. Powierzchniowe.
Defekty powierzchniowe:
a) Błąd ułożenia – zaburzona sekwencja ułożenia płaszczyzn

sieciowych, Np. ABCBCA a nie ABCABC lub dodatkowa
płaszczyzna ABCBABC. Powstają podczas krystalizacji.

b) Granice ziaren – monokryształy – wszystkie komórki

krystalograficzne ułożone są w jednym kierunku. Materiały
polikrystaliczne – materiał podzielony jest na małe obszary
(ziarna), gdzie wszystkie komórki ziarna ułożone są w różne
strony (ziarna oddzielone są od siebie granicami ziarna). W
zależności od kąta dezorientacji rozróżniamy:



Granice wąskokątowe – niewielki kąt dezorientacji
krystalicznej, tzw. granica daszkowa zbudowana z
dyslokacji krawędziowej.



Granica szerokokątowa – miejsce koincydentne (wspólna
dla jednego i drugiego ziarna)

Od wielkości ziaren zależy wytrzymałość: im mniejsze ziarna tym
większa wytrzymałość, im więcej dyslokacji tym większa
wytrzymałość.
Ad 4
Rodzaje roztworów stałych:
1.

Roztwór stały – jednorodna faza, wiązania metaliczne,

struktura krystaliczna, składa się z atomów rozpuszczalnika i
atomów pierwiastka rozpuszczanego. Zależy od typu sieci,
wielkości atomów, wartościowości pierwiastka, Np. roztwór
stały międzywęzłowy, różnowęzłowy

2.

Roztwór stały podstawowy – gdy rozpuszczalnikiem

jest pierwiastek będący składnikiem stopu

3.

Roztwór stały wtórny – gdy rozpuszczalnikiem jest

faza międzykrystaliczna

4.

Roztwór stały ciągły – jeden składnik możemy zamienić

w 100 innym składnikiem

5.

Roztwór stały graniczny – możemy jedynie w pewnym

zakresie rozpuścić jeden pierwiastek w drugim

6.

Fazy międzymetaliczne – powstają wskutek połączenia

dwóch metali lub pierwiastka metalicznego z niemetalicznym.
Mają uporządkowany rozkład atomów. Powodują umocnienie
materiałów.

Ad 5
1.

Ferryt alfa jest to roztwór stały graniczny węgla w

żelazie Fe alfa o maksymalnej rozpuszczalności węgla
0,0218 w temperaturze 727 C. Twardość ferrytu waha się w
granicach od 70 do 90 HB.

2.

Austenit gamma jest to roztwór stały graniczny węgla w

żelazie Fe gamma o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11
w temperaturze 1148 C. Faza miękka i plastyczna. Występuje
w temperaturze powyżej 727 C.

3.

Cementyt FeC jest to faza międzymetaliczna (węglik

żelaza)
o wzorze stechiometrycznym Fe

3

C. Zawartość węgla w

cementycie wynosi 6,67Jest twardy i kruchy (twardość 750
HB). Wydziela się z cieczy przy chłodzeniu i wtedy oznaczamy
go jako pierwszorzędowy I lub wydziela się podczas
chłodzenia z austenitu i wtedy oznaczamy go jako II lub
wydziela się z ferrytu podczas chłodzenia i wtedy oznaczamy
go jako III.

4.

Ledeburyt jest to mieszanina eutektyczna austenitu i

Fe

3

C powstały z cieczy o składzie chemicznym 4,3C w stałej

temperaturze 1148 C.

5.

Perlit jest to mieszanina eutektoidalna (powstaje z fazy

stałej) ferrytu i cementytu powstaje z austenitu o zawartości
0,77 C w stałej temperaturze 727 C.

Przemiana eutektoidalna -

polega na tym, że austenit punktu S

ulega rozkładowi na mieszaninę ferrytu i cementytu. Efektem jest
mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu, którą w skrócie
nazywamy perlitem.
Przemiana eutektyczna - mieszanina dwóch lub więcej faz
krystalicznych o określonym składzie, która wydziela się z
roztworów ciekłych lub stopów w określonej temperaturze,
zwanej temperaturą eutektyczną.
Ad 6
a) Obróbkę plastyczną dzielimy na:
1

Obróbkę na zimno (poniżej temperatury rekrystalizacji)

2

Obróbkę

na

gorąco

(powyżej

temperatury

rekrystalizacji)

Odkształcenie plastyczne zachodzi dzięki poślizgowi dyslokacji.
b) Poślizg – jest to podstawowy mechanizm odkształcenia metali.
Polega na wzajemnym przemieszczaniu się jednej części kryształu
względem drugiej w płaszczyznach poślizgu w wyniku ruchu
dyslokacji w kierunku poślizgu. Budowa krystaliczna obu części
kryształu pozostaje niezmieniona.
c) Bliźniakowanie polega na jednorodnym ścinaniu o wektor
bliźniakowania kolejnych warstw atomów w płaszczyźnie
biźniakowania. Zblizniaczona cześć kryształu ulega skręceniu
względem części nieodkształconej w taki sposób ze ich struktury
krystaliczne są symetryczne osiowo względem płaszczyzny
bliźniakowania (stanowią odbicie lustrzane).
d)

Zdrowienie-

jest

procesem

aktywowanym

cieplnie

zachodzącym podczas wyżarzania poniżej temp rekrystalizacji w
metalach uprzednio odkształconych plastycznie na zimno. Proces
ten jest związany ze zmniejszeniem defektów punktowych
gęstości dyslokacji oraz zmianami w ich przestrzennym
rozmieszczeniu. Podczas zdrowienia następuje dyfuzja i anihilacja
inaczej likwidowanie defektów punktowych, poślizg i wspinanie
dyslokacji, kurczenie się i zanik pętli dyslokacyjnej.
e) Rekrystalizacja- jest procesem aktywowanym cieplnie
zachodzącym podczas wyżarzania poniżej temp rekrystalizacji w
metalach uprzednio odkształconych plastycznie na zimno. Polega
na powstawaniu imigracji szeroko kątowych granic ziaren. Do
tego procesu potrzebny jest min stopień odkształcenia (zgniot)
Ad 7

a) Wyżarzanie
1

Wyżarzanie ujednorodniające ma na celu wyrównanie

składu chemicznego w całości elementu( na ogół powstaje duże
ziarno stali). Prowadzone po procesie odlewania lub spawania.
Temperatura 1000 – 1200C. Oprócz wysokiej temperatury proces
musi być prowadzony w czasie 12 – 15h. Po nim musimy
przeprowadzić wyżarzanie normalizujące.
2

Wyżarzanie

normalizujące

ma

ono

na

celu

rozdrobnienie ziarna podczas przemiany perlitu w austenit.
Nagrzewamy do temperatury 30 - 50 powyżej linii A3. Chłodzenie
odbywa się w spokojnym powietrzu. Dzięki rozdrobnieniu ziarna
zwiększa się granica plastyczności i udarność. Ulęgają temu- stale
niestopowe i niskostopowe, automatowe.
3

Wyżarzanie sferoidyzowane- celem jest uzyskanie

struktury zwanej sferoidytem (drobne kuliste ziarna cementytu i
równoosiowe ziarna ferrytu). Odbywa się w okolicach temp
przemiany eutektoidalnej w czasie kilku godzin. Ulegają temu
stale narzędziowe, łożyskowe.
4

Wyżarzanie stabilizujące (100 – 150)Czas procesu –

kilka godzin. Celem jest stabilizacja wymiarów. Stosowane do
narzędzi pomiarowych.
5

Wyżarzanie odprężające- ma na celu usuniecie

naprężeń powstałych w wyniku krzepnięcia odlewu, spawania,
skrawania. Przebiega w temp. 400-650C w ciągu kilkunastu
godzin z następnym wolnym studzeniem.
6

Wyżarzanie rekrystalizujące- wykonuje się po przeróbce

plastycznej na zimno w celu usunięcia skutków umocnienia.
Temp. 600-700 st. Jest jedynym sposobem rozdrobnienia ziarna
w stalach stopowych bez przemiany alotropowej Np. stale
austenityczne.
7

Wyżarzanie zmiękczające- podobnie jak wyżarzanie SF.

Celem jest uzyskanie malej twardości wystarczającej do obróbki
skrawaniem.
b) Obróbka plastyczna na przykładzie stopów żelaza z węglem
Jeśli nagrzewamy perlit do temperatury austenitu, to następuje
zmiana struktury. Prowadzi ona do rozdrobnienia struktury.
Otrzymane ziarna austenitu są mniejsze. Ziarna austenitu są
mniejsze. Ziarna austenitu podgrzewane rozrosną się.
Nagrzewamy do temperatury 30 - 50C powyżej linii A

1

, A

1,3

. Gdy

ochłodzimy gruboziarnisty austenit otrzymamy gruboziarnisty
perlit.
Prze niewielkiej szybkości chłodzenia austenitu otrzymamy perlit,
przy zwiększeniu szybkości otrzymamy bainit, a przy bardzo
szybkim – martenzyt.
Przemiana perlityczna – temperatura 727 - 500C. Powstaje perlit
(na przemian nałożone płytki ferrytu i cementytu). Charakter
dyfuzyjny zarodkowanie płytek cementytu, możliwe na skutek
obniżenia zawartości węgla w austenicie.
W austenicie w zależności od szybkości chłodzenia perlit może
mieć różną strukturę.
Austenit przechłodzony – nie zaczyna się przekształcać w daną
strukturę.
Im mniejsze ziarna perlitu, tym większa wytrzymałość.
Przemiana bainityczna – zachodzi przy większym przechłodzeniu
austenitu 450 - 250C.
Efekt – struktura nazywana bainitem.
Bainit to przesycony węglem ferryt z wydzieleniami węglików.
Wyróżniamy:

1

Bainit dolny (250C)

2

Bainit dolny (450) – większe własności
wytrzymałościowe od górnego

Struktura bainityczna bardziej wytrzymałościowa od struktury
perlitycznej.
Przemiana martenzytyczna (poniżej 200C)
Martenzyt – przesycony roztwór stały węgla w żelazie alfa
Przesycenie to powoduje, że martenzyt staje się bardzo
wytrzymały.
Szybkość przemiany martenzytyczne porównuje się z szybkością
dźwięku. Austenit zmienia się w martenzyt, któremu powiększa
się objętość. Pojawiają się większe naprężenia. Przy dużych
zawartościach węgla przemiana, martenzytyczna nie będzie
zachodzić do końca. Jeżeli zajdzie do końca to w materiale
pozostają szczątkowe ilości austenitu. Zależy ona od zawartości
węgla w stali.
c) Hartowanie:
Hartowanie objętościowe; Dzielimy na:
- Martenzytyczne: polega na nagrzaniu stali do temp
austenityzowania, wygrzaniu w tej temp o oziębieniu z
szybkością większa od krytycznej w celu uzyskania struktury
martenzytycznej.
1

Zwykłe: w wyniku tego hartowania uzyskuje się

strukturę martenzytu z austenitem cząstkowym oraz
innymi składnikami strukturalnymi, które nie ulęgają
przemianom podczas obróbki cieplnej.

2

Stopniowe: polega na kolejnym oziębianiu w stopionej

soli lub w gorącym oleju, wytrzymaniu w tej soli/oleju w
czasie niezbędnym do wyrównania temp w całym
przekroju obrabianego przedmiotu lub zapewniającym
trwałość

austenitu

przechłodzonego

a

następnie

studzeniu zazwyczaj w powietrzu do temp otoczenia.
Stosowane do małych przedmiotów ze stali węglowych.

- Bainityczna: stosuje się chłodzenie z szybkością mniejsza od
krytycznej lub z wygrzewaniem izotermicznym w warunkach
zapewniających przebieg przemiany bainitycznej.
1

Zwykle: w efekcie głównym struktury jest bainit przy

ewentualnej

obecności

austenitu

szczątkowego i

martenzytu.

2

Izotermiczne: oziębianie w kąpieli chłodzącej o temp

wyższej od 250-400C, wytrzymaniem izotermicznym w
czasie zapewniającym zakończenie przemiany bainitycznej
a następnie chłodzeniem do temp pokojowej z dowolna
szybkością. Stosuje się to w celu zmniejszenia odkształceń,
większej ciągliwości i udarności.

Hartowanie powierzchniowe- polega na bardzo szybkim
nagrzaniu

warstwy

wierzchniej

przedmiotu

do

temp

austenityzowania i następnie szybkim chłodzeniu. Ograniczenie

nagrzania do cienkiej warstwy powierzchniowej i to jedynie w
miejscach, które powinny być obrobione cieplnie. Nie wywołuje
wiec dużych naprężeń i odkształceń cieplnych. Podział w
zależności od sposobu nagrzania: indukcyjne, płomieniowe,
kąpielowe, kontaktowe i elektrolityczne. Po tym hartowaniu
wyróżniamy 3 strefy: martenzytyczna, przejściowa i strefa
rdzenia.
d)

Proces odpuszczania

Ma na celu zmniejszenie naprężeń, które powstają po procesie
hartowania i zwiększenie własności plastycznych.
1

Odpuszczanie niskie –250 w czasie 1-3 h przy chłodzeniu

z dowolną szybkością

2

Odpuszczanie średnie – 250 - 500, po odpuszczaniu w

temp powyżej 400-500 uzyskuje się wysoka granice
sprężystości przy dostatecznej plastyczności

3

Odpuszczanie wysokie – 500 – a Ac1 w czasie 2-3 h przy

chłodzeniu powolnym lub przyspieszonym ( stosowane do
stali konstrukcyjnych)

Połączenie hartowania i odpuszczania niskiego – utwardzenie
cieplne
Połączenie hartowania i odpuszczania wysokiego – ulepszanie
cieplne
Podczas odpuszczania będą się zmieniały własności plastyczne,
nastąpi spadek własności wytrzymałościowych.
Ad 8
a) Nawęglanie- polega na nasyceniu węglem warstwy
wierzchniej elementów wykonanych ze stali węglowych i
stopowych o zawartości węgla od 0,05-0,25. Wykonuje się w
temp występowania austenitu tj. 900-930C. Celem jest
wytworzenie warstwy wzbogaconej w węgiel o stężeniu na
powierzchni 0,7-1 i o grubości 0,6-1,5mm, która po następnym
zahartowaniu ma twardość powyżej 58 HRC natomiast rdzeń o
mniejszej twardości 25-45 HRC zapewnia odporność na
obciążenia dynamiczne. Szybkość nawęglania zależy od:
temperatury i czasu trwania procesu a także aktywności ośrodka i
składu chemicznego stali.
Metody nawęglania:
-gazowe: największe zastosowanie przemysłowe. Zalety:
możliwość precyzyjnej regulacji grubości warstwy nawęglonej i
zawartości w niej węgla, duża szybkość procesu i możliwość
hartowania przedmiotów bezpośrednio po nawęglaniu
-w ośrodkach stałych: rzadko stosowane. Odbywa się ono w
proszku węgla drzewnego nasyconego węglanami sodu wapnia
lub baru. Proces zachodzi w skrzynkach gdzie pod wpływem temp
i przy niedoborze tlenu powstaje Ca będący źródłem węgla
atomowego.
-w złożu fluidalnym: tworzone przez cząstki ciała stałego
utrzymywane w zawieszeniu przez gorący gaz nasycający
przepływający przez złoże od dołu ku górze.
-próżniowe- przebiega przy obniżonym ciśnieniu w atmosferze
metanu, propanu i innych gazów. Atomowy węgiel uzyskiwany
jest w wyniku reakcji rozpadu wymienionych gazów.
-jonizacyjne: polega na wygrzewaniu stali w piecu próżniowym w
atmosferze węglowodorów o niskim ciśnieniu z jednoczesnym
przyłożeniem wysokiego napięcia stałego miedzy obrabianym
przedmiotem (katoda) a anoda. W tych warunkach następuje
wyładowanie jarzeniowe i wytwarza się plazma.
Hartowanie po nawęglaniu stosuje się w celu:
- otrzymania w warstwie wierzchniej struktury drobnoiglastego
martenzytu z węglikami, co zwiększa twardość powierzchni do
ok. 60 HRC
- zapewnienia znacznej ciągliwości i wymaganych właściwości
wytrzymałościowych rdzenia.
b) Azotowanie: polega na dyfuzyjnym nasycaniu stali azotem ,
przebiega zwykle w temp 500-600 st w atmosferze zawierającej
wolne atomy azotu.
Azotowanie może być:
-krótkookresowe 0,5-4 h

1

ferrytyczne: gazowe, fluidalne , jarzeniowe

2

austenityczne: gazowe, fluidalne , jarzeniowe

- długookresowe( klasyczne) gazowe, jarzeniowe
- średniookresowe , 4-20 h ; gazowe, fluidalne, jarzeniowe
Struktura warstwy azotowanej:
zwykle zbudowane są z 2 stref:

1.

przypowierzchniowej

nieulegającej

trawieniu,

składającej się z bogatych w azot węgloazotków
Fe

2-3

(N,C) i azotków y’ lub tylko azotków; strefa

węgloazotków może zawierać pory, jest krucha,

2.

strefy azotowania wewnętrznego , która w stalach
węglowych jest roztworem stałym azotu w żelazie z
wydzieleniami lub bez wydzieleń azotów żelaza ; strefa
ta trawi się ciemniej niż rdzeń

Zalety:



duża twardość powierzchniowa



niewielkie odkształcenia elementów podczas
azotowania



duża wytrzymałość zmęczeniowa elementów
azotowanych



odporność na korozje gazową i atmosferyczną



zwiększona odporność na ścieranie , zacieranie ,
zużycie adhezyjne



względnie niską temp procesu, umożliwiającą
wytworzenie twardej warstwy na uprzednio
ulepszonym cieplnie rdzeniu

c) Borowanie: polega na dyfuzyjnym nasycaniu borem warstwy
wierzchniej stali w temp 900-1000C przez kilka do kilkunastu
godzin; proces najczęściej odbywa się w proszkach, pastach.
- warstwy borowe na stalach stopowych mają grubość 0,08-0,15
mm a na stalach węglowych 0,3 mm; charakteryzują się dużą
odpornością korozyjną w wodnych roztworach niektórych
kwasów oraz dużą odpornością na utlenianie w wysokiej
temperaturze
- borowaniu dyfuzyjnemu poddaje się części maszyn i narzędzi
narażone w eksploatacji na zużycie przez tarcie ; warstwy
zbudowane są z borków żelaza FeB i Fe2B , maja one strukturę
iglastą ukierunkowaną prostopadle do powierzchni ; warstwy te

SA stosunkowo kruche
- borowaniu poddaje się zwykle stale średniowęglowe oraz
niskostopowe stale konstrukcyjne ; borowane części są zwykle
hartowane i nisko odpuszczane ( twardość powierzchniowa
wynosi około 2000 HV
d) Chromowanie:
Chromowanie

galwaniczne-

odbywa

się

w

wannach

galwanicznych zasilanych prądem stałym z prostownika lub
prądnicy prądu stałego. Stosuje się kąpiele będące wodnym
roztworem bezwodnika kwasu chromowego z dodatkiem kwasu
siarkowego. Najważniejszymi warunkami procesu, od których
zależy odpowiednia jakość powłok są skład i temp kąpieli oraz
gęstość prądu. Zazwyczaj stosuje się temp 45-55C i katodowa
gęstość prądu 35-50 A/dm2.
Chromowanie dyfuzyjne- polega na nasyceniu warstwy
wierzchniej stopów żelaza chromem, prowadzony w środowisku
stałym, gazowym lub ciekłym. Rozróżnia się dwa typy warstw
powierzchniowych: w stopach o zawartości poniżej 0,15 warstwa
jest zbudowana z roztworu stałego w ferrycie a powyżej tej
granicy warstwa o charakterze powłoki zbudowana jest z
węglików chromu.
Ad 9
a) Staliwa- to stopy niezawierające eutektyki, gdyż stężenie
węgla nie przekracza w nich 2,1 wagowych, natomiast w żeliwach
zawierających ponad 2,1 składnikiem struktury jest eutektyka.
Staliwo niestopowe- to stop żelaza z węglem i pierwiastkami,
których obecność wynika z procesu stalowniczego (Si,Mn,P,S).
Stężenie węgla w staliwach niestopowych może osiągać 2,1%
wag., lecz według normy wynosi do 0,25. Norma określa 4
gatunki staliw oznaczonych parami liczb będących minimalnymi
wartościami R

e

- R

m

Poziom właściwości mechanicznych staliwa

niestopowego kształtowany przez zmianę zawartości manganu.
b) Żeliwo białe- nie zawiera grafitu. znaczna ilość cementytu jest
powodem dużej twardości (600HB) i kruchości (A=0).
Charakteryzuje się mała lejnością i dużym skurczem odlewniczym
(ok. 2)
Żeliwo szare zwykle – zawierają grafit, a cementyt znajduje się
tylko w perlicie.
Ze względu na kształt i wielkość grafitu żeliwa szare dzieli się na:
-szare zwykle (grafit płatkowy rożnej wielkości),
-modyfikowane (drobny grafit płatkowy)
-sferoidalne (grafit sferoidalny)
-wermikularne (kompaktowe)
Żeliwa szare maja cenne właściwości. Są to:
- właściwości odlewnicze: mały skurcz liniowy i objętościowy,
dobra lejność.
-zdolność do tłumienia drgań
-niewrażliwość na działanie karbu: grafit o znikomej
wytrzymałości sam tworzy karby wewnętrzne.
-wytrzymałość na ściskanie podobna do stali
-właściwości ślizgowe
-skrawalność: gładka powierzchnia po skrawaniu.
W analizie właściwości mechanicznych żeliw przyjmuje się ze
grafit ma zerowa wytrzymałość na rozciąganie.
Żeliwo szare modyfikowane- o wyższej wytrzymałości uzyskuje
się dzięki zabiegowi modyfikacji polegającej na zmniejszeniu
płatków grafitu. Do ciekłego stopu tuz przed odlaniem dosypuje
się niewielka ilość sproszkowanego modyfikatora (stop Fe-Si z
dodatkiem Ca, Al., Sr lub Ba) tworzącego zarodki krystalizacji
grafitu. Osnowa żeliwa modyfikowanego jest perlit. Osiąga się to
przez poddawanie modyfikacji żeliwa o malej zawartości węgla i
krzemu. Drobny grafit pogarsza właściwości wytrzymałościowe
struktury perlityczno-grafitowej.
Żeliwo sferoidalne- w porównaniu z szarym zwykłym ma większą
wytrzymałość, plastyczność i udarność. R

m

400-800 MPa,

wydłużenie A5=2-15. Oznacza się literami EN-GJS.Szczegolnie
korzystne właściwości wytrzymałościowe i plastyczne żeliw
sferoidalnych Osiąga się przez hartowanie izotermiczne w temp
250-400C. Z żeliw sferoidalnych odlewa się elementy narażone
na znaczne obciążenia np. korpusy, obudowy, dźwignie, części
napędów hydraulicznych, wrzeciona obrabiarek. Zastępuje często
staliwo gdyż jest tańsze.
Żeliwo ciągliwe- uzyskuje się przez wyżarzanie grafityzujące
żeliwa białego podeutektycznego. Wyróżnia się żeliwo ciągliwe
białe odwęglone i żeliwo ciągle czarne nieodweglone.
-, Aby uzyskać strukturę żeliwa ciągliwego białego, prowadzi się
wyżarzanie grafityzujące odlewu obsypanego hematytem
(Fe2O3) w temp. ok. 1000C przez kilka dni!!!
- Strukturę żeliwa ciągliwego czarnego uzyskuje się przez
wyżarzanie odlewu z żeliwa białego w ośrodku obojętnym
(piasek) w temp 950C przez długi czas (dwie doby). Żeliwo
ciągliwe czarne powstaje przy bardzo wolnym studzeniu odlewu
w zakresie 760-700C jego strukturę tworzą grafit kłaczkowy i
ferryt.
Żeliwa ciągliwe cechuje dobra wytrzymałość, plastyczność i
udarność. zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym (obudowy,
mosty, osłony, wały karbowe, piasty kol, korbowody)
c) Powstawanie grafitu podczas przemiany eutektycznej
sprzyjają następujące czynniki:
-duża wartość równoważnika węgla C
- obecność innych pierwiastków sprzyjających grafityzacji (Cu, Ni,
Al., Ti)
-wolne chłodzenie odlewu podczas krzepnięcia (grube ścianki,
forma piaskowa)
-dodatek modyfikatorów (stopy zwane żelazokrzemem: Si-30Fe z
dodatkiem Ca, Al., Sr)
Ad 10
a) Stal jest to otrzymywane w procesach stalowniczych stop
żelaza z węglem (C od kilku setnych części % wagowego do 2,11 )
i innymi pierwiastkami które można podzielić cna 3 grupy:
1

pierwiastki wprowadzone w procesie stalowniczym

nazwa się domieszkami metalicznymi Mn, Si , Al. których
zadaniem jest wiązanie tlenu i siarki 11 %) oraz Cr, Cu i Ti
pochodzące ze złomu używanego przez huty

2

pierwiastki wprowadzone w celu zmiany właściwości

stali nazywa się dodatkami stopowymi

3

zanieczyszczenia; decydują o czystości metalurgicznej (

H , O , P, S , As, N pochodzą z rudy koksu i z reguły
niekorzystnie wpływają na właściwości stali)zanieczyszczenia
współtworzą w stalach odrębne fazy zwane wytrąceniami
niemetalicznymi ( siarczki manganu , znajdują się w
roztworach stałych bądź w fazach międzymetalicznych)
całkowite usuniecie zanieczyszczeń jest nieekonomiczne i
niemożliwe

b) Ze względu na skład chemiczny dzieli się stale na stopowe,
niestopowe i nierdzewne
Stale niestopowe, ze względu na jakość dzielmy na:
- jakościowe- uzyskują odpowiednie właściwości głównie w
procesie stalowniczym przez walcowanie, ciągnienie, kucie,
rzadziej przez obróbkę cieplną. Maksymalne stężenia głównych
zanieczyszczeń wynoszą 0,045 wag, na pogorszenie jakości stali
wpływają wodór i tlen( wodór szybko dyfunduje w stali czyniąc ją
kruchą a tlen tworzy kruche wytrącenia z Al. , Mn, Si
-specjalne- to gatunki o większej czystości niż stale jakościowe;
zwykle przeznaczone do ulepszania cieplnego lub hartowania
powierzchniowego; dokładny dobór składników i ścisła kontrola
technologii wytwarzania gwarantują określony poziom
właściwości mechanicznych i technologicznych

Stale stopowe: ( pierwiastki stopowe 0-520mogą znajdować się w
roztworach stałych: ferryt, austenit, martenzyt; węglikach i we
wtrąceniach niemetalicznych)
- jakościowe- -1,8 stanowią odpowiednik stali niestopowych z ta
istotną różnicą dotyczącą stężenia pierwiastków
stopowych:wyróżnia się stale
1

Konstrukcyjne drobnoziarniste spawalne przeznaczone

na zbiorniki i rurociągi pracujące pod ciśnieniem

2

elektrotechniczne (zawierające Si lub Si i Al) o

określonych właściwościach magnetycznych

-specjalne – uzyskiwane przez dokładną kontrolę składu chem. i
technologii wytwarzania; grupy stali:

1

szybkotnące

2

narzędziowe stopowe

3

łożyskowe

4

maszynowe

5

konstrukcyjne

Stale nierdzewne- zasadniczy podział w ramach tej grupy według
kryterium właściwości użytkowych jest następujący:

1

stale odporne na korozję( co najmniej 12 Cr i co

najwyżej 0,4C)

2

stale żaroodporne

3

stale żarowytrzymałe

c)stale narzędziowe szybkotnące-
Obróbka cieplna: poddaje się hartowaniu i dwu- lub
trzykrotnemu odpuszczaniu. Obróbkę cieplna wykonuje się
zwykle w kąpielach solnych. Zabezpiecza to powierzchnie stali
przed odwęglaniem; ze względu na mała zawartość dodatków
stopowych maja mała przewodność cieplną;
- nagrzewanie do temp austenityzowania wykonuje się dwu
stopniowo ( czasem 3stopniowo dla narzędzi o skomplikowanych
kształtach) ; stal podgrzewa się w solach o temp 550, 850 st. i
dopiero później przenosi się do kąpieli solnej o temp
austenityzowania( 1170-1270 st.); chłodzenie prowadzi się w
oleju a niekiedy w strumieniu sprężonego powietrza; uzyskuje się
strukturę składająca się z martenzytu , około 20 austenitu
szczątkowego i nierozpuszczonych węglików( twardość
zahartowanych stali =63-66 HRC); następnie wykonuje się
odpuszczanie ( temp 550-570st. ) po obróbce cieplnej uzyskuje
się strukturę martenzytu wraz ze sferoidyzowanymi
węglikami(twardość wtórna –do 68 HRC)
Zastosowanie: noże tokarskie, frezy, narzędzia skrawające,
przyrządy pomiarowe(duża stabilność wymiarowa)
Oznacza się je litera S, litera M oznacza się molibden, C
podwyższona zawartość węgla. Na początku litery HS, a
następnie liczby oznaczające zawartości procentowe
pierwiastków stopowych w następującej kolejności wolfram,
molibden, wanad i kobalt. Z kolei na narzędziach wykonanych z
tych stali często występuję symbol HSS, który jest skrótem ang.
nazwy stali szybkotnących. Istnieją 2 grupy stali: bezkobaltowe
oraz kobaltowe.
Spiekane stale szybkotnące: te stale wytwarza się także metoda
metalurgii proszków. Metoda ta polega na wytworzeniu proszku
stali przez rozpylenie ciekłej stali strumieniem gazu lub
powietrza, a następnie prasowaniu go i spiekaniu w wysokiej
temp. (1250C) najczęściej przy izostatycznym ściskaniu. Zaletami
tych stali są: izotropia właściwości, twardość przy lepszej
ciągliwości, równomierna struktura, możliwość uzyskania stali o
większej zawartości węgla.
Stale narzędziowe do pracy na zimno-(stale węglowe)
Oznaczenia:
oznacza się literą N oraz liczbami od 7-13 określającymi średnia
zawartość węgla w stali.
Owe stale mogą pracować w temp. nie przekraczającej 200 C,
zawierają 0,65-1,40 węgla, są to więc stale eutektoidalne i
nadeutektoidale
Dzieli się je na:
-płytko hartujące: mają większą czystość ale mniejszą hartowność
, można z nich wykonywać narzędzia których grubości nie
przekraczają 20 mm
- głęboko hartujące: wytwarza się z nich narzędzia o większych
rozmiarach
Jedne i drugie cechuje niewielka hartowność i utwardzają się one
tylko powierzchniowo
Hartuje się je w temp. 760-800 C, chłodzi się w wodzie niekiedy w
oleju. Po zahartowaniu uzyskuje się strukturę martenyztyczną z
austenitem szczątkowym oraz dodatkowo w stalach
nadeutektoidalnych nie rozpuszczonego podczas
austenityzowania cementytu kulkowego. Twardość 65 HRC,
odpuszczanie w temp 180-300 C przez 1- 2h i chłodzi na
powietrzu . Od temp 80C wydziela się w martenzycie węglik w
postaci dyspersyjnych cząstek , stężenie węgla maleje i w efekcie
zmniejsza się twardość. Ze wzrostem temp. węglik ulega

koagulacji a od temp 300C rozpuszcza się w osnowie. W jego
miejsce pojawia się cementyt. Wzrost wielkości cząstek =
mniejsza twardość; w temp 200-300 C austenit cząstkowy
przemienia się w mieszaninę ferrytu i cementytu .
Zastosowanie:
- najtańsze stale narzędziowe,
- narzędzia do obróbki ręcznej bądź maszynowej o małej
szybkości pracy
- jak więcej węgla to wykorzystuje się na pilniki, narzędzia do
obróbki kamieni, noże do papieru
- jak mniej węgla to wiertła, gwintowniki, narzynki
Stale narzędziowe do pracy na gorąco-
Oznaczenia:
Oznacza się je literą W, za która występują litery i cyfry
oznaczające skład stali. Zawierają najmniej węgla ze wszystkich
stali narzędziowych: 0,25-0,60
Obróbka cieplna – zakres temp austenityzowania zawiera się w
granicach 880-1140 C , chłodzenie prowadzi się w oleju lub w
strumieniu sprężonego powietrza. Po zahartowaniu uzyskuje się
strukturę martenyztyczną z austenitem szczątkowym i często
także występują struktury bainityczne.
zazwyczaj po hartowaniu pozostają nierozpuszczone sferoidalne
węgliki stopowe. Twardość =46-56 HRC. Odpuszczanie,
dwukrotne, temp 400-600C = struktura sorbityczna. Twardość
jest wyraźnie mniejsza niż w stalach na zimno, ale dzięki temu te
stale mają lepsze właściwości plastyczne,
zastosowanie: odporne na obciążenia dynamiczne , matryce do
prasowania i kucia na gorącą, stemple, użycie ich na formy do
odlewania
d)Podział stali odpornej na korozję gdy chrom zostanie w
osnowie, chrom decyduje o odporności korozyjnej
Stale austenityczne(kwasoodporne ) - Cr 17-23 od temp
topnienia do ujemnych nie ma przejścia austenitu w ferryt ,
dlatego nie hartujemy; stale te są odporne na działanie kwasów
organicznych, warstwa chromu zabezpiecza przed dalszym
postępem korozji ; nie są odporne na chlor ; posiadają niską
przewodność cieplną (w porównaniu ze stopami miedzi i
aluminium); wysoką ciągliwość, także w temperaturach ciekłego
helu i azotu, dobrą spawalność, zastosowanie: przemysł
spożywczy;
Stale ferrytyczne - stale o niskiej zawartości węgla, mniej niż 0,1 ;
Cr 13-17 , nie możemy tu zastosować hartowania bo nie ma tu
przemiany ferrytu w austenit, przeprowadzamy jedynie obróbkę
na zimno; odporne na korozje gazową , mogą pracować w temp
800 C , nie nadają się do spawania, może wystąpić kruchość
związana z wydzielaniem węglików. Stosowane jako materiały
żaroodporne w szczególności w środowisku gazów spalinowych
zawierających związki siarki
Stal martenzytyczna- (średniowęglowa) 0,2-0,4 C , 12-14 Cr
hartujemy takie stale w temp 950-1050 st. odpuszczanie
przeprowadzamy w temp 200-300 st. Musimy unikać wyższych
temp. przy odpuszczaniu ponieważ będą się wydzielały węgliki
wysokochromowe; podczas obróbki cieplnej należy unikać
wolnego chłodzenia bo również mogą się wydzielać węgliki
chromu. Stale tego typu zachowują dobre właściwości
plastyczno-wytrzymałościowe w szerokim zakresie temperatur
pracy. Zastosowanie: narzędzia chirurgiczne , stomatologiczne,
noże odporne na ścieranie
Ad 11
a) Siluminy - są to stopy aluminium z krzemem i ewentualnie z
dodatkiem Mn, Mg, Cu i Ni. Maja dobra lejność, (krzem wpływa
na dobrą lejność)mały skurcz, dokładnie wypełniają formę.
Wytrzymałość na rozciąganie 160-300MPa przy bardzo małym
wydłużeniu A5=0,2-4i twardości 50-100HB.
Podział siluminów:
1

podeutektyczne 4-10 Si, odlewy głowic silników

spalinowych.

2

Eutektyczne

10-13Si,

odlewy

tłoków

silników

spalinowych, części o skomplikowanych kształtach, części
pracujące w podwyższonej temp i odporne na korozje w
widzie morskiej

3

Nadeutektyczne 17-30 Si, odlewy silnie obciążonych

silników spalinowych

b) Duraluminium jest to stop aluminium z miedzią.(głównym
składnikiem jest miedz, dlatego stosujemy platerowanie:
pokrywanie czystym AL.) Miedz: 2-4,9, magnez: 0,3-1,8, mangan:
0,4-1,1. Najpopularniejszym duraluminium jest AlCu4 Mg1
oznaczone jako PA6. Stop ten ma strukturę roztworu stałego alfa
miedzi w aluminium oraz fazy, teta, która jest faza
międzymetaliczną. Faza ta wydziela się wtórnie na granicy ziaren
roztworu alfa wskutek zmniejszania się rozpuszczalności miedzi w
aluminium od 5,7 w temp 548C do 0,1 w temp 20C. Wydzielenia
fazy zwiększają wytrzymałość stopu a zmniejszają odporność na
kruche pękanie.
c) Utwardzanie wydzieleniowe stopów AlCu inaczej dyspersyjne
polega na umocnieniu roztworu stałego przez dyspersyjne
wydzielenia faz międzymetalicznych. Im są one drobniejsze i jest
miedzy nimi mniejsza odległość wzrastają właściwości
wytrzymałościowe. Utwardzanie składa się z:
- przesycania: jest to obróbka cieplna stopu zaburzająca stan
równowagi stopu. Duraluminium nagrzewamy do temp 500-520C
uzyskując jednorodna strukturę roztworu stałego alfa (miedz
rozpuszcza się w aluminium) następnie szybko chłodzimy stop w
wodzie, co nie pozwala na wydzielenie się fazy
międzymetalicznej- teta (roztwór przesycony). W niskiej temp
jest mocno ograniczona dyfuzja i roztwór jest stabilny. W temp
pokojowej jest niestabilny i dąży do stanu równowagi przez
wydzielenie tego nadmiaru miedzi i ulega starzeniu.
-starzenie: proces długotrwały polegający na tworzeniu skupisk
atomów miedzi w roztworze alfa, czyli stref
przedwydzieleniowych tzw. G-P, z których następnie powstają
wydzielenia faz nierównowagowych pośrednich, kolejno teta” i
teta’ oraz w odpowiednio wysokiej temp fazy równowagowej
teta (CuAl2). Starzenie może być: samorzutne (pozwala na
uzyskanie największego umocnienia, wzrasta do, około 250 MPa
a bezpośrednio po przesyceniu nawet do 450 MPa, twardość

dochodzi do 115HB), sztuczne( mniejsza wytrzymałość 400MPa,
spowodowane jest to pojawieniem się faz przejściowych teta” i
teta’)
d) Modyfikacja siluminów- w celu poprawienia właściwości
wytrzymałościowych i plastycznych siluminów dokonuje się ich
modyfikacji. Do ciekłego stopu o temp wyższej od temp
odlewania dodaje się modyfikatory (związki sodu, strontu lub
antymonu) powodujące rozdrobnienie struktury i zaokrąglenie
kryształów krzemu. Modyfikatory zmieniają układ równowagi
Al.-Si obniżając temp eutektyczna i przesuwają punkt eutektyczny
do większej zawartości krzemu (14). Modyfikowane stopy
eutektyczne po zakrzepnięciu maja w strukturze dendryty
roztworu alfa na tle drobnoziarnistej eutektyki złożonej z
roztworu stałego alfa i zaokrąglonych wydzieleń krzemu.
e) Mosiądz - stop miedzi i cynku zawierający do 40 tego metalu.
Mosiądze mogą zawierać także dodatki takich metali jak ołów,
aluminium, cyna , mangan, żelazo i chrom oraz krzem. Topi się w
temperaturze ok. 1000C (zależnie od gatunku).
Mosiądz ma kolor żółty (złoty), lecz przy mniejszych
zawartościach cynku zbliża się do naturalnego koloru miedzi.
Stop ten jest odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki
plastycznej. Posiada dobre właściwości odlewnicze.
Mosiądze stosuje się na wyroby armatury, osprzęt odporny na
wodę morską, śruby okrętowe, okucia budowlane, np. klamki;
wytrzymalszy od brązu, ponieważ zawiera cynk nadający mu
twardość. Jest on bardzo przydatny do obróbki plastycznej na
zimno,
Ze względu na skład mosiądze dzieli się na:
1

dwuskładnikowe

2

ołowiowe

3

specjalne( cynowe, aluminiowe, manganowe, niklowe,

krzemowe)

4

wysokoniklowe

f) Brązy – stopy miedzi z innymi metalami i ewentualnie innymi
pierwiastkami, w którym zawartość miedzi zawiera się w
granicach 80-90 wagowych. Brązy posiadają dobre własności
wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Zastosowanie brązów
jest ograniczone ze względu na ich wysoką cenę.
Brązy dzieli się na brązy do obróbki plastycznej, dostarczane w
formie wyrobów hutniczych – blach, pasów, taśm, prętów,
drutów i rur oraz brązy odlewnicze dostarczane w postaci sztab
lub kęsów
Brązy do obróbki plastycznej:
Brąz cynowy – zawierający od 1do 9 cyny
Posiada barwę szarą, której intensywność wzrasta wraz z
zawartością cyny.
Brąz aluminiowy – zawierający od 4do 11 aluminium
Brąz berylowy – zawierający od 1,6 do 2,1 berylu
brąz krzemowy – BK31 (CuSi3Mn1)
zawierający 2,7 do 3,5 krzemu i 1,0 do 1,5 manganu, przy
zanieczyszczeniach nie przekraczających 1,0
Brąz manganowy – BM123 (CuMn12Ni3)
zawierający 11,5 do 13 manganu
Pośród brązów odlewniczych wyróżnia się:



brąz cynowy



brąz cynowo-fosforowy



brąz cynowo-cynkowy



brąz cynowo-ołowiowy



brąz cynowo-cynkowo-ołowiowy



brąz aluminiowo-żelazowy



brąz aluminiowo-żelazowo-manganowy



brąz krzemowo-cynkowo-manganowy

Stopem zaliczanym czasami do brązów jest także spiż.
Ad 12
Kompozyt składa się z osnowy i umieszczonego w niej drugiego
składnika (zbrojenia) o znacznie lepszych właściwościach
mechanicznych
a)Podział kompozytów ze względu na osnowę:
1

kompozyty metalowe
●kompozyty o osnowie ze stopu metali lekkich ( Mg, Al,
Ti)
●kompozyty o osnowie ze stopu srebra i miedzi
●kompozyty o osnowie ze stopu niklu
●kompozyty o osnowie ze stopu ołowiu i cynku

2

kompozyty polimerowe (żywice termoutwardzalne jak
fenoplasty i aminoplasty; duroplasty
chemoutwardzalne, silikony, tworzywa termoplastyczne

3

kompozyty ceramiczne (materiały budowlane jak
cement i gips; materiały hutnicze
- głównie ogniotrwałe; materiały stosowane w
elektronice)

b) kompozyty o osnowie



polimerowej , najczęściej stosuje się zbrojenia włóknem
szkalnym , węglowym, aramidowym i borowym



utwardzalne: powszechnie stosowane są epoksydy i
poliestry



termoplastyczne: bardziej ciągliwe niż duroplasty, lecz o
mniejszej odporności na temp.



metalowej: aluminium, stopy aluwium: lit, magnez, tytan;
włóknami są grafit, tlenek aluwium, węglik krzemu i bor



ceramicznej : węglik krzemu, azotek krzemu, tlenek
aluminium, mulit, włóknami są różne materiały
ceramiczne

c) techniki wytwarzania
d) zastosowanie
Kompozyty pozwalają na otrzymywanie lekkich, mocnych i
elastycznych konstrukcji.
- produkcja sprzętu wyczynowego( kompozyt węglowy)
- samoloty bojowe i inne zastosowanie militarne, wędki (k.
węglowe)
- kamizelki kuloodporne, kombinezony motocyklowe, rękawice ,
obuwie sportowe i ochronne(kevlar)
- ramy rowerowe, tłoki w silnikach spalinowych( k. z osnową
aluminium)
Ad 13

Ceramika inżynierska: określana jest również jako specjalna i
drobnoziarnista ;wytwarzana jest w wyniku spiekania w wysokiej
temp. bez udziału fazy ciekłej, bardzo czystych związków, takich
jak tlenki , węgliki, azotki, ale także diament i wykazujące w
stanie stałym postać krystaliczną bez udziału fazy szklistej oraz
prawie teoretyczną gęstość.
a ) rodzaje ceramiki narzędziowej:
1

tlenek aluminium: ceramika z tlenku aluminium należy do
gorszych gatunków gdyż w próbie zginania osiąga
wytrzymałość do 600 MPa. Częściej stosuje się ceramikę
mieszana w skład której oprócz tlenku aluminium wchodzą
węgliki tytanu, które zwiększają wytrzymałość na zginanie do
650 MPa

2

azotek krzemu: ceramika azotkowa Si3N4 należy do nowszych
gatunków ceramiki inżynierskiej i jej gatunki uzyskują
wytrzymałość na zginanie ponad 1000 MPa , w formie
zmodyfikowanej występuje pod nazwą sialon. Można ją
udoskonalić przez umocnienie za pomocą wiskersów SiC.
Ceramikę azotkową przeznaczoną na narzędzia skrawające
pokrywa się warstwą tlenków aby zwiększyć odporność na
utlenianie

3

tlenek cyrkonu: podstawowym składnikiem jest ZrO2;
wyróżnia się ona wytrzymałością na zginanie 2500 MPa oraz
zadowalającą odpornością na propagację pęknięć dochodzącą
do 10MPa sqrt(m), jest częściej używana na elementy
konstrukcyjne aniżeli na narzędzia skrawające, tracą swoje
właściwości w temp 800-1000 C lecz w temp niższej dobrze
spełniają swą funkcję np. w łożyskach tocznych pracujących
w temp 300-400 C

c) pokrycia ceramiczne zwiększające trwałość
Ad 14
Materiały polimerowe to materiały organiczne złożone ze
związków węgla. Surowcem do wytwarzania polimerów oraz
surowce zawierające węgiel, Np. ropa, kopaliny. Polimery
powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi wielu
grup atomów. Atomy te nazywamy monomerami.
Polimery są to ciała bezpostaciowe, czyli atomy są ułożone w
sposób przypadkowy, nie ma struktury krystalicznej. Cząsteczki
mogą układać się w sposób krystaliczny.
W skład polimerów wchodzą dodatki:

1

Napełniacze, które mają na celu obniżenie ceny
polimeru

2

Barwniki, które nadają kolor

3

Zmiękczacze

4

Antyutleniacze, tak, żeby polimery w trakcie
eksploatacji nie pękały i działały niezawodnie.

Polimery dzielimy na:

2.

Termoplastyczne – po podgrzaniu przechodzą
w stan plastyczny, możemy zmienić ich kształt,
a po ochłodzeniu twardnieją i przyjmują taki
kształt, jaki im nadaliśmy wcześniej.

3.

Utwardzalne

Termoutwardzalne – temperatura
Chemoutwardzalne – utwardzacz chemiczny
4.

Elastomery –

polimery o dużych odkształceniach

sprężystych