1. Jak przebiega proces polegający na pamięci kształtu przez dany materiał? (nagrzany , schłodzony)

W zależności od stanu początkowego efekt ten polega na:
- przemianie martenzytycznej fazy macierzystej w przedmiocie o wymaganym kształcie, wywołanej przez odkształcenie. Po nagrzaniu tego przedmiotu do temperatury charakterystycznej martenzyt ulega odwrotnej przemianie w fazę macierzystą: faza macierzysta->odkształcenie->faza martenzytyczna <-nagrzewanie

2. Na czym polega zjawisko pseudosprzężystości i dwukierunkowy efekt pamięci kształtu

Zjawisko pseudosprężystości jest związane z odwracalną przemianą martenzytyczną pod wpływem naprężenia zewnętrznego. Monokryształ fazy macierzystej po ochłodzeniu do temperatury niższej od Mf, ulega przemianie w martenzyt o dwóch orientacjach krystalicznych.
Efekt ten polega na zachowaniu pamięci kształtu zarówno wysokotemperaturowej fazy macierzystej, jak i niskotemperaturowej fazy martenzytycznej.

3. Charakterystyka stopów niklu

Nadstopy na bazie niklu posiadają wyjątkowe własności użytkowe. Stopy te wykorzystywane są do budowy części maszyn pracujący w ekstremalnie trudnych warunkach eksploatacyjnych(wysoka temperatura, zmienne i dynamiczne obciążenia, agresywne środowiska korozyjne). Stosowane są do budowy silników samolotowych, rakietowych, turbin gazowych bo mogą pracować w sposób ciągły w temperaturze do 1250 ⁰C. Charakteryzują się: wysokim modułem sprężystości , niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, niskim ciężarem właściwym.

4. Rola faz w nadstopach niklu

Wszystkie stopy na osnowie niklu umacniane są głównie wydzieleniami fazy (γ’) ko­herentnie powiązanej z osnową. Posiada ona niezwykle korzystne właściwości, gdyż jej wytrzymałość wzrasta ze wzrostem temperatury, przy zachowaniu dobrej plastyczności, co zwiększa żarowytrzymałość stopu bez wzrostu skłonności do kruchości, w odróżnieniu od umacniania fazami o większej twardości, np. węglikami.

5. Podział stopów kobaltu

Stopy kobaltu dzielimy ze względu na właściowości:

• Żarowytrzymałe

• Magnetyczne

• Odporne na ścieranie

• Biozgodne  stosowane na implanty

6. Charakterystyka faz występujących w stopach kobaltu

• Faza γ - Jest to austenit stopowy na bazie kobaltu. Faza ta stanowi osnowe wszystkich stopów kobaltu, krystalizuje w sieci A1 i jest roztworem chromu, niklu, wolframu i molibdenu w kobalcie.

• Węgliki – są główną fazą wzmacniającą stopy kobaltu. Węgliki mogą ulegać przemianą zależnie od temperatury i warunków eksploatacji stopów. Najczęściej w skład węglików wchodzą: chrom, wolfram, tantal, kobalt, molibden, niob

• Fazy typu GCP – o wzorze A₃B, krystalizują w sieci A1. Nie odgrywają one dużej roli w procesie umocnienia stopów kobaltu.

• Fazy typu TCP – Występują w postaci igieł , płytek i obniżająca własności plastyczne, zwiększają kruchość stopów. Są ważnym elementem struktury stopu kobaltu.

7. Podział nadstopów żelaza w zależności od mechanizmu umocnienia

Przemysłowe stopy żelaza dzieli się, w zależności od dominującego mechanizmu umocnienia:

a) st. umacniane roztworowo
b) st. umacniane fazami międzymetalicznymi
c) st. umacniane węglikami
d) st. umacniane tlenkami

Własności:

Stopy żelaza w porównaniu ze stopami niklu charakteryzują się:

-niższą temp. rozpuszczalności faz umacniających,
-większą rolą węglików w procesie umacniania,
-tym, że główną fazą umacniającą jest faza γ” w miejsce faza γ’,
-skłonnością do tworzenia faz η i δ,
-większą tendencją do wydzielania fazy: σ, μ, Lavesa oraz G,
-większą różnicą w niedopasowaniu sieci krystalicznej wydzieleń i austenitu z
powodu większego promienia atomowego żelaza w porównaniu z niklem.

8. Opis faz występujących w stopach żelaza

Faza γ (austenit)

Właściwości austenitu zależą głównie od ilości niklu w stopie: wzrost jego zawartości zwiększa stabilność tej fazy, powoduje wzrost własności mechanicznych oraz możliwość stosowania stopów w wysokiej temp. Fazę tę stabilizuje także Co i W, których dodatek pozwala na zmniejszenie zawartości Ni.

Faza γ’

Krystalizuje w sieci A1, w stopach żelaza ma z reguły kształt sferyczny. Ilość tworzącej się fazy można kontrolować zawartością tytanu oraz aluminium, albo stosunkiem tych pierwiastków.

Taki skład chemiczny stopu gwarantuje wysokie własności mechaniczne, oraz skłonność do tworzenia się niekorzystnych faz typu TCP.

Faza γ”

Stopy umocnione fazą γ” zawierają od 2 do 6% Nb oraz zwiększoną ilość żelaza. Faza γ” krystalizuje w sieci tetragonalnej przestrzennie centrowanej, jest koherentna z austenitem.

Po obróbce cieplnej wydzielenia fazy γ” mogą mieć kształt dysków.

Faza η

Występuje w stopach na bazie żelaza umacnianych fazą γ” . Faza η krystalizuje w strukturze heksagonalnej. Faza η może występować w dwóch formach:

1. w kształcie płytek wewnątrz ziarn

2. oraz w kształcie komórek na granicy ziarn .

Niezależnie od formy wytwarzania fazy η obniża ona wytrzymałość stopu, ale wpływa na wzrost jego plastyczności.

Faza δ

Występuje we wszystkich stopach na bazie żelaza, których fazą umacniającą jest faza γ”. Może tworzyć się po bardzo długim czasie pracy stopów powyżej 650°C, po przeróbce plastycznej oraz po obróbce cieplnej. Faza δ tworzy się w wyniku przemiany γ” => δ. Faza ta tworzy się w zakresie 650-980°C i ma kształt płytek.

Faza TCP

Są to fazy niekorzystnie wpływające na własności stopów. Do tej grupy należą: σ, μ, Lavesa oraz G.

Pojawienie się tych faz w strukturze powoduje wzrost kruchości stopów, najczęściej wydzielają się w postaci igieł, płytek oraz nieregularnych cząsteczek. Powodują gwałtowny spadek wł. mechanicznych stopów. Można ich uniknąć kontrolując skład chemiczny, odpowiednio obrabiając cieplnie, przestrzegając temp. pracy stopów.

9. Wymienić i krótko opisać metale szlachetne

Metale szlachetne to najodporniejsze chemicznie metale, zaliczamy do nich:

1. Platynowce

   1. Ruten

Ruten(metal szlachetny) to pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Występuje głównie w stanie wolnym razem z innym platynowcami, najczęściej w rudach siarczkowych żelaza, chromu i niklu. Stopy Rutenu wykazują wysoką wytrzymałość i twardość. Przykład zastosowania: Stop Rutenu z platyną lub palladem wykorzystywany jest w jubilerstwie i dentystyce.

2. Rod

Rod (metal szlachetny) pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Pozyskuje się go niektórych rud miedzi i niklu. Rod posiada 34 izotopy. W postaci czystej jest lśniącym, srebrzystoszarym metalem. Nie reaguje z wodą, powietrzem i kwasami. Stosowany jest do wyrobu narzędzi chirurgicznych oraz powłok refleksyjnych w reflektorach.

3. Pallad

Pallad(metal szlachetny) pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. W postaci czystej jest lśniący o barwie srebrzystoszarej, kowalny i ciągliwy.

4. Osm

Osm (metal szlachetny) pierwiastek chemiczny z grupy żelazowców.

5. Iryd

Iryd( metal szlachetny) pierwiastek chemiczny, metal przejściowy. Jego naturalna zawartość w skorupie ziemskiej jest bardzo niska. Iryd jest metalem często znajdowanym w obiektach kosmicznych. Jest twardym, kruchym srebrzystobiałym metalem. Jest jednym z najmniej reaktywnych pierwiastków chemicznych

6. Platyna

Platyna(metal szlachetnych) pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. W stanie czystym platyna jest srebrzystobiałym metalem i silnym połysku, kowalnym i ciągliwym. Platyna jest szlachetniejsza od złowa i srebra. Jest wykorzystywana między innymi w jubilerstwie

2. Srebro

Srebro(metal szlachetny) pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Jest białym metalem o bardzo dobrze przewodności elektrycznej i cieplnej. Srebro w przyrodzie występuje w postaci rodzimej oraz w rudach. Stosuje się go do produkcji naczyń, sztućców oraz w jubilerstwie.

3. Złoto

Złoto krystalizuje w sieci A1, topi się w temp.1063°C. Jego gęstość wynosi19,3 Mg/m3.
Złoto(metal szlachetny). Jest ciężkim, miękkim i błyszczącym metalem, kowalnym i ciągliwym. Czyste złoto posiada jasnożółty kolor, połysk. W przyrodzie występuje w postaci rodzimej (samorodki) lub ziarna w skałach, żyłach, osadach aluwialnych. Zastosowanie: jubilerstwo, stosowanych jako pokrycie wszelkich złącz elektrycznych (np. wtyk jack 3,5 cala do słuchawek od walkmana),