plik

Wiązania pierwotne i wtórne:
Tworzenie się wiązań miedzy atomami polega na wymianie lub uwspólnieniu elektronów walencyjnych.
Klasyfikacja wiązań pierwotnych: jonowe, atomowe(kowalencyjne), metaliczne.
Wiązanie jonowe:
Gdy  elektrony  walencyjne  jednego  atomu  elektrododatniego  są  przyłączone  przez  drugi  atom  elektroujemny,  powstaje
wiązanie jonowe. W wyniku utraty elektronów walencyjnych przez jeden atom i przyłączenie tych elektronów przez drugi, oba
atomy  uzyskują  oktetowi  konfiguracje  elektronowe,  takie  jakimi  charakteryzują  się  Gay  szlachetne.  Wiązania  jonowe  są
tworzone przez atomy, w których występuje odpowiednio brak i nadmiar jednego lub dwóch elektronów walencyjnych.
Wiązanie atomowe(kowalencyjne):
W  przypadku  atomów  pierwiastków  elektroujemnych-  zwykle  gazów-  elektrony  walencyjne  pierwotnie  różnych  atomów
tworzą pary elektronów należące wspólnie do jąder dwóch atomów. Wiązania tworzone przez takie uwspólnione elektrony są
nazywane atomowymi (kowalencyjnymi). Wiązania atomowe, poza gazami, występują także w  substancjach stałych, takich
jak Si, Ge i diament.
Wiązanie metaliczne:
Wiązanie  metaliczne  występuje  w  dużych  skupiskach  atomów  pierwiastków  metalicznych,  które  po  zbliżeniu  się  na
wystarczająco  małą  odległość,  charakterystyczną  dla  stałego  stanu  skupienia,  oddają  swoje  elektrony  walencyjne  na  rzecz
całego  zbioru  atomów.  Elektrony  walencyjne  przemieszczają  się  swobodnie  pomiędzy  rdzeniami  atomowymi(jonami
dodatnimi),  tworząc  tzw.  Gaz  elektronowy,  charakterystyczny  dla  wiązania  metalicznego.  Jony  dodatnie  na  skutek
elektrostatycznego oddziaływania elektronów swobodnych dążą do jak najgęstszego wypełnienia przestrzeni.
Główne grupy materiałów inżynierskich:
-kompozyty,
-metale,
-polimery,
-ceramika,
Znaczenie materiałów inżynierskich w rozwoju cywilizacyjnym.
*Poprawa  warunków  życia:  rola  inżynierii  materiałowej  w  tym  zakresie  sprowadza  się  do  udziału  w  rozwoju  nowych
technologii  generowania  energii,  bardziej  energoefektywnuch  urządzeń  oraz  materiałów  mniej  toksycznych  i  lepiej
przystosowanych do recyklingu.
*System ochrony zdrowia: opracowanie i wprowadzenie całkowicie nowych materiałów, w tym dla rozwoju sztucznych kości,
implantów oraz sztucznych organów, bezpiecznych systemów podawania leków, systemów  filtrowania wody  oraz urządzeń
terapeutycznych i diagnostycznych.
*  Komunikacja  i  przesył  informacji:  determinuje  postęp  rewolucji  informatycznej  i  komputerowej,  wymaga  wprowadzenia
nowych materiałów elektronicznych, optycznych i magnetycznych.
*Dobra konsumpcja: opracowywanie i wdrażanie materiałów, które umożliwiają zwiększenie zarówno jakości i użyteczności
produktów, jak i sposób ich doręczania co wpłynie na przyspieszenie i ułatwianie produkcji oraz skrócenie czasu dostawy.
*Transport: opracowywanie lekkiej karoserii i osprzętu samochodów
Zasady doboru materiałów:
a)ogólne:
   -względny koszt,
   -gęstość,
b)mechaniczne:
   -moduł sprężystości,
   -wytrzymałość,
   -odporność na pękanie,
   -wskaźnik zmęczeniowy,
c)cieplne:
   -przewodność cieplna,
   -dyfuzyjność,
   -pojemność cieplna,
   -temperatura  topnienia,
   -temperatura zeszklenia,
   -współczynnik rozszerzalności termicznej,
   -odporność na udary cieplne,
   -odporność na pełzanie
d)zużycie:
  -wskaźnik zużycia,
e)Korozja:
  -wskaźnik korozyjny,
Współczesne znaczenie i tendencje rozwojowe nauki o materiałach
Nowoczesne produkty nie mogłyby być zaprojektowane i wytworzone bez użycia wielu materiałów, jak również nie mogłyby
bez  nich  działać  w  warunkach  eksploatacji  przewidzianych  dla  nich  oraz  przy  wymaganym  bardzo  wysokim  poziomie
niezawodności. Współczesny produkt złożony jest z bardzo wielu elementów, wykonanych z bardzo różnych materiałów. Na
przykład samochód składa się x około 15 000 elementów, a samolot pasażerski z ponad 4 000 000 elementów. Do produkcji
wykorzystuje się stale, inne stopy metali, materiały ceramiczne i szkła, różnorodne materiały polimerowe i kompozytowe.

Teoretyczna i rzeczywista budowa czystych metali
Wszystkie  metale  w  stanie  stałym  charakteryzują  się  budową  krystaliczną,  prawidłowym  rozmieszczeniem  atomów  w
przestrzeni, przy czym każdy atom sąsiaduje z taką samą liczbą atomów rozmieszczonych w jednakowej odległości od siebie.
W  rzeczywistości  struktura  kryształów  nie  jest  doskonała  i  zawiera  pewne  wady,  wywołujące  określone  nieprawidłowości
budowy i  wpływające na ich własności.
Nieprawidłowości spotykane w rzeczywistych strukturach krystalicznych można podzielić na trzy grupy:
a)defekty punktowe,
b)defekty liniowe,
c)defekty złożone,
Budowa stopów metali

Stopy metali dzielimy na poszczególne fazy i rodzaje roztworów o charakterystycznej dla siebie budowie:
1.Roztwory stałe:
a). Roztwory różnowęzłowe tworzą się w wypadku zbliżonych promieni atomowych składników.
b).  Roztwory  międzywęzłowe  tworzą  metale  przejściowe  (np.  Fe,  Ti)  z  pierwiastkami  niemetalicznymi  o  bardzo  małych
promieniach atomowych (H, C, N). Rozkład atomów rozpuszczalnika i pierwiastka rozpuszczonego jest przypadkowy. Sieć
krystaliczna roztworu jest zniekształconą siecią rozpuszczalnika.W roztworze występują zniekształcenia sieci i naprężenia.
2. Fazy międzymetaliczne:
a). Roztwory  stałe pustowęzłowe  – powstają one  wtedy gdy pewne  węzły  sieci krystalicznej nie są obsadzone przez atomy
jednego ze składników. Wywołuje to nadmiar atomów drugiego składnika w stosunku do teoretycznego składu chemicznego
fazy międzymetalicznej.
b).  Fazy  elektronowe:  tworzą  się  przy  określonych  wartościach  stężenia  elektronowego,  tzn.  stosunku  liczny  elektronów
walencyjnych do liczby atomów w jednej komórce strukturalnej.
c).  Faza  Lavesa  –  stopy,  które  krystalizują  w  sieci  regularnej  o  24  atomach,  lub  w  sieci  heksagonalnej  o  różnym  stopniu
skomplikowania.
d). Fazy międzywęzłowe i fazy o strukturach złożonych – węzły sieci są obsadzone atomami jednego z metali przejściowych, a
przestrzenie  międzywęzłowe  zajęte  są  przez  atomy  jednego  z   czterech  pierwiastków  niemetalicznych  o  najmniejszych
promieniach atomowych.
e).  Fazy  sigma  –  krystalizują  w  sieci  tetragonalnej,  której  komórka  zawiera  30  atomów.  Tworzą  się  między  niektórymi
metalami przejściowymi.
Właściwości mechaniczne określone metodami qualistycznymi
Próby  quasistatyczne  przeprowadza  się  przy  małych  prędkościach  wzrostu  naprężenia  (odkształcenia).  Prędkość  przyrostu
naprężenia rozciągającego powinna odpowiadać wymaganiom przepisów. prędkość przyrostu naprężenia przy wyznaczaniu R

dla próbek ze stali nie powinna przekraczać 30 MPa/s, a dla metali nieżelaznych 10 MPa/s.
Najbardziej rozpowszechniona jest próba rozciągania metali, której celem jest wyznaczenie:
1) umownej granicy sprężystości (R

0,05

2) wyrażnej lub umownej granicy plastyczności (R

, R

0,2

3) wytrzymałości na rozciąganie (R

4) wydłużenia względnego (A

, A

200

5)  przewężenia względnego (Z),
6)  modułu sprężystości (E).
Kształt i wymiary próbek są zróżnicowane. Najważniejszymi wymiarami  są średnica d

,szerokość próbki b

i grubości próbki

.Oprócz tych 3 wymiarów dużą rolę odgrywa długość pomiarowa próbki L

, na której mierzy się wartość wydłużenia

próbki podczas próby, oraz wydłużenie trwałe po zerwaniu próbki.
Właściwości mechaniczne określane metodami udarowymi:

Szybki  rozwój  badań  odporności  na  kruche  pękanie  spowodowany  został  zawodnością  oceny  stanu  ciągliwości  stali  na
podstawie  wyników  badań  próbek  gładkich  na  rozciąganie  lub  zginanie.  Ocena  ta  jest  szczególnie  zawodna  dla  stali
stosowanych  na  konstrukcje  spawane.  Materiały,  które  przy  rozciąganiu  lub  zginaniu  próbek  znormalizowanych  wykazały
dużą  ciągłość  (wydłużenie,  przewężenie),  w  konstrukcjach  spawanych  pękały  w  sposób  kruchy.  Powszechnie  znane  są
przypadki  masowego  pękania  spawanych  statków  typu  „Liberty”  budowanych  seryjnie  podczas  ostatniej  wojny  w  Stanach
Zjednoczonych,  pomimo  zadowalających  wyników  badań  odbiorczych  stali  na  rozciąganie  i  zginanie.  Kruchość  lub
plastyczność  materiału,  wynikająca  ze  sposobu  zachowania  się  gładkiej  próbki  rozciąganej  jednoosiowo,  jest  pojęciem
względnym.  Materiały  uważane  powszechnie  za  ciągliwe  mogą  ulec  kruchemu  pęknięciu  pod  wpływem  wieloosiowych
stanów naprężeń rozciągających. Elementy konstrukcji kadłuba w wielu przypadkach SA narażone na działanie wieloosiowego
stanu naprężenia, a nawet  zniszczenia kadłuba,  jeśli  zastosowane  materiały  nie  będą  odznaczały  się  odpowiednio  wysokim
poziomem  odporności  na  kruche  pękanie.  Doświadczenia  wskazują,  że  przejście  stali  plastycznej  w  stan  kruchy  może
występować  w  różnych  konstrukcjach,  jednakże  najwyraźniej  występuje  w  konstrukcjach  spawanych.  Spawanie  bowiem
stwarza  sprzyjające  warunki  do  kruchego  pękania materiałów  z  powodu  zmiany  struktury  i  stanu naprężeń,  jakie  zachodzą
podczas tego procesu. Przykre doświadczenia, uzyskane podczas budowy pierwszych statków z kadłubami spawanymi, były
powodem  wprowadzenia  do  przepisów  towarzystw  klasyfikacyjnych  wymagań  dla  materiałów  i  złączy  spawanych
dotyczących odpowiednio odpowiedniego poziomu odporności na kruche pękanie.
Kruche pękanie charakteryzuje się tym, że rozwija się w materiale praktycznie bez odkształceń plastycznych z bardzo dużymi
prędkościami,  szacowanymi  na  ok.  1800  m/s.  Przejście  materiału  plastycznego  w  stan  kruchy  może  być  spowodowane
wieloma czynnikami, które można ogólnie podzielić na trzy grupy:
1)Czynniki konstrukcyjne,
2)warunki pracy i sposób obciążenia,

3)stan metalurgiczny materiału.
Pierwsze dwa czynniki obejmują wieloosiowy stan naprężeń, koncentrację naprężeń, zwiększona prędkość odkształcenia oraz
temperaturę pracy. Stan metalurgiczny może mieć  wpływ  na kruchość stali przez skład chemiczny, wielkość ziaren, sposób
uspokojenia, rodzaj obróbki cieplnej, zgniot i starzenie.
Układy równowagi „Fe-C” i „Fe-Fe3C”
Wykres  równowagi  układu  żelazo-węgiel  -  jest  to  wykres  fazowy  węgla  w  stopie  z  żelazem.  Pierwszą,  najczęściej
wykorzystywaną  i  omawianą  część  wykresu  nazywa  się  także  wykresem  żelazo  -  cementyt.  Na  osi  poziomej  podana  jest
procentowa zawartość  węgla w  stopie, na osi pionowej  temperatura. Z wykresu można odczytać jaką  strukturę posiada stop,
przy założeniu równowagowego procesu wytwarzania. Przy, na przykład, szybkim chłodzeniu stop może zachowywać się w
inny sposób (na przykład granica rozpuszczalności węgla w ferrycie wzrasta wraz z wielkością przechłodzenia).
Stale niestopowe
Stal jest stopem żelaza z węglem o zawartości do 2% węgla. Do zasadniczych dodatków zawsze występujących w stalach w
mniejszej  lub  większej  ilości  należą  Mn,  Si,  P  i  S.  Zawartość  tych  pierwiastków  w  stalach  niestopowych  nie  przekracza
zwykle:  0,8%  Mn,  0,4%  Si,  0,05%P,  0,05%S.  Ponadto  stal  niestopowa  może  jeszcze  zawierać  małe  ilości  Cu,  Cr,  Ni
pochodzące ze złomu stalowego oraz rozpuszczone gazy jak H, O, N.
Staliwa konstrukcyjne niestopowe to :
(C,  Si,  Mn,  P,  S)  +  Cr,  Ni,  Mo,  Cu,  skłąd  takich  staliw  jak  i  minimalne  własności  są  różnorakie.  Decydujący  wpływ  na
właściwości niestopowej stali oraz niestopowego żeliwa i staliwa ma zawartość węgla. Materiały te zawierają również pewne
ilości  innych  pierwiastków,  pochodzących  z  rudy  i  procesu  hutniczego.  Pozostałe  stale,  staliwa  i  żeliwa  zawierają  oprócz
węgla składniki stopowe dodawane w celu uzyskania pewnych szczególnych właściwości np.
- zwiększenia wytrzymałości,
- odporności na korozję,
- żaroodporności,
- podatności na obróbkę cieplną w szczególności na hartowanie.
Do najczęściej stosowanych składników stopowych należą:
nikiel, chrom, mangan, molibden, wanad, kobalt i krzem.
Staliwa specjalnego przeznaczenia:
Przeznaczone jest do pracy w niskich temperaturach
a)Staliwo węglowe gatunku LCB
b)Staliwo Ni – Cr – Mo gatunku LC2 – 1
c) Staliwo 2 ½ Ni gatunku LC2 – normalizowane i ulepszane cieplnie.
Staliwo,  to  stop  żelaza  z  węglem  w  postaci  lanej  (czyli  odlana  w  formy  odlewnicze),  nie  poddany  obróbce  plastycznej.  W
odmianach  użytkowych  zawartość  węgla  nie  przekracza  1,5%,  suma  typowych  domieszek  również  nie  przekracza  1%.
Właściwości mechaniczne staliwa są nieco niższe niż własności stali o takim samym składzie po obróbce plastycznej. Wynika
to z charakterystycznych dla odlewów: gruboziarnistości i pustek międzykrystalicznych. Staliwo ma natomiast znacznie lepsze
właściwości  mechaniczne  od  żeliwa,  w  szczególności  -  jest  plastycznie  obrabialne,  a  odmiany  o  zawartości  węgla  poniżej
0,25% są również dobrze spawalne. Ze względu na skład chemiczny rozróżnia się staliwa:
•węglowe - zawierające tylko składniki zwykłe i zanieczyszczenia z przerobu hutniczego
•stopowe - zawierające dodatkowo wprowadzone celowo domieszki stopowe
Ze względu na własności fizyczne i związane z nimi możliwości praktycznego zastosowania, wyróżnia się staliwa:
-węglowe
•zwykłej jakości
•wyższej jakości
•najwyższej jakości
Żeliwa i surówki; rodzaje, struktury, proces grafityzacji.
Surówka  -  w  procesie  metalurgicznym  produktem  wyjściowym  wielkiego  pieca  jest  stop  żelaza  z  węglem  określany  w
praktyce  jako  surówka.  Surówka  zawiera  (3÷4,3)%  węgla. Żeliwo  -  surówka  przetopiona  ponownie  ze  złomem żeliwnym  ,
stalowym i dodatkami nosi nazwę żeliwa. Żeliwo zawiera 2,2÷3,6 % węgla.
Surówki dzielimy na
- białe (węgiel jako cementyt)- głównie do przerobu na stal
- szare ( węgiel jako cementyt i grafit)
Żeliwa:
- szare
-połowiczne
- sferoidalne
-ciągliwe
Proces  grafityzacji  przeprowadzany  jest  w  temperaturze  ok.   2500 - 3000°C.  W  trakcie  trwania  grafityzacji  z  wyrobów
ulatniają  się  całkowicie  tlenki metali  -  pozostałość  jest  czystym  grafitem  z  wykształconą  strukturą  krystaliczną.  Piec  może
mieć pojemność od 0,5 do 150 ton (moc od 0,5 do 15MW). Cykl wypalania trwa, zależnie od wielkości pieca, 15 do 24 dni, w
tym od 10 do 70h przy włączonym prądzie. Postęp wypalania szacuje się na podstawie zużytej energii, której tempo zużycia
wynosi od 3000 do 6500kWh/t. W miarę stygnięcia pieca rozbiera się go. Zasypkę izolacyjną zdejmuje się po obniżeniu temp.
poniżej 600°C.
Struktura żeliwa szarego w zależności od osnowy :
- ferrytyczne
- perlityczne

Żeliwa szare, ciągliwe i zabielone
Żeliwo szare – żeliwo, w którym węgiel występuje w postaci grafitu. Nazwa jego pochodzi od faktu, iż jego przełom ma szary
kolor.  Uznawane  za  żeliwo  wyższej  jakości,  jest  bardziej  ciągliwe,  łatwiej  obrabialne,  charakteryzuje  się  dobrą  lejnością  i
posiada  mniejszy  skurcz  odlewniczy.  Żeliwo  ciągliwe  –  żeliwo  otrzymane  w  wyniku  długotrwałego  wyżarzania  żeliwa
białego. W  czasie tego procesu cementyt ulega rozkładowi na grafit i ferryt. Jeśli  wyżarzanie odbywa  się  w kontrolowanej
atmosferze, w celu uniknięcia utleniania, otrzymuje się strukturę złożoną z ferrytu i grafitu. Żeliwo takie posiada bardzo dobre
własności wytrzymałościowe, porównywalne do stali. Zabielone - Warstwa "biała" ograniczna jest do naskurka odlewniczego
Mosiądze:
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.  1000°C  (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. Na elementy maszyn w
przemyśle  maszynowym,  samochodowym,  elektrotechnicznym,  okrętowym,  precyzyjnym,  chemicznym.  Ważnym
zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych. Jest on wytrzymalszy od brązu, ponieważ zawiera cynk
nadający  mu  twardość.  Jest  on  bardzo  przydatny  do  obróbki  plastycznej  na  zimno,  Np.  podczas  produkcji  łusek  amunicji.
Mosiądz dostarczany jest w postaci sztab do odlewania lub prętów, drutów, blach, taśm i rur.
Brązy cynowe:
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.  Brązy
wysokostopowe poddają się także hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwcierne, odporne są na wysoką temperaturę
i  korozję.  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.
Brąz cynowy- posiada barwę szarą, której intensywność wzrasta wraz z zawartością cyny. Mogą zawierać także inne  dodatki
stopowe, takie jak cynk (2,7% do 5%), ołów (1,5% do 4,5%) oraz domieszki fosforu (0,1% do 0,3%) z zanieczyszczeniami nie
przekraczającymi  0,3%.  Symbole  brązów  cynowych  to  B2  (CuSn2),  B4  (CuSn4),  B6  (CuSn6),  B43  (CuSn4Zn3),  B443
(CuSn4n4Pb3),  B444  (CuSn4n4Pb4).  Brązy  cynowe  używane  są  na  elementy  sprężyste,  trudno  ścieralne,  a  przy  większej
zawartości ołowiu na  tuleje i panwie łożyskowe, monety, elementy pracujące w  wodzie morskiej, armaturę. Brąz cynowy  o
zawartości do 9% Sn, jest stopem do obróbki plastycznej, do 20% Sn jest stopem odlewniczym. Brąz cynowy, w którym część
cyny jest zastąpiona cynkiem zwie się spiżem. Ma on bardzo dobrą lejność, nadaje się bardzo dobrze na tuleje łożyskowe.
Brązy aluminiowe

Brązy posiadają dobre własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy wysokostopowe poddają się także hartowaniu.
Posiadają dobre właściwości przeciwcierne, odporne są na wysoką temperaturę i korozję. 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.
Własności fizyczne::
Gęstość: 8,3-8,8 (g/cm

) Temperatura topnienia: 860-1060 (

Współczynnik rozszerzalności liniowej w zakresie 20-100 (

C): 17-22*10

-6

Skurcz odlewniczy: 1,4-2,2 %
Brąz aluminiowy – zawierający od 4% do 11% aluminium
Może zawierać także inne dodatki stopowe, takie jak żelazo (2,0% do 5,5%), mangan (1,5% do 4,5%) oraz nikiel (3,5% do
5,5%),  z  zanieczyszczeniami  nie  przekraczającymi  1,7%.  Symbole  brązów  aluminiowych  to  BA5  (CuAl5),  BA8  (CuAl8),
BA93  (CuAl9Fe3),  BA1032  (CuAl10Fe3Mn2),  BA1044  (CuAl10Fe4Ni4),  BA92  (CuAl9Mn4).  Cechują  się  dobrymi
własnościami  wytrzymałościowymi.  Brązy  aluminiowe  stosowane  są  na  części  do  przemysłu  chemicznego,  elementy
pracujące w wodzie morskiej, monety, styki ślizgowe, części łożysk, wały, śruby, sita.
Brązy  aluminiowe  należą  do  stopów  konkurujących  z  brązami  cynowymi  zarówno  ze  względu  na  własności,  jak  i  cenę.
Zastosowanie  techniczne  mają  stopy  układu  Cu-Al  o  zawartości  <11%  Al.  Maksymalna  rozpuszczalność  Al  w  Cu  w
temperaturze 565°C wynosi 9,8% i zmniejsza się. ze wzrostem temperatury, a z obniżeniem jest stała. Podczas krzepnięcia
stopu  przy  zawartości  12%  Al  krystalizuje  faza  elektronowa  g  (stężenie  3/2)  o zwężającym  się  zakresie  egzystencji,  trwała
tylko do 565°C. W tej temperaturze ulega eutektoidalnemu rozpadowi. Przemiana eutektoidalna fazy P w stopach Cu-Al łatwo
ulega przechłodzeniu. Chłodzenie z szybkością większą od krytycznej powoduje bezdyfuzyjną przemianę martenzytyczną faz
p  i  pt  w  metastabilną  iglastą  strukturę  fł\'  i  Pi.  Przemiana  martenzytyczną  zachodzi  w  warunkach  chłodzenia  ciągłego  i
izotermicznego.  Nagrzewanie  metastabilnych  faz  martenzytycznych  powoduje,  powrót  do  struktury  równowagi.  Przemiana
martenzytyczna  brązów  aluminiowych  umożliwia  poddawanie  stopów  ulepszaniu  cieplnemu.  Hartowanie,  dzięki  dużej
twardości faz martenzytycznych powoduje utwardzenie stopu, a odpuszczanie początkowo (<350°C) powiększa nieznacznie
wytrzymałość i plastyczność umacniającym wpływem podmikroskopowych wydzieleń faz przesycających, a przy  wyższych
temperaturach  (>450°C)  zmniejsza  wytrzymałość  i  wyraźnie  poprawia  plastyczność  skutkiem  koagulacji  wydzieleń  faz
przesycających. Brązy aluminiowe najczęściej hartuje się od 900°C, a odpuszcza w 400¸6000C przez 2¸3 h.
Brązy krzemowe
BK31  (CuSi3Mn1):  Zawiera  2,7%  do  3,5  krzemu  i  1,0%  do  1,5%  manganu,  przy  zanieczyszczeniach nie  przekraczających
1,0%.  Stosowany  jest  na  siatki,  elementy  sprężyste,  elementy  w  przemyśle  chemicznym,  elementy  odporne  na  ścieranie,
konstrukcje spawane.

Stopy aluminium do przeróbki plastycznej; rodzaje; właściwości.
Do  najczęstszych  zanieczyszczeń  aluminium  należą  Fe,  Si,  Cu,  Zn,  Ti,  które  obniżają  plastyczność  i  przewodnictwo
elektryczne, natomiast zwiększają twardość i wytrzymałość.
Aluminium  przerabia  się  plastycznie  -  walcuje  (blachy,  folie)  lub  wyciska.  Obróbkę  plastyczną  można  przeprowadzać  na
zimno lub na gorąco (ok. 450°C). Aluminium ma duże powinowactwo do tlenu, stąd jego zastosowanie w aluminotermii oraz
do odtleniania stali. Oprócz tego jest szeroko stosowane w przemyśle spożywczym oraz do aluminiowania dyfuzyjnego stali.
Stopy aluminium dzieli się na:
•odlewnicze (PN-EN 1706:2001)
•do obróbki plastycznej (PN-EN 573-3:2005)
Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez
(do  ok.  6%)  i  mangan  (do  1,5%),  rzadziej  krzem,  cynk,  nikiel,  chrom,  tytan.  Niektóre  stopy  aluminium  można  poddawać
utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.
Stopy aluminium Al.-Mg
Odznaczają się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi przy zadawalających własnościach plastycznych. Własności tych
stopów można kształtować obróbką cieplną. Są bardzo odporne na działanie wody morskiej. Ten stop stosowany jest między
innymi  na  obciążone  konstrukcje  okrętowe,  elementy  urządzeń  w  przemyśle  transportowym,  urządzeniach  przemysłu
chemicznego i w sprzęcie sportowym
Stopy Aluminium Al.-Si-Mg,
zwane  anticorodalami  odznaczaja  sie  rowniez  po  obrobce  cieplnej  tzn.  po  przesyceniu  i  utwardzeniu  wydzieleniowym,
dobrymi wlasnosciami wytrzymalosciowymi. sa one odporne na korozje i nie wymagaja platerowania. Stopy te były stosowane
w  konstrukcjach nitowych;  w  konstrukcjach  spawanych  są  rzadziej  stosowane  ze  wzgledu  na  duze  zmniejszenie  własnosci
wytrzymałościowych w strefie wplywu ciepla (SWC) złączy spawnych.
Stopy Aluminium Al.-Zn-Mg
zwane  konstruktalami,  o  sumarycznej  zawartości  Zn+Mg=6-8%,  po  odpowiedniej  obróbce  cieplnej,  tzn.  o  przesyceniu  i
utwardzeniu (umocnieniu) wydzieleniowym, charakteryzują się lepszymi własnościami wytrzymałościowymi  od stopów Al-
Mg  o  zawartosci  Mg<6,5%,  mają  jednak  nieco  gorszą  odporność  na  korozję  od  stopu  AlMg5,  a  zwłaszcza  od  stopu
AlMg4,5Mn. Gorsza jest odporność na korozję warstwową SWC dotychczas produkowanych stopów Al-Zn-Mg w porównaniu
ze  stopami  Al-Mg.  Stopy  Aluminium  Al-Zn-Mg  stanowią  wyjątek  wśród  stopów  Aluminium,ponieważ  ich  spoina  i  strefa
wplywu  ciepla  (SWC)  złącza  spawanego  ulepsza  się  w  sposób  naturalny  (samorzutny)  po  pewnym  czasie  od  momentu
spawania.  W  ostatnich  latach  zaczęto  stosować  w  wytrzymałościowych  konstrukcjach  kadłubów  okrętowych  przesycone  i
sztucznie starzone stopy Al-Zn-Mg.
Korozja metali i stopów; odmiany korozji, korozja elektrochemiczna
A)KOROZJA  –  oddziaływanie  elektrochemiczne  i  fizykochemiczne  między  materiałem  metalowym  a  otaczającym
środowiskiem, w wyniku którego następuje uszkodzenie korozyjne powodujące zmniejszenia własności materiału.
B)Odmiany korozji:
Korozja równomierna- obejmuje całą powierzchnię materiału. Do tej grupy zalicza się rdzewienie żelaza i matowienie srebra
Korozja lokalna - Charakteryzuje się tym, że tylko niektóre części powierzchni metali ulegają zniszczeniu, podczas gdy inne
pozostają  nietknięte.  Korozja  ta  występuje  w  postaci  plam  na  metalu.  Stopień  skorodowania  określa  się  przez  podawanie
wielkości  oraz  głębokości  tych  plam  Korozja  wżerowa-  Jeśli  korozja  lokalna nie  jest  wielka,  lecz  głęboka,  to  korozję  taką
nazywa się korozją  w postaci  wżerów. Jest to bardzo niebezpieczny typ korozji, prowadzący  często do  wżeru materiału na
wylot. Wżery widoczne są niekiedy dopiero po usunięciu produktów korozji, wypełniających otwór
Korozja  selektywna-  rozpuszczenie  jednej  fazy  stopu  pod  wpływem  działania  środowiska  korozyjnego.  Składnik  fazowy  o
niższym potencjale staje się anodą i ulega rozpuszczaniu. Katodą jest faza o wyższym potencjale.
Korozja  międzykrystaliczna-  przebiega  na  granicy  ziaren  metalu,  powodując  spadek  jego  wytrzymałości  i  ciągliwości.
Postępuje ona bardzo szybko, atakując głębiej położone warstwy, co czasem jest przyczyną katastrofalnych zniszczeń
Korozja naprężeniowa- jest to korozja lokalna zachodząca w materiale, w którym występują stałe naprężenia technologiczne
lub eksploatacyjne
Korozja  zmęczeniowa-  jest  wynikiem  współdziałania  korozji  elektrochemicznej  oraz  zmiennych  naprężeń  spowodowanych
powstaniem ostrych wżerów przechodzących w pęknięcia wypełnione produktami korozji. Uszkodzenia spowodowane korozją
zmęczeniową  jest  znacznie  większe  niż  suma  uszkodzeń  wynikających  z  samego  naprężenia  zmiennego  i  korozji
elektrochemicznej.
C)W przypadku metali rozróżnia się korozję chemiczną i elektrochemiczną.
Korozja chemiczna jest spowodowana oddziaływaniem suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego
D)Korozja elektrochemiczna
Korozja elektrochemiczna zachodzi wtedy, gdy spełnione są dwa następujące warunki:
-  pomiędzy  dwoma  obszarami  układu  istnieje  różnica  potencjałów  (anoda  i  katoda)  lub  możliwość  tworzenia  się  potencjału
mieszanego;
- w układzie istnieją substancje mogące podtrzymać proces katodowy.
Pomiędzy dwoma obszarami przedmiotu metalowego istnieje różnica potencjałów, gdy:
- przedmiot wykonany jest z dwóch różnych metali stykających się ze sobą, co prowadzi do powstania makroogniwa;
- w strukturze przedmiotu wykonanego z jednego metalu lub stopu powstają niejednorodności, co prowadzi do utworzenia się
mikroogniw;
-  stężenie  czynnika  korozyjnego  nie  jest  równe  wzdłuż  powierzchni  przedmiotu  metalowego,  w  wyniku,  czego  powstaje
ogniwo stężeniowe .
W układach korozyjnych zachodzą najczęściej następujące procesy katodowe:

- wydzielanie wodoru w wyniku redukcji znajdujących się w roztworze jonów wodorowych.
- redukcja rozpuszczonego w wodzie tlenu atmosferycznego.
- redukcja zawartych w wodzie jonów metalu
Czynniki wpływające na przebieg korozji elektrochemicznej:
Metale  mające  wyższe  potencjały  normalne  (metale  bardziej  szlachetne)  są  bardziej  odporne na korozje.  Szybkość  procesu
korozji  zależy  w  dużym  stopniu  od  charakteru  środowiska  korodującego.  Zmiana  składu  środowiska  może  zmniejszać  lub
zwiększać  szybkość  procesu  anodowego,  niszcząc  warstewkę  ochronną.  Inne  substancje  (inhibitory)  mogą  zmniejszać
szybkość  korozji.  Znaczny  wpływ  na  przebieg  korozji  wykazuje  stężenie  jonów  wodorowych  H+  w  roztworze  (tj.  pH
środowiska).  Podwyższenie  temperatury  z  reguły  przyspiesza  proces  korozji.  Duży  wpływ  na  przebieg  korozji  wywiera
konduktywność  elektrolitu.  Przy  dużej  konduktywności  elektrolitu  ubytek  masy  z  anody  (metal  o  niższym  potencjale
normalnym) jest większy. Charakter elektrolitu ma znaczny wpływ na szybkość korozji, np. w wodzie destylowanej korozja
przebiega  wolniej  niż  w  innych  elektrolitach,  takich  jak np.  NaOH  lub  NaCl.  Szybkość  tego  procesu  zależy  także  od  tego
korozja przebiega w obecności innego metalu zanurzonego w elektrolicie. Korozja ma ułatwiony rozwój w przypadku stopu
niejednorodnego,  składającego  się  z  mieszaniny  kryształów  metali  o  różnych  potencjałach  elektrochemicznych.  Korozja
rozwija się wtedy na granicy ziaren kryształów metali składowych.
Korozja gazowa, zgorzeliny
Korozją gazową nazywa się korozję chemiczną w gazach przy wysokich temperaturach. Zagadnienie to nabiera szczególnego
znaczenia  ze  względu  na  dużą  ilość  procesów  technologicznych  przebiegających  w  wysokich  temperaturach.  Warstewki
wytworzone na metalach w  wyższej temperaturze są tlenkami, będącymi produktami reakcji metalu z tlenem z powierzchnią
bądź z gazu spalinowego. Przebieg takiej reakcji zależy w dużym stopniu od prężności dysocjacji (rozpadu) tlenku, będącej
miarą trwałości tlenku. Własności powstałych warstewek na metalach, a zwłaszcza jej szczelność decydują o szybkości korozji
gazowej na metalu. Nie wszystkie metale tworzą szczelne warstewki. Nie tworzą je: K, Na, Ca, Mg.  Są one, dlatego bardzo
aktywne.
Przy ogrzewaniu w powietrzu aluminium, żelaza, miedzi i niklu korozja przebiega równomiernie aż do określonej temperatury,
w  której  na  skutek  wzrastających  naprężeń  w  warstewce  i  powstających  skutkiem  tego  pęknięć,  następuje  skok  wzrostu
korozji. Dla tej grupy metali technicznie ważnych, warunki korozji tzn. skład fazy gazowej i temperatura odgrywają ważną
rolę. Metale nie zachowują się w różnych gazach jednakowo. Np. nikiel jest dość odporny na działanie tlenu, pary wodnej i
dwutlenku  węgla,  natomiast  silnie  koroduje  w  dwutlenku  siarki.  Natomiast  miedź  ulega  korozji  najszybciej  w  atmosferze
tlenu.  Tlenki  wolframu,  molibdenu,  osmu  i  irydu  nie  tworzą  warstewek  ochronnych  w  wyższych  temperaturach,  ponieważ
utleniają się z powierzchni metalu. Jednakże ich korozja przebiega wolno, stąd należą do metali odpornych. Metale szlachetne
(Pt, Ag, Au) nie korodują w wyższych temperaturach. Utworzone w niższych temperaturach tlenki (Pt, Ag) ulegają dysocjacji i
na składniki wyjściowe przy dalszym podwyższaniu temperatury. Spośród wszystkich metali największe znaczenie mają: glin i
jego stopy, miedź i jej stopy oraz żelazo i jego stopy (stal, żeliwo).
Zgorzelina,  zendra,  warstwa  tlenków  metali  w  postaci  powłoki  lub  łuski  powstająca  na  powierzchni  przedmiotu  podczas
nagrzewania  go  do  wysokich  temperatur  w  atmosferze  utleniającej.  Zgorzelina  odpada  częściowo  w  procesach  obróbki
plastycznej.
Ochrona przed korozją;
•dobór składu chemicznego stopów pracujących w warunkach korozji,
•ochrona katodowa,
•ochrona protektorowa,
•ochrona anodowa,
•stosowanie inhibitorów,
•powłoki i warstwy ochronne,
•ograniczenie oddziaływania środowiska korozyjnego.
Ogólna charakterystyka materiałów polimerowych;
•Zalety MP:
Mała gęstość, duża wytrzymałość w stosunku do masy, trwałość, odporność na czynniki atmosferyczne i środowisko aktywne,
termostabilność,  własności  elektryczne,  cieplne  oraz  duża  zdolność  kształtowania  gotowych  produktów  w  stosunkowo
prostych procesach technologicznych.
•Wady MP:
Niska  odporność  na  pełzanie,  ograniczony  zakres  temperatury  długotrwałego  użytkowania  oraz  problemy  związane  z
procesami wtórnego wykorzystania i utylizacji zużytych produktów i elementów konstrukcji.
•Rozwój:
Wprowadzanie  dodatków,  modyfikacja  procesu  wytwarzania,  rozwój  nowych  i  doskonalenie  stosowanych  technologii
przetwarzania i wytwarzania gotowych produktów.
•Materiały polimerowe można klasyfikować ze względu na różne kryteria. Ze względu na własności reologiczne związane z
procesami technologicznymi przetwórstwa materiały polimerowe dzieli się na (tabela 40):
- elastomery; które przy małych naprężeniach wykazują duże odkształcenia (do 1000%),
- plastomery; wykazujące bardzo małe odkształcenia (mniejsze niż 1%).
Do elastomerów zaliczamy:
- termoplasty (amorficzne i krystaliczne),
- duroplasty (chemoutwardzalne i termoutwardzalne).
•Materiały polimerowe można klasyfikować w trzech grupach zastosowań:
- masowe (np. PE, PP, PVC, PS),
- konstrukcyjne (np. ABS, PBT, PET, PA, POM, PC, PUMA, PPS),

- specjalne (np. o dużej wytrzymałości PAEK, PI, itp.).
•Własności mechaniczne i użytkowe polimerów poprawia się także poprzez wprowadzanie dodatków i środków pomocniczych
takich  jak:  stabilizatory  promieniowania  nadfioletowego,  antyutleniacze,  barwniki,  pigmenty,  napełniacze  proszkowe,
napełniacze wzmacniające.
•Poniżej  temperatury  Tg  polimery  liniowe  są  twarde,  kruche  i  szkliste.  Struktura  łańcuchów  polimerowych  jest  również
amorficzna,  lecz  dalsze  ochłodzenie  polimeru  poniżej  tej  temperatury  powoduje  zmiany  jego  własności,  np.  gęstości  lub
modułu sprężystości z większą szybkością niż powyżej tej temperatury.
Techniczne znaczenie materiałów polimerowych
Zastosowania polimerów
•tworzywa sztuczne
•farby i lakiery
•kleje i podobne środki powierzchniowo czynne
•polimery ciekłokrystaliczne
•membrany i inne materiały o zdolnościach rozdzielczych
•mikrosfery polimerowe
POLISTYREN
Jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych, ponieważ obok własności mechanicznych i fizycznych, cechuje
go  łatwość  formowania i niska  cena.  Służy  do  wyrobu  galanterii  technicznej,  obudowy  różnych  urządzeń  mechanicznych  i
wykładzin,  a  jako  tworzyw  parowate  (styropian)  –  do  opakowań  i  płyt  termoizolacyjnych.  Stosowany  jest  również  w
przemyśle  elektrotechnicznym  i  radiotechnicznym.  Używa  się  go  również  do  wyrobu  rur  kwasoodpornych,  opakowań  oraz
przedmiotów gospodarstwa domowego- grzebieni, zabawek i innych.
POLIAMID
Poliamidy  w  najróżniejszych  postaciach  znajdują  zastosowanie  w  wielu  gałęziach  przemysłu.  Niełamliwe  artykuły
codziennego użytku, artykuły techniczne, którym stawiane są wysokie wymagania wytrzymałościowe, włókna, lekkie tkaniny
stanowią najbardziej wyróżniający się zakres zastosowań tych polimerów.
KAUCZUK
Główne zastosowanie znajduje przy wyrobie klejów i gumy.
ZASTOSOWANIE POLIMERÓW W MEDYCYNIE
W  ciągu  ostatnich  60  lat  duży  postęp  w  medycynie  był  częściowo  związany  ze  stosowaniem
nowych urządzeń i aparatów medycznych. Urządzenia te muszą pracować w ciągłym kontakcie z krwią lub z żywą tkanką. Do
zastosowania z powodzeniem w urządzeniu medycznym polimer musi być odporny na odrzucenie przez organizm chorego i na
degradację. Ciało ludzkie jest środowiskiem jednocześnie wrogim i wrażliwym, a więc materiały do zastosowań medycznych
powinny być starannie dobierane.
Podstawowe właściwości materiałów polimerowych
Zalety MP:
Mała gęstość, duża wytrzymałość w stosunku do masy, trwałość, odporność na czynniki atmosferyczne i środowisko aktywne,
termostabilność,  własności  elektryczne,  cieplne  oraz  duża  zdolność  kształtowania  gotowych  produktów  w  stosunkowo
prostych procesach technologicznych.
Wady MP:
Niska  odporność  na  pełzanie,  ograniczony  zakres  temperatury  długotrwałego  użytkowania  oraz  problemy  związane  z
procesami wtórnego wykorzystania i utylizacji zużytych produktów i elementów konstrukcji.
Zastosowanie materiałów polimerowych.
Wiele polimerow wystepuje w organizmach zywych, odgrywaja one wazna role w procesach przemiany materii, a niektore z
nich moga byc wykorzystywane do celow technicznych, np. kauczuk naturalny. Maja one zastosowanie w produkcji tworzyw
sztucznych, wlokien syntetycznych, gum, lakierow i klei. Maja duze znaczenie w medycynie, sluza tez do oczyszczania wod i
powietrza.
Materiały ceramiczne; rodzaje, właściwości, zastosowania
Rodzaje :
- materiały węglowe, grafit (jest bardziej wytrzymały niż stal)
- ogniotrwałe
- ceramika elektrotechniczna, porcelana stołowa, fajans, porcelit
- mat. budowlane, posadzki
- mat. skrawające, narzędzia ścierne
- elem. Konstrukcyjne
- szkło
Właściwości:
•twarde i kruche,
•porowatość (wrastanie tkanek),
•wytrzymałość na ściskanie i odporność na ścieranie, •odporność na korozję,
•wysoka biotolerancja.
•Ogniotrwałość
•wytrzymałość mechaniczna
Zastosowanie:  elektryczna,  magnetyczna  (głowice  magnetofonowe),  optyczna, nuklearne  (układy  alarmowe,  przecieki gazu,
wentylatory),  chemiczne  (elem.  sterujące  w  piecach  mikrofalowych),  biologiczne  (sztuczne  korzenie  zębów),  mechaniczne,
termiczne ( izolacje termiczne)

Materiały węglowe; rodzaje, właściwości, zastosowania
Rodzaje: - grafit,  diament, fullereny,  nanorunki. Węgiel szklisty, Włókna węglowe
Wlaściwosci:
Właściwości materiałów węglowych można kształtować w bardzo szerokich granicach. Możliwe jest sterowanie uzyskanymi
własnościami.  Mogą  to  być  np.  materiały  konstrukcyjne  o  dużej  wytrzymałości  (np.  kompozyty  zbrojone  włóknami
węglowymi), materiały o małej przewodności cieplnej (osłony cieplne), materiały stosowane w energetyce jądrowej czy też w
medycynie.  Jest  to  uwarunkowane  rodzajem  prekursorów,  metod  ich  obróbki  cieplnej  oraz  zależy  od  pożądanej  postaci
wytwarzanego materiału. Materiały węglowe różnią się między innymi przewodnością cieplną
Zastosowanie:
Grafit jest stosowany na:
- elementy grzejne pieców elektrycznych,
- elektrody do spalania łukowego,
- w piecach topielnych,
- na formy odlewnicze do stopów metali oraz do spiekania materiałów ceramicznych,
- elementy ogniotrwałe i izolacyjne,
- zbiorniki reaktorów chemicznych,
- dysze rakiet,
- styki elektryczne,
- szczotki kolektorowe i rezystory,
- elektrody baterii,
- urządzenia oczyszczające powietrze.
Diament jest stosowany na:
- narzędzia o wysokich własnościach ciernych,
- soczewki o wysokiej przeźroczystości i odporności na zużycie,
- endoprotezy i implanty o dużej biokompatybilności.
Nanorurki – trwają intensywne prace nad wdrożeniem do stosowania w technice (np. w konstrukcji jonowych baterii litowych
i ogniw paliwowych, układach elektronicznych, itp.).
Inne:
w postaci  włókien węglowych z wykorzystaniem własności elektrycznych (plecione elastyczne elementy grzejne stosowane
m.in. do ogrzewania kombinezonów lotniczych),
-  jako  katody  w  akumulatorach,  przewody  antenowe,  kable  w  satelitach  telekomunikacyjnych,  samolotach  i  obiektach
kosmicznych (mała masa właściwa, dobra przewodność elektryczna, duża wytrzymałość właściwa),
-  w  inżynierii  biomedycznej  (protezy  wiązadeł  kolana,  wiązadeł  barku,  do  łączenia  rozerwanych  łękotek,  lub  ścięgien
Achillesa, płytki węglowe do zespalania kości, implanty stomatologiczne, w chirurgii plastycznej  – do uzupełnienia ubytków
kostnych czaszki, szczęk, naprawy zniekształceń nosa lub korekcji deformacji klatki piersiowej).
Materiały kompozytowe-charakterystyka, klasyfikacja:
Kompozyty są to tworzywa składające się z dwóch lub więcej faz o własnościach nieosiągalnych w żadnym innym materiale.
Do  najbardziej  znanych  kompozytów  należą  żelazo  -  beton,  eternit,  szkło  zbrojone  siatką  metalową,  węgliki  spiekane,
cermetale i inn. Kompozyty dzielimy na umacniane cząstkami (dyspersyjnie) i włóknami (włókniste). Te z kolei dzielimy na
umacniane  włóknami  ciętymi  i  ciągłymi.  Możliwe  są  różne  kombinacje  przy  komponowaniu  kompozytów.  Np.  osnowa
metaliczna,  polimerowa,  ceramiczna,  a  cząstki  lub  włókna  mogą  być  metalowe,  ze  związków  międzymetalicznych,
ceramiczne,  węglowe  (grafit),  polimerowe,  lub  o  złożonej  budowie  (Np.  włókna  borsic).  Kompozyty  pozwalają  na
otrzymywanie  lekkich,  mocnych  i  elastycznych  konstrukcji.  Są  nimi  także  materiały  żarowytrzymałe  (Np.  łopatki  turbin
gazowych)

narzędzia

(Np.

węgliki

spiekane).

Kompozyt składa się z osnowy i umieszczonego  w niej drugiego składnika (zbrojenia) o znacznie lepszych właściwościach
mechanicznych.
Materiał kompozytowy (lub kompozyt) - materiał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów (faz)
o  różnych  właściwościach.  Właściwości  kompozytów  nigdy  nie  są  sumą,  czy  średnią  właściwości  jego  składników.
Najczęściej jeden z kompenentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość, elastyczność i odporność na
ściskanie, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia większość pozostałych własności mechanicznych kompozytu.
Wiele  kompozytów  wykazuje  anizotropię  różnych  właściwości  fizycznych.  Nie  muszą  to  być  wyłącznie  własności
mechaniczne.  Np.  polaroid  to  przykład  kompozytu,  który  osiągnął  sukces  komercyjny  dzięki  jego  szczególnym
anizotropowym własnościom elektrooptycznym.
Najczęściej stosowaną klasyfikacją MK jest ich podział według rodzaju osnowy. Wyróżnia się więc MK o osnowie:
1) polimerowej, 2) ceramicznej, 3) węglowej, 4) metalowej.
Włókna do zbrojenia kompozytów.
Kompozyt  jest  to  materiał  utworzony  z  co  najmniej  2  komponentów  (faz)o  rożnych  własnościach  w  taki  sposób  ze  ma
własności  i  własności  dodatkowe  w  stosunku  do  komponentów  użytych  osobno  lub  wynikających  z  prostego  sumowania
własności ;kompozyt jest materiałem zewnętrznie monolitycznym,jednakże z widocznymi granicami miedzy komponentami .
Rodzaje zbrojenia:1umocnienie dyspersyjne z równomiernie rozmieszczonymi cząsteczkami o średnicy 0,01-1 mikrometra i
udziale  objętościowym  1-5%  ,mechanizm  umocnienia  polega  na  blokadzie  ruchu  dyslokacji  .2.umocnienie  cząstkami  o
średnicy większej niż 1 mikrometr i udziale objętościowym przekraczającym 25% ,następuje wtedy ograniczenie odkształcenia
plastycznego  osnowy,  obciążenie  jest  przenoszone  przez  cząstki  i  osnowe  .3.zbrojenie  włóknami  o  średnicy  wynoszącej
ułamek  mikrometra  do  kilkuset  mikrometrow  i  udziale  objętościowym  od  kilku  do  70%,osnowa  przekazuje  obciążenie  na
wysoko wytrzymale włókno

Materiały kompozytowe o o osnowie polimerowej wzmacniane włóknami.
kompozyty o osnowie polimerowej:
zastosowanie: karoseria, podwozie, zawieszenie i układ przeniesienia napędu
proces: krótki czas wykonania elementów, tłoczenie na gorąco materiałów termoplastycznych
własności: opracowanie bazy danych o materiałach, pewne prognozowanie trwałości przy obciążeniu cyklicznym w wodzie,
elementy pochłaniające energię odkształcania
łączenie: złącza nieciągłe
recykling: proces recyklingu
Materiały kompozytowe o osnowie metalowej wzmacniane włóknami
Kompozyty wzmacniane włóknami
� Jest to najważniejszy rodzaj
kompozytów. Włókno ma zazwyczaj długość znacznie
większą od średnicy. Są to obiekty
podłużne. Przeważnie stosuje się włókna szklane,
węglowe lub aramidowe (np. Kevlar).
Wymagania stawiane włóknom:
� Musi być znacznie silniejsze niż materiał osnowy;
� Musi mieć dużą wytrzymałość na rozciąganie.
Długość włókna
�Właściwości mechaniczne kompozytu zależą od:
�Wielkości naprężenia, które jest przekazywane przez
osnowę (zależy od siły wiązania między włóknem a
osnową). Istnieje pewna krytyczna długość włókna, poniżej której
włókno nieefektywnie wzmacnia kompozyt (zależy od
średnicy włókna, wytrzymałości na rozciąganie i siły wiązania
z osnową).
Średnica włókna
� przyczyną dużej wytrzymałości włókien jest również ich mała
średnica
� We włóknach o średnicach powyżej 15 μm istnieje znacznie
większe prawdopodobieństwo pojawienia się wad
powierzchniowych, co sprzyja pękaniu.
Materiały kompozytowe o osnowie ceramicznej i węglowej wzmacniane włóknami
MK  o  osnowie  ceramicznej  CMCs  (ceramic-matrix  composites)  wykazują  wysoką  żaroodporność  i  lepszą  odporność  na
zniszczenie niż monolityczne materiały ceramiczne. Są one klasyfikowane na trzy typy:
- wzmacniane włóknami nieciągłymi DR-CMCs (discontinuously reinforced CMCs),
- wzmacniane włóknami ciągłymi CFCCs (continuous fibre ceramic composites),
- o osnowie węglowej wzmacniane włóknami
węglowymi CCCs (carbon-carbon composites).
MK  o  osnowie  ceramicznej  i  węglowej  są  wytwarzane  z  wykorzystaniem  zarówno  techniki  konwencjonalnej  metalurgii
proszków jak i nowszych technik wprowadzonych specjalnie dla tej grupy MK.
MK o osnowie ceramicznej i węglowej mają zastosowanie następujące:
- jako płytki do zbrojenia narzędzi skrawających,
- na elementy odporne na zużycie,
- w technice kosmicznej, lotniczej i militarnej,
- inne (silniki i urządzenia energetyczne).
MK o osnowie węglowej wzmacniane włóknami węglowymi mają zastosowanie jako:
- elektroniczne płaty cieplne (np. pamięci),
- termiczne operatory naśladujące statków kosmicznych,
- radiatory,
- wymienniki cieplne,
- ekrany termiczne w samolotach.
Drewno jako kompozyt naturalny
Drewno cieszy się wciąż dużym zainteresowaniem w technice (rys. 8.195). Jest otrzymywane ze ściętych drzew i w wyniku
odpowiedniej  obróbki  kształtowane  na  wymagane  sortymenty.  Drewno  może  być  traktowane  jako  kompleksowy  materiał
kompozytowy wzmacniany włóknami, złożony z długich, jednoosiowo zorientowanych rurowych komórek polimerowych w
osnowie polimerowej (rys. 8.196), których pory są wypełnione powietrzem i wodą w udziale  zmieniającym się w zależności
od warunków  otoczenia, a głównie wilgotności. Układ ten zapewnia bardzo dobre  własności wytrzymałościowe  w kierunku
wzdłużnym.
Inne kompozyty ( warstwowe, warstwowe z rdzeniem o kształcie plastra miodu)
W  latach  40-tych  XX  wieku  po  raz  pierwszy  zastosowano  MK  z  lekkim rdzeniem  w  kształcie  plastra miodu  (rys.  8.204)  w
samolotach wojskowych. Osiągnięto znaczne zmniejszenie masy, zmniejszenie zużycia paliwa i zwiększenie zasięgu samolotu.
Oprócz rdzeni w kształcie plastra miodu są stosowane rdzenie z pianki lub balsy (drewno z drzew występujących na Antylach
lub  w  Ameryce  Południowej).  W  zależności  od  wymagań aplikacyjnych  jest  dobierany  odpowiedni  kształt  komórek MK  z
rdzeniem w kształcie plastra miodu. Wybór materiału na konstrukcję rdzenia zależy od docelowego zastosowania MK.