MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Tomasz Madej
Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik
wytwarzania 721[01].O1.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr in\
. Bartłomiej Marcinkiewicz
mgr in\
. Teresa Traczyk
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Tomasz Madej
Konsultacja:
mgr in\
. Jolanta Skoczylas
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 721[01].O1.04
Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik wytwarzania, zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu blacharz.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 4
2. Wymagania wstępne 6
3. Cele kształcenia 7
4. Materiał nauczania 8
4.1. Właściwości materiałów 8
4.1.1. Materiał nauczania 8
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 10
4.1.3. Ćwiczenia 10
4.1.4. Sprawdzian postępów 11
4.2. Stopy \
elaza z węglem 12
4.2.1. Materiał nauczania 12
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 13
4.2.3. Ćwiczenia 13
4.2.4. Sprawdzian postępów 14
4.3. Metale nie\
elazne i ich stopy 15
4.3.1. Materiał nauczania 15
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 15
4.3.3. Ćwiczenia 16
4.3.4. Sprawdzian postępów 17
4.4. Materiały niemetalowe 18
4.4.1. Materiał nauczania 18
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 20
4.4.3. Ćwiczenia 20
4.4.4. Sprawdzian postępów 22
4.5. Wyroby hutnicze 23
4.5.1. Materiał nauczania 23
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 25
4.5.3. Ćwiczenia 25
4.5.4. Sprawdzian postępów 26
4.6. Obróbka skrawaniem 27
4.6.1. Materiał nauczania 27
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 32
4.6.3. Ćwiczenia 32
4.6.4. Sprawdzian postępów 34
4.7. Odlewnictwo 35
4.7.1. Materiał nauczania 35
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 38
4.7.3. Ćwiczenia 38
4.7.4. Sprawdzian postępów 40
4.8. Obróbka plastyczna 41
4.8.1. Materiał nauczania 41
4.8.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 45
4.8.3. Ćwiczenia 46
4.8.4. Sprawdzian postępów 47
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
4.9. Obróbka cieplna 48
4.9.1. Materiał nauczania 48
4.9.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 50
4.9.3. Ćwiczenia 51
4.9.4. Sprawdzian postępów 52
4.10. Korozja metali 53
4.10.1. Materiał nauczania 53
4.10.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 57
4.10.3. Ćwiczenia 57
4.10.4. Sprawdzian postępów 58
4.11. Spajanie materiałów  spawanie, zgrzewanie, lutowanie 59
4.11.1. Materiał nauczania 59
4.11.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 66
4.11.3. Ćwiczenia 66
4.11.4. 4.11.4. Sprawdzian postępów 67
4.12. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń 68
4.12.1. Materiał nauczania 68
4.12.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 69
4.12.3. Ćwiczenia 69
4.12.4. Sprawdzian postępów 70
5. Sprawdzian osiągnięć 71
6. Literatura 72
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik, będzie Ci pomocny w opanowaniu wiedzy dotyczącej rozpoznawania
materiałów i podstawowych technik wytwarzania.
Poradnik ten zawiera:
- wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności które powinieneś mieć
opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.
- cele kształcenia tej jednostki modułowej.
- materiał nauczania, który umo\
liwia samodzielne przygotowanie siÄ™ do wykonania
ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną
literaturÄ™ oraz inne z
ródła informacji.
Obejmuje on równie\
ćwiczenia, które zawierają:
- wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,
- pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,
- sprawdzian teoretyczny,
- sprawdzian praktyczny,
- przykład zadania/ćwiczenia oraz zestaw pytań sprawdzających, czyli twoje opanowanie
wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego ćwiczenia jest dowodem
osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych w tej jednostce modułowej.
Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co
oznacza, \
e opanowałeś materiał albo nie.
Je\
eli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub
instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów
bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpo\
arowych, wynikajÄ…cych z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
721[01].O1
Podstawy techniczne
blacharstwa
721[01].O1.01
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony
przeciwpo\
arowej oraz ochrony środowiska
721[01].O1.02 721[01].O1.03
721[01].O1.04
Posługiwanie się Analizowanie pracy prostych
Rozpoznawanie materiałów
dokumentacją techniczną układów elektrycznych i podstawowych technik
wytwarzania
721[01].O1.05
Wykonywanie pomiarów
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:
- określić podstawowe obowiązki pracodawcy w zakresie zapewnienia bezpiecznych
i higienicznych warunków pracy,
- wskazać konsekwencje naruszenia przepisów i zasad bhp podczas wykonywania zadań
zawodowych,
- określić wymagania bhp dotyczące pomieszczeń pracy i pomieszczeń higieniczno-
sanitarnych,
- dostrzec zagro\
enia zwiÄ…zane z wykonywanÄ… pracÄ…,
- dobrać środki ochrony indywidualnej do rodzaju wykonywanej pracy, określić przepisy
bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej oraz ochrony środowiska
podczas u\
ytkowania przyrządów, narzędzi, maszyn i urządzeń,
- zastosować podręczny sprzęt oraz środki gaśnicze zgodnie z zasadami ochrony
przeciwpo\
arowej,
- zareagować w przypadku zagro\
enia po\
arowego zgodnie z instrukcjÄ… przeciwpo\
arowÄ…,
- zastosować zasady ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku pracy,
- przygotować przybory kreślarskie i materiały rysunkowe do wykonywania szkiców,
- zastosować zasady sporządzania rysunku technicznego maszynowego,
- wyjaśnić oznaczenia stosowane na rysunku technicznym maszynowym.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- określić właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne i technologiczne metali i stopów,
- rozpoznać materiały konstrukcyjne metalowe i niemetalowe wykorzystywane
w blacharstwie,
- rozpoznać oraz określić zastosowanie materiałów pomocniczych,
- rozró\
nić wyroby hutnicze wykorzystywane w blacharstwie, scharakteryzować procesy
technologiczne obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, plastycznej, odlewnictwa, obróbki
wiórowej i spajania,
- rozró\
nić podstawowe prace z zakresu obróbki skrawaniem ręcznej i mechanicznej,
- rozró\
nić zabiegi cieplne stosowane podczas obróbki blach,
- rozró\
nić technologie obróbki plastycznej na zimno,
- rozró\
nić metody spajania,
- rozró\
nić procesy tarcia, smarowania i zu\
ycia,
- wyjaśnić istotę korozji i wskazać sposoby jej zapobiegania,
- posłu\
yć się normami, dokumentacją techniczną,
- skorzystać z katalogów, poradników, programów komputerowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Właściwości materiałów
4.1.1. Materiał nauczania
Materiałami konstrukcyjnymi nazywamy materiały in\
ynierskie, które są
wykorzystywane do budowy maszyn i urządzeń. Do materiałów konstrukcyjnych zaliczamy
metale i ich stopy, polimery, ceramikÄ™ i kompozyty.
Metale są to materiały, które w stanie stałym charakteryzują się następującymi
właściwościami:
- dobre przewodnictwo ciepła i elektryczności,
- połysk,
- plastyczność,
Własności mechaniczne, są to cechy związane z wytrzymałością materiału na działanie
ró\
nego rodzaju sił zewnętrznych, są kryterialnymi wielkościami w doborze materiałów.
Poznanie własności materiałów nie jest wystarczające do oceny ich przydatności do
określonego celu. Niezbędne jest tu jeszcze poznanie wpływu ró\
nych czynników, np.
temperatury, czasu, sposobu i wielkości obcią\
enia, kształtu i wymiarów przedmiotu, na
zmiany tych własności.
Metody badań własności mechanicznych mo\
emy podzielić na dwie grupy:
- własności technologiczne, decydujące o przydatności materiałów do określonej obróbki,
- własności wytrzymałościowe, do wyznaczania, których niezbędna jest znajomość siły
lub momentu sił, jako jednej z wielkości mierzonych podczas badania.
Własności technologiczne to cechy materiału charakteryzujące jego zachowanie się
w czasie procesów produkcyjnych. W celu zbadania własności technologicznych określonego
materiału nale\
y przeprowadzić tylko te próby, których wyniki będą informować
o mo\
liwości realizacji przewidywanej obróbki. np. materiały stosowane na odlewy poddaje
się próbie lejności, obrabiane zaś przez skrawanie  próbie skrawalności, obrabiane
plastycznie  badaniom własności plastycznych itd.
Własności odlewnicze. Podstawowymi własnościami charakteryzującymi przydatność
metalu lub stopu do celów odlewniczych jest lejność, czyli zdolność do wypełniania form,
następnie skurcz metalu podczas stygnięcia oraz jednorodność składu chemicznego w całej
masie odlewu.
Lejność zale\
na jest od płynności materiału w temperaturze zalewania formy i decyduje
nie tylko o łatwości wypełniania formy, lecz ma równie\
wpływ na makrostrukturę odlewu.
Skrawalność. Podatność materiału do obróbki skrawaniem nazywa się skrawalnością.
Dobra skrawalność najczęściej występuje w materiałach, które nie odznaczają się dobrymi
własnościami mechanicznymi. Stal wykazująca dobrą skrawalność ma niewielką
wytrzymałość na rozciąganie oraz odznacza się kruchością, powodowaną zawartością siarki
i fosforu w stali.
Ścieralność jest cechą podobną do skrawalności, określa ją podatność materiału do
zu\
ywania się wskutek tarcia ślizgowego. Miarą ścieralności jest zmniejszenie masy badanej
próbki spowodowane tarciem twardej tarczy o badany materiał.
Własności plastyczne
Ocenę technologicznych własności plastycznych przeprowadza się na podstawie prób
mających wykazać podatność materiału do odkształceń trwałych, niezbędnych do nadania
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
właściwych kształtów produktom, przy czym głównie wymienić nale\
y: próbę zginania,
próbę nawijania drutu, próbę kucia oraz próbę tłoczności.
Próbę zginania przeprowadza się na prętach o przekrojach kołowym, kwadratowym lub
prostokątnym. Polega ona na powolnym zginaniu próbki wokół pręta.
Próba nawijania drutu. Próbę nawijania stosuje się do drutów o średnicach mniejszych
od 6 mm. Określa ona własności plastyczne drutu oraz pozwala na wykrycie niejednorodności
materiału. Ponadto umo\
liwia w przypadku drutów emaliowanych określenie w warunkach
próby trwałości nało\
onej powłoki. Próba polega na nawinięciu drutu na trzpień o określonej
średnicy.
Próba kucia. Próbę kucia mo\
na wykonać zale\
nie od potrzeby jako próbę spęczania,
próbę rozklepywania lub próbę rozbijania.
Próba tłoczności. Do badania tłoczności cienkich blach i taśm stosuje się metodę
Erichsena. Polega ona na powolnym wtłaczaniu kulisto zakończonego tłocznika stalowego
lub kulki w próbkę z blachy umocowanej w- odpowiednio ukształtowanej matrycy. Miarą
tłoczności w próbie metodą Erichsena jest głębokość wgłębienia do chwili wystąpienia w nim
pęknięcia.
Próba zgrzewalności i spawalności. Zgrzewanie polega na łączeniu pod naciskiem
części metalowych nagrzanych do odpowiedniej temperatury. Podobny wynik mo\
na równie\

uzyskać wywierając na łączone ze sobą części nacisk w temperaturze otoczenia. Jednak\
e
w tym wypadku wymagany jest znacznie większy (nacisk oraz staranniejsze oczyszczenie
powierzchni. A
Ä…czenie metali w temperaturze otoczenia nazywa siÄ™ spajaniem.
Twardość. Twardością nazywa się odporność materiału na odkształcenia trwałe
powstające wskutek wciskania weń wgłębnika. Do pomiaru twardości stosuje się najczęściej
metody: Brinella, Rockwella, Vickersa.
Udarność. Odporność na uderzenie zale\
y od rodzaju materiału, temperatury oraz
kształtu próbki, którą poddano badaniu, a tak\
e od sposobu jej obciÄ…\
enia.
Zale\
nie od sposobu obciÄ…\
enia mo\
na wyró\
nić udarowe rozciąganie, udarowe
ściskanie, udarowe skręcanie oraz udarowe zginanie. Wynik badania udarowego zginania
nazywa się udarnością.
Własności cieplne
Głównymi własnościami cieplnymi materiałów technicznych są: pojemność cieplna,
rozszerzalność temperaturowa oraz przewodność cieplna.
Pojemnością cieplną substancji nazywa się ilość ciepła potrzebną do podniesienia
temperatury tej substancji o jeden stopień. Przewodność cieplna jest określona
współczynnikiem przewodności cieplnej. Jest to ilość ciepła, która w jednostce czasu
przepływa przez jednostkę powierzchni, gdy ró\
nica temperatury w ciele przewodzÄ…cym
ciepło równa jest "K na jednostkę długości. W technice współczynnik przewodności cieplnej
wyra\
a siÄ™ W/ (m ‡ K).
Własności elektryczne
Stosowane w technice materiały ze względu na zdolność przewodzenia prądu
elektrycznego dzieli się na przewodniki, półprzewodniki i izolatory: Umownie przyjęto
uwa\
ać za przewodniki ciała, których oporność właściwa w temperaturze pokojowej jest
mniejsza od 1010 &! cm. Za izolatory uwa\
a się ciała o oporności właściwej przekraczającej
1010 &! cm. Ciała wykazujące oporność właściwą od l do 1010 &! cm uwa\
a siÄ™ za
półprzewodniki.
Własności magnetyczne
W zale\
ności od zachowania się materiałów w polu magnetycznym mo\
na wszystkie
materiały podzielić na diamagnetyczne, paramagnetyczne i ferromagnetyczne Materiały
diamagnetyczne ustawiają się w stałym polu magnetycznym prostopadle do kierunku linii sił
pola. Materiałami diamagnetycznymi są: bizmut, cynk, miedz
. Materiały paramagnetyczne
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
ustawiają się w polu magnetycznym równolegle do kierunku linii sił pola. Własności
paramagnetyczne wykazują między innymi: aluminium, chrom i mangan. Materiały
ferromagnetyczne umieszczone w polu magnetycznym wraz ze wzrostem natÄ™\
enia tego pola
ulegają namagnesowaniu i po usunięciu pola magnetycznego wykazują samoistne własności
magnetyczne. Materiałami ferromagnetycznymi są: \
elazo w temperaturze otoczenia, nikiel,
kobalt oraz niektóre ich tlenki i węgliki.
Własności chemiczne
Z punktu widzenia konstruktora i eksploatatora urządzeń własności chemiczne
materiałów sprowadzają się do odporności materiału na działanie środowiska, w którym
urządzenia te przebywają stale. Metale, z którymi w budownictwie maszyn mamy najczęściej
do czynienia, wykazujÄ… tendencje do utleniania siÄ™ (korozja chemiczna) lub ulegajÄ… jonizacji
w obecności elektrolitu.
Własności fizyczne
Do własności fizycznych zalicza się:
- gęstość  jest to stosunek masy ciała jednorodnego do objętości, wyra\
any w kg/m3 lub
g/cm3,
- ciepło właściwe  jest to ilość ciepła pobierana przez 1 g danej substancji przy zmianie
temperatury o 1ºC,
- temperatura wrzenia dla większości metali jest dość wysoka,
- temperatura topnienia metali i ich stopów wyra\
ana w stopniach Celsjusza.
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest definicja materiałów konstrukcyjnych?
2. Jakie są podstawowe właściwości odlewnicze materiałów konstrukcyjnych?
3. Jakie są podstawowe właściwości wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych?
4. W jaki sposób definiujemy pojęcie wytrzymałości na pełzanie i wytrzymałości
zmęczeniowej?
5. Jakie są własności cieplne materiałów konstrukcyjnych?
6. Jakie są własności elektryczne materiałów konstrukcyjnych?
7. Jakie są własności magnetyczne materiałów konstrukcyjnych?
8. Jakie są własności chemiczne materiałów konstrukcyjnych?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Mając daną silę F = 100 N oraz pręt stalowy o przekroju 20 mm2 oblicz wytrzymałość na
rozciÄ…ganie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wypisać dane dotyczące ćwiczenia,
2) wypisać szukane dotyczące ćwiczenia,
3) napisać zale\
ność pozwalająca obliczyć wytrzymałość na rozciąganie,
4) napisać objaśnienia do wzoru,
5) obliczyć wytrzymałość na rozciąganie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- pręt stalowy o przekroju 20 mm2,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca właściwości materiałów.
Ćwiczenie 2
Mając dany pręt stalowy o długości 5 cm poddano go działaniu pewnej siły pod
wpływem, której pręt uległ wydłu\
eniu o 0,2 cm. Oblicz wydłu\
enie względne materiału.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wypisać dane dotyczące ćwiczenia,
2) wpisać szukane dotyczące ćwiczenia,
3) napisać zale\
ność pozwalającą obliczyć wydłu\
enie względne materiału,
4) napisać objaśnienia do wzoru,
5) obliczyć wydłu\
enie względne materiału.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- pręt stalowy o długości 5 cm,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna punktem 6 poradnika dotycząca właściwości materiałów.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zdefiniować pojÄ™cie materiałów konstrukcyjnych? ð ð
2) wymienić i omówić podstawowe własności odlewnicze materiałów
3) konstrukcyjnych? ð ð
4) wymienić i omówić podstawowe własności wytrzymałościowe
5) materiałów konstrukcyjnych? ð ð
6) zdefiniować pojęcie wytrzymałości na pełzanie i wytrzymałości
7) zmÄ™czeniowej? ð ð
8) omówić wÅ‚asnoÅ›ci cieplne materiałów konstrukcyjnych? ð ð
9) omówić wÅ‚asnoÅ›ci elektryczne materiałów konstrukcyjnych? ð ð
10) omówić wÅ‚asnoÅ›ci magnetyczne materiałów konstrukcyjnych? ð ð
11) omówić wÅ‚asnoÅ›ci chemiczne materiałów konstrukcyjnych? ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
4.2. Stopy \
elaza z węglem
4.2.1. Materiał nauczania
Stop metali to mieszanina metali lub metalu z pierwiastkami niemetalicznymi,
o właściwościach metalu. Stopy uzyskuje się przez stopienie składników i następnie
schłodzenie. Stop najczęściej posiada odmienne właściwości od jego elementów składowych,
w niektórych przypadkach nawet niewielkie dodatki wpływają znacznie na właściwości
stopu.
Stal to stop \
elaza z węglem plastycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o zawartości
węgla nieprzekraczającej 2,06% co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w \
elazie
(dla stali stopowych zawartość węgla mo\
e być du\
o wy\
sza). Węgiel w stali najczęściej
występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych
zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.
Stal obok \
elaza i węgla zawiera zwykle równie\
inne składniki. Do po\
Ä…danych 
składników stopowych  zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedz
,
molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie
tlenków siarki, fosforu, zwane są zanieczyszczeniami.
Stal otrzymuje się z surówki w procesie świe\
enia  stary proces, w nowoczesnych
instalacjach hutniczych dominują piece konwertorowe, łukowe, pró\
niowe, pozwalajÄ…ce na
uzyskanie najwy\
szej jakości stali.
Stale dzielimy na niestopowe oraz na stopowe. Do niestopowych zaliczamy stale
podstawowe, jakościowe oraz specjalne. Do stali stopowych zaliczamy stale jakościowe oraz
specjalne.
Stale konstrukcyjne niestopowe ogólnego przeznaczenia są znakowane literami St
i liczbami porządkowymi 0, 3, 4, 5, 6 i 7 (np. St5), określającymi numer gatunku w miarę
wzrastającej zawartości węgla. Litera S na końcu znaku oznacza, \
e stal jest przeznaczona na
konstrukcje spawane, np. St3S. Litera V na końcu znaku oznacza stal o ograniczonej
zawartości węgla, a litera W  stal o ograniczonej zawartości węgla, fosforu i siarki.
Zawartość miedzi w stali jest oznaczana symbolem Cu na końcu znaku. Gatunki od 0 do 4
występują wyłącznie jako spawalne, czyli zawsze z literą S na końcu znaku (StOS, St3S
i St4S).
Stale konstrukcyjne niestopowe do utwardzania powierzchniowego i ulepszania
cieplnego są stosowane na części maszyn i konstrukcji poddawanych obróbce cieplnej przez
normalizowanie i ulepszanie cieplne, a w przypadku stali niskowęglowych  równie\
przez
nawęglanie. Znak stali składa się z liczb, które mogą być uzupełnione literami. Liczby
określają przybli\
oną średnią zawartość węgla w setnych częściach procentu. Na końcu znaku
stali dodaje się litery, które oznaczają: G  stal o podwy\
szonej zawartości manganu, A  stal
o podwy\
szonej czystości w zakresie fosforu i siarki, AA  stal o zaostrzonych wymaganiach
w zakresie składu chemicznego (ograniczonym zakresie zawartości węgla, ograniczonej
zawartości fosforu i siarki i ograniczonej sumie zawartości Cr + Mo +Ni), rs  stal
o regulowanej zawartości siarki, h  stal o wymaganej hartowności, H  stal o podwy\
szonej
dolnej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma hartowności, L  stal
o obni\
onej górnej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma hartowności.
Staliwem nazywa się stal o zawartości węgla od 0,1 do 0,25%, niepoddaną obróbce
plastycznej i odlanÄ… w formy odlewnicze. Staliwo otrzymuje siÄ™  tak jak stal 
w konwertorach oraz piecach martenowskich i elektrycznych. Rozró\
nia się staliwo węglowe
i stopowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Staliwo węglowe konstrukcyjne w zale\
ności od wymaganych własności, dzieli się na
8 gatunków ró\
niących się między sobą wytrzymałością, udarnością i zawartością
poszczególnych pierwiastków.
Gatunek staliwa określa znak, który składa się z litery, trzycyfrowej liczby określającej
wymaganą minimalną wartość wytrzymałości na rozciąganie oraz czasami litery
W oznaczającej ograniczony skład chemiczny mający wpływ na jednolitą spawalność.
Staliwo stopowe konstrukcyjne zawiera 0,15 0,4% węgla oraz dodatki stopowe:
0,40 1,60% manganu, 0,20 0,80% krzemu, 0,30 1,40%, chromu, 0,30 0,80% niklu,
0,20 0,60% molibdenu i 0,15 0,30% wanadu. Znak staliwa składa się z litery L, liczby
określającej średnią zawartość węgla oraz litery oznaczającej pierwiastki stopowe wg
malejących zawartości procentowych składnika. Znaki liter oznaczające składnik stopowy są
identyczne jak przy oznaczaniu stali.
śeliwo otrzymuje się przez przetopienie surówki z dodatkiem złomu \
eliwnego
i stalowego w piecu zwanym \
eliwiakiem. śeliwo odznacza się dobrymi własnościami
odlewniczymi i jest u\
ywane do wyrobu wielu części samochodów i maszyn wytwarzanych
odlewaniem. Węgiel zawarty w \
eliwie mo\
e występować w postaci grafitu lub cementytu.
Zawartość krzemu i wolne stygnięcie odlewu sprzyja wydzielaniu się węgla w postaci grafitu,
a zawartość manganu i szybkie stygnięcie wpływa na wydzielanie się węgla w postaci
cementytu. śeliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci grafitu, nazywa się \
eliwem
szarym, a \
eliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci cementytu, nosi nazwę \
eliwa
białego. Rozró\
nia się następujące rodzaje \
eliw: szare, białe, modyfikowane sferoidalne,
ciÄ…gliwe i stopowe.
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest definicja stali?
2. W jaki sposób definiuje się staliwo?
3. W jaki sposób definiuje się \
eliwo?
4. Jakie są właściwości fizyczne stali?
5. W jaki sposób oznacza się stal?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie otrzymanych próbek odró\
nij \
eliwo od stali. Zaprezentuj efekt otrzymanej
pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce która próbka nale\
y do stali a która do \
eliwa,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- próbki \
eliwa i stali,
- normy i katalogi,
- przybory do pisania,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca stopów \
elaza z węglem.
Ćwiczenie 2
Na podstawie oznaczeń stali napisz, jaka to stal. Zaprezentuj efekt swojej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) znalez
ć w normach i katalogach metody oznaczania stali,
2) wypisać symbole stali które nale\
y rozpoznać,
3) opisać symbole stali,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- tabliczki z oznaczeniami stali,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca stopów \
elaza z węglem.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaÅ›nić pojÄ™cie stali? ð ð
2) wyjaÅ›nić pojÄ™cie staliwa? ð ð
3) wyjaśnić pojęcie \
eliwa? ð ð
4) podać zasady oznaczania stali? ð ð
5) rozpoznać stal od \
eliwa? ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
4.3. Metale nie\
elazne i ich stopy
4.3.1. Materiał nauczania
MosiÄ…dz  stop miedzi i cynku zawierajÄ…cy do 40% tego metalu. MosiÄ…dze mogÄ…
zawierać tak\
e dodatki takich metali jak ołów, aluminium, cyna, mangan, \
elazo i chrom oraz
krzem. MosiÄ…dz ma kolor \
ółty (złoty), lecz przy mniejszych zawartościach cynku zbli\
a siÄ™
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. Wa\
nym
zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych. Mosiądz dostarczany jest
w postaci sztab do odlewania lub prętów, drutów, blach, taśm i rur.
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 tak\
e
hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwścierne, 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. Brązy posiadają dobre własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy
wysokostopowe poddajÄ… siÄ™ tak\
e hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwścierne,
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.
Stopy aluminium to tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium
z jednym lub większą liczbą metali (bądz
z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania
\
ądanych własności. Aluminium przerabia się plastycznie  walcuje (blachy, folie) lub
wyciska (pręty, rury, drut, kształtowniki). Obróbkę plastyczną mo\
na przeprowadzać na
zimno lub na gorÄ…co (ok. 450°C). Stopy aluminium cechujÄ… siÄ™ korzystnym parametrem
konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do cię\
aru właściwego, który jest większy
ni\
dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obni\
ania temperatury, dzięki
czemu w niskich temperaturach mają większą udarność ni\
stal. MajÄ… jednak niskÄ…
wytrzymałość zmęczeniową. Stopy aluminium dzieli się na: odlewnicze oraz do obróbki
plastycznej.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1. Jakie są właściwości stopów miedzi?
2. Jaka jest klasyfikacja mosiÄ…dzu?
3. Jaka jest definicja brÄ…zu?
4. Jaka jest klasyfikacja brązów?
5. Jaka jest klasyfikacja stopów aluminium?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie otrzymanych próbek odró\
nij mosiÄ…dz od brÄ…zu. Zaprezentuj efekt
otrzymanej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce która próbka nale\
y do brązów a która do mosiądzu,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- próbki brązu i mosiądzu,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca metalów nie\
elaznych i ich stopów.
Ćwiczenie 2
Dokonaj obserwacji mikroskopowej zgładów metalograficznych wybranych stopów
metali nie\
elaznych. Zidentyfikuj składniki strukturalne stopów, przerysuj zaobserwowane
pod mikroskopem trzy wybrane mikrostruktury oraz dokonaj dokładnego opisu wykonanych
rysunków.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dokonać identyfikacji składników strukturalnych stopów na podstawie obserwacji
mikroskopowej zgładów metalograficznych,
2) przerysować zaobserwowane pod mikroskopem trzy wybrane mikrostruktury,
3) wykonać dokładny opis wykonanych rysunków,
4) omówić wyniki,
5) podać wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- mikroskop metalograficzny,
- komplet wytrawionych próbek,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca metalów nie\
elaznych i ich stopów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Tabela do ćwiczenia 1.
nr materiał stan materiału odczynnik
1 silumin niemodyfikowany lany 10% NaOH
znak: AlSi11 cecha: AK11 90% H2O
2 silumin modyfikowany lany j.w.
znak: AlSi11 cecha: AK11
3 miedz
hutnicza tlenowa rafinowana lany nie trawione
znak:Cu99 cecha: M90
4 mosiądz po przeróbce 25g FeCl3
znak: CuZn10 cecha: M90 plastycznej na zimno 25ml HCl
i wy\
arzaniu 10ml H2O
5 mosiądz ołowiowy lany 25g FeCl3
znak: CuZn39Pb2 cecha: MO59 25ml HCl
100ml H2O
6 mosiÄ…dz krzemowy lany j.w.
znak: CuZn16Si4 cecha: MK80
7 mosiÄ…dz lany j.w.
znak: CuZn40 cecha: M60
10 brÄ…z cynowy lany 25g FeCl3
znak: CuSn10 cecha: B8 (odlany metodÄ… 25ml HCl
ciągłą Werti)
11 stop Å‚o\
yskowy  babbit lany 4% NaOH
znak: SnSb11Cu6 cecha: A
83 95% H2O
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz
Tak Nie
1) scharakteryzować miedz
? ð ð
2) dokonać podziaÅ‚u mosiÄ…dzu? ð ð
3) zdefiniować pojÄ™cie brÄ…zu? ð ð
4) dokonać podziaÅ‚u brÄ…zów? ð ð
5) dokonać podziaÅ‚u stopów aluminium? ð ð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
4.4. Materiały niemetalowe
4.4.1. Materiał nauczania
Tworzywa sztuczne są to wielkocząsteczkowe materiały organiczne, przewa\
nie
o skomplikowanej budowie chemicznej, którym w określonych warunkach, tzn. przy
odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu mo\
na nadawać określone kształty. Tworzywa
sztuczne zawierają dodatkowe składniki, które nadają im własności u\
ytkowe. SÄ… nimi:
stabilizatory, utwardzacze, napełniacze, zmiękczacze, barwniki i inne.
Do zalet tworzyw sztucznych zalicza, siÄ™:
- dobrą, a niekiedy bardzo dobrą odporność chemiczną,
- łatwość formowania wyrobów nawet o skomplikowanych kształtach,
- dobre własności mechaniczne, bardzo dobre własności izolacyjne i małą gęstość,
- łatwość otrzymywania wyrobów o estetycznym wyglądzie oraz barwie, a tak\
e
uzyskiwanie wyrobów przezroczystych,
- mo\
liwość stosowania ich w ró\
norodnej postaci, czyli jako tworzywa konstrukcyjne,
materiały powłokowe, spoiwa, kleje, kity i włókna syntetyczne.
Do wad tworzyw sztucznych zalicza siÄ™:
- ni\
szą wytrzymałość i twardość ni\
metali i ich stopów,
- małą odporność na działanie podwy\
szonej temperatury.
Zale\
nie od własności chemicznych związków wielkocząsteczkowych wchodzących
w skład tworzyw sztucznych rozró\
nia siÄ™ tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne
oraz chemoutwardzalne.
Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) ka\
dorazowo pod wpływem działania
podwy\
szonej temperatury stają się miękkie, a po obni\
eniu temperatury z powrotem stajÄ… siÄ™
twarde i sztywne. Umo\
liwia to wielokrotną przeróbkę tych tworzyw.
Tworzywa termoutwardzalne podczas ogrzewania początkowo miękną, ale
przetrzymane w podwy\
szonej temperaturze stajÄ… siÄ™ twarde nieodwracalnie. Po utwardzeniu
sÄ… nietopliwe i nierozpuszczalne, co uniemo\
liwia powtórny ich przerób.
Tworzywa chemoutwardzalne ulegajÄ… utwardzeniu ju\
w temperaturze pokojowej pod
wpływem działania dodanego do tworzywa utwardzacza. Reakcja utwardzania przebiega
szybciej w temperaturze podwy\
szonej.
Do najwa\
niejszych tworzyw termoplastycznych zaliczamy: polietylen, polipropylen,
polichlorek winylu, pilistyren, poliamidy, polimetakrylan metylu, azotan celulozy,
policzterofluoroetylen i poliestry termoplastyczne nasycone.
Polietylen jest tworzywem elastycznym o du\
ej odporności na działanie wody
i większość czynników chemicznych, odznacza się dobrymi własnościami izolacyjnymi
i du\
ą udarnością. Mo\
e być stosowany w zakresie temperatury od -70°C do +70°C. Jest
przerabiany za pomocą wytłaczania i formowania wtryskowego. Polietylen stosuje się do
wytwarzania powłok ochronnych oraz do laminowania.
Polipropylen jest jednym z najl\
ejszych tworzyw sztucznych. Mo\
e być u\
ywany
w zakresie temperatury od -5°C do +100°C; w wyniku dodania etylenu i napeÅ‚niaczy, jak np.
włókno szklane, jest odporny równie\
na ni\
sze temperatury. Odznacza się udarnością
i bardzo dobrą odpornością na działanie czynników chemicznych oraz dobrymi własnościami
dielektrycznymi. Polipropylen przetwarza się metodą wtryskową i wytłaczania.
Polichlorek winylu (PVC) jest odporny na działanie ró\
nego rodzaju czynników
chemicznych, ma dobre własności mechaniczne i elektroizolacyjne oraz jest niepalny. Mo\
e
być stosowany w zakresie temperatury od -30°C do +100°C. Polichlorek winylu przetwarza
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
się wieloma metodami, ale najczęściej za pomocą walcowania, wytłaczania i formowania
wtryskowego.
Polistyren jest odporny na działanie kwasów i zasad. Odznacza się dobrą
przezroczystością, gładką powierzchnią i mo\
na go barwić na dowolne kolory. Jest jednym
z najl\
ejszych tworzyw sztucznych. Mo\
e być stosowany w zakresie temperatury od -40°C do
+75°C. Jest przetwarzany głównie za pomocÄ… formowania wtryskowego oraz wytÅ‚aczania.
śywice epoksydowe mo\
na utwardzać w temperaturze pokojowej lub w temperaturze
podwy\
szonej, stosujÄ…c utwardzacze. Zastosowanie \
ywic epoksydowych jako klejów i kitów
omówiono w rozdziale 20. Utwardzone \
ywice epoksydowe mają dobre własności izolacyjne
i wytrzymałościowe oraz du\
ą odporność chemiczną i na wpływy atmosferyczne.
Tworzywami ceramicznymi nazywa siÄ™ elementy konstrukcyjne uformowane
w temperaturze otoczenia z materiałów mineralnych proszkowych lub plastycznych,
a następnie utrwalane za pomocą wypalania lub spiekania.
Podstawowymi materiałami do wytwarzania tworzyw ceramicznych są: glina i jej
odmiany, jak: szamot i kaolin, krzemionka, magnezyt, kwarc, skaleń, talk, związki wapnia,
zwiÄ…zki metali.
Tworzywa ceramiczne mają wiele zalet, z których do najwa\
niejszych nale\
y zaliczyć:
du\
ą odporność chemiczną i cierną, bardzo małą przewodność elektryczną, odporność na
ścieranie i du\
ą twardość. Największe zastosowanie w przemyśle znalazły: porcelana,
kamionka, steatyt, klinkier.
Porcelanę otrzymuje się z kaolinu pławionego, kwarcu i skalenia, spiekanych
w temperaturze ok. 1400°C. Porcelana jest zÅ‚ym przewodnikiem ciepÅ‚a, ma du\
ą twardość
oraz odporność na korozję i ścieranie.
Kamionka jest wytwarzana z plastycznej gliny z dodatkiem skalenia. KamionkÄ™ stosuje
siÄ™ jako tworzywo izolacyjne podobnie jak porcelanÄ™ z tym, \
e nie nadaje siÄ™ ona na izolatory
cienkościenne i drobne. Kamionka jest równie\
odporna na ciecze i gazy działające
korodujÄ…co. Steatyt jest otrzymywany z talku z domieszkÄ… gliny. Odznacza siÄ™ bardzo
dobrymi własnościami izolacyjnymi i mechanicznymi. Jest u\
ywany na części izolacyjne
w wyrobach przemysłu elektrotechnicznego.
Cermetale, czyli materiały metaloceramiczne, są otrzymywane z mieszaniny proszków
metalowych z niemetalami. OdznaczajÄ… siÄ™ du\
ą odpornością na działanie wysokiej
temperatury oraz korozji. Elementy z cermetali wykonuje siÄ™ przez prasowanie pod bardzo
wysokim ciśnieniem, a następnie spiekanie w wysokiej temperaturze.
Szkło powstaje przez stopienie głównie tlenków: krzemu, wapnia, sodu i potasu
i ochłodzenie poni\
ej temperatury rekrystalizacji. Szkło jest nieprzenikliwe dla cieczy
i gazów, odporne na działanie czynników chemicznych, niepalne i wytrzymałe na
podwy\
szonÄ… temperaturÄ™. W wysokiej temperaturze w stanie plastycznym daje siÄ™ Å‚atwo
kształtować. Szkło  mimo swej przezroczystości  nie przepuszcza promieni nadfioletowych.
Obecnie produkuje się specjalne szkło kwarcowe, stosowane w autobusach turystycznych,
które częściowo przepuszcza promienie nadfioletowe.
Włókno szklane produkuje się jako watę, włókno ciągłe i cięte włókno tekstylne. Jest
doskonałym, powszechnie stosowanym materiałem izolacyjnym. Włókno szklane znalazło
du\
e zastosowanie jako wypełniacz ró\
nych \
ywic do produkcji części nadwozi
samochodowych, łodzi i innych elementów. Jako wypełniacza u\
ywa się włókna szklanego
w postaci tkaniny, taśmy i plecionki.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest definicja tworzyw sztucznych?
2. Jakie sÄ… zalety tworzyw sztucznych?
3. Jakie sÄ… wady tworzyw sztucznych?
4. Jakie są właściwości polietylenu?
5. Jakie są właściwości polipropylenu?
6. Jakie są właściwości polichlorku winylu?
7. Jakie są właściwości polistyrenu?
8. Jakie są właściwości szkła?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie opisu przedstawionego poni\
ej podaj i omów, w jaki sposób otrzymuje się
tworzywa sztuczne. Podaj ró\
nice między nimi.
 Tworzywa sztuczne (syntetyczne) otrzymuje się w wyniku trzech rodzajów reakcji:
- polimeryzacji i kopolimeryzacji.
- polikondensacji,
- poliaddycji.
 Polimeryzacja jest reakcją, w wyniku, której monomery, tj. proste związki
małocząsteczkowe, łączą się w związek wielocząsteczkowy, tzw. polimer. Cechą
charakterystyczną polimeryzacji jest brak produktów ubocznych. Jest to reakcja łańcuchowa
i ma bardzo szybki przebieg. Budowa makroczÄ…steczek zale\
y od temperatury, ciśnienia
i czasu reakcji. Istnieje kilka sposobów polimeryzacji: blokowa, perełkowa, emulsyjna
w roztworze i w fazie gazowej. Kopolimeryzacja to jednoczesna polimeryzacja dwu lub
więcej ró\
nych rodzajów monomerów. Metodą polimeryzacji otrzymuje się: polichlorek
i polioctan winylu, polistyren, polietylen, pohmetakrylan metylu itp. Polikondensacja to
proces chemiczny, w wyniku, którego jest mo\
liwa reakcja z wieloma czÄ…steczkami w tym
samym czasie z wydzielaniem produktu ubocznego, którym jest prosty związek chemiczny,
np. H2O, NH3, HC1. TÄ… metodÄ… otrzymuje siÄ™ \
ywice: fenolowe, aminowe, poliestrowe oraz
większość poliamidów. Poliaddycja jest polireakcją przebiegającą stopniowo, o cechach
polimeryzacji i polikondensacji bez wydzielania się produktu ubocznego. Często zachodzi
przegrupowanie atomów w monomerze, które umo\
liwia wzrost łańcucha polimeru.
W wyniku poliaddycji otrzymuje siÄ™ \
ywice epoksydowe i poliuretany .
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie tekst,
2) podać rodzaje reakcji w wyniku których otrzymuje się tworzywa sztuczne,
3) wyjaśnić pojęcie reakcji w wyniku których powstają tworzywa sztuczne,
4) podać ró\
nice między tymi reakcjami.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- fragment tekstu przewodniego,
- literatura dostępna w punkcie 6 poradnika dotycząca materiałów niemetalowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
Ćwiczenie 2
Na podstawie zamieszczonego ni\
ej tekstu uzupełnij przygotowany schemat.
 Ze względu na własności, tworzywa sztuczne dzieli się na elastomery i plastomery.
Elastomery są to tworzywa, które w temperaturze pokojowej wykazują bardzo du\
e
odkształcenia sprę\
yste (kilkaset procent) i mają zdolność do prawie natychmiastowego
powrotu do stanu przed odkształceniem lub stanu bardzo do niego zbli\
onego. Tworzywa te
mogą być lub są modyfikowane w procesie wulkanizacji do stanu nierozpuszczalnego we
wrzÄ…cych rozpuszczalnikach organicznych. Elastomerami sÄ… kauczuki naturalne i wszystkie
kauczuki syntetyczne oraz niektóre polimery o własnościach podobnych do kauczuku. Moduł
sprÄ™\
ystości elastomerów osiąga wartość l-r4 MPa. Plastomerami nazywa się wszystkie
pozostałe tworzywa sztuczne. Szczególne cechy plastomerów to: gęstość 900 2200 kg/m3,
niska przewodność elektryczna i cieplna wynoszÄ…ca 125 210 W/(m·K), dobra
elektroizolacyjność, stosunkowo dobre własności wytrzymałościowe, odporność na działanie:
czynników chemicznych, wody, kwasów, atmosfery, światła itp., du\
y zakres zmian
współczynnika tarcia i regulacji twardości, łatwość do barwienia, dobra zdolność do
formowania w stanie plastycznym, gładkość i estetyczność powierzchni, łatwość łączenia. Do
najwa\
niejszych cech ujemnych nale\
y mała odporność na wysokie temperatury (większość
tworzyw termoplastycznych miÄ™knie w temperaturze ok. 100°C, tylko niektóre wytrzymujÄ…
temperaturÄ™ rzÄ™du 200 300°C, a specjalne 600°C) oraz du\
y współczynnik rozszerzalności
cieplnej \
ywic w porównaniu z metalami. Cechą charakterystyczną plastomerów jest du\
e
zró\
nicowanie stopnia palności (np. nitroceluloza jest łatwo palna, silikony są niepalne).
Ze względu na właściwości fizyczne i własności technologiczne plastomery dzieli się na
termoplasty i duroplasty. Termoplasty są tworzywami, które stają się plastyczne
w temperaturach podwy\
szonych, natomiast twardniejÄ… w temperaturze otoczenia. Proces taki
mo\
e być powtarzany wielokrotnie  jest procesem odwracalnym. Duroplasty przechodzą
w procesie nieodwracalnym ze stanu plastycznego w stan utwardzony. Je\
eli proces
utwardzania odbywa się pod wpływem podwy\
szonej temperatury, to takie tworzywa
nazywajÄ… siÄ™ tworzywami termoutwardzalnymi. Natomiast, je\
eli proces utwardzania odbywa
się pod wpływem czynników chemicznych, to takie tworzywa nazywają się tworzywami
chemoutwardzalnymi. Istnieją tworzywa, które ulegają utwardzeniu pod wpływem łącznego
działania temperatury i czynników chemicznych .
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie tekst,
2) przerysować schemat,
3) zanotować rodzaje tworzyw sztucznych,
4) wypełnić rysunek
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- fragment tekstu przewodniego,
- rysunek do uzupełnienia,
- przybory do pisania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca materiałów niemetalowych.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie tworzyw sztucznych? 1
1

2) wymienić zalety tworzyw sztucznych? 1
1

3) wymienić wady tworzyw sztucznych? 1
1

4) omówić właściwości polietylenu? 1
1

5) omówić właściwości polichlorku winylu? 1
1

6) omówić właściwości polistyrenu? 1
1

7) omówić właściwości poliamidów? 1
1

8) omówić właściwości fenoplastów? 1
1

9) omówić właściwości tworzyw chemoutwardzalnych? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
4.5. Wyroby hutnicze
4.5.1. Materiał nauczania
Wyroby hutnicze  to asortyment wyrobów stalowych, innych metali i stopów metali
dostarczany przez huty i zakłady metalurgiczne.
Metale i stopy przeznaczane do odlewania lub obróbki plastycznej dostarczane są
w postaci: sztab, kęsów oraz śrutu
Wyroby po obróbce plastycznej dostarczane są w postaci:
- blach,
- taśm,
- prętów,
- drutów,
- profilów hutniczych,
- kątowników,
- ceowników,
- teowników,
- dwuteowników,
- rur,
- innych niesklasyfikowanych profili np. na maszty Å‚odzi \
aglowych itp.
Pręt  wyrób hutniczy, którego wymiary poprzeczne są znacznie mniejsze ni\
długość.
Stosunek wymiaru poprzecznego do długości mieści się w zakresie od 0,001 do 0,35. Pręty
w większości posiadają du\
ą sztywność, w celu ich deformacji nale\
y u\
yć znacznych sił
i specjalistycznych urządzeń. Pręty wykonywane są poprzez walcowanie lub przeciąganie.
Dostępne są pręty o przekrojach:
- okrągłym  średnice od 8 do 250 mm
- sześciokątnym  średnica okręgu wpisanego 8 do 62 mm
- kwadratowym  krawędz
8 do 180 mm
- prostokątnym  szerokość 12 do 150 mm, grubość 5 do 60 mm
Pręt stalowy charakteryzowany jest przez następujące cechy:
- średnica lub wymiary przekroju
- gatunek stali
- klasa stali
Dla łatwiejszego rozró\
nienia klasy stali pręty wykonuje się jako gładkie (klasy A-0
i A-I) lub \
ebrowane (klasy A-II A-III i A-IIIN). W przypadku prętów \
ebrowanych średnica
jest uśredniana, to znaczy, \
e średnica wynika z ilości materiału, a nie konkretnego wymiaru
pręta. Pręty u\
ywane są do produkcji wyrobów poprzez obróbkę skrawaniem lub do
wykorzystania jako elementy konstrukcji, np. elementy kratownic, ram lub do zbrojenia
\
elbetu.
Pręty dostarczane są jako wyroby indywidualne, w przypadku większych wymiarów
poprzecznych lub w wiązkach w przypadku mniejszych wymiarów poprzecznych. Pręt
o przekroju okrągłym, którego stosunek wymiaru poprzecznego do długości jest du\
o
mniejszy ni\
0,001, nazywane sÄ… drutami.
Kształtownik  element konstrukcyjny o du\
ej długości i stałym przekroju poprzecznym,
wykonany najczęściej ze stali walcowanej lub giętej na zimno albo wytłoczony w procesie
ekstruzji z tworzywa sztucznego (np. PVC).
Kształtowniki stalowe często przypominają swoim kształtem (w przekroju poprzecznym)
jednÄ… z liter alfabetu, dlatego te\
wyró\
nia się następujące podstawowe ich typy:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
- ceownik
- teownik
- dwuteownik (wyglądający jak dwie litery  T zetknięte pionowymi kreskami)
- zetownik
- płaskownik
- kÄ…townik (przypominajÄ…cy literÄ™  L )
Kształtowniki w blacharstwie mogą być stosowane walcowane belki stalowe, zwane
kształtownikami, o przekrojach poprzecznych podanych na rysunku poni\
ej
Rys. 1. Kształtowniki stalowe walcowane: a) kątownik równoramienny, b) kątownik nierównoramienny,
c) teownik, d) dwuteownik, e) ceownik, f) pręty i druty sześciokątne i kwadratowe [4, s. 132].
Rury stalowe instalacyjne są wykonywane o średnicach nominalnych l0 100 mm.
W zale\
ności od grubości ścianki rozró\
nia siÄ™ rury:
- lekkie L o grubości ścianki 2 4 mm,
- średnie S o grubości ścianki 2,35 4,5 mm,
- ciÄ™\
kie C o grubości ścianki 2,9 5,4 mm.
W zale\
ności od sposobu wykonania rozró\
nia siÄ™ rury bez szwu  B i ze szwem,
zgrzewane elektrycznie lub ogniowo  Z. Rury B wykonuje się ze stali węglowej spawalnej,
a rury ze szwem Z  ze stali niskowęglowej spawalnej lub zgrzewalnej. Ze względu na
wykonanie końców rur odró\
nia się rury gładkie i gwintowane  G (z gwintem rurowym
sto\
kowym). Rury gładkie dostarcza się bez złączek, zaś rury gwintowane ze złączkami.
Spośród prętów stalowych najczęściej mają zastosowanie:
- pręty o przekroju prostokątnym, tzw. płaskowniki lub prętyp łaskie albo taśmy stalowe,
- pręty o przekroju okrągłym, tzw. pręty okrągłe,
- pręty o przekroju kwadratowym i sześciokątnym. Pręty kwadratowe nazywane są
kratkówką.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Kształtowniki stalowe gięte na zimno ostatnio są produkowane przez polskie hutnictwo
kształtowniki stalowe gięte z blach na zimno. Najwa\
niejsze z nich pokazano na rysunku
poni\
ej. Są one bardzo lekkie w porównaniu z pełnymi, normalnymi prętami
i kształtownikami, zachowują jednocześnie wysoką wytrzymałość.
Rys. 2. Kształtowniki stalowe gięte na zimno: a) kątownik równoramienny, b) kątownik nierównoramienny,
c) ceownik równoramienny, kwadratowy [4, s. 124].
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczenia
1. Jaka jest definicja wyrobu hutniczego?
2. Jakie znasz rodzaje kształtowników stalowych walcowanych?
3. Jaka jest definicja pręta?
4. W jaki sposób definiuje się kształtownik?
5. Jakie znasz rodzaje kształtowników stalowych giętych na zimno?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie próbek kształtowników podaj ich nazwy. Zaprezentuj efekt swojej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce nazwę danego kształtownika.
4) zaprezentować efekt swojej pracy.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- próbki kształtowników,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca wyrobów hutniczych.
Ćwiczenie 2
Na podstawie próbek rozpoznaj drut i pręt. Zaprezentuj efekt swojej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce nazwę danego kształtownika.
4) zaprezentować efekt swojej pracy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- próbki drutów i prętów,
- przybory do pisania,
- notatnik,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca wyrobów hutniczych.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) podać definicję wyrobu hutniczego? 1
1

2) wymienić rodzaje kształtowników stalowych walcowanych? 1
1

3) podać definicje pręta? 1
1

4) podać definicje kształtownika? 1
1

5) wymienić rodzaje kształtowników? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
4.6. Obróbka skrawaniem ręczna
4.6.1. Materiał nauczania
W zale\
ności od stopnia zmechanizowania ruchów roboczych wyró\
nia siÄ™ trzy rodzaje
obróbki skrawaniem:
- obróbkę ręczną, wykonywaną za pomocą narzędzi, których ruch główny i posuwowy jest
uzyskiwany za pomocą mięśni człowieka,
- obróbkę ręczno-maszynową, wykonywaną narzędziami, których ruch główny jest
wywoływany urządzeniami mechanicznymi, a ruch posuwowy  ręcznie przez człowieka,
- obróbkę maszynową, w której ruch główny i posuwowy narzędzia jest wywoływany
mechanicznie.
Wyró\
nia się następujące rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem: piłowanie, przecinanie
piłką, cięcie, ścinanie i wycinanie, skrobanie, nawiercanie, wiercenie, rozwiercanie,
pogłębianie, frezowanie, gwintowanie, szlifowanie, skrobanie, docieranie i polerowanie.
Oprócz obróbki ręcznej skrawaniem wyró\
nia się obróbkę ręczną, do której zalicza się:
trasowanie, prostowanie, gięcie, nawijanie sprę\
yn, a nawet nitowanie. Operacje te, jak
równie\
poprzednie zalicza się do podstawowych robót ślusarskich. W przypadku kiedy ruch
główny przedmiotu ma napęd mechaniczny, co bardzo często występuje przy szlifowaniu,
docieraniu i polerowaniu, a prawie zawsze przy pracach na wiertarce oraz frezarce, wówczas
taki rodzaj obróbki nazywa się obróbką ręczno-maszynową.
Przecinanie piłką ręczną jest stosowane do elementów o niewielkich przekrojach. Do
przecinania stosuje się piłkę ramową zło\
oną z oprawki i brzeszczotu, który mo\
e być
mocowany w uchwytach w jednym z dwóch prostopadłych do siebie kierunków (rys. 3a).
Przecinanie odbywa siÄ™ po zamocowaniu przedmiotu w imadle.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Rys. 3. Przykłady obróbki ręcznej: a) przecinanie piłką ręczną, b) narzędzia do przecinania i wycinania,
c) przecinanie, d) geometria no\
yc, e) przecinanie i wycinanie blach, f) ścinanie, g) wycinanie rowków
[2, s. 70].
Przecinanie, ścinanie i wycinanie na zimno odniesione do elementów o stosunkowo
du\
ej grubości to operacje ślusarskie wykonywane za pomocą narzędzi zwanych
przecinakami i wycinakami (rys. 3b). Przecinanie polega na rozdzieleniu materiału przez
pokonanie sił spójności za pomocą przecinaka. Wykonuje się je na kowadle lub płycie
stalowej. Do przedmiotu poło\
onego na płycie przykłada się przecinak pod kątem prostym,
a następnie uderza się młotkiem (rys. 3c).
Płaskowniki i blachy o grubości do 3 mm mo\
na przecinać za pomocą no\
yc
dz
wigniowych ręcznych (rys. 3d). Blachy o grubości 1 mm mo\
na przecinać wzdłu\
linii
prostych no\
ycami ręcznymi. Do cięcia blach wzdłu\
zarysów krzywoliniowych oraz
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
wycinania z blach elementów stosuje się no\
yce ręczne o ostrzach zakrzywionych (rys. 3e).
Do przecinania lub obcinania rur stosuje siÄ™ nastawne no\
yce krÄ…\
kowe.
Ścinanie polega na stopniowym usuwaniu zbędnego materiału za pomocą przecinaka.
Przedmiot zwykle jest zamocowany w imadle o du\
ej sztywności. Ścinanie mo\
e odbywać
się warstwami według wytrasowanych rys lub na poziomie szczęk imadła (rys. 3f).
Wycinanie polega na wykonywaniu na powierzchni przedmiotu rowków o wymaganym
kształcie i zarysie przekroju poprzecznego za pomocą wycinaków. Kształt ostrza wycinaka
(prostokątny lub półokrągły) zale\
y od \
ądanego zarysu rowka. Typowym przykładem jest
wycinanie rowków smarnych w prowadnicach lub panewkach ło\
ysk ślizgowych.
Piłowanie jest obróbką, którą stosuje się do zdejmowania naddatku materiału
o niewielkiej grubości za pomocą narzędzi zwanych pilnikami. Pilniki są to narzędzia
skrawajÄ…ce o du\
ej liczbie ostrzy. W zale\
ności od przeznaczenia są wytwarzane o ró\
nych
wymiarach, ró\
nej liczbie i kierunku nacięć na 10 mm długości ostrza oraz o ró\
nych
przekrojach poprzecznych. Ze względu na zastosowanie pilniki dzieli się na: zdzieraki,
równiaki, półgładziki, gładziki, podwójne gładziki, półjedwabniki i jedwabniki.
Rys. 4. Piłowanie pilnikami: a) rodzaje nacięć na pilnikach, b) przykłady zastosowania pilników o ró\
nych
przekrojach poprzecznych [2, s. 700].
Skrobanie polega na zdejmowaniu warstwy metalu o grubości 0,002 0,02 mm (podczas
jednego ruchu roboczego) za pomocą narzędzi zwanych skrobakami. Celem tego zabiegu jest
uzyskanie dokładnych, gładkich powierzchni w elementach maszyn, które ślizgają się
wzajemnie lub przylegajÄ… do siebie. Skrobanie stosuje siÄ™ wtedy, kiedy nie ma innych
mo\
liwości zastosowania dokładnej obróbki wykańczającej, np. szlifowania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Rys. 5. Zasady skrobania powierzchni płaskich [2, s. 70].
Wiercenie, rozwiercanie, pogłębianie, nawiercanie to zabiegi nale\
ące najczęściej do
obróbki ręczno-mechanicznej wykonywanej na wiertarkach z napędem mechanicznym.
Wiercenie to wykonywanie otworów w pełnym materiale za pomocą wierteł. Wiercenie
wtórne polega na powiększaniu średnicy wywierconego otworu i jest nazywane równie\

powiercaniem. Wiercenie ręczne stosuje się w przypadkach, kiedy nie ma mo\
liwości
zamocowania przedmiotu na stole wiertarki.
Podczas wiercenia wykonuje się następujące czynności: trasowanie środka otworu,
napunktowanie wyznaczonego środka, ustawienie osi wiertła w punkcie środkowym,
wykonanie niewielkiego wgłębienia i sprawdzenie, czy wgłębienie jest symetryczne
względem prostopadłych rys wyznaczających środek i je\
eli tak  wykonanie wiercenia
otworu o wymaganej głębokości. Wiertarki ręczne i stołowe stosuje się do wiercenia otworów
o średnicy do ok. 12 mm. W pewnych przypadkach zamiast punktowania mo\
na zastosować
nawiercanie otworu nawiertakiem.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Rys. 6. Narzędzia i przykłady wykonywania otworów: a) nawiertak zwykły, b) nawiertak chroniony, c) część
robocza wiertła krętego, d) wiercenie, e) powiercanie [2, s. 72].
Pogłębianie wykonuje się za pomocą pogłębiaczy sto\
kowych lub czołowych (rys. 7)
w celu: załamania ostrych krawędzi otworu, wykonania gniazd sto\
kowych, wgłębień pod
nity, wejść do gwintowania, planowania występu, wykonania wgłębienia walcowego itp.
Rys. 7. Pogłębiacze: a) walcowy, b) sto\
kowy, c) czołowy i przykłady pogłębiania [2, s. 72].
Rozwiercanie jest obróbką wstępnie wykonanego otworu, polegającą na niewielkim
powiększeniu jego średnicy za pomocą rozwiertaków walcowych lub sto\
kowych o małych
kÄ…tach pochylenia. Rozwiercanie mo\
e być zgrubne i wykańczające (rys. 7). Celem
rozwiercania jest uzyskanie otworu o du\
ej dokładności i małej chropowatości powierzchni.
Naddatki na rozwiercanie wynoszÄ… zwykle 0,l 0,5 mm przy rozwiercaniu zgrubnym
i 0,02 0,3 mm przy wykańczającym. Rozwiercanie ręczne odbywa się z małą prędkością
skrawania, przy której nie występuje narost i nie pojawiają się drgania. Otwory sto\
kowe
o zbie\
ności 1:50 i 1:30 rozwiercane ręcznie, mo\
na wykonywać rozwiertakiem
wykańczaniem. Otwory o większej zbie\
ności wykonuje się stopniowo rozwiertakami:
wstępnym, zdzierakiem, a następnie wykańczakiem.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Rys. 8. Rozwiertaki: a) zdzierak, b) wykańczak o zębach prostych, c) o zębach śrubowych, d) nastawny,
e) komplet rozwiertaków sto\
kowych, f) sprawdzanie ustawienia, g) rozwiercani [2, s. 73].
Gwintowanie jest obróbką wykonywaną na powierzchni wałków oraz otworów, która
polega na kształtowaniu wzdłu\
linii śrubowej rowka o odpowiednim zarysie za pomocą
gwintowników (w otworach) lub narzynek (na elementach walcowych). Podczas gwintowania
ręcznego przemieszczanie się narzędzia względem przedmiotu w czasie jednego obrotu
odpowiada wartości skoku gwintu. Gwintowanie otworu odbywa się kompletem trzech
gwintowników (zdzieraka, pośredniego i wykańczaka), które kolejno umieszczane w pokrętle,
wprowadza siÄ™ do pracy.
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń
1. Jakie są rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem?
2. Na czym polega trasowanie?
3. Na czym polega prostowanie i gięcie?
4. Jakie znasz przykłady obróbki ręcznej?
5. Na czym polega przecinanie, ścinanie i wycinanie?
6. Jakie są zasady skrobania powierzchni płaskich?
7. Na czym polega rozwiercanie?
8. Na czym polega gwintowanie?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj dwa arkusze pokrycia z blachy ocynkowanej o szerokości 290 mm i szerokości
590 mm. Zaprezentuj efekt swojej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować dokładnie treść zadania,
2) zapisać wykaz operacji prowadzących do wykonania pokrycia,
3) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
4) zapisać obliczenia wymiarów arkusza pokrycia w rozwinięciu,
5) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały
niezbędne do wykonania pokrycia,
6) sprawdzić stan techniczny krawędziarki (zaginarki) poprzez poruszenie dz
wigniÄ… oporu,
7) wytrasować i wyciąć rozwinięcie arkuszy pokrycia,
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory do trasowania,
- przybory kontrolno-pomiarowe,
- przebijaki,
- dwuróg,
- no\
yce ręczne (prawe, lewe),
- młotek blacharski,
- rękawice ochronne,
- no\
yce stołowe lub gilotynowe,
- krawędziarka,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki ręcznej.
Ćwiczenie 2
Wykonaj 5 sztuk \
abek o wymiarach 65x30x30 mm. Zaprezentuj efekt swojej pracy.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować dokładnie treść zadania,
2) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,
3) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały
niezbędne do wykonania pokrycia,
4) sprawdzić stan techniczny krawędziarki (zaginarki) poprzez poruszenie dz
wigniÄ… oporu,
5) wytrasować i wyciąć \
abki,
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory do trasowania,
- przybory kontrolno-pomiarowe,
- przebijaki,
- dwuróg,
- no\
yce ręczne (prawe, lewe),
- młotek blacharski,
- rękawice ochronne,
- no\
yce stołowe lub gilotynowe,
- krawędziarka,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki ręcznej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
4.6.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz
Tak Nie
1) wymienić rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem? 1
1

2) określić na czym polega prostowanie i cięcie? 1
1

3) podać przykłady obróbki ręcznej? 1
1

4) określić na czym polega przecinanie, ścinanie i wycinanie? 1
1

5) podać zasady skrobania powierzchni płaskich? 1
1

6) określić na czym polega rozwiercanie? 1
1

7) określić na czym polega gwintowanie? 1
1

8) określić na czym polega frezowanie? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
4.7. Odlewnictwo
4.7.1. Materiał nauczania
Odlewnictwem nazywa się dziedzinę techniki obejmującą wytwarzanie części maszyn
lub przedmiotów przez wypełnianie ciekłym stopionym metalem odpowiednio
przygotowanych form. Otrzymane przedmioty nazywamy ogólnie odlewami, a metodę ich
wytwarzania  odlewaniem.
W procesie wytwarzania odlewów rozró\
nia się kilka kolejno następujących po sobie
etapów:
- przygotowanie modelu przedmiotu, którego odlew ma być wykonany,
- przygotowanie materiałów formierskich,
- przygotowanie formy odlewniczej oraz rdzeni,
- wypełnienie ciekłym metalem formy odlewniczej,
- wyjęcie odlewu z formy,
- oczyszczenie i wykończenie odlewu.
Modele odlewnicze, rdzenie i formy
Zewnętrzne kształty odlewu odtwarza się za pomocą modelu. Kształty wewnętrzne
odtwarza się za pomocą rdzeni, które mocuje się w odpowiednich gniazdach formy. Modele
u\
ywane do wyrobu form z rdzeniami powinny nie tylko odtwarzać kształty zewnętrzne
odlewów, lecz równie\
kształty gniazd rdzeniowych. Ta część modelu, która odtwarza kształt
gniazda, nazywa siÄ™ znakiem rdzeniowym.
Najprostsze jest formowanie ręczne w gruncie. Dzieli sie je na formowanie zakryte
i odkryte. Na rys. 8 przedstawiono sposób formowania odkrytego w gruncie. Model
1 przedmiotu przewidzianego do odlania osadza siÄ™ w masie formierskiej i za pomocÄ…
poziomnicy 4 sprawdza się poło\
enie modelu. Po ustaleniu modelu za pomocą ubijaków
zagęszcza się dookoła niego masę, a jej nadmiar zgarnia się do poziomu górnej powierzchni
modelu. W celu odprowadzenia gazów nakłuwa się formę nakłuwakiem 3, potem wykonuje się
wlew 5, zbiornik wlewowy 6 i przelew 7. Model wyjmuje siÄ™ z formy za pomocÄ… uchwytu 2.
Formowanie odkryte stosuje się do przedmiotów, których strona wierzchnia stanowić
będzie płaszczyznę. W formach odkrytych odlewy mają górną powierzchnię chropowatą,
zanieczyszczonÄ… \
u\
lem.
Rys. 8. Formowanie odkryte w gruncie [4, s. 135].
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
Rys. 9. Formowanie w dwóch skrzynkach z modelu dzielonego: a) rysunek części odlewanej, b) wykonanie
dolnej formy, c) wykonanie górnej formy, d) forma zło\
ona [4, s. 136].
Formowanie maszynowe stosuje siÄ™ przewa\
nie w wielkoseryjnej i masowej produkcji
odlewów. Ułatwia ono i przyspiesza proces wykonywania form, a ponadto wpływa na
poprawę dokładności wymiarów i jakości odlewów. Maszyny stosowane do produkcji form
odlewniczych nazywa siÄ™ formierkami. Rola formierek sprowadza siÄ™ przewa\
nie do
zagęszczania masy i wyjmowania modelu z formy
Rys. 10. Formowanie prasowaniem: 1  płyta prasująca, 2  płyta modelowa, 3  skrzynka formierska, 4  masa
formierska [4, s. 139].
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
Oczyszczanie odlewów polega na usunięciu z ich powierzchni cząstek masy formierskiej
lub zgorzeliny powstałej podczas obróbki cieplnej. Oczyszczać mo\
na szczotkami stalowymi
lub przez bębnowanie i piaskowanie, a tak\
e ręcznie przez młotkowanie za pomocą młotków
pneumatycznych.
Bębnowanie odbywa się w specjalnych bębnach (rys. 11). Do wnętrza bębna
1 załadowuje się, oprócz odlewów, tzw. gwiazdki z białego \
eliwa. W czasie obrotu bębna
znajdujÄ…ce siÄ™ wewnÄ…trz niego odlewy uderzajÄ… o siebie wzajemnie i o gwiazdki, i w ten
sposób ulegają oczyszczeniu.
Piaskowanie polega na tym, \
e na oczyszczonÄ… powierzchniÄ™ odlewu kieruje siÄ™ pod
ciśnieniem sprę\
onego powietrza strumień piasku lub śrutu \
eliwnego. Podczas oczyszczania
piaskiem powstają ogromne ilości pyłu i dlatego przewa\
nie stosuje się oczyszczanie śrutem.
Rys. 11. Bęben do oczyszczania odlewów [4, s. 140].
Zalewki i nierówności usuwa się przecinakami pneumatycznymi lub za pomocą
szlifierek. Do szlifowania odlewów często mają zastosowanie szlifierki z giętkim wałkiem.
Niektóre odlewy wymagają specjalnych zabiegów wykańczających, jak malowanie,
emaliowanie i trawienie.
Malowania dokonuje siÄ™ zwykle przez natryskiwanie w specjalnych komorach lub przez
zanurzanie w kadziach z farbÄ….
Emaliowanie mo\
e być wykonywane na mokro lub na sucho. W pierwszym przypadku
odlewy po dokładnym opiaskowaniu pokrywa się masą emalierską rozmieszaną z wodą, po
czym suszy siÄ™ je, a nastÄ™pnie wypala w specjalnych piecach w temperaturze ok. 700°C.
Emaliowanie suche (wanien, umywalek) wykonuje się w ten sposób, \
e nagrzewa siÄ™ odlewy
do temperatury ok. 700°C, a nastÄ™pnie posypuje siÄ™ je sproszkowanÄ… emaliÄ… i natychmiast
wsuwa z powrotem do pieca.
Do specjalnych sposobów odlewania, poza odlewaniem w kokilach, nale\
y odlewanie
pod ciśnieniem, odlewanie odśrodkowe, odlewanie do form skorupowych oraz odlewanie
precyzyjne, tzw. metodÄ… wytapianych modeli (dawniej zwanÄ… metodÄ… traconego wosku). Ta
ostatnia metoda zapewnia dokładność wymiarów i gładkość powierzchni, a polega na
wykonaniu pod ciśnieniem w stalowej matrycy modelu z wosku ziemnego, parafiny i \
ywic
syntetycznych. Otrzymany w ten sposób model pokrywa się cienką warstwą zawiesiny
mielonego piasku kwarcowego, zmieszanego z grafitem w szkle wodnym. Po wyschnięciu
formuje się go w skrzynce formierskiej, a następnie umieszcza w piecu i w temperaturze
100 120°C wytapia siÄ™ model woskowy (rys. 12).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
Rys. 12. Schemat formy do odlewania metodÄ… wytapiania modeli: 1  masa formierska, 2  woskowy model
układu wlewowego, 3  modele woskowe wyrobów [6, s. 34].
Ze względu na charakter procesu technologicznego i warunki eksploatacji urządzeń
odlewniczych praca w odlewniach musi być podporządkowana w sposób szczególny
przepisom bhp. Najczęstszymi chorobami zawodowymi występującymi wśród pracowników
zatrudnionych w odlewniach są schorzenia: dróg oddechowych (m.in. krzemica), układu
krÄ…\
enia (choroby serca), układu ruchu (reumatyzm) oraz schorzenia skóry.
W odlewniach najwięcej wypadków zdarza się podczas przenoszenia i przewo\
enia
ciÄ™\
arów, a następną grupę stanowią oparzenia (przewa\
nie ciekłym metalem lub \
u\
lem).
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest definicja odlewnictwa?
2. Jakie są etapy wytwarzania odlewów?
3. Jakie są definicje podstawowych pojęć związanych z procesem odlewania?
4. Jaka jest klasyfikacja odlewania?
5. Jaka jest definicja mas formierskich i rdzeniowych?
6. Na czym polega wykonywanie form piaskowych?
7. Jakie są specjalne metody odlewania pod względem: istoty metod, przebiegu procesu,
zalet i zastosowania?
8. Na czym polega i jak jest realizowane wykańczanie odlewów?
4.7.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Opracuj w formie opisowej odlew rury z kołnierzem, przyjmując następujące zało\
enia:
długość rury 100 mm, średnica rury 20 mm, długość kołnierza  20 mm
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) sporządzić rysunek techniczny projektowanej rury z kołnierzem,
2) wykonać wzorzec rury,
3) przygotować półmatrycę,
4) wykonać połówki matrycy ze stopu ZnAL,
5) wykonać gotową matrycę,
6) wypełnić matrycę masą,
7) zanurzyć rurę w zawiesinie pyłu w krzemianie etylu,
8) obsypać pyłem lub drobnym piaskiem i wysuszyć,
9) wytopić model,
10) wypalić formę,
11) zalać formę.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zestaw do opracowania rysunku technicznego, papier milimetrowy, zestaw przyborów
kreślarskich lub zestaw komputerowy z oprogramowaniem CAD,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia dotyczÄ…ca odlewnictwa.
Ćwiczenie 2
Na podstawie dostępnej literatury przedmiotu sporządz
schemat przygotowania masy
formierskiej. Schemat przygotuj w formie planszy ilustrującej poszczególne etapy
przygotowania masy formierskiej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) poszukać w dostępnej literaturze przedmiotu wiadomości dotyczących przygotowania
mas formierskich,
2) umieć wyjaśnić poszczególne etapy przygotowania mas formierskich,
3) przygotować plansze na której będzie umieszczony schemat,
4) narysować schemat przygotowania mas formierskich,
5) wyjaśnić sporządzony schemat przygotowania mas formierskich,
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- karty katalogowe, normy,
- notatnik,
- plansza,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotyczÄ…ca odlewnictwa.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
4.7.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie odlewnictwo? 1
1

2) wymienić etapy wytwarzania odlewów? 1
1

3) podać i objaśnić podstawowe pojęcia związane z procesem odlewania? 1
1

4) wymienić i uzasadnić ró\
ne podziały odlewania? 1
1

5) omówić masy formierskie i rdzeniowe? 1
1

6) wyjaśnić na czym polega wykonywanie form piaskowych? 1
1

7) scharakteryzować specjalne metody odlewania? 1
1

8) wyjaśnić na czym polega wykańczanie odlewów? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
4.8. Obróbka plastyczna
4.8.1. Materiał nauczania
Obróbka plastyczna to taka, podczas której  w wyniku działania sił zewnętrznych 
następuje zmiana kształtu i własności materiału. Rozró\
nia się obróbkę plastyczną na zimno
i na gorąco. Gdy odkształcenie plastyczne następuje w temperaturze ni\
szej od temperatury
rekrystalizacji, to mamy do czynienia z obróbką plastyczną na zimno, gdy zaś powy\
ej tej
temperatury  z obróbką plastyczną na gorąco.
Temperatura rekrystalizacji ró\
nych metali i stopów zale\
y głównie od ich temperatury
topnienia i wynosi:
- dla stali ok. 550°C,
- dla aluminium ok. 200°C,
- dla miedzi ok. 250°C,
- dla mosiÄ…dzu ok. 300 400°C,
- dla cyny i cynku ok. 20°C.
Wynika z tego, \
e np. obróbka plastyczna stali w temperaturze ok. 500°C jest obróbkÄ…
plastycznÄ… na zimno, natomiast obróbka plastyczna cynku w temperaturze ok. 30°C jest ju\

obróbką plastyczną na gorąco. Nie znaczy to jednak, \
e obróbki plastycznej na gorąco
dokonuje siÄ™ w temperaturze niewiele przekraczajÄ…cej temperaturÄ™ rekrystalizacji, gdy\

w miarę jej wzrostu zwiększa się plastyczność materiału i do kształtowania są potrzebne
mniejsze naciski. Temperatura obróbki plastycznej na gorąco dla ró\
nych metali i stopów
wynosi:
- dla stali 800 1200°C,
- dla aluminium 350 450°C,
- dla miedzi 900 1050°C,
- dla mosiÄ…dzu 700 800°C,
- dla cyny i cynku ok. 150 170°C.
Rozró\
nia się następujące podstawowe sposoby obróbki plastycznej:
- kucie,
- tłoczenie,
- walcowanie,
- ciÄ…gnienie.
Kucie dzieli się na ręczne i maszynowe. Proces technologiczny kucia obejmuje
następujące czynności:
- przygotowanie materiału do kucia, tj. cięcie, czyszczenie, nagrzewanie,
- kucie,
- wykańczanie odkuwek, tj. ich okrawanie, oczyszczanie, wy\
arzanie i ewentualne
dogniatanie.
Do kucia ręcznego materiał nagrzewa się przewa\
nie w ogniskach kowalskich lub
małych piecach komorowych. Do miejscowego nagrzewania materiału stosuje się piece
oczkowe lub szczelinowe opalane gazem lub mazutem.
Narzędzia do kucia ręcznego przedstawiono na rys. 30. Podstawowymi operacjami kucia
ręcznego są: przecinanie, przebijanie, wydłu\
anie, spęczanie, wyginanie, odsadzanie
i zgrzewanie. Przecinanie odbywa się na kowadle za pomocą przecinaków i podcinek.
Przebijanie otworów mo\
e się odbywać na kowadle lub dziurownicy.
Wydłu\
anie materiału wykonuje się młotkiem lub \
Å‚obnikiem na kowadle (rys. 13).
Falistą powierzchnię materiału, powstałą po przejściu \
łobnika, wygładza się gładzikiem.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
Rys. 13. Wydłu\
anie na kowadle: a) wydłu\
anie za pomocÄ… \
Å‚obnika, b) rozszerzanie za pomocÄ… \
łóbka,
c) rozszerzanie płaskownika rąbem młotka, d) wygładzanie gładzikiem kowalskim [6, s. 46].
Spęczanie polega na uderzaniu młotkiem w materiał ustawiony pionowo na kowadle,
wskutek czego pręt staje się krótszy i grubszy.
Odsadzaniem nazywa się zmniejszenie grubości materiału na jego końcu; jest ono
wykonywane na kowadle za pomocÄ… odsadzki.
Zgrzewanie polega na Å‚Ä…czeniu stali przez nagrzanie jej do wysokiej temperatury
(ok. 1200°C) i zÅ‚Ä…czenie pod uderzeniami mÅ‚ota.
Rys. 14. Niektóre operacje kowalskie: a) spęczanie sworznia na końcu, b) spęczanie sworznia w środku,
c) wyginanie na rogu kowadła, d) wyginanie na krawędzi kowadła, e) zgrzewanie stykowe
(doczołowe), f) zgrzewanie na zakładkę, g) zgrzewanie w klin [7, s. 67].
Kucie ręczne, zwłaszcza odkuwek o skomplikowanych kształtach, wymaga wysokich
kwalifikacji kowala. Jest stosowane obecnie tylko w nielicznych małych warsztatach oraz do
wykonywania wyrobów artystycznych, jak np. ozdobne kraty, lichtarze, ozdobne okucia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Podczas kucia maszynowego nacisk na materiał wywiera maszyna, działająca statycznie
lub dynamicznie (prasa, kuz
niarka, młot mechaniczny itp.). Kucie na prasach nazywa się
prasowaniem.
Kucie maszynowe dzieli się na swobodne i matrycowe. Najczęściej kucie maszynowe
jest wykonywane na młotach, które ze względu na zastosowanie dzieli się na młoty: do kucia
swobodnego i do kucia matrycowego. Ze względu na rodzaj napędu rozró\
nia się młoty
o napędzie mechanicznym oraz młoty parowo-powietrzne.
Tłoczenie jest obróbką plastyczną na zimno lub na gorąco, obejmującą operacje cięcia
i kształtowania blach, a tak\
e folii i płyt niemetalowych.
Cieciem nazywa się proces tłoczenia, podczas którego następuje całkowite lub częściowe
oddzielenie jednej części materiału od drugiej.
Kształtowanie polega na nadawaniu blachom zało\
onego z góry kształtu i wymiarów.
Operacje cięcia mo\
na podzielić na: wycinanie, dziurkowanie, przycinanie, okrawanie,
odcinanie, nadcinanie (rys. 15), a tak\
e rozcinanie i wygładzanie (rys. 15)
Rys. 15. Operacje cięcia: a) wycinanie, b) dziurkowanie, c) przycinanie, d) okrawanie, e) odcinanie, f) nadcinaie
[9, s. 98].
Najczęściej stosowanymi operacjami cięcia są wycinanie, zwane równie\
wykrawaniem,
i dziurkowanie. Operacje te wykonuje siÄ™ na prasie za pomocÄ… przyrzÄ…du zwanego
wykrojnikiem (rys. 16). Rozró\
nia siÄ™ wykrojniki bez prowadzenia (rys. 16a) i z prowadzeniem
płytowym lub słupowym (rys. 16b).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
Rys. 16. Wykrojniki: a) bez prowadzenia, b) z prowadzeniem słupowym, 1, 2  słupy, 3  głowica, 4  stempel,
5  płyta tnąca, 6  płyta podstawowa [9, s. 90].
Wykrojnik bez prowadzenia jest przeznaczony do mniej dokładnego wykrawania.
Wykrojniki z prowadzeniem zapewniają większą dokładność wycinania lub dziurkowania.
Nale\
y zaznaczyć, \
e między wycinaniem a dziurkowaniem jest tylko ró\
nica w określeniu,
która część ciętej blachy jest wyrobem, a która odpadem. Przy dziurkowaniu blacha
z otworami jest wyrobem, a przy wycinaniu odwrotnie. Wszystkie operacje cięcia są
wykonywane przewa\
nie za pomocą wykrojników na prasach mimo środowych.
Operacje kształtowania dzieli się na: gięcie, ciągnienie, obciąganie, wywijanie,
wygniatanie, rozpęczanie, obciskanie, wyoblanie, wyciskanie itp.
Ciągnienie składa się z następujących operacji: wytłaczanie, przetłaczanie i dotłaczanie.
Pierwszą operacją ciągnienia jest wytłaczanie, czyli wykonanie np. z krą\
ka blachy o średnicy
D naczynia w kształcie miseczki za pomocą stempla o średnicy d (rys. 17a). Następną
operacją ciągnienia jest przetłaczanie, w czasie, którego następuje zmniejszenie wymiarów
miseczki uprzednio wytłoczonej, np. ze średnicy d1 na średnicę d2.
Rys. 17. Operacje ciągnienia: a) wytłaczanie, b) przetłaczanie, c) dotłaczanie: 1  stempel, 2  dociskacz,
3  matryca, 4  krÄ…\
ek blachy, 5  miseczka, 6  wyrzutnik ułatwiający wyjęcie gotowego wyrobu
[8, s. 92].
Wytłaczanie wykonuje się za pomocą wytłaczaka, a przetłaczanie  za pomocą
przetłaczaka. Oba przyrządy ogólnie określamy jako ciągowniki.
Do nowoczesnych metod tłoczenia zalicza się:
- tłoczenie wybuchowe, przy którym wykorzystuje się energię detonacji materiałów
wybuchowych,
- tłoczenie pneumatyczne, które polega na wykorzystaniu energii wysokoprę\
nych gazów,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
- tłoczenie elektrohydrauliczne, polegające na wykorzystaniu energii wyładowań
elektrycznych w cieczy,
- tłoczenie elektromagnetyczne, w którym jest wykorzystane działanie na blachę im pulsu
pola magnetycznego.
Do tłoczenia u\
ywa się najczęściej pras mimośrodowych, korbowych i hydraulicznych.
Do ciÄ…gnienia u\
ywa się bardzo często pras podwójnego działania, aby zapewnić
zró\
nicowany nacisk na stempel i na dociskacz. Do cięcia, a najczęściej wycinania
i dziurkowania, u\
ywa się pras mimośrodowych.
Do ciągnienia są przeznaczone prasy korbowe, kolanowe, jak równie\
hydrauliczne
(przewa\
nie podwójnego działania).
Wszystkie prasy sÄ… uruchamiane dz
wignią ręczną lub no\
ną i powinny być
zabezpieczone przed mo\
liwością wło\
enia ręki w obszar pracy suwaków. Ostatnio stosuje
się zabezpieczenia za pomocą fotokomórki, która powoduje natychmiastowe zatrzymanie
prasy w przypadku, gdy zbli\
y się rękę do obszaru pracy suwaków. Nowoczesne prasy są
sterowane wyłącznie elektrycznie i zamiast dz
wigni sÄ… wyposa\
one w pulpit sterowniczy
z przyciskami do uruchamiania i sterowania mechanizmami prasy.
Walcowanie obejmuje m. in. technologię wytwarzania półwyrobów i wyrobów
walcowanych ze stali, metali nie\
elaznych i ich stopów. Walcowanie metali mo\
e siÄ™
odbywać na gorąco lub na zimno za pomocą nacisków wywieranych na materiał przez
obracające się walce, które nadają mu wymagany kształt. Bardzo cienkie blachy, taśmy i folie
walcuje siÄ™ na walcarkach wielowalcowych na zimno.
Rys. 18. Walcowanie gwintu: a) szczękami, b) rolkami [6, s. 45].
4.8.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są cechy charakterystyczne obróbki plastycznej?
2. Jakie są zjawiska i ich skutki występujące w obróbce plastycznej na zimno?
3. Jakie są ró\
nice pomiędzy obróbką plastyczną na zimno i na gorąco?
4. Jakie znasz podziały metod plastycznego kształtowania przedmiotów?
5. Na czym polegają operacje: cięcia, gięcia i kształtowania wytłoczek?
6. Na czym polega proces wyoblania, zgniatania obrotowego, specjalne metody tłoczenia?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
4.8.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Z blachy ocynkowanej wykonaj rurę spustową o średnicy 200 mm i długości 300 mm
i dno skrzynki zlewowej o wymiarach 300 mm x 300 mm. Na rurze na wysokości 100 mm od
jej końca wykonaj prze\
łobienie usztywniające. W dnie skrzynki zlewowej wykonaj otwór
umo\
liwiający połączenie z rurą spustową. W rurze spustowej i dnie skrzynki zlewowej
wykonaj kołnierze i ukształtuj rąbek le\
ący pojedynczy o szerokości 5 mm. Połącz rurę
spustowÄ… z dnem skrzynki.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować dokładnie treść zadania oraz rysunek połączenia rury spustowej z dnem
skrzynki zlewowej,
2) zapisać wykaz operacji prowadzących do wykonania połączenia rury spustowej z dnem
skrzynki zlewowej,
3) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,
4) zapisać wymiary arkusza blachy do wykonania rury spustowej,
5) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały
niezbędne do wykonania połączenia rury spustowej z dnem skrzynki zlewowej,
6) sprawdzić stan techniczny zawijarki,
7) wytrasować i wyciąć rozwinięcie rury spustowej, linie gięcia trasować przy u\
yciu
pisaka,
8) ukształtować na zawijarce rurę spustową, połączyć za pomocą rąbka,
9) wytrasować, wyciąć dno skrzynki zlewowej,
10) połączyć oba elementy poprzez zagięcie kołnierza rury spustowej na brzegi kołnierza
w dnie,
11) po zakończeniu pracy uporządkować stanowisko, oczyścić narzędzia i zwrócić do
miejsca przechowywania, odpady wrzucić do pojemnika.
Wyposa\
enie stanowiska pracy
- przybory do trasowania,
- przybory kontrolno-pomiarowe,
- no\
yce ręczne,
- dwuróg,
- młotek blacharski,
- pobijak,
- rękawice ochronne,
- stół warsztatowy z imadłem,
- kleszcze blacharskie (warsztatowe),
- no\
yce stołowe lub gilotynowe,
- krawędziarka,
- blacha stalowa, ocynkowana grubości 0,5 mm,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki plastycznej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Rysunek do ćwiczenia 1. [11].
4.8.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) podać cechy charakterystyczne obróbki plastycznej? 1
1

2) opisać zjawiska występujące w obróbce plastycznej na zimno? 1
1

3) porównać obróbkę plastyczną na zimno i na gorąco? 1
1

4) podać mo\
liwe podziały metod plastycznego kształtowania przedmiotów? 1
1

5) wyjaśnić na czym polegają operacje cięcia, gięcia? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
4.9. Obróbka cieplna
4.9.1. Materiał nauczania
Obróbką cieplną nazywa się celowe zabiegi cieplne, w wyniku, których zmienia się
własności mechaniczne, fizyczne lub chemiczne metali i stopów w stanie stałym. Wywołane
zmiany strukturalne sÄ… uzale\
nione od temperatury, czasu trwania zabiegu oraz działania
aktywnego środowiska.
Pojęcia podstawowe z zakresu obróbki cieplnej
Operacją nazywa się część procesu technologicznego, np. hartowanie, odpuszczanie,
wy\
arzanie.
Zabiegiem nazywa się część operacji, np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie.
Do zabiegów w obróbce cieplnej zalicza się:
- grzanie  podwy\
szanie i następnie utrzymywanie temperatury przedmiotu,
- nagrzewanie  ciągłe lub stopniowe podwy\
szanie temperatury przedmiotu,
- podgrzewanie  podwy\
szanie temperatury przedmiotu do wartości pośredniej,
- dogrzewanie  podwy\
szanie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do
docelowej,
- wygrzewanie  wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze pośredniej lub docelowej,
- chłodzenie  obni\
anie temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub innej,
- podchładzanie  obni\
anie temperatury przedmiotu do wartości wy\
szej ni\
zamierzona
końcowa temperatura chłodzenia,
- dochładzanie  obni\
anie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej,
- wychładzanie  wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze podchładzania lub
w temperaturze końca chłodzenia ciągłego.
Hartowanie polega na nagrzewaniu stali do odpowiedniej temperatury, zale\
nej od
rodzaju materiaÅ‚u, zwykle do temperatury ok. 30°C wy\
szej od temperatury przemiany A3,
wygrzaniu jej w tej temperaturze w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie
materiału i szybkim chłodzeniu. Celem hartowania jest uzyskanie struktury materiału
o większej twardości. Zwiększenie twardości stali zahartowanej jest spowodowane
utworzeniem siÄ™ tzw. martenzytu.
Zale\
nie od sposobu nagrzewania rozró\
nia siÄ™ hartowanie z ogrzewaniem na wskroÅ›
i hartowanie powierzchniowe.
Hartowanie z ogrzewaniem na wskroś dzieli się na zwykłe, stopniowe i z przemianą
izotermicznÄ…:
1. Hartowanie zwykłe polega na nagrzaniu stali do temperatury powy\
ej linii GSK,
wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim chłodzeniu. Odmianą hartowania zwykłego jest
hartowanie przerywane.
2. Hartowanie stopniowe polega na nagrzaniu i wygrzaniu stali jak w czasie hartowania
zwykłego, oziębieniu w kąpieli (najczęściej solnej) o temperaturze nieco wy\
szej od
temperatury początku przemiany martenzytycznej, krótkim wygrzaniu w tej kąpieli do
wyrównania temperatury w przekroju przedmiotu i następnie chłodzeniu w powietrzu.
3. Hartowanie z przemianą izotermiczną polega na ochłodzeniu stali w kąpieli
o temperaturze wy\
szej od temperatury poczÄ…tku przemiany martenzytycznej
i utrzymaniu przedmiotu w tej kÄ…pieli a\
do zakończenia przemiany austenituw tzw.
bainit. Obróbka ta wymaga stosowania odpuszczania.
Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej
przedmiotu do temperatury wy\
szej od temperatury krytycznej i oziębieniu. Celem jego jest
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
uzyskanie twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia,
który przy zmiennych obcią\
eniach nie ulega pęknięciu.
W zale\
ności od sposobu nagrzewania rozró\
nia siÄ™ hartowanie powierzchniowe:
- płomieniowe, polegające na nagrzewaniu przedmiotu palnikiem gazowym,
- indukcyjne, polegajÄ…ce na nagrzewaniu przedmiotu prÄ…dami wirowymi wzbudzonymi
w warstwie powierzchniowej przedmiotu oraz prÄ…dami szybkozmiennymi w induktorze
(wzbudniku),
- kąpielowe, polegające na nagrzewaniu przez krótkie zanurzenie przedmiotu w kąpieli
solnej lub ołowiowej, o temperaturze du\
o wy\
szej ni\
temperatura hartowania stali.
Do chłodzenia u\
ywa się wanien hartowniczych, które wypełnia się cieczami
chłodzącymi. Wanny wykonane z blachy stalowej są wyposa\
one w urządzenia do dopływu
wody lub oleju. Wanny olejowe mają zazwyczaj podwójne ściany, miedzy, którymi
przepływa woda. Przedmiotem chłodzonym nale\
y poruszać w czasie kąpieli, aby ułatwić
odrywanie się od jego powierzchni pęcherzyków pary utrudniających chłodzenie. Przedmiot
powinien być zanurzony w ten sposób, aby wszystkie jego miejsca były ochłodzone
jednocześnie. Sposoby zanurzania przedmiotów w kąpieli i poruszania nimi podczas
hartowania przedstawiono na rys. 19.
Rys. 19. Zanurzanie przedmiotów i poruszanie nimi podczas hartowania [4, s. 102].
Odpuszczanie umo\
liwia usunięcie naprę\
eń wewnętrznych powstałych w przedmiotach
podczas hartowania i polepsza ich własności plastyczne. Odpuszczanie polega na nagrzaniu
uprzednio zahartowanego przedmiotu poni\
ej temperatury 723°C, wygrzaniu w tej
temperaturze, a następnie chłodzeniu. Zale\
nie od temperatury nagrzewania rozró\
nia siÄ™
odpuszczanie niskie, średnie i wysokie.
Odpuszczanie niskie (w temperaturze 150 250°C) usuwa naprÄ™\
enia własne materiału
z zachowaniem jego du\
ej twardości. Odpuszczanie niskie stosuje się do narzędzi,
sprawdzianów oraz części maszyn ze stali niestopowych i nisko-stopowych.
Odpuszczanie średnie zwiększa wytrzymałość i sprę\
ystość materiału przy dostatecznie
du\
ej ciągliwości. Stosuje się je do przedmiotów nara\
onych w czasie pracy na uderzenia, jak
np. matryce.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
Odpuszczanie wysokie zwiększa wytrzymałość i sprę\
ystość materiału z jednoczesnym
zachowaniem jego du\
ej twardości i odporności na uderzenia (uzyskanie mo\
liwie du\
ej
plastyczności). Stosuje się je do materiałów przeznaczonych na części maszyn pracujących
pod znacznym obciÄ…\
eniem i nara\
onych na uderzenia, jak np. wały, korbowody.
Wy\
arzanie jest operacją cieplną polegającą na nagrzaniu materiału do \
Ä…danej
temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie powolnym chłodzeniu do temperatury
otoczenia. Zale\
nie od temperatury wy\
arzania, sposobu studzenia oraz celu zabiegu
rozró\
nia siÄ™: wy\
arzanie ujednorodniające, normalizujące, zupełne, niezupełne,
zmiękczające, rekrystalizujące, odprę\
ajÄ…ce.
Wy\
arzanie ujednorodniające ma na celu zmniejszenie miejscowych niejedno-rodności
składu chemicznego, które powstają w czasie odlewania i krzepnięciamateriału, np. wlewków
stali stopowych.
Wy\
arzanie normalizujące ma na celu otrzymanie równomiernej budowy
drobnoziarnistej, która nadaje stali lepsze własności mechaniczne ni\
budowa gruboziarnista.
Wy\
arzanie to stosuje się równie\
w celu usunięcia naprę\
eń własnych i polepszenia
własności wytrzymałościowych.
Wy\
arzanie zupeÅ‚ne polega na nagrzaniu stali do temperatury 30 50°C powy\
ej linii
GSE, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie studzeniu do przekroczenia temperatury
723°C. Celem wy\
arzania zupełnego jest przekrystalizowanie zupełne stali, nadanie jej
jednorodnej drobnoziarnistej struktury o małej twardości i du\
ej ciągliwości, usuniecie
naprÄ™\
eń własnych oraz często polepszenie obrabialności.
Wy\
arzanie niezupełne, podobne do wy\
arzania zupełnego, jest stosowane w celu
zmniejszenia twardości, usunięcia naprę\
eń własnych i zwiększenia plastyczności stali.
Wy\
arzanie zmiękczające jest stosowane w celu uzyskania zmniejszenia twardości stali.
Wy\
arzanie rekrystalizujÄ…ce polega na nagrzaniu uprzednio zgniecionego stopu do
temperatury 550 650°C, wygrzaniu w tej temperaturze, a nastÄ™pnie wolnym studzeniu
w powietrzu. Wy\
arzanie to jest stosowane w celu usunięcia zgniotu i przywrócenia stali
początkowej plastyczności.
Wy\
arzanie odprÄ™\
ajÄ…ce polega na nagrzaniu stopu (stal, stopy aluminium, stopy
miedzi) do temperatury poni\
ej przemian (450 650°C), wygrzaniu w tej temperaturze
i studzeniu. Jest stosowane w celu zmniejszenia naprÄ™\
eń własnych w materiale, powstałych
wskutek zgrubnej obróbki skrawaniem, spawania, obróbki plastycznej na zimno itp.
4.9.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1. Jaka jest definicja obróbki cieplnej?
2. Jaka jest definicja hartowania?
3. Na czym polega hartowanie zwykłe?
4. Na czym polega hartowanie stopniowe?
5. Na czym polega hartowanie z przemianÄ… izotermicznÄ…?
6. Jaka jest definicja i klasyfikacja hartowania powierzchniowego?
7. Jaka jest definicjÄ™ i klasyfikacja odpuszczania?
8. Jaka jest definicja i klasyfikacja wy\
arzania?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
4.9.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie poni\
szego tekstu dokonaj charakterystyki procesu nagrzewania.
 Obróbka cieplna ma na celu zmianę właściwości fizycznych, mechanicznych, a czasem
chemicznych stali. Do najczęściej stosowanych rodzajów obróbki cieplnej stali nale\
Ä…:
nagrzewanie, hartowanie, odpuszczanie i wy\
arzanie.
Nagrzewanie metali stosuje się w celu łatwiejszej zmiany kształtu podczas kucia na
gorąco, bez zmian właściwości mechanicznych metalu. Kucie stali wykonuje się zale\
nie od
zawartoÅ›ci w niej wÄ™gla w temperaturze 700 1200°C; mniejsza temperatura nagrzewania jest
stosowana do stali o większej zawartości węgla. Nagrzewanie metali w czasie robót
kowalskich odbywa się w kotlinach kowalskich, tj. paleniskach na koks, którego \
arzenie
podtrzymuje się podmuchem powietrza tłoczonego przez wentylator nawiewny
Hartowanie stosuje się w czasie konserwacji i wyrobu narzędzi. Polega ono na
utwardzeniu stali przez podgrzanie jej i gwałtowne studzenie.
Zabieg ten zmienia strukturÄ™ stali.
TemperaturÄ™ nagrzanej stali w zale\
noÅ›ci od jej rodzaju podnosi siÄ™ do 650 1300°C.
Kontroluje siÄ™ jÄ… wg barwy roz\
arzonej stali. Barwa ciemnoczerwona oznacza temperaturÄ™
650 700°C, wiÅ›niowa  800°C, jasnoczerwona  900°C, \
ółtawoczerwona  1000°C,
pomaraÅ„czowa  1100°C, cytrynowa  1200°C i biaÅ‚a  1300°C. Roz\
arzoną stal chłodzi się
gwałtownie przez zanurzenie w wodzie (stal zwykła) lub oleju (stal stopowa).
Odwrotnym zabiegiem do hartowania jest odpuszczanie, tj. zmiękczanie stali. Zabieg ten
stosuje się np. do przekuwania narzędzi. Polega to na nagrzewaniu zahartowanej stali do
temperatury 190  650°C, a nastÄ™pnie powolnym jej chÅ‚odzeniu.
Wy\
arzanie polega na ogrzaniu stali do temperatury 400 1300°C, przetrzymaniu stali
w tej temperaturze i na powolnym jej chłodzeniu. Najczęściej stosuje się wy\
arzanie
twardych drutów, aby ułatwić ich wyginanie i zapobiec łamaniu .
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie tekst,
2) zanotować definicje nagrzewania,
3) zanotować właściwości procesu nagrzewania,
4) przedstawić swoje spostrze\
enia na forum klasy lub grupy
Wyposa\
enie stanowiska pracy
- fragment tekstu przewodniego,
- przybory do pisania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki cieplnej.
Ćwiczenie 2
Na podstawie poni\
szego tekstu dokonaj charakterystyki procesu hartowania.
 Obróbka cieplna ma na celu zmianę właściwości fizycznych, mechanicznych, a czasem
chemicznych stali. Do najczęściej stosowanych rodzajów obróbki cieplnej stali nale\
Ä…:
nagrzewanie, hartowanie, odpuszczanie i wy\
arzanie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
Nagrzewanie metali stosuje się w celu łatwiejszej zmiany kształtu podczas kucia na
gorąco, bez zmian właściwości mechanicznych metalu. Kucie stali wykonuje się zale\
nie od
zawartoÅ›ci w niej wÄ™gla w temperaturze 700 1200°C; mniejsza temperatura nagrzewania jest
stosowana do stali o większej zawartości węgla. Nagrzewanie metali w czasie robót
kowalskich odbywa się w kotlinach kowalskich, tj. paleniskach na koks, którego \
arzenie
podtrzymuje się podmuchem powietrza tłoczonego przez wentylator nawiewny
Hartowanie stosuje się w czasie konserwacji i wyrobu narzędzi. Polega ono na
utwardzeniu stali przez podgrzanie jej i gwałtowne studzenie.
Zabieg ten zmienia strukturÄ™ stali.
TemperaturÄ™ nagrzanej stali w zale\
noÅ›ci od jej rodzaju podnosi siÄ™ do 650 1300°C.
Kontroluje siÄ™ jÄ… wg barwy roz\
arzonej stali. Barwa ciemnoczerwona oznacza temperaturÄ™
650 700°C, wiÅ›niowa  800°C, jasnoczerwona  900°C, \
ółtawoczerwona  1000°C,
pomaraÅ„czowa  1100°C, cytrynowa  1200°C i biaÅ‚a  1300°C. Roz\
arzoną stal chłodzi się
gwałtownie przez zanurzenie w wodzie (stal zwykła) lub oleju (stal stopowa).
Odwrotnym zabiegiem do hartowania jest odpuszczanie, tj. zmiękczanie stali. Zabieg ten
stosuje się np. do przekuwania narzędzi. Polega to na nagrzewaniu zahartowanej stali do
temperatury 190 650°C, a nastÄ™pnie powolnym jej chÅ‚odzeniu.
Wy\
arzanie polega na ogrzaniu stali do temperatury 400 1300°C, przetrzymaniu stali
w tej temperaturze i na powolnym jej chłodzeniu. Najczęściej stosuje się wy\
arzanie
twardych drutów, aby ułatwić ich wyginanie i zapobiec łamaniu .
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie tekst,
2) zanotować definicje hartowania,
3) zanotować właściwości procesu hartowania,
4) przedstawić swoje spostrze\
enia na forum klasy lub grupy
Wyposa\
enie stanowiska pracy
- fragment tekstu przewodniego,
- przybory do pisania
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki cieplnej.
4.9.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie obróbki cieplnej? 1
1

2) wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu obróbki cieplnej? 1
1

3) wyjaśnić pojęcie hartowanie? 1
1

4) wyjaśnić pojęcie hartowanie zwykłe? 1
1

5) wyjaśnić pojęcie hartowanie stopniowe? 1
1

6) wyjaśnić pojęcie hartowanie z przemianą izotermiczną? 1
1

7) podać definicję i klasyfikacje hartowania powierzchniowego? 1
1

8) podać definicję i klasyfikację odpuszczania? 1
1

9) podać definicję i klasyfikację wy\
arzania? 1
1

10) podać definicję i rodzaje obróbki cieplno-chemicznej? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
4.10. Korozja metali
4.10.1. Materiał nauczania
Korozja jest procesem stopniowego niszczenia materiału. W zale\
ności od warunków
korozja następuje wskutek reakcji chemicznej lub elektrochemicznej materiału z otaczającym
środowiskiem. Wszystkie materiały ulegają korozji w określonym stopniu. Stopień
intensywności zale\
y od rodzaju materiału, jego składu chemicznego, struktury wewnętrznej
oraz rodzaju ośrodka otaczającego.
Korozja chemiczna polega na utlenianiu metali, elektrochemiczna na rozpuszczaniu
metalu będącego anodą ogniwa w procesie elektrochemicznym. Ze względu na charakter
zniszczenia metali wyró\
nia się korozję: równomierną, w\
erowÄ…, punktowÄ…, selektywnÄ…,
stykową, międzykrystaliczną, zmęczeniową i naprę\
eniowÄ… (rys. 21).
Rys. 20. Podstawowe rodzaje korozji: a) równomierna, b) w\
erowa, c) selektywna, d) międzykrystaliczna,
e) naprÄ™\
eniowa [9, s. 115].
Korozja równomierna polega na niszczeniu całej powierzchni metalu ze stałą
prędkością, która jest określana w mm/rok lub wagowo w g/(m2-h), przy czym uwa\
a siÄ™, \
e
je\
eli prędkość korozji materiału jest mniejsza lub równa 0,15 mm/rok, to taki materiał nadaje
się do budowy odpowiedzialnych elementów konstrukcyjnych, nara\
onych na niszczenie
korozyjne.
Korozja w\
erowa polega na tym, \
e ró\
ne obszary powierzchni metalu ulegajÄ… korozji
z ró\
ną intensywnością. Lokalne miejsca o stosunkowo du\
ym zniszczeniu korozyjnym sÄ…
nazywane w\
erami.
Korozja selektywna charakteryzuje siÄ™ tym, \
e jedna lub kilka faz stopu koroduje
znacznie szybciej ni\
baza metalu. Zjawisko to jest powodem znacznego obni\
enia
wytrzymałości materiału.
Korozja międzykrystaliczną powstaje i rozwija się na granicach ziaren metali i ich
stopów.
Korozja naprÄ™\
eniowa mo\
e pojawić się w wyniku sumowania się oddziaływania
środowiska korozyjnego i pola naprę\
eń rozciągających. Pęknięcie obcią\
onego elementu
mo\
e nastąpić nieoczekiwanie pod wpływem naprę\
eń znacznie ni\
szych od granicy
wytrzymałości na rozciąganie.
Korozja zmęczeniowa ma miejsce wówczas, gdy zjawiska zmęczeniowe w metalach
rozwijają się równocześnie z działaniem nań ośrodka korozyjnego-ciekłego lub gazowego.
Obserwuje się wówczas znaczny spadek wytrzymałości zmęczeniowej materiału.
Korozja chemiczna następuje wskutek działania na metale środowisk ciekłych
niebędących elektrolitami i nazywa się korozją metali w nieelektrolitach oraz środowisk
gazowych w podwy\
szonej temperaturze, zwanej korozją gazową. Ciekłe środowisko
korozyjne stanowiÄ… ciecze organiczne, takie jak: ropa naftowa zawierajÄ…ca siarkÄ™, pochodne
ropy naftowej, bezwodne alkohole, fenol, benzen.
Korozja gazowa jest procesem niszczenia metali na granicy styku metalu z suchym
gazem w podwy\
szonej temperaturze. Je\
eli zachodzi ona w środowisku zawierającym tlen,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
to produktami korozji są stałe tlenki metali tworzące warstewkę zgorzeliny. Podobne
działanie na metale wywierają inne gazy, jak: pary siarki, chlor, pary bromu, jodu.
Odporność metali na utlenianie w wysokich temperaturach nazywa się \
aroodpornością.
MiarÄ… \
aroodporności jest szybkość wzrostu warstewek tlenkowych w określonych
warunkach: metal, środowisko utleniające, temperatura. Dla metali technicznie wa\
nych
prowadzi się badania szybkości korozji gazowej w celu jej zapobiegania.
Korozja elektrochemiczna jest procesem wynikającym ze zjawisk zachodzących w krótko
zwartych miejscowych ogniwach, które powstają wskutek zetknięcia metalu z elektrolitem.
Je\
eli powstajÄ… na powierzchni metali, nazywa siÄ™ je ogniwami korozyjnymi. PrzyczynÄ…
powstawania w stopach jednofazowych miejsc anodowych i katodowych są między innymi
ró\
nice stÄ™\
eń składników roztworu stałego między ziarnami, a nawet w obszarze
pojedynczych ziaren.
Rys. 21. Przykład korozji elektrochemicznej [9, s. 118].
Rozró\
nia się następujące metody zabezpieczenia przed korozją:
- ochronÄ™ elektrochemicznÄ…,
- nakładanie i wytwarzanie powłok ochronnych,
- właściwy dobór materiałów i prawidłowa konstrukcja elementów nara\
onych na
- korozjÄ….
Rozró\
nia się powłoki ochronne nakładane i wytwarzane.
Powłoki ochronne nakładane dzieli się na metalowe i niemetalowe. Na powłoki
metalowe o du\
ej odporności na korozję u\
ywa siÄ™ niklu, chromu, miedzi, srebra, cyny,
cynku, ołowiu, kadmu, aluminium. Powłoki ochronne nakłada się galwanicznie oraz przez
zanurzenie, natryski i platerowanie.
Powłoki niemetalowe oddzielają mechanicznie metal od agresywnego środowiska. Są
one pochodzenia organicznego, jak np. farby, oleje, lakiery szybko schnÄ…ce i lakiery piecowe,
a ponadto smoły asfalty oraz ró\
nego rodzaju smary. Ostatnio stosuje siÄ™ do tego celu
tworzywa sztuczne.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
Oksydowanie (czernienie) polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy tlenków
\
elaza. Oksydować mo\
na nie tylko na kolor czarny lub brunatny, lecz równie\
na ró\
ne ich
odcienie.
Fosforanowanie polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy krystalicznej
fosforanów \
elaza.
Przystępując do powlekania środkami przeciw korozji, element nale\
y oczyścić usuwając
nalot. Przy mniejszej liczbie elementów oraz niewielkich ich wymiarach czyści się je ręcznie
szczotkami stalowymi lub papierem ściernym.
Powłoki olejne otrzymuje się pokrywając metal pokostem lub farbą olejną. Podobnie
nanosi siÄ™ farby o spoiwach z tworzyw sztucznych lub chlorokauczukowych.
Powłoki bitumiczne otrzymuje się z asfaltów naturalnych lub sztucznych. Mają one
ciemny kolor i są mało estetyczne, dlatego u\
ywa siÄ™ ich rzadziej ni\
farb. Zaletą tych powłok
jest odporność na działanie czynników chemicznych.
Powłokę cementową otrzymuje się rozpuszczając cement w wodzie; powstaje w ten
sposób mleko cementowe, którym powleka się tylko elementy stalowe. Środek ten jest rzadko
stosowany, gdy\
powłoka taka jest nietrwała i z biegiem czasu odpada od elementu
stalowego. Powłoki cementowej mo\
na u\
ywać tylko jako tymczasowego środka zapobiega-
wczego rdzewieniu.
Czynności przygotowawcze
Przed nało\
eniem powłoki ochronnej arkusze blachy nale\
y starannie oczyścić, odtłuścić
i wytrawić.
Czyszczenie polega na mechanicznym usunięciu zanieczyszczeń: błota, zaprawy, betonu
lub rdzy. Jeśli zanieczyszczeń jest mało, to usuwa się je ręcznymi szczotkami stalowymi. Do
czyszczenia większych powierzchni u\
ywa się okrągłych szczotek stalowych napędzanych
mechanicznie. Na ogół są one umieszczone na końcu giętkiego wału, połączonego z silnikiem
elektrycznym.
Odtłuszczanie polega na usunięciu z powłoki blachy wszelkiego rodzaju tłuszczów przez
kÄ…piel w Å‚ugach \
rących, węglanach lub związkach alkalicznych.
Odtłuszczanie ręczne polega na szczotkowaniu zanieczyszczonego przedmiotu
szczotkami filcowymi albo tarczowymi, zwil\
onymi roztworem odłuszczającym. Większe
przedmioty odłuszcza się zanurzając je w podgrzewanych wannach. Odtłuszczone blachy
nale\
y spłukać gorącą wodą, aby zmyć resztki chemikaliów.
Trawienie usuwa rdzÄ™, zgorzel oraz wszelkie tlenki i inne naloty z obrabianej
powierzchni. Do trawienia stosuje siÄ™ wodne roztwory kwasu siarkowego(VI), solnego,
fosforowego(V) itp. Trawienie nale\
y wykonywać bardzo ostro\
nie, gdy\
nadmierne
działanie kwasów czyni blachę kruchą, co jest szczególnie niebezpieczne dla cienkościennych
wyrobów i pokryć blaszanych. Trawienie jest zazwyczaj czynnością przygotowawczą przed
wykończeniem powierzchni, np. przed pokrywaniem galwanicznym lub lakierowaniem.
Nanoszenie powłok metalicznych
Metalizacja ogniowa polega na zanurzeniu metalizowanej blachy w roztopionym metalu
po starannym usunięciu z jej powierzchni wszelkich zanieczyszczeń i tlenków. W ten sposób
pokrywa siÄ™ blachy czarne cynkiem.
Metalizacja natryskowa polega na rozpyleniu i naniesieniu drobnych czÄ…stek stopionego
metalu na pokrywaną powierzchnię. Do tego celu słu\
Ä… pistolety metalizacyjne (rys. 22).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
Rys. 22. Pistolet metalizacyjny [6, s. 254].
Blacha przeznaczona do metalizowania powinna być odpowiednio przygotowana. Do
czynności przygotowawczych nale\
ą: usunięcie wszelkich zanieczyszczeń i nadanie
odpowiedniej szorstkości powierzchni blachy, czyli polepszenie przyczepności powłoki
metalowej.
Grubość antykorozyjnej powłoki cynkowej powinna wynosić 0,06 0,1 mm.
Metalizacja natryskowa jest bardzo droga i dlatego stosuje się ją tylko wówczas, gdy
powlekanie innego rodzaju jest niemo\
liwe.
Powłoki galwaniczne wykonuje się w zakładach przemysłowych w zwykłej
temperaturze. Tą metodą otrzymuje się powłoki doskonale trzymające się podło\
a i dowolnie
cienkie. Galwanizowanie polega na elektrolitycznym osadzaniu metali na powierzchni
metalowych wyrobów w celu trwałego zabezpieczenia ich przed korozją. Na ogół metal,
którym pokrywa się, jest anodą, a blacha  katodą.
Rys. 23. Schemat wanny galwanicznej [5, s. 121].
Aby grubość powłoki była jednakowa, odległości między poszczególnymi punktami
anody i katody powinny być jednakowe (rys. 23).
Pokrywanie odbywa się w stałych wannach galwanicznych. Blachy powlekane wiesza się
na wieszakach w elektrolicie pośrodku między anodami. Przed rozpoczęciem pokrywania
galwanicznego z powierzchni blachy nale\
y starannie usunąć wszelkie zanieczyszczenia,
tłuszcze i tlenki (czyszczenie mechaniczne, odtłuszczanie i trawienie).
Blachę cynkową i ocynkowaną chroni się najczęściej sposobem galwanicznym przez
pokrycie jej zwiÄ…zkami miedzi. Do miedziowania galwanicznego stosuje siÄ™ kÄ…piele
cyjankowe, co umo\
liwia otrzymanie warstwy miedzi dobrze trzymającej się na podło\
u.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56
śeby powłoka miedziana była równomierna i drobnoziarnista, miedziowanie powinno
odbywać się przy małym natę\
eniu prądu. Całkowita warstwa ochronna miedzi powinna
wynosić 0,01 0,03 mm.
Miedziowanie blach mo\
na równie\
wykonać zanurzając je w roztworze siarczanu(Vl)
miedzi(ll)  CuSO4 lub rozprowadzajÄ…c ten zwiÄ…zek po powierzchni szmatÄ… albo szczotkÄ….
Powłoki metaliczne blachy czarnej
Mosiądzowanie wykonuje się podobnie jak miedziowanie, ale wyłącznie metodami
przemysłowymi.
BrÄ…zowienie jest odmianÄ… malowania. U\
ywa siÄ™ do tego celu farb aluminiowych w postaci
zawiesiny w specjalnych emulsjach wodnych lub olejowych, nazywanych tynkturami.
BrÄ…zowienie wykonuje siÄ™ na budowie gotowymi farbami do brÄ…zowienia. Powierzchnia blachy
przed nało\
eniem powłoki powinna być przygotowana jak do malowania olejnego. Farbę
nakłada się pędzlem lub pistoletem lakierniczym. Je\
eli wymagany jest połysk, to dodatkowo
nale\
y pokryć blachę wodoodpornym lakierem bezbarwnym.
Srebrzenie wykonuje się galwanicznie przez elektrolityczne nało\
enie powłoki srebra
w kąpieli elektrolitów cyjankowych. Srebrzenie mo\
na równie\
wykonać chemicznie,
zanurzajÄ…c blachÄ™ w wodnym roztworze cyjanowym soli srebra, a tak\
e przez
metalizowanie katodowe rozpylonym srebrem. Wszystkie sposoby srebrzenia wykonuje siÄ™
jedynie w specjalnych zakładach metodami przemysłowymi.
Złocenie polega na nało\
eniu cieniutkich, grubości 0,0001 mm, listków prawdziwego
złota lub jego imitacji na odpowiednio przygotowaną powierzchnię blachy. Przygotowanie
polega na oczyszczeniu blachy z wszystkich zanieczyszczeń i powleczeniu jej mikstonem,
czyli specjalnie preparowanym pokostem lnianym z dodatkiem \
ywic szlachetnych.
Mikston powinien być nało\
ony równomiernie i gładko. Nadmiar mikstonu usuwa się
tamponem z irchy lub waty. Tampon nale\
y często zmieniać, aby zawsze był czysty. Po
wyschnięciu mikstonu na powierzchnię nakłada się listki złota. Je\
eli sÄ… one wykonane
z imitacji złota, to nakłada się je palcem. Prawdziwe złoto nanosi się pędzelkiem o lekko
natłuszczonych końcach włosia. Imitację układa się na zakład, a złoto prawdziwe
dopasowuje się bez zakładu.
4.10.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń
1. Jaka jest definicja korozji?
2. Jaka jest definicja korozji chemicznej?
3. Jaka jest definicja korozji elektrochemicznej?
4. Jaka jest definicja następujących pojęć: tarcie czyste, tarcie suche, tarcie graniczne, tarcie
półsuche, tarcie płynne, tarcie półpłynne, tarcie kinetyczne, tarcie statyczne?
5. Jakie znasz sposoby zapobiegania zjawisku korozji?
4.10.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Arkusz silnie skorodowanej blachy ocynkowanej o wymiarach 250 mm x 300 mm
zabezpiecz antykorozyjnie.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie ćwiczenie,
2) zorganizować stanowisko pracy,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
57
3) zaplanować czynności związane z wykonywaniem ćwiczenia,
4) przygotować arkusz blachy do zabezpieczenia antykorozyjnego,
5) oczyścić arkusz blachy usuwając nalot wykorzystując do tego ręczne szczotki metalowe,
papier ścierny lub szczotki mechaniczne,
6) przygotować pistolet metalizacyjny,
7) nanieść powłokę ochronną,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusz blachy,
- papier ścierny, szczotki ręczne,
- szczotki mechaniczne,
- pistolet metalizacyjny,
- środek do metalizowania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotyczÄ…ca korozji metali.
Ćwiczenie 2
Arkusz silnie skorodowanej blachy czarnej o wymiarach 250 mm x 300 mm zabezpiecz
antykorozyjnie.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeczytać uwa\
nie ćwiczenie,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) zaplanować czynności związane z wykonywaniem ćwiczenia,
4) przygotować arkusz blachy do zabezpieczenia antykorozyjnego,
5) oczyścić arkusz blachy usuwając nalot wykorzystując do tego ręczne szczotki metalowe,
papier ścierny lub szczotki mechaniczne,
6) przygotować materiał antykorozyjny (farby aluminiowe),
7) nanieść powłokę ochronną,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusz blachy,
- papier ścierny, szczotki ręczne,
- szczotki mechaniczne,
- farby aluminiowe,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotyczÄ…ca korozji metali.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
58
4.10.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie korozji? 1
1

2) podać klasyfikację korozji? 1
1

3) zdefiniować pojęcie korozji chemicznej? 1
1

4) zdefiniować pojęcie korozji elektrochemicznej? 1
1

5) zdefiniować podstawowe rodzaje tarcia? 1
1

6) omówić sposoby zapobiegania zjawisku korozji? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
59
4.11. Spajanie materiałów  spawanie, zgrzewanie, lutowanie
4.11.1. Materiał nauczania
Spajanie jest operacją technologiczną, której zadaniem jest wytworzenie w miejscu
łączenia wiązań międzyatomowych zapewniających ciągłość sieci krystalicznej. Zale\
nie od
sposobu uzyskania złącza, wyró\
nia siÄ™ trzy podstawowe rodzaje spajania: spawanie,
zgrzewanie i lutowanie (rys. 24).
Rys. 24. Klasyfikacja procesów spajania [3, s. 65].
Spawanie polega na utworzeniu trwałego połączenia metalicznego poprzez
doprowadzenie do miejsca łączenia dwóch metali określonej porcji skoncentrowanej energii
cieplnej. Połączenie jest wynikiem lokalnego stopienia brzegów elementów, a następnie ich
krzepnięcia w łączonych materiałach. Przemieszczane wzdłu\
brzegów łączonych części
z
ródło ciepła powoduje topienie materiału złącza spawanego. Powstaje tzw. jeziorko,
a roztopiony metal stopniowo krzepnie i tworzy spoinÄ™ (rys. 25).
Rys. 25. Elementy rowka i spoiny: a) przygotowanie krawędzi materiału do spawania, b) elementy spoiny [8, s. 223].
Złącze spawane powstaje w wyniku połączenia dwóch elementów za pomocą spawania.
Z uwagi na wzajemne poło\
enie elementów wyró\
nia się złącza: doczołowe, teowe,
naro\
nikowe, krzy\
owe, zakładkowe, przylgowe (rys. 26). W wielu przypadkach brzegi
elementów przeznaczonych do spawania wymagają odpowiedniego przygotowania. Dobre
złącze spawane powinno mieć taki sam skład chemiczny, własności fizyczne, strukturę,
wytrzymałość i odporność na korozję, jak metal rodzimy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
60
Rys. 26. Rodzaje złącz spawanych: a) doczołowe ze spoiną czołową, b) teowe, c) naro\
ne, d) krzy\
owe,
e) zakładkowe, f) przylgowe ze spoiną grzebietową [1, s. 165].
W zale\
ności od grubości materiału i rodzaju konstrukcji połączenia brzegi materiału
mogą być nieukosowane, spoina typu I lub ukosowane, spoiny typu: V, X, U, K, itp.
Podstawowe rodzaje spawania to spawanie gazowe i elektryczne.
Spawanie gazowe polega na uzyskiwaniu ciepła ze spalania w palniku mieszaniny
gazów, głównie acetylenu C2H2 z tlenem. Palnik jest urządzeniem, które doprowadza gazy
we właściwych proporcjach, umo\
liwia ich wymieszanie i spalanie w temperaturze 3000°C.
Rys. 27. Wymagane rowki do spion czołowych: a) jednostronna 1, b) dwustronna 1, c) spoina w kształcie V,
d) spoina X, e) spoina U, f) spoina 2U [8, s. 198].
Spawanie elektryczne polega na wykorzystaniu ciepła wytworzonego przez zamianę
energii elektrycznej na cieplnÄ…. KlasyfikacjÄ™ spawania elektrycznego przedstawia rys. 28.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
61
Rys. 28. Klasyfikacja spawania elektrycznego [1, s. 290].
Spawanie wiązką elektronów, tzw. elektronowe polega na wykorzystaniu zogniskowanej
wiązki elektronów, których energia kinetyczna w momencie zderzenia z metalem zamienia
się na ciepło o koncentracji ok. 1000 razy większej od łuku elektrycznego (rys. 29). Proces
przebiega w pró\
ni i daje bardzo wąską i głęboką spoinę. Metoda nadaje się do spawania
trudno obrabialnych materiałów. Im lepsze jest dopasowanie części łączonych, tym lepsze
powstaje połączenie.
Rys. 29. Schemat urządzenia do spawania wiązką elektronów; 1  stolik, 2  anoda (materiał spawany),
3  wiązka elektronów, 4  podłączenie do dyfuzyjnej pompy pró\
niowej, 5  komora pró\
niowa
chłodzona wodą, 6  soczewka magnetyczna, 7  anoda skupiająca, 8  katoda wolframowa,
9  termokatoda, 10  z
ródło prądu \
arzenia termokatody, 11  z
ródło prądu stałego wysokiego
napięcia [1, s. 291].
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
62
Spawanie plazmowe polega na wykorzystaniu energii cieplnej plazmy o temperaturze
dochodzÄ…cej do 20 000°C. PlazmÄ™ otrzymuje siÄ™ przez przepuszczanie gazu jedno- lub
dwuatomowego przez skoncentrowany w dyszy palnika Å‚uk elektryczny. Wysoka temperatura
łuku powoduje jonizację i dysocjację gazów.
Zgrzewanie jest procesem, który zapewnia połączenie materiałów w stanie stałym
poprzez dociśnięcie łączonych części i wytworzenia ciepła niezbędnego do osiągnięcia
temperatury plastyczności (ciastowatości) w miejscu łączenia. Dyfuzja atomów zachodząca
w takich warunkach tworzy połączenie metaliczne złącza. Klasyfikację zgrzewania
oporowego przedstawia rys. 30.
Rys. 30. Klasyfikacja zgrzewania elektrycznego [1, s. 293].
Zgrzewanie tarciowe polega na wykorzystaniu ciepła uzyskanego z tarcia
przemieszczających (obracających) się względem siebie części pod określonym naciskiem.
Stosuje się je do zgrzewania trzonków narzędzi z częścią roboczą (wiertła, rozwiertaki, no\
e
tokarskie itp.).
Rys. 31. Zgrzewanie tarciowe: a) przy obrotach jednego z łączonych elementów, b) z obrotem dwóch łączonych
elementów [1, s. 297].
Zgrzewanie elektryczne oporowe polega na wykorzystaniu ciepła wydzielającego się na
styku łączonych części podczas przepływu prądu elektrycznego. Proces przebiega
następująco: docisk pneumatyczny jest wywierany za pomocą miedzianych elektrod
chłodzonych wodą w odpowiednio krótkim czasie (setne lub dziesiąte części sekundy);
jednocześnie jest przepuszczany prąd elektryczny o niskim napięciu (l 20 V) i wysokim
natÄ™\
eniu (do 20 000 A, a nawet 50 000 A).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
63
Zgrzewanie elektryczne mo\
e być: punktowe, liniowe lub garbowe (rys. 32). Odmianą
zgrzewania oporowego jest zgrzewanie elektryczne: doczołowe (powierzchnie zgrzewane są
zawsze w styku podczas przepływu prądu), iskrowe (powierzchnie zgrzewane są zbli\
ane
i oddalane od siebie w celu wytworzenia Å‚uku elektrycznego.
Rys. 32. Rodzaje zgrzewania: a) punktowe, b) liniowe, c) garbowe [1, s. 300].
Zgrzewanie pró\
niowe polega na umieszczeniu części łączonych w pró\
ni (2,66 10 3 Pa),
docisku i podgrzaniu do temperatury 0,6 0,8 temperatury topnienia. Zgrzewanie
ultradz
więkowe odbywa się przy wykorzystaniu ciepła wytworzonego przez ultradz
więkowe
drgania mechaniczne części łączonych pod niewielkim naciskiem o częstotliwości
18 20 kHz. Jest stosowane do zgrzewania elementów obwodów scalonych.
Lutowanie polega na łączeniu elementów metalowych za pomocą specjalnych stopów
tworzÄ…cych tzw. luty. Lut jest spoiwem o znacznie mniejszej temperaturze topnienia ni\

materiały łączone. Miejsce łączenia jest nagrzewane tylko do temperatury topnienia lutu,
który rozpływając się między łączonymi powierzchniami zwil\
a je, a następnie krzepnie
tworząc połączenie w wyniku sił przyczepności (adhezji) i dyfuzji w głąb materiału
łączonego. Materiał elementów łączonych nie ulega stopieniu, zachowuje stan stały. Do
lutowania stosuje się topniki lutownicze, których zadaniem jest oczyszczenie powierzchni
i ochrona przed utlenianiem. Z uwagi na stopień twardości lutu wyró\
nia siÄ™ lutowanie
miękkie i twarde. Lutowanie miękkie odbywa się za pomocą lutów o temperaturze topnienia
do 450°C. Najczęściej stosuje siÄ™ luty miÄ™kkie, tj. stopy cyny z oÅ‚owiem o temperaturze
topnienia do 300°C. y
ródłem ciepła jest najczęściej lutownica elektryczna, topnikiem 
chlorek cynku dla stali lub kalafonia dla miedzi, albo specjalne pasty lutownicze. Lutowanie
twarde odbywa się za pomocą lutów twardych, takich jak: mosiądz, miedz
, stopy Cu-Ag.
Temperatura topnienia zale\
y od rodzaju lutu i wynosi 690 l080°C. y
ródłem ciepła jest
w tym przypadku spalajÄ…cy siÄ™ gaz dostarczany przez palnik lub piec indukcyjny. Do
lutowania stali, \
eliwa i miedzi stosuje siÄ™ luty mosiÄ™\
ne lub srebrne. Topnikiem jest
mieszanina boraksu i kwasu bornego. Połączenia lutem twardym są wytrzymałe, szczelne
i mają dobrą przewodność elektryczną. Podstawowe zalety lutowania to krótki czas procesu
i stosunkowo niska temperatura łączenia bez nadtapiania brzegów łączonych części.
Przed przystÄ…pieniem do lutowania rozgrzewa siÄ™ lutownicÄ™ do temperatury zapewniajÄ…cej
łatwe topienie lutowia. Temperatura lutownicy w czasie pracy nie powinna przekraczać
350°C, co rozpoznaje siÄ™ po szybkim topnieniu okruchów cyny poÅ‚o\
onych na grocie.
Lutownicę zwykłą podgrzewa się od jej tylnej części, aby nie pobrudzić części pobielonej.
Bielenie wykonuje się przez pocieranie rozgrzanej lutownicy o kawałek salmiaku (chlorku
amonu NH4C1), na którym le\
y kilka kropel cyny. Pod wpływem ciepła salmiak rozkłada się
na amoniak i kwas solny, który czyści lutownicę, a rozpuszczona cyna pokrywa ją, nadając
białe zabarwienie.
Przeznaczoną do lutowania blachę oczyszcza się dokładnie skrobakami, szczotką
drucianą, a nawet papierem ściernym. Wszelkie zanieczyszczenia, np. rdza, tłuszcze, farby,
bardzo utrudniają, a nawet mogą całkowicie uniemo\
liwić wykonanie trwałego połączenia;
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
64
spoiwo, bowiem nie przylega dokładnie do łączonych powierzchni. Nale\
y równie\
dokładnie
obejrzeć krawędzie lutowanych blach, które pocięte tępymi no\
ycami mogą mieć ostre,
poszarpane i wygięte miejsca. Przed lutowaniem trzeba krawędzie blach oskrobać, wyrównać
(rys. 33), aby dokładnie przylegały do siebie.
Rys. 33. Wyrównanie krawędzi przeciętych blach skrobakiem przed przystąpieniem do lutowania [5, s. 114].
Sposoby lutowania blach płaskich:
- na zakładkę (rys. 34a),
- na zakładkę z podgięciem (rys. 34b),
- z podkładką (rys. 34c),
- punktowo (rys. 34d).
Rys. 34. Złącza lutowane: a) na zakładkę, b) na zakładkę z podgięciem, c) z podkładką, d) punktowo [5, s. 115].
Lutowane blachy trzeba dobrze docisnąć, aby ściśle do siebie przylegały. U\
ywa siÄ™ do tego
kleszczy lub no\
yc lutowniczych (rys. 35). Podczas lutowania nagrzanÄ… kolbÄ™ trzyma siÄ™ w prawej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
65
ręce, a pałeczkę lutowia o długości ok. 20 cm w lewej. Dotykając lutowiem do lutownicy,
rozgrzewa się je do temperatury topnienia. Lutowie ścieka na złącze, gdzie zostaje kolbą
rozprowadzone i wyrównane. Przed ka\
dorazowym rozprowadzeniem cyny lutownicÄ™ pociera siÄ™
o salmiak. Ewentualny nadmiar lutu usuwa się pilnikiem lub skrobakiem. Po wykonaniu połączenia
resztki kwasu lub pasty wyciera siÄ™ suchÄ… szczotkÄ… lub przemywa bie\
Ä…cÄ… wodÄ….
Rys. 35. Zaciskanie blach w no\
ycach lutowniczych [5, s. 116].
4.11.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaka jest definicja spajania metali?
2. Na czym polega spawanie?
3. Jakie znasz rodzaje spawania?
4. Na czym polega proces zgrzewania?
5. Jakie znasz rodzaje zgrzewania?
6. Na czym polega proces lutowania?
7. Jakie są wspólne i ró\
ne cechy procesów spajania?
8. Jakie znasz przykłady zastosowań w technice procesów spajania?
9. Jakie procesy technologiczne mo\
na uznać za bliskie procesom spajania?
4.11.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj połączenie lutowane na zakładkę dwóch arkuszy blachy cynkowej o wymiarach
200 mm x 200 mm.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pobrać arkusze blachy na stanowisko pracy,
2) przygotować lutownicę do pracy,
3) oczyścić lutownicę,
4) przeprowadzić operację oczyszczania mechanicznego,
5) przygotować no\
yce lutownicze.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusze blachy cynkowej,
- lutownica,
- no\
yce lutownicze,
- lut, topnik,
- pędzelek do wytrawiania,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca spajania materiałów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
66
Ćwiczenie 2
Wykonaj połączenie lutowane na zakładkę z podgięciem dwóch arkuszy blachy
cynkowej o wymiarach 200 mm x 200 mm.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) pobrać arkusze blachy na stanowisko pracy,
2) przygotować lutownicę do pracy,
3) oczyścić lutownicę,
4) przeprowadzić operację oczyszczania mechanicznego,
5) przygotować no\
yce lutownicze.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusze blachy cynkowej,
- lutownica,
- no\
yce lutownicze,
- lut, topnik,
- pędzelek do wytrawiania,
- literatura zgodna z punktem 6 dotycząca spajania materiałów.
4.11.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić pojęcie spajania metali? 1
1

2) wyjaśnić pojęcie spawanie? 1
1

3) podać i scharakteryzować rodzaje spawania? 1
1

4) wyjaśnić proces zgrzewania? 1
1

5) omówić rodzaje zgrzewania? 1
1

6) scharakteryzować proces lutowania i jego rodzaje? 1
1

7) podać cechy procesów spajania? 1
1

8) podać przykłady zastosowań procesów spajania, lutowania,
zgrzewania? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
67
4.12. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń
4.12.1. Materiał nauczania
Eksploatacja maszyn lub urządzeń jest to zespół czynności obejmujący swym zakresem
planowanie, u\
ytkowanie, obsługiwanie i przechowywanie maszyn lub urządzeń (rys. 36).
Rys. 36. Podział eksploatacji urządzeń na etapy [4, s. 243].
U\
ytkowanie maszyn jest to etap lub etapy eksploatacji, w czasie, których odbywa się
praca sprawnej maszyny oraz bie\
Ä…ca kontrola jej stanu technicznego.
Obsługiwanie jest to zespół działań, które są wykonywane między etapami u\
ytkowania
maszyny i mają na celu przywrócenie jej pierwotnego stanu technicznego. Jest to czas
przeznaczony na obsługę techniczną oraz naprawy urządzenia.
Przechowywanie jest to oczekiwanie maszyny lub urządzenia (najczęściej
w magazynach) na przekazanie do u\
ytkowania, obsługi lub naprawy.
W praktyce przez eksploatacjÄ™ rozumie siÄ™ tylko u\
ytkowanie i obsługiwanie maszyn lub
urządzeń.
Najczęściej mamy do czynienia z podziałem pod względem funkcjonalnym, tzn. według
funkcji, jakie spełniają maszyny i urządzenia, lub pod względem przeznaczenia, czyli jakiemu
celowi mają one słu\
yć.
Ponadto maszyny i urzÄ…dzenia mo\
na podzielić w zale\
ności od:
- wa\
ności spełnianej funkcji na: podstawowe i pomocnicze, np. maszynami
podstawowymi w wydziałach obróbki wiórowej są obrabiarki, a pomocniczymi 
wentylatory, sprÄ™\
arki, instalacje w budynku i sam budynek,
- krotności u\
ycia na: jednokrotnego i wielokrotnego u\
ycia,
- zmiany miejsca u\
ytkowania na: stacjonarne lub przemieszczalne, np. maszynami
stacjonarnymi są obrabiarki, kotły centralnego ogrzewania, a przemieszczalnymi 
samochody, suwnice itp.,
- mo\
liwości naprawialności na: nienaprawialne i naprawialne, np. urządzeniami
nienaprawialnymi sÄ… \
arówki elektryczne,
- zasilanie w energiÄ™ elektrycznÄ… na: produkujÄ…ce energiÄ™ elektrycznÄ…, np. turbiny
elektrowni wodnej i pobierajÄ…ce energiÄ™ elektrycznÄ…, np. silniki elektryczne.
Jeszcze inny podział obejmuje maszyny i urządzenia pobierające energię elektryczną
(odbiorniki) i przetwarzajÄ…ce energiÄ™ elektrycznÄ…, np. silniki elektryczne.
Układ eksploatacji maszyny lub urządzenia składa się z czterech elementów:
- obiektu eksploatacji U, jakim jest maszyna lub urzÄ…dzenie,
- stanowiska eksploatowanego SU,
- stanowiska obsługi SO,
- stanowiska kierowania SK.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
68
Istnienie tych elementów jest warunkiem koniecznym praktycznej realizacji eksploatacji.
Ka\
dÄ… maszynÄ™ lub urzÄ…dzenie w zale\
ności od eksploatacji mo\
na scharakteryzować
elementami układu eksploatacji, które stanowią:
- rodzaj maszyny lub urzÄ…dzenia i ich funkcja, a mianowicie: przeznaczenie, zestawienie
głównych zespołów funkcjonalnych i zestawienie zespołów i części mających główny
wpływ na trwałość maszyny czy urządzenia,
- eksploatacyjna charakterystyka maszyny lub urzÄ…dzenia, zawierajÄ…ca informacje
o wa\
ności maszyny lub urządzenia, krotności u\
ycia, mo\
liwości zmiany miejsca
u\
ytkowania, naprawialności skutkach poboru energii,
- załoga,
- przedmiot pracy określający rodzaj przedmiotów, na które oddziałuje pracownik za
pomocÄ… maszyny lub urzÄ…dzenia,
- stanowisko pracy, charakteryzujÄ…ce miejsce u\
ytkowania maszyny lub urzÄ…dzenia,
- otoczenie stanowiska pracy określające otoczenie maszyny lub urządzenia, np.
wentylację, klimatyzację, temperaturę, wilgotność, oświetlenie,
- rodzaj zasilania eksploatacyjnego zawierajÄ…cy charakterystykÄ™
- materiałów, narzędzi i części niezbędnych w trakcie u\
ytkowania i obsługi,
- stanowisko obsługi zawierające charakterystykę miejsca, na którym dokonuje się napraw,
- środki obsługi zawierające charakterystykę narzędzi, przyrządów,
- sprawdzianów niezbędnych do wykonania naprawy urządzenia.
Kolejnym elementem mającym znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania urządzenia
jest jego instrukcja lub dokumentacja techniczno ruchowa (DTR). W dokumentacji
techniczno-ruchowej zawarte sÄ… podstawowe informacje dotyczÄ…ce eksploatacji urzÄ…dzenia.
Zawarte są ponadto informacje dotyczące przyczyn niesprawności urządzenia, podstawowe
parametry eksploatacyjne urzÄ…dzenia, rysunki i schematy.
4.12.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Na czym polega eksploatacja maszyn lub urządzeń?
2. Jaka jest definicja eksploatacji maszyn lub urządzeń?
3. W jaki sposób definiujemy pojęcie u\
ytkowanie maszyn?
4. W jaki sposób definiujemy pojęcie obsługiwanie?
5. W jaki sposób definiujemy pojęcie przechowywanie?
6. Jakie są elementy układu eksploatacji?
4.12.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie instrukcji szczotek mechanicznych do czyszczenia nalotu na blachach
cynkowych dokonaj jego charakterystyki.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić przeznaczenie urządzenia,
2) wypisać podstawowe parametry pracy (moc, napięcie),
3) narysować układ połączeń urządzenia,
4) wypisać podstawowe wielkości zabezpieczeń,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
69
5) wypisać czynności związane z uruchomieniem urządzenia,
6) wypisać czynności związane z zatrzymaniem pracy urządzenia przy pracy normalnej
i awaryjnej,
7) wymienić zasady postępowania w razie awarii
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- szczotka mechaniczna,
- dokumentacja techniczna,
- przybory do pisania,
- mierniki do pomiaru napięcia, natę\
ania prÄ…du i mocy,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca eksploatacji maszyn i urządzeń.
Ćwiczenie 2
Na podstawie schematu monta\
owego i ideowego wymień elementy wchodzące w skład
szlifierki kÄ…towej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wypisać elementy wchodzące w skład szlifierki,
2) przeanalizować dokumentację techniczną,
3) podać informacje zawarte na schemacie ideowym szlifierki,
4) podać informacje zawarte na schemacie monta\
owym szlifierki,
5) zaprezentować wykonanie ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- szlifierka,
- dokumentacja techniczna szlifierki,
- przybory do pisania,
- mierniki do pomiaru napięcia, natę\
enia i mocy,
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca eksploatacji maszyn i urządzeń.
4.12.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić od czego zale\
y zu\
ywanie części maszyn? 1
1

2) zdefiniować pojęcie eksploatacji maszyn lub urządzeń? 1
1

3) zdefiniować pojęcie u\
ytkowania maszyn? 1
1

4) zdefiniować pojęcie obsługiwanie? 1
1

5) zdefiniować pojęcie przechowywanie? 1
1

6) omówić układ eksploatacji? 1
1

7) wymienić i scharakteryzować elementy układu eksploatacji? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
70
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
Instrukcja dla ucznia
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o ró\
nym stopniu trudności.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 60 min.
Powodzenia
Zestaw zadań testowych
1. Przewodność elektryczną zaliczamy do własności
a) chemicznych.
b) technologicznych.
c) fizycznych.
d) mechanicznych.
2. Do metali bardzo trudno topliwych zaliczamy
a) miedz
.
b) wolfram.
c) kadm.
d) chrom.
3. Bardzo du\
ą odpornością na korozję odznacza się
a) \
elazo,
b) cyna,
c) aluminium,
d) platyna.
4. Przez udarność określa się odporność materiału na
a) rozciÄ…ganie.
b) uderzenie.
c) ściskanie.
d) zginanie.
5. Największą wadą tworzyw sztucznych jest
a) niska wytrzymałość.
b) słaba odporność na działanie czynników chemicznych.
c) mała odporność na działanie podwy\
szonej temperatury.
d) mała udarność.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
71
6. Polistyren zaliczamy do tworzyw
a) Chemoutwardzalnych.
b) termoplastycznych.
c) Termoutwardzalnych.
d) chemicznych.
7. OstatniÄ… operacjÄ… podczas przygotowania masy formierskiej jest
a) przesiewanie.
b) suszenie.
c) nawil\
anie.
d) spulchnianie.
8. W kokilach odlewa siÄ™ przede wszystkim
a) staliwo,
b) \
eliwo szare,
c) stopy aluminium,
d) \
eliwo ciÄ…gliwe.
9. Pierwsza operacją tłoczenia jest:
a) przetłaczanie.
b) wytłaczanie.
c) dotłaczanie.
d) wygniatanie.
10. Do operacji wycinania lub dziurkowania stosuje się najczęściej prasy
a) korbowe.
b) hydrauliczne.
c) mimośrodowe.
d) kolanowe.
11. Nagrzewanie polega na
a) ciągłym lub stopniowym podwy\
szaniu temperatury przedmiotu,
b) podwy\
szaniu temperatur przedmiotu do wartości pośredniej,
c) podwy\
szaniu temperatury przedmiotu,
d) podwy\
szaniu temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej.
12. Chłodzenie polega na
a) obni\
aniu temperatury przedmiotu do wartości wy\
szej ni\
zamierzona końcowa
temperatura chłodzenia,
b) obni\
aniu temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub innej.
c) obni\
aniu temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej.
d) wytrzymywaniu przedmiotu w temperaturze podchładzania lub w temperaturze
końca chłodzenia ciągłego.
13. Obróbka cieplno-chemiczna polega na
a) wy\
arzaniu normalizujÄ…cym przedmiotu.
b) wzbogaceniu w węgiel lub azot powierzchniowej warstwy przedmiotu z miękkiej
stali.
c) ulepszaniu cieplnym materiału.
d) cięciu i gięciu metali.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
72
14. Spawanie powinno odbywać się płomieniem
a) utleniajÄ…cym.
b) nawęglającym.
c) redukcyjnym.
d) stałym.
15. Przy metodzie spawania w lewo palnik przesuwa siÄ™
a) z prawej strony do lewej.
b) z lewej strony do prawej.
c) z lewej strony do dołu.
d) nie ma znaczenia w którą stronę.
16. Korozja chemiczna polega na niszczącym działaniu
a) elektrolitów.
b) kwasów.
c) gazów lub cieczy.
d) zasad.
17. Korozja atmosferyczna powstaje, gdy wilgotność powietrza wynosi
a) 70%
b) 50%
c) 35%
d) 65%
18. Oksydowanie polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy
a) siarczków miedzi.
b) tlenków \
elaza.
c) fosforanów \
elaza.
d) tlenków aluminium.
19. Obsługa która występuje tylko jeden raz w całym okresie eksploatacji urządzenia to
obsługa
a) wielokrotna.
b) jednokrotna.
c) techniczna.
d) organizacyjna.
20. Proces niszczenia całej powierzchni metalu ze stałą prędkością nazywa się korozją
a) w\
erowÄ….
b) równomierną.
c) selektywnÄ….
d) międzykrystaliczną.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
73
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko...................................................................................................................
Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik wytwarzania
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedzi Punkty
Zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
74
6. LITERATURA
1. Dobrzański L. Metaloznawstwo i obróbka cieplna. WSiP. Warszawa 1997
2. Górecki A. Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP. Warszawa 1984
3. Górecki A., Grzegórski Z., Monta\
, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń
przemysłowych. WSiP. Warszawa 1986
4. Kawecki J., Świdziński J., Zgorzelski S.: Blacharstwo. WSiP, Warszawa 1991
5. Mac S.: Obróbka metali z materiałoznawstwem. WSiP, Warszawa 1999
6. Martinek W., Michnowski Z. Dekarstwo i blacharstwo budowlane. WSiP. Warszawa 1990
7. Prowans S. Materiałoznawstwo. PWN. Warszawa 1980
8. Przybyłowicz K. Metaloznawstwo. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa 1992
9. Rudnik S. Metaloznawstwo. PWN. Warszawa 1996
10. Zawora J. Podstawy technologii maszyn. WSiP. Warszawa 2001
11. www.oke.waw.pl
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
75