1.

2.

Dlaczego granica plastyczności dla ziarna nr 2 wynosi 622MPa, a dla 8 wynosi 663MPa? Jaka będzie dla nr 12?

Dla 2 d = 0,177mm = 177nm

Dla 8 d = 0,022 mm = 22nm

Dla 12 d = 0,0055mm = 5,5nm

Wynika to z zależności Halla - Patcha, która mówi że granica plastyczności zależy od wielkości ziarna.

Ro - stała materiałowa

ky - stała materiałowa

d - ziarno nm

Dla 2 d = 177nm Ry = 622MPa

Dla 8 d = 22nm R_y = 663MPa

Wyliczamy:

Dla 12 d = 5,5nm

3.

Obliczyć udział objętości włókien kewlaru w osnowie metalicznej wiedząc, że współczynnik umocnienia kompozytu wynosi 3. R_m metalu bazowego wynosi 455MPa, R_m włókien 3100MPa, średnica włókien 12nm.

R_k = V_w*R_w+(1-V_w)R_o

k_w = R_k/R_o stąd R_k = k_w * R_o = 3 * 455 = 1365MPa

1365 = V_w * 3100+(1-V_w)*455

1365 = 3100 V_w + 455 - 455 V_w

910 = 2645 V_w

V_w = 0,34

V_o = 1 - V_w = 1- 0,34 = 0,66 = 66%

4.

Obliczyć objętość włókien umocnienia 3,4. Temperatura >700°C

Al.-Cu-Mg ->525MPa

MG-Al.-Zn-Ma-Si->105MPa

Ti-Ml-V->1041MPa

Szkło 3400

Kewlar 3200

SiC 2900

Bor 3500

Jako, że temperatura jest większa od 700°C to z włókien zostaje jedynie SiC. Pierwsza osnowa odpada bo Al. Topi się w temperaturze 660°C.

Sprawdzenie:

Ti - jeżeli kompozyt będzie 100% z włókien (nigdy tak nie będzie)

k_w = 3,4 k_w = (2900/1041)<3,4 odpada

Zostaje druga osnowa MG-Al.-Zn-Ma-Si, żeby umocnienie było 3,4 to musi być:

3,4*105MPa = 357MPa kompozyt

A więc

357 = V_o*105+(1-V_o)*2900

357 = 105V_o[phone]V_o

2795 V_o = 2543

V_o = 0,91 zatem objętość włókien wynosi: 1 - V_o = 0,09

5.

Umocnienie roztworowe. W materiale krystalicznym w sieci A2 o module sprężystości poprzecznej G = 210MPa i parametrze sieci a = 0,332nm dodano pierwiastki w celu zwiększenia wytrzymałości. Który z podanych pierwiastków do metalu głównego spowoduje najwyższe umocnienie.

Pierwiastek	Promień atomu [nm]	Rozpuszczalnik w temperaturze otoczenia
A	0,124	c = 5
G	0,143	c = 15
L	0,071	c = 0,06

Rozwiązanie:

Umocnienie zależne jest od ilości obcych atomów, im większa koncentracja atomów węgla tym umocnienie będzie większe

Dla G i γ stałego!

A:

G:

L:

Wynika, że największe umocnienie wystąpi dla pierwiastka G - umocnienie spowodowane niedopasowaniem metalu krystalicznego w sieci A2↓

r_s - promień atomu dodanego

r_m - promień atomu

---