PYTANIA

13 TWARDOSC MATERIALOW

Twardosc jest to opor materialu przeciw wciskaniu wglebnika. Twardosc badamy:

-Metoda Rockwella - glebokosc zaglebienia wglebnika jest mierzona automatycznie i przetwarzana na liczbe twardosci Rockwella.

-Metoda Brinella, (badamy widok z boku, z gory i wartosc obciazenia i obliczamy wg. wzoru);

-Metoda Vickersa, tak samo jak powyzej;

Stwierdzono, ze miedzy twardoscia i wytrzymaloscia na rozciaganie istnieje zaleznosc liniowa.

Twardosc mierzy sie w celu:

-porownania materialu;

-sprawdzenia poprawnosci przeprowadzenia obrobki cieplnej;

- w celu skontrolowaniania jakosci.

Pomiar twardosc jest : - szybki, prosty, nieniszczacy i tani.

14 UDARNOSC.

Wyznaczenie, znaczenie rodzaju struktury.

Do wyznaczania UDARNOSCI uzywamy METODY CHARPY'EGO.Polega ona na dynamicznym zginaniu probki z karbem. W tej metodzie wykorzystywana jest energia do zalamania probki jest okreslana z polozenia poczatkowego i koncowego wahadla. Probki do badan sa prostopadloscianami z KARBEM (ksztalt karbu U i V).

Na badanie UDARNOSCI wplywa:

-ostrosc karbu. Zwiekszenie ostrosci karbu powoduje zmniejszenie udarnosci)

- temperatura otoczenia

Znaczenie rodzaju STRUKTURY.

-RSC - ciagliwa => dobra udarnosc, niezalezne od temperatury badania;

-HZ - kruche ,

-RPC - kruche w niskich temperaturach, ciagliwe ciagliwe w wysokich temperaturach.

15. ODPORNOSC NA PEKANIE

Dwa skrajne przypadki zniszczenia materialow:

• materialy b. plastyczne [zloto, olow] - przewezaja sie do pojedynczych atmowow

• materialy krancowo kruche- pekaja bez odksztalcenia plastycznego

ODPORNOSC

Kk=q*sqrt(Pi*a) [Mpa*m^1/2]

q-odpornosc

a- dlugosc probki

Kk jest nazywane odpornoscia na pekanie,( ewent. krytycznym wpol. intenzywnosci naprezen).Wartosc Kkdla poszczegolnych materialow jest wyznaczana doswiadczalnie. Wprowadza sie d probki pekniecie o znanej dlugosci a i obciaza do chwili, gdy wystapi rozprzestrzenianie pekniecia. Badanie to dotyczy probek o odpowiedniej grubowsci. Dla cienkich probek , wartosc oznacza jest przez Kc i jest ona funckja grubosci probki.Warunki palskiego stanu sa wtedy, gy grubosc probki jest >>2.5(Kc/Re)^2.

Re-granica plastycznosci

16.ZMECZENIE MATERIALU

Pekanie jest to pekanie materialu pod wplywem cyklicznych naprezen.Ok 90% pekania metali, to zjawisko zmeczenia.

Sposob badania zmeczenia materialu

Pojecie WYTRZYMALOSCI ZMECZENIOWEJ.

Przyklad Stali. Ponizej pewnemu wychyleniu probki ,stal nie ulegnie zniszczeniu, nawet przy duzej ilsci cykli testowania W przypadku innych stopow, amplituda naprezen maleje wraz ze wzrostem ilsci cykli, co powoduje zniszczenie probki. W praktyce, wtrzymalosc zmeczeniowa stopow niezelaznych , definiuje sie jako najwieksza wartosc amplitudynaprezen, powodujacej .zniszczenie materialu podczas duzej liczby cykli (okolo N=10^8

Materialy podczas eksploatacji narazone sa na skrecanie, zginanie.Wowczas maxymalne naprezenia wystepuja na powierzchni elementu.Oby to zniwelowac, unika sie lub ograncza miejsce zarodkowania pekniec zmeczeniowych. Albo, stosuje sie wartwe powierzchniowa materialu lub jego umocnienie [srutowanie, azotowanie, hartowanie]

17. PELZANIE

Zjawisko pelznania materialu nazywamy zwiekszenie sie z uplywem czasu odksztalcenie plastyczne pod wplyewm stalego obciazenia.Temperatury, od ktorych pelzanie staje sie istotne wahaja sie od 0.3 do 0.5 Tt. Wiele polimerow, ze wzgledu na niskie Tt, pelza juz w temp. pokojowych. Do konstrukcji eksloatowanych w wysokich temp. naleza turbiny, aparatura przemyslu chemicznego i petrochemicznego, reaktory jadrowe. W materiale obciazonym wystepuje:

• dyfuzyjna migracja atomow;

• przemieszczenie dyslokacji;

• poslizg na granicach ziarn;

• zdrowienie, rekrystalizacja rozrost ziarn;

• wzrost czastek fazy umcniajacej (koagulacja).

Schemat badania pelzania:

18. RODZAJE ROZTWOROW STALYCH

Materialy krystaliczne zawiera zawsze niedoslonalosci, nazywane defektami struktury krystalicznej i wyweiarja znaczny wplyw na ich wlasciwosci. Nie nalezy wnisokowac, zematerialy krystaliczne sa wadliwe. W celu otrzyamania materialow o zadanych wlasciwosciach fiz i chem. wprowadza sie celowo defekty sieci krystalicznej.Rodzaje roztworow:

- staly ciagly. Aby metale mogly utworzyc taki roztwor , musza byc spelnione warniki:

• taki sam typ sieci krystalicznej;

• mniejsza niz 15% roznice w promieniach atomow;

• zblizona elektroujemnosc ( zdolnosc do przyciagania elektronow);

• taka sama wartosciowosc.

• uporzadkowane roztowy stale. Przy temp. powyzej 420st C ze zgledu na drgania cieplne stabilny jest roztwor staly. Ponizej 420 st.C natespuje porzadkowanie atomow prowadzace do tego, ze atomy grupuja sie naprzemian polozenia warstwy plaszczyzn atomowych.

• Miedzywezlowe roztwory stale. Takie, W ktorych male atomy 1[C, N, O, H]substrancji zajmuja miejsca w lukach miedzy duzymi atomami 2 subst [Fe]. Np ferryt, ausenit.

WSZYSTKIE TYPY ROZTWOROW NAZYWAMY substytucyjnymi-----podstawieniowymi.

19. DEFEKT PUNKTOWY

Defekty

1 pounktowe, (wakancyjne); [Wakancja - nie obsadzone miejsca w sieci krysatalicznej]. Mechanizm wakancyjny polega na wymianie atomu z wakancj¹. Warunkiem zajœcia takiego podstawowego aktu dyfuzji [wzglêdne zmiany rozmieszczenia atomów w sieci krystalicznej zachodz¹ce pod wp³ywem wzbudzenia termicznego t.zn. z wykorzystaniem energii drgañ cieplnych atomów] jest, ¿e musz¹ znajdowaæ siê w sieci wakancje (co wymaga dostarczenia odpowiedniej energii cieplnej) oraz musi zostaæ pokonana bariera potencja³u otaczaj¹ca atomy, co tak¿e wymaga odpowiedniej energii. Energia ta, która jest miar¹ energii aktywacji dyfuzji jest dostarczana przez drgania termiczne atomów i dlatego, ze wzrostem temperatury prawdopodobieñstwo wymiany atomów z wakancjami gwa³townie roœnie (wyk³adniczo). W przypadku tego mechanizmu, ka¿demu ukierunkowanemu strumieniowi dyfunduj¹cych atomów towarzyszy przeciwnie skierowany strumieñ wakancji.

DEFEKT LINIOWY

Dyslokacja jako defekt liniowy wywo³uje pole naprê¿eñ, co u³atwia przemieszczanie siê atomów. Tak np. dyslokacja krawêdziowa powoduje pole rozci¹gaj¹ce pod ekstrap³aszczyzn¹ w wyniku czego tworzy siê obszar rozszerzony zwany rur¹ dyslokacyjn¹. Okaza³o siê, ¿e atomy dostaj¹ce siê do takiej "rury" mog¹ znacznie ³atwiej przenikaæ ni¿ przez sieæ, co u³atwia dyfuzjê. Nale¿y jednak zaznaczyæ, ¿e dyslokacje jako drogi ³atwej dyfuzji uaktywniaj¹ siê dopiero w zakresie ni¿szych temperatur, gdy¿ w pobli¿u temperatury topnienia amplitudy drgañ termicznych atomów s¹ tak du¿e, i¿ indywidualnoœæ dyslokacji jako ukierunkowanych defektów sieci zanika

---