1. Wymień  i opisz znane metody pomiaru gęstości:

Gęstość- jest to stosunek masy pewnej porcji substancji do zajmowanej przez nią objętości.

* Pomiar gęstości ciał za pomocą prawa Archimedesa:

"Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana przeciwnie do siły ciężkości, równa co do wartości ciężarowi wypartej przez ciało cieczy".

Prawo Archimedesa jest często używane do wyznaczania gęstości ciał stałych.

*Pomiar gęstości cieczy:

Bryłkę zawieszoną na cienkim druciku umocowanym na belce wagi ważymy dwukrotnie, raz w powietrzu i powtórnie gdy bryłka całkowicie zanurzona jest w wodzie. Nad szalką wagi umieszczona jest podstawka na której ustawia się zlewkę z wodą. Podstawkę należy ustawić w taki sposób aby nie dotykała szalki.

2. Metody badania jakości brykietów:

Sprawdzanie długości opalowej z apomoca pieca Sprawdzanie wydajności energetycznej

W przypadku brykietów określenie twardości jest czasem nie możliwe dlatego wprowadzono pojecie współczynnika twardości (współczynnik twardości służy do określania jakości brykietów z zielonki przeznaczanej do skarmiana dla zwierząt) stało sie również miarą jakości brykietów jako biopaliwa. znajomość twardości granulatu(twardości, wytrzymałości kinetycznej, hwytrzymałości na rzut, wyt. na ścieranie) jest niezwykle istotna.

3. Podstawowe zależności występujące przy pomiarze współczynnika tarcia:

T= μN      

gdzie: T - siła tarcia [N],

N - siła nacisku [N],

μ - współczynnik tarcia

4. Od czego zależy współczynnik tarcia

Wartość siły tarcia zależy od wartości siły nacisku rodzaju i gładkośći powierzchni trących oraz w niewielkim stopniu od predkości .

5. Co to jest tarcie

Tarcie zewnętrzne - tarcie występujące na styku dwóch ciał stałych będących w ruchu lub w spoczynku gdy występuje siła ale jest zbyt mała by pokonać siły tarcia. Tarcie zewnętrzne dzieli się na: tarcie ślizgowe - gdy ciała przesuwają się względem siebie, tarcie toczne - gdy ciało toczy się po powierzchni drugiego.

Tarcie wewnętrzne - opór powstający między elementami jednego ciała. W ciele stałym tarcie jest uzależnione od właściwości tłumiących, natomiast w płynach od lepkości. Opory tarcia wewnętrznego wynikają z istnienia sił kohezji i zależą od swobody przemieszczania się tych cząsteczek.

Wielkość siły tarcia zależy od siły nacisku ciał, rodzaju materiału, ich gładkości i wielu innych czynników.

6. Badanie twardości metody: Brinella, Vinkersa, Rocwella

Metoda Brinella polega na wciskaniu pod obciążeniem F wgłębnika, w postaci kulki o średnicy D,  w powierzchnię  badanego materiału, w czasie t. Średnica odcisku kuli d, jako średnia z dwóch pomiarów w kierunkach wzajemnie prostopadłych, służy do obliczania pola powierzchni odcisku (czasza kulista).

Metoda  Vinkersa polega na wciskaniu wgłębnika w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratowej w powierzchnię badanego ciała. Twardość według metody Vickersa określa się analogicznie jak w metodzie Brinella, obliczając stosunek siły wciskającej wgłębnik w tworzywo badane do pola powierzchni bocznej odcisku.

Metoda Rockwella polega na pomiarze głębokości wcisku dokonanego wzorcowym stożkiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 120° dla skali C, A i N lub stalowej, hartowanej kulki o średnicy 1,5875 mm (1/16") w metodach B, F i T przy użyciu odpowiedniego nacisku. Metoda ta jest łatwa w użyciu i szybka, gdyż stosuje się przy niej specjalne przyrządy, które same odczytują głębokość wgniecenia i określają twardość, bez konieczności dokonywania dodatkowych pomiarów i obliczeń. Dodatkową jej zaletą jest to, że jest ona nieniszcząca i pozostawia na badanym przedmiocie tylko niewielką skazę.

• Skale C i A stosuje się dla stali hartowanych.

• Skale B i F stosuje się dla stali niehartowanych i metali nieżelaznych

• Skale N i T stosuje się w przypadkach, gdy badana próbka posiada niewielkie rozmiary lub jest bardzo cienka.

7. Statyczne ściskanie materiałów konstrukcyjnych (granice zależności wykresy)

Statyczna próba ściskania, obok statycznej próby rozciągania jest jedną

z podstawowych prób stosowanych dla określenia właściwości mechanicznych materiałów.

Celem próby na ściskanie materiałów jest wyznaczenie charakterystyki (naprężenie-odkształcenie), na podstawie której określa się: wartości naprężeń powodujących

zniszczenie materiału, wartości parametrów mechanicznych takich jak: granica sprężystości lub plastyczności materiału oraz wartość pracy odkształcenia.

Próba ściskania jest niejako „odwróceniem” próby rozciągania - wykres ściskania

niektórych metali jest symetryczny do wykresu rozciągania w zakresie ujemnych naprężeń

i odkształceń - jego prostoliniowa część jest niemal równa, co do wielkości tej części przy rozciąganiu.

8. Próba rozciągania materiałów konstrukcyjnych

Próba ta polega na osiowym rozciąganiu próbek o ściśle określonych kształtach w uchwytach specjalnych maszyn, zwanych maszynami wytrzymałościowymi lub zrywarkami, pozwalającymi w sposób ciągły zwiększać siłę od zera do wartości, przy której następuje zerwanie próbki. 

9. Co to jest chropowatość, metody i ich wyznaczanie

Chropowatość- cecha powierzchni ciała stałego, oznacza rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni.

Metoda porównawcza

Metoda ta polega na porównaniu chropowatości powierzchni

przedmiotów z chropowatością wzorców za pomocą komparatorów

optycznych względnie pneumatycznych, lub bez użycia przyrządów

pomocniczych. Aby jednak można było posługiwać się nimi muszą być spełnione

następujące warunki:

- wzorzec i porównywany z nim przedmiot powinny być wykonane z

takiego samego lub podobnego materiału,

- kształt obu porównywanych powierzchni powinien być zbliżony,

- sposób obróbki obu porównywanych powierzchni powinien być taki

sam, a wzajemne usytuowanie powierzchni wzorca i przedmiotu w

trakcie ich porównywania takie, aby układ śladów obróbki na obu

powierzchniach był zgodny co do kierunku.

Metoda optyczna

Do pomiaru chropowatości metodami optycznymi używane są
przyrządy działające na zasadzie nieniszczącego przekroju badanej
powierzchni za pomocą promienia świetlnego (umożliwiające pomiar
chropowatości w zakresie Rz od 0,5 do 60 µm) oraz przyrządy działające
na zasadzie interferencji światła, dające możliwość pomiaru
chropowatości powierzchni w zakresie Rz od 0,03 do 2 µm

Metoda stykowa

Polega na odwzorowaniu profilu powierzchni przez ostrze wzorujące, który przesuwa się wzdłuż zadanego odcinka pomiarowego. Ostrze prowadzone przez ślizgacz i związane jest z przetwornikiem (mechanicznym, pneumatycznym lub mechaniczno-elektrycznym), tworząc łącznie głowicę pomiarową. Przetwornik kieruje nadane przez ostrze impulsy do wzmacniacza i dalej do urządzenia wskazującego lub rejestratora.

10. Obróbka cieplna: hartowanie, wyżarzanie i odpuszczanie

HARTOWANIE:

*Hartowanie martenzytyczne-polega na nagrzaniu stali do temperatury austenityzowabnia , wygrzaniu i chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej w wyniku ktróej zachodzi tylko przemiana martenzytczna.
(Przemiana martenzytyczna - bezdyfuzyjna przemiana przesyconego stopu żelaza zwanego austenitem, jaka zachodzi w czasie hartowania stali.)

*Hartowanie bainityczne-stal chłodzona jest z szybkością mniejszą od krytycznej lub stosuje się chłodzenie z wytrzymaniem izotermicznym powyżej temperatury Ms aż do zajćia przemiany bainitycznej. (Przemiana bainityczna - przechłodzenie austenitu do temp. odpowiadających środkowemu obszarowi na wykresie CTPi (ok. 550 - 200°C dla stali węglowej), przemiana ta zawiera w sobie elementy PM i PP, różniąc się jednak w swoisty sposób od obu tych przemian.)

Hartowanie objętościowe-austenityzowanie (austenityzowanie, wygrzewanie stali w odpowiednich warunkach w celu uzyskania struktury austenitu przed chłodzeniem) obejmuje całą objętość obrabianego cieplnie przedmiotu a grubośc warstwy zahartowanej zależy wyłącznie od własności materiału i szybkości chłodzenia.

Hartowanie objętościowe dzielimy na:

1. Hartowanie zwykłe-polega na ciągłym chłodzeniu przedmiotu w jednym ośrodku chłodzącym od temperatury austenityzowania do temperatury otoczenia.

Po takim chłodzeniu w przedmiocie tworzą się największe naprężenia hartownicze.

2.Hartowanie przerywane-polega na chłodzeniu przedmiotu w dwóch ośrodkach np. najpierw w wodzie do temperatury nieco wyższej od Ms, a następnie w oleju do temperatury otoczenia. Celem zmiany ośrodka oziębiającego jest wolniejsze chłodzenie w zakresie przemiany martenzytycznej co zmniejsza naprężenia w hartowanym materiale.

3.Hartowanie stopniowe-polega na chłodzeniu przedmiotu z przestankiem izotermicznym które realizuje się zwykle poprzez chłodzenie w stopionych solach o temperaturze wyższej od Ms o ok. 20-40^C. Przystanek powinien umożliwić tylko wyrównanie temperatury na przekroju czyli usunąć znaczną część naprężęń technicznych. Po wyjęciu z soli przedmiot dochładza się zwykle w powietrzu do temperatury otoczenia, realizuje się w nim przemianę martenzytyczną.

4.Hartowanie bainityczne-polega na chłodzeniu przedmiotu z przystankiem izotermicznym na tyle długim aby mogła zajść przemiana austenitu w bainit dolny(temp. Wyższe od Ms lecz nie przekraczające 350^C). Minimalizują się wówczas naprężenia termiczne i strukturalne.

Martemperingchłodzenie ciągłe lub poprzez przystanek temperatury z zakresie bainitu dolnego , realizując jego utworzenie tylko z części austenitu, resztę przemieniając w martenzyt.

Hartowanie powierzchniowe-nagrzewanie jest ograniczone do cienkiej warstwy i to w tych miejscach, które mają być obrobione cieplnie. Polega na nagrzaniu warstwy wierzchniej przedmiotu do temperatury hartowania i następnie szybkim jej oziębieniu. Nie wywołuje ono zatem dużych naprężeń i termicznych.

Hartowanie powierzchniowe dzielimy na:

indukcyjne
płomieniowe
kąpielowe
elektrolityczne
kontaktowe

WYŻARZANIE:

Wyżarzanie jest to zabieg obróbki ciplnej polegający na nagrzaniu stali do określonej temperatury, wytrzymaniu przy tej temperaturze i nastepnym powolnym studzeniu. Celem tego zabiegu jest przybliżenie stanu stopu do warunków równowagi.

Wyżarzanie dzielimy na:

ujednorodniające
normalizujące
zupełne
niezupełne
sferoidyzujące
zmiękczające
rekrystalizujące
odprężające

ODPUSZCZANIE:

W zależności od temperatury odpuszczania wyróżnia się:

*odpuszczanie niskie ( 150-250^C)

*odpuszczanie średnie(250-500^C)

*odpuszczanie wysokie(powyżej 500^C)

Odpuszczanie niskie-stosowane jest dla narzędzi do pracy na zimno, sprawdzianów i sprężyn. Celem takiego odpuszczania jest usunięcie naprężeń hartowniczych z zachowaniem wysokiej twardości, wytrzymałości i odporności na ścieranie przy małej odporności na pękanie. Struktura stali po takim odpuszczeniu nazywana jest martenzytem niskoodpuszczonym.

Odpuszczanie średnie-stosowane jest dla sprężyn, resorów, matryc kuziennych, części broni.

Twardośc stali ulega niewielkiemu zmniejszeniu w stosunku do stanu zahartowanego lecz zostaje zachowana wysoka wytrzymałość, sprężystośc a zwiększa się odporność na pękanie. Strukturą po średnim odpuszczeniu jest martenzyt średnioodpuszczony.

Odpuszczanie wysokie-stosowane jest dla częście amszyn m.in. kół zębatych, wałków korbowych i napędowych, części silników, układów kierowniczych itp. Celem jest uzyskanie optymalnej kombinacji własności plastycznych i wytrzymałościowych. Strukturą po takim odpuszczaniu jest sorbit(drobnodyspersyjny cementyt w osnowie ferrytycznej).

11. Co to są materiały krystaliczne i amorficzne - co to jest i na czym polega?

Materiały amorficzne - (bezpostaciowe) nie mają określonej temperatury topnienia stopniowo miękną i w dużym zakresie temperatury przechodzą z fazy stałej w ciekłą.
 Do materiałów amorficznych należą: szkła, półprzewodniki amorficzne i amorficzne metale.

Materiały krystaliczne - rodzaj ciała stałego, w którym cząsteczki, atomy lub jony nie mają pełnej swobody przemieszczania się w objętości ciała i zajmują ściśle określone miejsca w sieci przestrzennej - mogą jedynie drgać wokół położenia równowagi.

12. Sieci krystaliczne - struktura budowa sieci krystalicznych

Sieć  krystaliczna - sposób wypełnienia atomami przestrzeni tak, że pewna konfiguracja atomów zwana komórką elementarną jest wielokrotnie powtarzana.

13.Rodzaje sieci krystalicznej, układy sieci krystalograficznej

Rodzaje sieci krystalicznych:

1) cząsteczkowa, molekularna
2) atomowa
3) jonowa,
4) metaliczna

Układy sieci krystalograficznych:

UKŁAD REGULARNY:

 • komórka elementarna - sześcian
• trzy rodzaje sieci: prosta, centrowana przestrzennie i centrowana powierzchniowo

UKŁAD TETRAGONALNY:

• komórka elementarna - prostopadłościan o podstawie kwadratowej
• dwa rodzaje sieci: prosta i centrowana przestrzennie

UKŁAD JEDNOSKOŚNY:

• komórka elementarna - pochyły równoległościan, którego dwie pary ścian są
prostokątami, a dwie ściany są równoległobokami
• dwie sieci: prosta i z centrowaną podstawą

UKŁAD TRÓJSKOŚNY:
•komórka elementarna - równoległościan, którego krawędzie a, b i c i kąty α, β, γ są różne

UKŁAD ROMBOWY:

• komórka elementarna - prostopadłościan
• cztery rodzaje sieci: prosta, centrowana przestrzennie, centrowana w podstawie, płasko centrowana

UKŁAD ROMBOEDRYCZNY:

• komórka elementarna - romboedr
• kąty α, β, γ jednakowe, różne od 90° i mniejsze od 120°

UKŁAD HEKSAGONALNY:
 • komórka elementarna - prosty graniastosłup o podstawie romba o kątach 60° i 120°
• trzy takie komórki tworzą graniastosłup heksagonalny (lepiej oddaje symetrię układu)

14. Budowa komórek sieciowych A1 A2 A3

 struktura A1 (struktura typu miedzi) - to struktura regularna płasko centrowana z liczbą koordynacyjną 12.
Strukturę tego typu wykazują metale:

Cu, Ag, Au, Ca, Sr, Pd, Ir, Sr, Pt, γ-Fe, -Co, -Ni i -Rh.

Zbudowana z 14 rdzeni atomowych, 8 rdzeni atomowych jest usytuowanych w narożach, 6 w środku geometrycznym ścian bocznych sześcianu. Sieć ta należy do najgęściej wypełnionych rdzeniami atomowymi. Liczba koordynacyjna dla atomów sieci A1 wynosi 12, a liczba rdzeni atomowych przypadających na jedną komórkę sieciową to 4.

 struktura A2 (struktura typu wolframu) - to struktura regulana przestrzennie centrowana z liczbą koordynacyją 8.
Taką strukturę wykazują metale alkaliczne:

V, Nb, Ta, Mo, -Fe i -W

Zbudowana z 9 rdzeni atomowych, 8 rdzeni atomowych jest usytuowanych w narożach sześcianu, 1 w środku geometrycznym.

Liczba koordynacyjna tej sieci wynosi 8. Sieć A2 charakteryzuje się więc mniejszą gęstością wypełnienia rdzeniami atomowymi; płaszczyzny są w niej rzadziej wypełnione rdzeniami atomowymi niż płaszczyzny w sieci A1.
 struktura A3 (struktura typu magnezu)
Dotyczy metali Mg, Zn, Cd, Ti, Zr, i -Co

Zbudowana z 17 rdzeni atomowych, z których 12 znajduje się w narożach prostopadłościanu o podstawie sześciokąta foremnego, 2 - w środku geometrycznym podstaw, a 3 pozostałe są usytuowane symetrycznie we wnętrzu elementarnej komórki sieciowej. W sieci tej występują gęsto obsadzone atomami płaszczyzny, podobnie jak płaszczyzny w sieci A1.

15. Rodzaje defektów sieci krystalicznej

1. Defekty punktowe:

*Wakansy-puste węzły sieci (luki), atomy międzywęzłowe oraz domieszki chemiczne.

Najprostszym defektem jest luka w sieci, zwana też defektem Schottky'ego która jest wywołana brakiem atomu lub jonu w węźle sieci.

Defekt Schottky'ego to przemieszczenie atomu z węzła sieci leżącego w głębi kryształu do węzła

który leży na jego powierzchni. Istnienie defektów Schottky'ego powoduje zmniejszenie gęstości

kryształu (wzrasta objętość przy niezmienionej masie).

*Defekty międzywęzłowe-atom przeskakuje z węzła sieci i pozostawia za sobą

lukę.

Defekty liniowe:

1. Dyslokacja krawędziowa - najprostszy rodzaj dyslokacji; w pewnej płaszczyźnie sieciowej ciągłość sieci urywa się wzdłuż linii (zwanej krawędzią).

2. Dyslokacja śrubowa - granica między przesuniętą a nie przesuniętą częścią kryształu. Granica ta biegnie równolegle do kierunku poślizgu; a nie prostopadle, jak to zachodzi w przypadku dyslokacji krawędziowej. Dyslokacja śrubowa przekształca kolejne płaszczyzny atomowe w powierzchnie śrubowe, z czego wywodzi się nazwa tej dyslokacji.

16. Czynniki decydujące o doborze materiałów inżynierskich

Ogólne:
względny koszt
gęstość

Mechaniczne:
moduł sprężystości
wytrzymałość
odporność na pękanie
wskaźnik zmęczeniowy

Cieplne:
przewodność cieplna
dyfuzyjność
pojemność cieplna
temperatura topnienia
temperatura zeszklenia
współczynnik rozszerzalności cieplnej
odporność na udary cieplne
odporność na pełzanie

Zużycie:
wskaźnik zużycia

Korozja:
wskaźnik korozyjny

17. Co to jest faza w stopach metali, schemat rozmieszczenia atomów stało/różno-węzłowego?

Faza-to jednorodna część stopu, oddzielona od pozostałej jego części granicą międzyfazową. Zbiór faz znajdujących się w stanie równowagi termodynamicznej jest nazywany układem.

-Międzywęzłowe- atomy innego pierwiastka zajmują pozycje w lukach pomiędzy węzłami. Pierwiastki te mają bardzo małą średnicę atomową.

(rys)

-Różnowęzłowe- węzły obsadzone są przez inny pierwiastek, atomy pierwiastków rozpuszczone zajmują pozycję na węzłach zamiast pierwiastków rozpuszczalnika.

(rys)

18. Reguła dźwigni

Reguła dźwigni (reguła odcinków) - służy do określania procentowego udziału faz w stopie przy danej temperaturze w stanie równowagi.

(rys)

19. Reguła faz

W warunkach równowagi fazowej między liczbą stopni swobody, liczbą składników i liczbą faz istnieje ścisła zależność wyrażana regułą faz Gibbsa.

Mówi ona, że w danym układzie liczba stopni swobody (s) jest równa liczbie składników niezależnych (n), pomniejszonej o liczbę faz (f) plus 2.

S=n-f+2

Przy założeniu, że w rozpatrywanym układzie wszystkie przemiany zachodzą przy stałym i niezmiennym ciśnieniu, reguła faz wyraża się wzorem:

S=n-f+1 gdzie: s- liczba stopni swobody

n- liczba składników

f- liczba faz

Dla rzeczywistych układów wielofazowych liczba stopni swobody wynosi zwykle 0,1 lub 2.

Gdy S=0 to układ jest nieznany, czyli nie można zmieniać ani temperatury ani składników chemicznych bez spowodowania zmiany liczby faz w układzie.

Gdy S=1 to układ jednozmienny. Oznacza to, że nie zmieniając liczby faz w układzie można zmienić (w pewnych granicach) temperaturę, bądź skład chemiczny.

Gdy S=2 to układ jest dwuzmienny. Oznacza to, że niezmieniając liczby faz w układzie można zmienić (w pewnych granicach) temperaturę i skład chemiczny.

(rys)

20.Linie likwidus solidus

Likwidusem jest nazywana linia przedstawiająca na wykresie równowagi wartość temperatury, poniżej których stopy w całym zakresie stężeń są ciekłe.

Solidusem jest nazywana linia na wykresie równowagi oznaczająca wartość temperatury poniżej których stopy w całym zakresie stężeń występują w stanie stałym.

21. Wykresy fazowe z przemianą  eutektyczną

Przemiana eutektyczna 
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.

(rys)

22. Układ żelazo węgiel

Układ żelazo-węgiel, dwuskładnikowy układ równowagi utworzony przez żelazo i węgiel, krzepnący przeważnie jako układ żelazo-cementyt. Zazwyczaj układ żelazo-węgiel przedstawiany jest graficznie w formie wykresu, na którym linie ciągłe dotyczą  układu żelazo-cementyt (stopów, w których węgiel występuje pod postacią cementytu), a linie przerywane - układu żelazo-grafit (stopów, w których węgiel występuje pod postacią grafitu).

*Żelazo-pierwiastek metaliczny, topi się w temperaturze 1534^C , temperatura wrzenia to 3070^C. nie występuje sam w przyrodzie.

*Stal węglowa

*Żelazo występuje w dwóch odmianach:
-żelazo(α)
-żelazo(γ)

*Układ stabilny

*Układ metastabilny

*zgodnie z wykresem za stale węglowe uważa się wszystkie stopy żelaza z węglem zawierające 0,02-2,06 % węgla przy czym górna granica tego zakresu odpowiada maksymalnej rozpuszczalności węgla w żelazie γ.

*Stopy zawierające mniej niż 0,02% węgla to żelaza techniczne, a stopy o zawartości węgla poniżej 0,06 to żeliwa.

*(α) Ferryt(żelazo) - twardość 50-70HB(zblizona do twardości miedzi), temperatura 20-723^C, zawartość węgla 0,008% -0,02%.

*(γ)Austenit - maksymalna zawartość węgla 2,06% w temperaturze 1130^C. Jest paramagnetyczny, duża plastyczność.

23. Ferryt, austenit
    
    Ferryt (od łacińskiego słowa ferrum = żelazo) jest to prawie czyste żelazo, o twardości 50-70 HB, a więc zbliżonej do twardości miedzi, jest międzywęzłowym roztworem stałym węgla w żelazie α. Oznacza się go bądź symbolem Feα(C), bądź krótko α. Graniczna zawartość węgla w ferrycie w stanie równowagi wynosi w temperaturze 20°C zaledwie 0,008% i wzrasta w temperaturze 723°C do 0,02% (punkt P na wykresie). Natomiast ferryt wysokotemperaturowy może zawierać w temperaturze 1493°C do 0,1% C

Austenit jest międzywęzłowym roztworem węgla w żelazie g i oznaczony jest bądź symbolem Feγ(C), bądź literą γ. Graniczna zawartość węgla w austenicie w temperaturze 1130°C wynosi 2,06% (punkt E na wykresie). W stopach żelaza z węglem w stanie równowagi austenit występuje jedynie w temperaturach wyższych od 723°C. Natomiast w niektórych stalach stopowych, zawierających np. nikiel lub mangan, austenit w stanie równowagi istnieje również w temperaturach niższych.

24. Podział stali w zależności od zawartości węgla i ich oznaczenia

Podział ze względu na skład chemiczny (rodzaj i udział składników stopowych):

*stal węglowa:

- niskowęglowe (poniżej 0,25% C)
- średniowęglowe (od 0,25 do 0,6 % C
- wysokowęglowe (powyżej 0,6% C)

*stal stopowa:

-stal niskostopowa
-stal średniostopowa
-stal wysokostopowa

*ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:

- podeutektoidalne (perlityczno - ferrytyczne)
- eutektoidalne (perlityczne)
- nadeutektoidalne (perlit + cementyt)

25. Stopy aluminium

Stopy aluminium - tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych własności.

Własności wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się  stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się  korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.

     Stopy aluminium dzieli się na:

-odlewnicze
-do obróbki ciplnej

Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 - 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.

Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.

26. Właściwości mechaniczne kompozytów

KOMPOZYT- materiał utworzony z co najmniej dwóch komponentów (faz) o różnych właściwościach w taki sposób, że ma właściwości lepsze i (lub) właściwości nowe (dodatkowe) w stosunku do komponentów użytych osobno lub wynikających z prostego sumowania tych własności - kompozyt jest materiałem zewnętrznie monolitycznym, jednakże z widocznymi granicami między komponentami.

Właściwości mechaniczne kompozytów wzmocnionych włóknami zależą silnie od wytrzymałości połączenia włókien z żywicą. Producenci włókien szklanych stosują tzw. preparację powierzchniową włókien, która polega na pokryciu ich powierzchni substancjami tworzącymi wiązania chemiczne równo z materiałem włókna jak i osnowy. Grubość tej warstewki granicznej − nazywanej interfazą − wynosi najczęściej około 0,2−0,5 μm. Dobór preparacji powierzchniowej może bardzo silnie wpływać a właściwości mechaniczne materiału kompozytowego.

Właściwości mechaniczne kompozytu polimerowego zależą nie tylko od właściwości jego sładników (osnowy, wzmocnienia, warstwy granicznej), ale przede wszystkim od struktury tj. przestrzennego rozmieszczenia elementów wzmacniających. Wyróżnia się pewne podstawowe rodzaje struktur wzmocnienia z włókien:

-Wzmocnienie włóknem krótkim rozłożonym chaotycznie
- Wzmocnienie jednokierunkowe włóknem długim
- Wzmocnienie wielowarstwowe

Składnikami strukturalnymi kompozytów polimerowych są:

• Polimery - zarówno duroplasty jak i termoplasty, rzadziej stosowane są elastomery. Wymienione polimery stanowią osnowę kompozytu.

• Włókna wzmacniające - najczęściej składnikami kompozytów polimerowych są włókna szklane ciągłe lub cięte, a także tkaniny lub maty, ponadto używa się również włókien węglowych oraz organicznych, a niekiedy także naturalnych.

• Napełniacze proszkowe - różnego typu proszki ceramiczne.

27. Własności polimerów

-są zazwyczaj substancjami pochodzenia organicznego, tworzą wielocząsteczkowe struktury składające się z merów o regularnych lub nieregularnych, połączonych wiązaniami kowalencyjnymi
-występują powszechnie w organizmach żywych, pełnia kardynalną rolę w przemianie materii, zaliczamy do nich: białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy
-niektóre wykorzystuje się w życiu codziennym, np. z kauczuk naturalny, czyli cis-1,4-poliizopropen
-sztucznie otrzymane polimery syntetyczne służą do produkcji: tworzyw sztucznych, gumy, klei, włókien syntetycznych, lakierów
-ich zastosowanie wiąże się z korzystnymi cechami tych związków: dużą mechaniczną wytrzymałością, odpornością chemiczną, lekkością, właściwościami termoizolacyjnymi oraz elektroizolacyjnymi
-używane są powszechnie w medycynie
-stosowanie w ochronie środowiska naturalnego (do oczyszczanie wód oraz powietrza)
-najpowszechniejszymi polimerami organicznymi znajdującymi zastosowanie są polichlorek winylu, polipropylen, poliamidy, poliestry, polietylen, fenoplasty, silikony i żywice mocznikowe
-spotykane są również polimery nieorganiczne, a najpowszechniejsze to: polikrzemiany, polifosforany

28. Podział  kompozytów (co to jest osnowa)

Osnowa(matryca)- mniej lub bardziej jednorodny materiał wypełniający przestrzeń pomiędzy elementami wzmacniającymi. Udział objętościowy osnowy Vm wynosi zwykle 10−80%. Wzmocnienie mogą stanowić bardzo zróżnicowane materiały mające za zadanie zwiększenie wytrzymałości i sztywności kompozytu.
Ze względu na rodzaj osnowy wyróżnia się:

● kompozyty o osnowie metalicznej,

● kompozyty o osnowie ceramicznej,

● kompozyty o osnowie polimerowej.

PODZIAŁ KOMPOZYTÓW:

Podział w zależności od pochodzenia:

• Kompozyty naturalne

• Kompozyty zaprojektowane i wytworzone przez człowieka

Podział ze względu na przeznaczenie:

• Kompozyty konstrukcyjne

• Kompozyty o szczególnych właściwościach chemicznych czy fizycznych

Podział według rodzaju osnowy:

• Kompozyty o osnowie niemetalicznej:

- polimerowej

- ceramicznej

- półprzewodnikowej

• Kompozyty o osnowie metalicznej

Podział uwzględniający kształt i wymiary komponentów zbrojących w kompozycie

konstrukcyjnym:

• Kompozyty zbrojone włóknem:

- ciągłym

- krótkim

- wyrobami z włókien, tkaniny, maty itp.

• Kompozyty umocnione cząstkami

• Kompozyty umocnione dyspersyjnie

Możliwy jest także podział uwzględniający sposób rozmieszczenia komponentów w

kompozycie lub technikę łączenia ich w całość. Najprostszy podział kompozytów ze względu

na materiał komponentów przedstawiono na schemacie:

29. Węgliki spiekane - co to jest wytrzymałość na czym polega?

Węglik spiekany- (twardy metal, stop spiekany) materiał narzędziowy uzyskany z węglików takich metali jak wolfram, tytan, rzadziej tantal, niob, cyrkon, chrom metodami metalurgii proszkowej.

Wytrzymałość jest określana jako odporność materiału na powstanie pęknięć. Wysoka odporność na powstanie pęknięć jest wskaźnikiem określającym jakość węglika i odporność na udar. Niestety twardość i wytrzymałość są cechami przeciwstawnymi.

Wysoka zawartość kobaltu i/lub duże ziarna określają wytrzymałość węglika. Wysoka wytrzymałość jest wymagana gdy w czasie skrawania wystąpią nagłe i silne obciążenia. Wysokie siły skrawania pojawiają się gdy występuje duże tarcie pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym. Wielkość siły tarcia zależy od chropowatości powierzchni narzędzia i reakcji chemicznych pomiędzy powierzchnią narzędzia a przedmiotem obrabianym.

30. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytów

Wytrzymałość na rozciąganie kompozytów określona dla kierunku poprzecznego do ułożenia włókien Rm(90°) nie przekracza 100 MPa i jest około 15-30 razy mniejsza od wytrzymałości w kierunku ułożenia włókien Rm (0°) .

---