1. Co to znaczy, że metale i ich stopy są materiałami sprężysto - plastycznymi? Oznacza to, że metale i ich stopy pod obciążeniem zachowują się w określony sposób tj. w pewnym zakresie obciążenia odkształcenie metali jest proporcjonalne do naprężenia (opisuje to prawo Hooke'a). Z chwilą przekroczenia wartości krytycznej naprężenia (tzw. granicy plastyczności) metale i ich stopy zaczynają się odkształcad trwale - plastycznie.

2. Co rozumiesz przez umocnienie metali i ich stopów?

Umocnienie metali i ich stopów ma na celu zwiększenie sztywności i wytrzymałości umacnianego materiału. Jako, że metale są materiałami sprężysto-plastycznymi umacnianie ich będzie polegało na utrudnianiu ruchu dyslokacji.. Zabieg ten ma na celu zwiększenie granicy plastyczności, wzrost twardości oraz wytrzymałości na rozciąganie. Trzeba zaznaczyd, iż wraz ze wzrostem twardości maleje plastycznośd materiału.

3. Na czym polega ogólna zasada umacniania materiałów metalowych?

Zasada umacniania materiałów metalowych, polega na blokowaniu ruchu dyslokacji.

4. Co to jest roztwór stały międzywęzłowy, a co różnowęzłowy?

Roztwór stały międzywęzłowy to taki roztwór w którym atomy po rozpuszczeniu zajmują miejsca w lukach między atomami węzłowymi. Natomiast roztwór stały różnowęzłowy charakteryzuje się tym, że atomy lokują się w węzłach sieci rozpuszczalnika.

5. Opisz krótko (lub zilustruj w tabeli) co dzieje się podczas ogrzewania metalu uprzednio odkształconego przez zgniot na zimno?

6. Dlaczego odbudowa struktury stopów odkształconych przez zgniot na zimno zachodzi zwykle w wyższej temperaturze niż w czystych metalach?

Odbudowie struktury towarzyszy ruch dyslokacji , bardziej utrudniony, im więcej przeszkód napotyka na swojej drodze. Temperatura rekrystalizacji zależy również od struktury metali. Struktura stopów posiada dużo więcej defektów (przeszkód) niż struktura metali czystych i przez to temperatura odbudowy struktury musi byd większa.

7. Co to jest obróbka cieplna metali i stopów? Podaj jej klasyfikację.

Jest to dziedzina technologii obejmującą zespół zabiegów prowadzących do polepszenia właściwości mechanicznych i fizyko-chemicznych metali i stopów, wywołanych zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury, czasu i działania ośrodka.  Klasyfikacja obróbki cieplnej:

 Obróbka umacniająca:

 Hartowanie i odpuszczanie

 Przesycanie i starzenie

8. Jaki jest zasadniczy cel obróbki cieplnej zwanej wyżarzaniem. Co znaczy termin, że wyżarzanie stali należy do grupy obróbki cieplnej z przemianą albo bez przemiany fazowej? Podaj po jednym przykładzie każdego z rodzajów wyżarzania.

Podstawowym celem wyżarzania jest otrzymanie w materiale mikrostruktury możliwie najbliższej stanowi równowagi.

- Wyżarzanie bez przemiany fazowej (przemiany perlit -> austenit)

- wyżarzanie ujednoradniające ( homogenizujące),

- wyżarzanie rekrystalizujące,

- wyżarzanie odprężające.

Wyżarzanie bez przemiany fazowej, ma zastosowanie ogólne Wyżarzanie z przemianą fazową - wyżarzanie zupełne, wyżarzanie normalizujące, wyżarzanie zmiękczające (sferoidyzujące). Wyżarzanie z przemianą fazową, stosuje się jedynie do stopów żelaza, głownie stali.

9. Jaki jest cel nawęglania stali? Dlaczego do nawęglania stosuje się stale niskowęglowe lub niskostopowe i czy nawęglanie samo w sobie jest zabiegiem wystarczającym podczas tego rodzaju obróbki cieplno- chemicznej?

Nawęglanie - zabieg obróbki cieplno-chemicznej mający na celu otrzymanie twardej i odpornej na ścieranie warstwy, przy zachowaniu plastycznego rdzenia. Używa sie tych stali niskowęglowych stali ponieważ są dosyd podatne na nawęglanie. Jednakże nie jest to wystarczający zabieg, po nawęglaniu i hartowaniu musi byc jeszcze odpuszczanie.

10. Dlaczego do azotowania stosuje się stale średniowęglowe uprzednio ulepszone cieplnie i jaka jest temperatura azotowania?

Azotowanie-> jest zabiegiem cieplnym polegającym na dyfuzyjnym nasyceniu azotem powierzchni przedmiotów stalowych lub żeliwnych azotem o temperaturze do 750°C w celu utwardzenia powierzchni, uodpornienia na korozję, odporności na ścieranie, wytrzymałości na rozciąganie i twardości.

Azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie, średniowęglowe żeby materiał był sztywny, azotowanie to cienka warstwa, więc musi materiał byd sztywniejszy, bo przy wyginaniu ta warstwa by się złuszczyła, po azotowaniu (w zależności od struktury warstwy wierzchniej) dopuszcza się zdjęcie warstwy o grubości nawet do 0,05mm.

11. Co to jest ulepszanie cieplne a co utwardzanie cieplne?

• ulepszanie cieplne(polepszenie twardości przy zachowaniu przyzwoitej plastyczności) - hartowanie + średnie/wysokie odpuszczenie

• utwardzenie (zwiększenie twardości i mała plastycznośd) - hartowanie + niskie odpuszczanie

12. Opisz krótko jak zmienia się mikrostruktura i własności zahartowanej stali podczas jej nagrzewania? Jak nazywamy obróbkę cieplną obejmującą hartowanie + średnie lub wysokie odpuszczenie?

Na początku odpuszczania (80-200°C) z martenzytu wydzielają się płytki węglika epsilon. Tworzenie węglika odbywa się kosztem zmniejszenia przesycenia martenzytu. Dzięki temu jest możliwośd utworzenia martenzytu z austenitu szczątkowego. Następnie martenzyt przekształca się w martenzyt regularny. W kolejny etapie wydziela sie cementyt, a węglik epsilon zmienia sie w Fe3C. W ostatnim stadium cementyt przybiera postad sferoidalna.

13. Na czym polega różnica między hartowaniem a przesycaniem?

Hartowanie - umacnianie materiałów drogą obróbki cieplnej. Podczas hartownia następuje przebudowa sieci. Przesycanie - podczas przemiany sied nie zostaje przebudowana.

14. Co oznacza termin utwardzanie cieplne a co ulepszanie cieplne stali?= 11

15. Co to jest stal i jak jej mikrostruktura oraz właściwości mechaniczne zależą od zawartości węgla i szybkości chłodzenia?

Stal to plastycznie i cieplnie obrobiony stop żelaza z węglem i dodatkami stopowymi, Uzyskany ze stanu ciekłego w którym zawartośd C nie przekracza 2%. Wraz ze wzrostem węgla rośnie twardośd, spada plastycznośd. Szybkie schłodzenie spowoduje hartowanie. wakansy sie nie zdążą wypełnid atomami

16. Co rozumiesz przez przehartowalność, a co przez utwardzalność stali? Która ze stali: A -węglowa o zawartości węgla 1,2%, B - niskowęglowa niskostopowa zawierająca 0,30C + 1%Cr + 1%Mo + 1%Ni, będzie miała większą utwardzalnośd, a która większą przehartowalność i dlaczego? Naszkicuj wykres zmian twardości w funkcji odległości od czoła próbki dla tych stali.

Przehartowalność- podatność stali do utwardzania się, w głąb przekroju pod wpływem hartowania. Hartowność- zdolność stali do tworzenia struktury martenzytycznej podczas chłodzenia z temperatury austenizacji. Utwardzalność- podatnośd stali do hartowania, wyrażona najwyższą twardością jaką można osiągad w wyniku hartowania. Przehartowywalnośd zależy od składu chemicznego stali a także od jednorodności austenitu i wielkości ziarna przed chłodzeniem

Przehartowywalnośd zależy od składu chemicznego stali a także od jednorodności austenitu i wielkości ziarna przed chłodzeniem. Czyli możemy ją zwiększyd zwiększając stężenie węgla i dodatków stopowych w austenicie.

B ma większą przechartowalnośd ponieważ w głąb jest utrzymana większa twardośd,

A ma utwardzalnośd bo ta zwiększa się z ilością węgla

17. Jaką główną rolę pełnią mikrododatki w stali umacnianej metodą obróbki termo-plastycznej?

Domieszki sprzyjają tworzeniu ziaren i stop zawierający takie domieszki ma budowę bardziej drobnoziarnista, czyli jest mocniejszy

18. Co to są siluminy? Co to jest modyfikacja i jaki jest cel modyfikacji siluminów pod- i około- eutektycznych? (patrz 19)

19. Co to są siluminy? Co to jest modyfikacja i jaki jest cel modyfikacji siluminów nadeutektycznych?

Typowy stop odlewniczy- stop aluminium z dodatkiem krzemu oraz innymi dodatkami ( o mniejszym udziale procentowym). Odporny na korozję, o dobrej lejności, małym skurczu i małą skłonnością do pękania(dobre właściwości odlewnicze).

Modyfikację siluminów stosuje się w celu poprawienia własności->rozdrobnienia eutektyki. Siluminy podeutektyczne i eutektyczne modyfikuje się fluorkiem sodu nie przekraczającego 0,1%, a siluminy nadeutektyczne fosforem

20. Co to jest żeliwo? Podaj jego rodzaje i wskaż jak jego właściwości zależą od mikrostruktury?

Podstawowy stop odlewniczy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami krzepnącym z przemiana eutektyczną.

Wyróżniamy:

 żeliwo białe, szare i stopowe

 ze względu na mikrostrukturę dzielimy na: stopy zawierające węgliki, grafit i węgliki, grafit

21. Co to jest żeliwo ciągliwe? Jak jest różnica między obróbką cieplną prowadzącą do otrzymania żeliwa ciągliwego czarnego o osnowie ferrytycznej oraz tą stosowaną do otrzymania żeliwa ciągliwego czarnego o osnowie perlitycznej?

Żeliwo ciągliwe - żeliwo otrzymane w wyniku długotrwałego wyżarzania żeliwa białego .

Chodzi tu o przemianę, jeśli będzie poniżej eutektycznej będzie osnowa ferrytyczna, jak powyżej perlityczna.

22. Co to są brązy, a co to są mosiądze?

Mosiądz - stop miedzi i cynku, zawierający do 40% cynku. Może zawierad dodatki innych metali, takich jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo, chrom oraz krzem.

Brązy - Są stopami miedzi, w których głównym składnikiem stopowym ponad 2% jest cyna, aluminium, krzem, beryl, ołów i inne, z wyjątkiem cynku i niklu.

23. Jakie są różnice między żeliwem białym i szarym? Dlaczego żeliwo szare nie wykazuje praktycznie własności plastycznych lecz pęka w sposób kruchy?

Podstawową różnicą między żeliwem szarym, a żeliwem białym jest fakt, iż w żeliwie szarym węgiel występuje w postaci grafitu, a w żeliwie białym w postaci kruchego cementyty. Przełom w żeliwie szarym ma barwę szarą, natomiast w żeliwie białym jasnoszarą, która przy obserwacji makroskopowej wygląda jak kolor biały.

Żeliwo szare charakteryzuje się lepszą lejnością, jest bardziej ciągliwe i łatwiej obrabialne, niż żeliwo białe. W celu uzyskania żeliwa szarego, podczas obróbki chłodzimy wolno, natomiast w celu uzyskania żeliwa białego, chłodzimy szybciej.

Krzem powoduje skłonnośd do wydzielania się grafitu, fosfor zwiększa zawartośd i wymiary jego wydzieleni, zatem można stwierdzid, że żeliwo szare zawiera więcej tych pierwiastków niż żeliwo białe. Żeliwo białe natomiast może zawierad więcej Siarki, która utrudnia grafityzację oraz Manganu, który w zawartości powyżej 0,8%, sprzyja powstaniu zabieleń.

---