METALE

1. Co to znaczy że metale i ich stopy są materiałami sprężysto-plastycznymi?

Po przekroczeniu granicy plastyczności materiały te trwale się odkształcają w dużym zakresie.

1. Co rozumiesz przez umocnienie metali i ich stopów?

Zmiana właściwości mechanicznych jak wzrost twardości i wytrzymałości na rozciąganie, podwyższenie granicy plastyczności poprzez odpowiednią obróbkę

1. Na czym polega ogólna zasada umacniania materiałów metalowych?

Zasada ta polega na blokowaniu ruchu dyslokacji przez różne metody (umacnianie odkształceniowe, przez roztwór, wydzieleniowe i dyspersyjne, przez granice ziaren)

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

Roztwór międzywęzłowy - jest to taki roztwór stały, którego atomy pierwiastka rozpuszczanego mające małą średnicę mogą, w sieci rozpuszczalnika, zajmować pozycje między atomami węzłowymi.

Roztwór stały różnowęzłowy – jest to taki roztwór stały, w którym atomy pierwiastka stopowego zajmują w sieci krystalicznej położenie węzłowe, zastępując atomy rozpuszczalnika.

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

Podczas ogrzewania metalu uprzednio odkształconego przez zgniot występują trzy etapy: Zdrowienie, Rekrystalizacja i Rozrost ziaren.
Zdrowienie polega na przegrupowaniu dyslokacji, któremu towarzyszy stosunkowo niewielkie zmniejszenie ich gęstości. Umożliwia to zanik naprężeń własnych i przywrócenie własności plastycznych przy zachowaniu wysokich własności wytrzymałościowych.
Rekrystalizacja jest drugim stadium, przebiegającym w wyższej temperaturze niż zdrowienie. Polega na zarodkowaniu nowych ziaren wolnych od dyslokacji. W rezultacie zanika umocnienie i całkowicie przywrócone są właściwości plastyczne. W trzecim stadium zachodzi rozrost ziaren, który jest zwykle niepożądany, ponieważ najczęściej pogarsza własności materiałów.

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

Ponieważ stopy metali zawsze mają wyższą temperaturę rekrystalizacji niż czyste metale (0,4-0,8 bezwzględnej temperatury topnienia gdzie w czystych metalach to tylko 0,2-0,3)

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

Obróbka cieplna to proces technologiczny polegający na odpowiednim nagrzewaniu obrabianego materiału do określonej temperatury, wytrzymaniu w niej określony czas i chłodzeniu z założona prędkością.

1. 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.

Zasadniczym celem wyżarzania jest doprowadzenie stali do stanu równowagi w stosunku do stanu wyjściowego. Wyżarzanie z przemianą fazową oznacza obróbkę cieplną przekształcającą jedną strukturę sieci krystalicznej na inną. Wyżarzanie bez przemiany oznacza że nie ma przebudowy sieci.

Przykłady: Bez przemiany to odprężanie. Z przemianą to zmiękczanie

1. 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

Celem jest utwardzenie powierzchni elementu maszyny przy zachowaniu plastyczności rdzenia zdolnego przenosić obciążenia. Te stale stosuje się dlatego, że węgiel atomowy może wnikać tylko wtedy w powierzchnię przedmiotu obrabianego, gdy potencjał węglowy ośrodka nawęglającego jest wyższy od stężenia węgla w danym gatunku stali. Samo nawęglanie jest niewystarczające ponieważ zwiększenie ilości węgla w warstwie nawęglonej nie powoduje znacznego wzrostu twardości, dlatego też po nawęglaniu stosowane są zabiegi cieplne hartowania i odpuszczania, mające na celu zapewnienie warstwom nawęglonym odpowiedniej struktury, a przez to wymaganej twardości i własności wytrzymałościowych.

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

Do azotowania stosuje się stale średniowęglowe uprzednio ulepszone cieplnie, ponieważ umożliwiają one utworzenie trwałych faz azotowych o wysokiej twardości, dodatkowo cienkie warstwy azotowe wymagają znacznie twardszego i sztywniejszego rdzenia, gdyż ich duża twardość może spowodować pękanie, łuszczenie i odpadanie warstwy azotowanej. Temperatura azotowania jest niższa od temperatury odpuszczania o ok 30°C aby nie dopuścić do zniszczenia efektów obróbki cieplnej.

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

Ulepszanie cieplne to połączenie hartowania z wysokim lub średnim odpuszczaniem, ulepszanie prowadzi do wzrostu wytrzymałości na rozciąganie, wzrostu właściwości plastycznych i spadku twardości.

Utwardzanie cieplne to obróbka cieplna polegająca na połączeniu hartowania z niskim odpuszczaniem, zwiększa się dzięki temu twardość przy jednoczesnym usunięciu naprężeń powstałych podczas hartowania.

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

Podczas nagrzewania stali zahartowanej martenzyt rozpada się na fazy bardziej stabilne. Ta obróbka cieplna to ulepszanie cieplne.

1. Na czym polega różnica między hartowaniem a przesycaniem

Różnica między hartowaniem a przesycaniem polega na tym, że przy przesycaniu unika się wystąpienia przemiany martenzytycznej. Technologicznie jest to taki sam proces.

1. Co oznacza termin utwardzanie cieplne a co ulepszanie cieplne stali?

Ulepszanie cieplne to połączenie hartowania z wysokim lub średnim odpuszczaniem, ulepszanie prowadzi do wzrostu wytrzymałości na rozciąganie, wzrostu właściwości plastycznych i spadku twardości.

Utwardzanie cieplne to obróbka cieplna polegająca na połączeniu hartowania z niskim odpuszczaniem, zwiększa się dzięki temu twardość przy jednoczesnym usunięciu naprężeń powstałych podczas hartowania.

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

Stal to stop żelaza z węglem obrobiony plastycznie i cieplne, w którym zawartość węgla nie przekracza 2%. Im większa zawartość węgla i prędkość chłodzenia tym większa twardość i zrazem kruchość stali.

1. 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 utwardzalność a która większą przehartowalność i dlaczego? Naszkicuj wykres zmian twardości w funkcji odległości od czoła próbki dla tych stali

Przehartowalność to podatność stali do utwardzania się w głąb przekroju pod wpływem hartowania.

Utwardzalność- zdolność stali do utwardzania się przy hartowaniu, a określa ją maksymalna twardość mierzona na powierzchni stali, którą uzyskano przy optymalnych parametrach hartowania.

Stal B będzie miała większą przehartowalność ponieważ zawiera dużo pierwiastków stopowych pozwalających na zmniejszenie prędkość chłodzenia i lepszego zahartowania wnętrza wyrobu

Stal A będzie bardziej utwardzalna ponieważ utwardzalność zwiększa się wraz z ilością węgla.

1. Jaką główną rolę pełnia mikrododatki w stali umacnianej metodą obróbki termo-plastycznej

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

3. Co to są siluminy? Co to jest modyfikacja i jaki jest cel modyfikacji siluminów pod- i okołoeutektycznych?

4. Co to jest żeliwo? Podaj jego rodzaje i wskaz jak jego właściwości zależą od mikrostruktury

5. Co to jest żeliwo ciągliwe? Jaka 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

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

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

Brązy- stopy miedzi, których głównymi dodatkami stopowymi nie są cynk i nikiel. Klasyczne brązy to stopy miedzi z cyną.

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