PODSTAWOWE

1. Wyjaśnij dlaczego metale i stopy o sieci regularnej sciennie centrowanej sa bardziej plastyczne niż te o sieci heksagonalnej

Metale i stopy o siec RSC są bardziej plastyczne, ponieważ sieć ta ma płaszczyzny o współrzędnych {111}, która posiada najlepszy system poślizgów (12 systemów ma RSC a HZ – 2) dzięki czemu ułatwione jest przemieszczanie się dyslokacji, które to odpowiedzialne są za odkształcenie plastyczne.

1. Który spośród metali A- o sieci RSC i B- o sieci HZ nadaje sie do kształtowania raczej metoda odlewnicza, a który metoda obróbki plastycznej i dlaczego?

Do obróbki plastycznej bardziej nadaje sie metal o sieci RSC ponieważ dzięki najlepszemu systemowi poślizgów spowodowanego płaszczyznami o współrzędnych {111} ułatwiony jest ruch dyslokacji który jest odpowiedzialny za odkształcenie plastyczne
Analogicznie do tego dla metalu o sieci HZ bardziej odpowiednia metoda jest metoda odlewnicza ponieważ ruch dyslokacji w tejże sieci jest utrudniony z powodu słabych systemów poślizgu.

1. Podaj klasyfikacje defektów sieci krystalicznej i wskaż, które z nich są odpowiedzalne za odkształcenia plastyczne

Klasyfikacja defektów:
- punktowe (wakanse, atomy międzywęzłowe i węzłowe)
- liniowe (dyslokacje krawędziowa, śrubowa i mieszane)
- powierzchniowe (granice ziaren)
- objętościowe (wtrącenia).
Za odkształcenia plastyczne odpowiedzialne są defekty liniowe. Płaszczyzny ślizgają się i powstają odkształcenia plastyczne

1. Co rozumiesz przez sztywność materiałów? Który z materiałów stal czy guma jest bardziej sprężysty i dlaczego?

Sztywność – odporność materiałów na zmianę wymiarów (kształtu) w obszarze odkształceń sprężystych, czyli takich, które ustępują po usunięciu obciążenia.
Bardziej sprężysta jest stal, ponieważ ma większy moduł sprężystości, który jest miarą sztywności.

1. Czy, a jeśli tak to w jaki sposób możemy znacząco zmienić moduł sprężystości materiałów krystalicznych?

Nie, nie możemy zmienić modułu sprężystości ( siły wiązań miedzy atomami i gęstości ich wiązań), ponieważ na obecnym etapie nie jesteśmy w stanie ingerować aż tak głęboko w strukturę materii. Jest to stała materiałowa.

1. Na czym polega ogólna zasada umacniania materiałów metalowych?

Ogólna zasad umacniania materiałów metalowych polega na utrudnianiu ruchu dyslokacji. Wiąże się to z wytworzeniem w materiale różnego rodzaju przeszkód których skuteczność będzie zależeć od oporu jednostkowego przeszkody oraz ich gęstości.

1. Która z identycznych próbek wykonanych z tego samego materiału (np .Al) : A- o wielkości ziarna 10nm czy B- o wielkości ziarna 1mm będzie wykazywać większe własności wytrzymałościowe i dlaczego?

Większe właściwości wytrzymałościowe wykaże próbka A ponieważ ma mniejsze ziarna. Skutkuje to tym, że ma więcej granic ziaren, będącymi naturalną blokadą, ruchu dyslokacji. Gdy jest mniej ruchów dyslokacji tym materiał jest twardszy.

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

Jeśli atomy rozpuszczone zajmują przestrzenie między atomami węzłowymi (luki), to taki roztwór stały nazywa się międzywęzłowym.
Jeśli atomy rozpuszczone lokują się w węzłach sieci rozpuszczalnika, to taki roztwór stały nazywamy różnowęzłowym.

1. Dany jest metal o temperaturze topnienia . Czy można go umocnić poprzez zgniot na zimno? Uzasadnij odpowiedz.

T _topnienia= 600 K T_m= 327⁰C+ 273⁰C= 600 K bo ⁰K=-

T_{R (rekrystalizacji)} w przybliżeniu 0,3* T_m=180 K 180K- 273=

Umacnianie przez zgniot na zimno musi być wykonywane w temperaturze niższej niż temperatura rekrystalizacji. Z tego wynika, że nie można , ponieważ zgniot na zimno musiałby być wykonywany w temperaturze ujemnej, co po powrocie do temperatury pokojowej ( ok ) będzie prowadziło do rekrystalizacji i usunięcia efektów zgniotu.

1. Opisz krótko (lub zilustruj w tabeli) co dzieje się podczas ogrzewania metalu uprzednio odkształconego przez zgniot na zimno? Str 47(ks. Kaczorowkiego)

Z-zdrowienie

R- rekrystalizacja

RZ- rozrost ziaren

ρ-

Rp- granica plastyczności

d- ta tabelka jakaś zjebana :P

W czasie ogrzewania metalu uprzednio odkształconegoprzez zgniot na zimno zachodzą następujące po sobie 3 stadia. Pierwsza z nich to stadium zdrowienia, w którym nieco zmiejsza się gęstość dyslokacji, zanikają naprężenia własne, przywracane są własności plastyczne przy zachowaniu wytrzymałości. Drugie stadium to rekrystalizacja (w wyższej temp od zdrowienia) w której całkowicie zanikają naprężenia własne oraz odbudowa struktury ziarnowej. Zanika umocnienie i przywracane są właściwości plastyczne. W trzecim stadium zachodzi rozrost ziaren. (efejt niepożądany bo zwykle pogarsza własności materiałów).

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

Odbudowa struktury stopów zachodzi w wyższej temperaturze niż czystych metali ponieważ poprzez dodanie dodatku stopowego wypełniane są przez jego atomy wakanse(defekty punktowe) przez co zmniejsza się energia układu co powoduje że potrzebna jest większa energia do rekrystalizacji struktury.

1. Dlaczego możemy z pewnym przybliżeniem wnioskować o granicy plastyczności na podstawie wyniku badań twardości?

Ponieważ w próbie pomiaru twardości wykorzystuje się ślad odcisku, będący skutkiem odkształcenia plastycznego. Wniosek z tego im większa twardość tym mniejsza plastyczność.

1. Które z tworzyw metalowych A- o sieci RSC czy B- o sieci HZ jest bardziej podatne na umocnienie odkształceniowe (przez zgniot na zimno)?
   

Bardziej podantne na zgniot bedzie tworzywo metalowe o sieci RSC ponieważ dzięki najlepszemu systemowi poślizgów spowodowanego płaszczyznami o współrzędnych {111} ułatwiony jest ruch dyslokacji który jest odpowiedzialny za umocnienie odkształceniowe

1. Co to jest zmęczenie materiału i czym charakteryzuje się powierzchnia przełomu zmęczniowego w skali makro i mikroskopowej?

Zmęczenie materiału to zjawisko pękania materiału pod wpływem cyklicznie zmieniających się naprężeń.
Pow. przełomu zmęczeniowego charakteryzuje się:
- w skali mikroskopowej: prążkami zmęczeniowymi,
- w skali makroskopowej: ogniskiem zmęczeniowym.

1. Która z próbek A- o gładkiej powierzchni czy B- o powierzchni chropowatej, wykonanych z tego samego materiału jest bardziej odporna na zniszczenie w skutek zmęczenia lub obciążenia udarowego ?

A, ponieważ wszelkie mikronierówności w próbce B stanowią korby działające jak koncentraty naprężeń.

1. Co rozumiesz przez temperaturę przejścia w stan kruchy – próg kruchości w tworzywach metalowych o sieci RPC? Czy z punktu widzenia eksploatacji wykonanego zeń elementu, zmieniającego się od do + byłoby lepiej gdy będzie ona wyższa czy niższa?

Temp. przejścia w stan kruchy – temp., poniżej której następuje wyraźne zmniejszenie udarności.
Spadek temp. obniża udarność, a więc lepiej, żeby temp. była wyższa

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.

Celem wyżarzania jest otrzymanie w materiale mikrostruktury możliwie najbliżej stanowi równowagi.

Wyżarzanie bez przemiany fazowej w swoim procesie nie ma przemiany perlit austenit i ma zastosowanie ogólne. Wyżarzanie z przemianą stosuje się jedynie do stopów żelaza.
W grupie wyżarzania bez przemiany znajdują się:
rekrystalizowanie – przywrócenie właściwości plastycznych i/lub rozdrobnienie mikrostruktury.
- odprężanie – przemiana martenzytu w wyrobach spawalnych.
W grupie wyżarzania z przemianą znajdują się:
- wyż. zupełne – uzyskanie drobnoziarnistej struktury do staliwnych odlewów,
- normalizowanie – metoda „naprawy” gruboziarnistej struktury Widmannstattena,
- zmiękczanie – podwyższenie obrabialności skrawaniem stopów.
- ujednorodnianie –mające na celu wyrównanie składu chemicznego na drodze dyfuzji -

1. Co to jest dyfuzja? Która z dwóch próbek z tego samego materiału: A- drobnoziarnista, czy B- gruboziarnista, będzie wykazywać większą dyfuzyjność i dlaczego?

Dyfuzja – bezwładny ruch atomów w przestrzeni, dążący do wyrównania stężenia składników. Jest to proces aktywowany cieplnie zachodzący w skutek ruchu atomów w sieci przestrzennej metalu.

Dyfuzja zależy od zaburzeń sieci, im jest ich więcej tym lepsza dyfuzyjność. Większą dyfuzyjność będzie wykazywać próbka A ponieważ ma więcej wakansów, a więc zaburzeń sieci.

1. Co to jest dyfuzja? Która z dwóch próbek z tego samego materiału: A- umocniona przez zgniot na zimno czy B- wyżarzona, będzie wykazywać większą dyfuzyjność i dlaczego?

Dyfuzja jest to aktywowany cieplnie proces zachodzący wskutek ruchu atomów

w sieci przestrzennej metalu w kierunku wyrównania stężenia składników. Proces „wędrówki” (samorzutnego rozprzestrzeniania się) atomów w przestrzeni.

Dyfuzja zależy od zaburzeń sieci, im jest ich więcej tym lepsza dyfuzyjność. Większą dyfuzyjność będzie wykazywać próbka A ponieważ ma więcej wakansów, a więc zaburzeń sieci.

1. Co to jest dyfuzja? Która z dwóch próbek, które były wyżarzone w piecu w wysokiej temperaturze: A- szybko chłodzona w wodzie, czy B- chłodzona wolno wraz z pieciem, bedzie wykazywać większą dyfuzyjność i dlaczego?

Dyfuzja jest to aktywowany cieplnie proces zachodzący wskutek ruchu atomow

w sieci przestrzennej metalu w kierunku wyrownania stężenia składnikow. proces „wędrówki” (samorzutnego rozprzestrzeniania się) atomów w przestrzeni.

Dyfuzja zależy od zaburzeń sieci, im jest ich więcej tym lepsza dyfuzyjność. Większą dyfuzyjność będzie wykazywać próbka A ponieważ ma więcej wakansów, a więc zaburzeń sieci.

1. Dane są 3 metale A o sieci RSC i o promieniu atomowym ra=0,125nm, B- o sieci RPC i o promieniu atomowym rb=0,128nm oraz C-o sieci RSC i promieniu atomowym rc=0,145nm.
   Czy którakolwiek para rokuje nadzieje na utworzenie roztworu stałego ciągłego? Uzasadnij odpowiedz.

Żadna para nie rokuje nadziei na stworzenie roztworu stałego ciągłego ponieważ A i B oraz C i B mają inne sieci RSC i RPC co wyklucza utworzenie takowego roztworu ponieważ sieci musza być identyczne, natomiast para AC nie spełnia kolejnego warunku

którym jest to że różnica promieni atomowych nie może być większa niż 15% (nie jestem pewien)

Tak więc na utworzenie roztworu stałego ciągłego rokuje para A i C ponieważ mają te same sieci – RSC, i właściwą różnicę promieni 13,8%<15%.

∆R=(145-125)/145=13,8%

1. Co jest warunkiem umocnienia wydzieleniowego? Naszkicuj przebieg zmian twardości stopu podczas starzenia w funkcji czasu i temperatury starzenia.(wykres był do narysowania, treść jak rozumiesz umacnianie metali i ich stopow, jakoś tak)

Umocnieniu wydzieleniowemu można poddać jedynie stopy metali. Ponadto muszą być spełnione warunki tj. w obszarze roztworu stałego rozpuszczalność musi maleć z obniżaniem temperatury by możliwe było otrzymanie przesyconego roztworu stałego. (zmienna rozpuszczalność).Ponadto wydzielenia powstające podczas rozpadu przesyconego roztworu stałego powinny być częściowo lub w całości sprzężone z osonową.

1. Co jest warunkiem umacniania przez roztwór ?

Warunkiem jest zmienna rozpuszczalność.

-przez roztwór umacniamy tylko stopy
-musi tworzyć się roztwór stały.

1. Dlaczego metale i ich stopy sa bardziej odporne na kruche pekanie niż ceramika?

Ponieważ metale mają większą tolerancję na obecność defektów (nieciągłości) niż ceramika.

1. Co to jest pełzanie? Narysuj wykres ilustrujacy szybkość pełzania tego samego materiału w funkcji czasu i temperatury pełzania.

Pełzanie – odkształcanie plastyczne pod obciążeniem w podwyższonej temperaturze

Pełzaniem przyjęto nazywać proces odkształcenia plastycznego związany z bardzo małą szybkością odkształcenia. Podczas pełzania w stałej, wysokiej temperaturze metal ulega odkształceniu plastycznemu pod działaniem prawie stałego naprężenia lub stałego obciążenia, a wielkością zmieniającą się w czasie jest szybkość odkształcenia

epsilon - szybkość pełzania

1. Na czym polega umacnianie metali przez rozdrabnianie mikrostruktury(granice ziaren)?

Polega na tym, że dyslokacje przemieszczające się przez poślizg wewnątrz ziaren z reguły nie mogą przekroczyć ich granicy, co ogranicza możliwości odkształcenia.

CERAMIKA

1. Co to znaczy, że materiały ceramiczne są sprężysto-kruche?

Oznacza to, że odkształcenie powoduje zniszczenie materiału.

2. Dlaczego ceramika nie nadaje się do kształtowania metodami obróbki plastycznej?

Ponieważ ceramika ma minimalną zdolność do odkształceń plastycznych,które mogłyby doprowadzić do relaksacji naprężenia co jest związane z jej kruchością. Małe odkształcenie plastyczne w chwili zniszczenia odzwierciedla małą tolerancję materiałów ceramicznych na obecność uszkodzeń tj. defektów.

3. Dlaczego metale i ich stopy są bardziej odporne na kruche pękanie niż ceramika?

Ponieważ metale mają większą tolerancję na obecność defektów (nieciągłości) niż ceramika. Wynika to również ze zdolności do relaksacji koncentracji, czyli spiętrzania naprężenia u wierzchołka pęknięcia. Zatem materiały zdolne do odkształceń plastycznych jak metale są bardziej odporne na kruche pękanie niż ceramika.

4. Co to jest moduł Weibull’a? Naszkicuj przebieg prawdopodobieństwa przetrwania dla materiałów o module Weibull’a m₁=x i m₂=y. Wskaż odpowiednie wykresy na rysunku.

moduł Weibulla informuje o tym, jak szybko zmniejsza się wytrzymałość gdy naprężenie gamma dąży do gamma0. Im mniejsza jest wartość modułu, tym większy jest rozrzut wytrzymałości materiału i tym mniejsze jest prawdopodobieństwo, że wiele próbek przetrwa obciążenie.
Ps(Vo)

5. Dlaczego ceramika jest materiałem twardym, a dlaczego kruchym?

Twarda ze względu na zlokalizowane, silne wiązania kowalencyjne i jonowe(też mieszane) i granicę plastyczności – trudno jest uruchomić dyslokację. Ogólnie duża twardość jest wynikiem silnego oporu, jaki stawia sieć poruszającym się dyslokacjom.
Krucha bo ma liczne pęknięcia i nieciągłości – wiążę się z minimalną zdolnością do odkształceń plastycznych, które mogłyby doprowadzić do relaksacji naprężenia. Małe odształcen ie plastyczne odzwierciedla małą tolerancję materiałów ceramicznych na występowanie defektów.

6. Dlaczego ceramika jest predestynowana do pracy w warunkach ściskania? Dlaczego wytrzymałość na rozciąganie wyznaczona metodą zginania jest ok. 1,65 razy większa niż ta sama wielkość wyznaczona podczas rozciągania?

Ceramika posiada wiele defektów w budowie krystalicznej jakimi są pękniecia, porowatośc, czy pustki. W momencie rozciągania naprężenia rozciągające powodują rozszerzanie się tych przestrzeni i obciążenie przenoszone jest na całą oś próbki. W przypadku zginania rozkład naprężenia jest niejednorodny i zmienia się w zależności od odległości od osi próbki. Naprężenia ściskające zamykają wyżej wymienione wady ceramiki i dlatego wytrzymałość na zginanie jest większa niż na rozciąganie. Największym naprężeniom rozciągającym podlegają skrajne warstwy więc należy się spodziewać tam rozpoczęcia procesu niszczenia, warunkiem jest obecność w tym, obszarze mikropęknięcia o długości krytycznej.

7. Wymień 3 przykłady własności ceramiki należących równocześnie do jej zalet i wad. Wyjaśnij tę pozorną sprzeczność.

- wysoka temperatura topnienia(może pracować w wysokiej temperaturze, ale jest za trudno formowalna)
- Duża twardość (praca w warunkach dużego obciążenia, ale trudna w obrabianiu)
- mała przewodność elektryczna i cieplna.(skuteczna jako izolatory, ale nie skuteczna jako elementy przewodzące prąd).
Cechy te są bardzo cenne z punktu widzenia wielu zastosowań, jednak często te same cechy powodują pewne trudności technologiczne. (zależnie od zastosowań)

8. Jaką technologię kształtowania stosuje się w stosunku do materiałów ceramicznych? Jaka jest mikrostruktura ceramiki ukształtowanej za pomocą tej technologii?(tylko narysowac mikrostrukturę było)

Jest to technologia spiekania proszku ceramicznego.
Ceramika posiada budowę polikrystaliczną.

9. Jaka energia sprzyja kształtowaniu ceramiki podczas spiekania proszku ceramicznego?

Energia powierzchniowa (ok. 4,2 J/g).

10. Dane są dwa elementy z tej samej ceramiki: jeden o przekroju A₁, a drugi o przekroju A₂=10A₁. Czy można założyć, że element o większym przekroju poprzecznym A₂ jest w stanie przenieść 10 razy większe obciążenie niż element przekroju A₁? Uzasadnij odpowiedź.

Nie można, ponieważ w większym elemencie istnieje większe prawdopodobieństwo znalezienia pęknięcia o długości krytycznej.

Nie można tak założyć, gdyż wytrzymałość ceramiki zależy też od wielkości i ilości defektów i mikropęknięć, których jest więcej w przypadku większej próbki.

11. Od czego zależy wytrzymałość ceramiki?

Zależy od: mikrostruktury, stanu powierzchni, wielkości i kształtu próbki, stałości obciążenia, środowiska i temperatury.

12. Narysuj wykres zachowania się ceramiki pod obciążeniem i zaznacz na nim wielkości charakterystyczne.
o- - naprężenie, E -odkształcenie

METALE

1. Co to znaczy, że metale i ich stopy są materiałami sprężysto – plastycznymi?
   Oznacza to, że w pewnym zakresie obciążenia odkształcenie tworzyw metalowych jest proporcjonalne do naprężenia (prawo Hooke’a), co na wykresie naprężenie – odkształcenie jest reprezentowane przez odcinek prostoliniowy. Z chwilą przekroczenia krytycznej wartości naprężenia (granicy plastyczności) metale i ich stopy zaczynają odkształcać się trwale – plastycznie (na wykresie nieliniowy przebieg krzywej).
   Wykres nr 1: wykres obciążenia
   

Rm-granica sprężystości,R0,.granica plastyczności.

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 zaznaczyć, iż wraz ze wzrostem twardości maleje plastyczność materiału.

3. Na czym polega Ogólna zasada umacniania materiałów metalowych?

Zasada umacniania materiałów metalowych, polega na blokowaniu ruchu dyslokacji.

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

Obróbka cieplna – Proces technologiczny polegający na odpowiednim nagrzaniu obrabianego przedmiotu do wymaganej temperatury, wygrzaniu w niej przez określony czas oraz chłodzeniu z zadaną prędkością.
Klasyfikacja obórbki cieplnej

Wyżarzanie	Hartowanie	Odpuszczanie	Umacnianie wydzieleniowe
Z przemianą fazową i bez przemiany fazowej (alotropowej)	Objętościowe i powierzchniowe	Niskie, średnie, wysokie	Przesycanie i starzenie

Hartowanie plus odpuszczanie średnie lub wys = ulepszanie cieplne

Hart plus odp niskie = utwardzanie cieplne.

Odpuszczanie, wyżarzanie odpuszczające, obróbka cieplna polegająca na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych (hartowanie) do określonej temperatury (zależnej od pożądanego efektu - 180-650°C), wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu.

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?
[Nawęglania stali – wzbogacenie warstwy powierzchniowej stali w węgiel.]
Ponieważ wykazują one niewielką hartowność. Przyrost twardości jest niewielki, dlatego zasadniczym celem nawęglania jest „przygotowanie” elementów do następnych zabiegów (hartowanie i odpuszczanie), czyli nie jest wystarczającym zabiegiem.

Hartowność stali, stopień podatności stali na utwardzanie się w trakcie hartowania, mierzona zdolnością stali do tworzenia struktury martenzytycznej.

10. Dlaczego do azotowania stosuje się stale średniowęglowe uprzednio ulepszone cieplnie i jaka jest temperatura azotowania?
Dlatego stosuje się najpierw ulepszanie cieplne aby uzyskać sztywny rdzeń i aby zapobiec łuszczeniu się cienkiej i kruchej warstwy azotowania.
Temp. Azotowania zawiera się głownie w przedziale 480-600 ^oC. Najczęściej stosuje się w temp (500-520) w atmosfere zdysocjowanego amoniaku.
Ale azotowanie antykorozyjne w temp(600-700)

11. Co to jest ulepszanie cieplne, a co to utwardzanie cieplne?
Ulepszanie cieplne – jest obróbką cieplną polegającą na połączeniu hartowania z wysokim lub średnim odpuszczaniem.

Utwardzanie cieplne – jest obróbką cieplną polegającą na połączeniu hartowania z niskim odpuszczaniem.

12. Opisz krótko jak zmienia się mikrostruktura
i własności zahartowanej stali podczas jej nagrzewania. Jak nazywamy obróbkę cieplną obejmującą hartowanie + średnie lub wysokie odpuszczanie?
W stalach zawierających pierwiastki silnie węglikotwórcze (W, Mo, Cr, V), tworzą się węgliki stopowe podlegające stopniowej transformacji od struktury mniej do bardziej stabilnej. Drobnodyspersyjne wydzielenia węglików złożonych powodują dodatkowe umocnienie stali, a zatem i przyrost twardości.

Po nagrzaniu do odpowiedniej temperatury na granicach międzyfazowych ferrytu i cementytu następuje niejednorodne zarodkowanie austenitu. Przemiana ma charakter dyfuzyjny, gdyż rozrastające się zarodki tej fazy rozpuszczają cementyt jak i ferryt.
Taką obróbkę nazywamy ulepszaniem cieplnym.
Zmiana mikrostruktury następuje w zależności od temperatury:
150-300 st C – mikrostruktura martenzytu odpuszczonego wys wł. Wytrzymałościowe, mala ciągliwość
300-500 st C – Drobnoziarnista budowa sorbityczna, morfologia iglasta.
Znaczna wytrzymałość przy dobrej ciągliwości

500-700 mikrostruktura sferoidu – cementyt kulkowy o osnowie ferrytu.
dobre wł. Wytrzymałościowe i duża ciągliwość.
13.Na czym polega różnica między hartowaniem a przesycaniem?
Różnica polega na tym, że przy przesycaniu unika się wystąpienia przemiany martenzytycznej

W przypadku hartownia dokonuje się zmiana sieci krystalograficznej, a podczas przesycania sieć rozpuszczalnika zostaje zachowana, a zmianie ulega jedynie parametr sieci.

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

Stal – obrobiony plastycznie i cieplnie stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, o maksymalnej zawartości węgla do 2%.
wpływ węgla: przy wzroście zawartości węgla zwiększa się udział cementytu w mikrostrukturze a zatem maleje plastyczność a wzrasta twardość , oraz do zawartości węgla ok. 1% wzrasta wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności, powyżej tej wartości maleją, a wzrasta kruchość, większa szybkość chłodzenia (większa od szybkości krytycznej) zapewni uzyskanie struktury martenzytycznej, w przypadku mniejszej niż krytyczna szybkości chłodzenia głębiej położone warstwy materiału będą miały strukturę bainityczną a nawet perlityczną; uzyskanie str martenzytycznej zwiększa twardość, jednocześnie zmniejsza plastyczność;

16. Co rozumiesz przez przehartowalność, a co przez utwardzalność stali? Która ze stali: A-węglowa o zawartości węgla 1,2%, B- niskowęglowa niskostopowa zawierająca + 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 - podatność stali na hartowanie w głab, wyrażona grubością warstwy zahartowanej na przekroju hartowanego przedmiotu. Zależy oma głównie od zawartoći pierwiastków stopowych ale i prędkości chłodzenia.

Utwardzalność – jest to zdolność do utwardzania się stali przy hartowaniu, wyrażona maksymalną twardością przy powierchni,możliwą do uzyskania w optymalnych warunkach hartowania. Jest ona głównie funkcją zawartościmwęgla w stali.

Większa przehartowalność stal B, ponieważ pierwiastki takie jak Cr, Mo, Ni, są pierwiastkami silnie powiększającymi hartowność. Większa utwardzalność stal A, ponieważ ma większe stężenie węgla, a więc będzie bardziej twarda.

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

Mikrododatki (V, Nb, Ti, Zr) , tworząc węgliki, azotki lub węglikoazotki, przeciwdziałają rozrostowi ziaren austenitu, stal z mikrododatkami jest więc umocniona wydzieleniowo.

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

Siluminy – stopy odlewnicze aluminium z dodatkami krzemu oraz innymi dodatkami.

Modyfikacja jest to proces dodawania do kąpieli metalicznej pewnych składników w niewielkich ilościach co powoduje zmianę mikrostruktury i poprawę własności siluminów.
Siluminy pod- i około eutektyczne w wyniku modyfikacji mają większą wytrzymałość na rozciąganie i ich wydłużenie rośnie. Rozdrabniany jest krzem eutektyczny.

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

Siluminy i modyfikacja: Patrz pytanie 18.
Celem modyfikacji siluminów nadeutektycznych jest zmiana kształtu wydzieleń krzemu pierwotnego.

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

Żeliwo – to odlewniczy stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, krzepnący z przemianą eutektyczną. Zawartość węgla w nim przekracza zwykle 2%.
Rodzaje żeliwa:
1. białe – w mikrostrukturze cały węgiel związany w postaci cementytu, co powoduje zwiększenie twardości i kruchości;
2. szare – węgiel występuje w postaci wolnej, tj. grafitu, a ilość węgla związanego(Fe3C)nie przekracza ilości charakterystycznej dla perlitu(0,8%).

3. Sferoidalne
4.Wermikularne
5.Ciągliwe
6. Żeliwo sferoidalne hartowane izotermicznie (ADI)

Im więcej cementytu w mikrostrukturze tym żeliwo twarsze i bardziej kruche
Grafit płytkowy zmniejsza plastyczność
Kształt i ilość grafitu powoduje zmiejszenie skurczu odlewniczego, polepsza skrawalność, zmiejsza wytrzymałość zmęczeniową, zwiększa właściwości ślizgowe, sprzyja tłumieniu drgań. Im większy udział fazy miękkiej np. Ferrytu tym lepsza plastyczność. Im większa ilość perlitu, tym lepsze własności wytrzymałościowe.

21. 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?

Żeliwo ciągliwe – stop o graficie w postaci skupisk węgla żarzenia. żeliwo otrzymane w wyniku długotrwałego wyżarzania żeliwa białego
Żeliwo ciągliwe o osnowie ferrytycznej zapewnie powolne studzenie 3 – 5 ^oC/h.
Żeliwo ciągliwe o osnowie perlitycznej zapewnia powolne chłodzenie 50 ^oC/h bezpośrednio po zakończeniu pierwszego okresu grafityzacji.

22. Co to są brązy, a co to są mosiądze?
Mosiądze – stopy miedzi, których głównym dodatkiem stopowym jest cynk (do 48%).

Brązy-stopy miedzi, w których głównym dodatkiem stopowym jest nie jest cynk ani nikiel.(powszechnie znane stopy miedzi z cyną).

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

W żeliwie białym węgiel występuje w postaci związanej tj. cementytu. W żeliwie szarym węgiel występuje w postaci wolnej, tj. grafitu, a ilość węgla związanego(Fe3C)nie przekracza ilości charakterystycznej dla perlitu(0,8%).

Żeliwo szare nie wykazuje praktycznie własności plastycznych, ponieważ płatkowa postać wydzieleń grafitu powoduje, że jego obrzeża działają jak koncentratory naprężeń, w których naprężenie osiąga wartość wielokrotnie wyższą niż naprężenie średnie przenoszone przez odlew.

Etektyk- mieszanina dwóch lub więcej faz, przy określonym składzie, która wydziela się z roztworów ciekłych w określonej temperaturze, zwanej temperaturą eutektyczną. Mieszanina jest produktem przemiany eutektycznej. Nazwa wywodzi się z greckiego słowa eutektos, co znaczy łatwo topliwy

Perytektyka (perytektyk) – składnik strukturalny stopów, faza powstająca w wyniku przemiany fazowej, która w układzie dwuskładnikowym zachodzi z udziałem fazy ciekłej (L) i dwóch faz stałych.

Eutektoid(mieszanina Eutektoidalna)-powstała w fazie stałej, drobnokrystaliczna mieszanina dwóch faz.

Etektyka(mieszanina eutektyczna) – mieszanina dwóch lub więcej faz o określonym składzie, która wydziela się z roztworów ciekłych, przy określonej temp.