2. Uklady krystalograficzne metali:- regularny - parametry katowe: α= β= γ=90˚ podstawowe periody identyczności: a0=b0=c0 typy sieci Bravais’go: prymitywny, sciennie centrowany, przestrzennie centrowany- tetragonalny - pk: α= β= γ=90˚ ppi: a0=b0≠c0 tsB: prymitywny, przestrzennie centrowany - rombowy - α= β= γ=90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny, przestrzennie centrowany, centrowany na podstawie, sciennie centrowany – heks. - α= β= 90˚ γ=120˚ ppi: a0=b0≠c0 tsB: prymitywny - romboedryczny - α= β= γ≠90˚ ppi: a0=b0=c0 tsB: prymitywny - jednoskośny - α= β= 90˚ γ≠90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny, centrowany na podstawie - trójskośny - α≠ β≠ γ≠90˚ ppi: a0≠b0≠c0 tsB: prymitywny3. Defekty struktury metalicznej (nieprawidłowości struktury sieciowej spotykane w rzeczywistych strukturach krystalicznych):- PUNKTOWE:+ wakancje – powstaja w wyniku nieobsadzenia wezla sieci krysztalu przez atom + atomy międzywęzłowe – w sieci krystalicznej zbudowanej z identycznych atomow, jeden z nich znajduje się miedzy wezlami sieci krysztalu, powodując przesuniecie sąsiednich atomow z ich polozen równowagi + atomy domieszek w położeniach międzywęzłowych czyli lukach – sa to atomy o średnicach atomowych znacznie mniejszych od atomow osnowy + atomy domieszek – znajdujące się w wezlach sieci i zastępujące atomy osnowy, atomy zbliżone o srednicach do atomow osnowy + defekty zlozone - LINIOWE (DYSLOKACJE):+ krawędziowe lub śrubowe – najprostszym modelem dyslokacji jest wydrazony cylinder ze sprężystego materialu przeciety wzdłuż płaszczyzny promieniowej i odkształcony prostopadle lub rownolegle do jego osi, jeśli sciecie nastapi w kierunku promienia – mamy dyslokacje krawedziowa,jeśli w kierunku osi – srubowa + jednostkowe lub czastkowe + poślizgowe lub osiadle

- POWIERZCHNIOWE (dwuwymiarowe defekty struktury krystalicznej): + granice ziarn – wewnetrzna powierzchnia graniczna oddzielajaca dwa krysztaly o takim samym skladzie chemicznym, rozniace się tylko orientacja krystalograficzna, wyróżniamy granice ziarn malego kata i granice ziarn duzego kata, szczególnym przypadkiem granic duzego kata sa granice bliźniacze, które tworza się przy scisle określonej dezorientacji ziarn, tak ze granica (plaszczyzna blizniacza) jest symetrycznie nachylona do określonej płaszczyzny krystalograficznej o niskich wskaźnikach w obydwóch kryształach + granice miedzyfazowe – wyróżniamy granice koherentne i niekoherentne, koherentne: w przypadku gdy rozne krystalograficzne plaszczyzyny dwoch faz maja podobna geometrie rozmieszczenia atomow, wystepuje tendencja takiej wzajemnej orientacji dwoch faz, aby atomy na płaszczyźnie ich styku, czyli na granicy miedzyfazowej, należy równocześnie do sieci jednej i drugiej fazy, niekoherentne: obecność dyslokacji może doprowadzic do zmniejszenia energii granicy granice miedzyfazowe mogą wiec być w pewnych przypadkach granicami dyslokacyjnymi i sa wtedy czesciowo koherentne, jeśli energia granicy miedzyfazowej znacznie wzrośnie wtedy sprzężenie znika i granica staje się niekoherentna, energia niekoherentnych granic miedzyfazowych jest zblizona do energi granic ziarn duzego kata tej samej fazy + bledy ułożenia – w sieci A1 plaszczyzny najgęściej obsadzone atomami sa ułożone w kolejności ABCABC…, jeżeli w tej sieci zostanie wprowadzone lokalnie ulozenie płaszczyzn typowe dla sieci heksagonalnej zwartej ABAB…, to jest to wlasnie blad ułożenia + granice domen antyfazowych

4. - Faza – jednorodna czesc układu pod względem chemicznym i krystalograficznym, oddzielona od reszty układu granica miedzyfazowa - Układ – zbior faz, jeżeli fazy znajduja się w równowadze termodynamicznej mowimy o układzie równowagi- Składniki – substancje proste lub zlozone nie ulegajace przemianom, z których składają się fazy układu - Rownowaga fazowa – jest wtedy, gdy w określonych warunkach termodynamicznych stosunki ilościowe miedzy fazami układu pozostaja stale - Rownowaga termodynamiczna – okresla stan układu, kryterium równowagi termodynamicznej jest energia swobodna, która w warunkach równowagi osiaga wartość minimalna - Regula faz (regula faz Gibbsa) – okresla za pomoca formuly matematycznej liczbe stopni swobody S układu, tzn. liczbe zewnętrznych i wewnętrznych czynnikow, które można zmienic nie powodując zmiany liczby faz w układzie. Liczbe stopni swobody S przy stalym cisnieniu oblicza się z zależności: S=n-f+1 (n – liczba składników f – liczba faz przy określonej temperaturze i stężeniu składników stopowych - Regula dźwigni – w celu okreslenia zawartości składników w fazach stopu pozostających w równowadze przeprowadza się przez punkt wskazujacy sklad stopu i jego temperature linie pozioma (konode), az do przecięcia się z najbliższymi liniami wykresu równowagi. Punkty przecięcia zrzutowane na os składu określają sklady faz pozostających w równowadze. Długości odcinkow konody miedzy składem stopu i odpowiednich faz pozostających w równowadze sa odwrotnie proporcjonalne do ilości tych faz

- Wykres równowagi – przedstawia temperatury, w których zachodzi zmiana liczby stopni swobody, w funkcji składu chemicznego stopu. Możemy wiec odczytac w jakich temperaturach zachodza przemiany w układzie i jakie fazy istnieja w równowadze w określonych zakresach temperatur. Linie wykresu określają również zmiany składu chemicznego faz pozostających w równowadze w roznych temperaturach. Rownowage w układzie 1-skladnikowym można przedstawic za pomoca osi temperatur, na której zostana naniesione punkty przemian. Wykresy równowagi układu 2-skladnikowego przedstawia się we współrzędnych prostokątnych, gdzie na osi rzednych nanosi temperature przemian, a na osi odciętych sklad stopu w procentach masowych lub atomowych. Uklad z nieograniczona rozpuszczalnością w fazie stalej – podczas tworzenia się roztworow stalych ciągłych, tzn. gdy składniki rozpuszczaja się wzajemnie przy każdym stosunku zarówno w stanie ciekłym jak i stalym powstaje wlasnie ten układ. W tym przypadku w układzie występują tylko 2 fazy: roztwor ciekly i roztwor staly. Roztwory stale występują tylko w niektórych układach podwojnych jeśli sa spełnione warunki określone tzw. Regulami Hume’a Rothery’ego: 1. Dwa składniki krystalizując przyjmuja taka sama strukture krystaliczna. 2. Maja podobna wielkość atomow. 3. Nie wykazuja tendencji do tworzenia związków. 4.pierwiastki znajduj się blisko siebie w układzie okresowym. W układzie tym występują dwa ciagi punktow: likwidus i solidus. Linia likwidus oznacza poczatek krzepniecia stopow o roznych stężeniach, natomiast linia solidus oznacza koniec tego krzepniecia.

sa spełnione warunki określone tzw. Regulami Hume’a Rothery’ego: 1. Dwa składniki krystalizując przyjmuja taka sama strukture krystaliczna. 2. Maja podobna wielkość atomow. 3. Nie wykazuja tendencji do tworzenia związków. 4.pierwiastki znajduj się blisko siebie w układzie okresowym. W układzie tym występują dwa ciagi punktow: likwidus i solidus. Linia likwidus oznacza poczatek krzepniecia stopow o roznych stężeniach, natomiast linia solidus oznacza koniec tego krzepniecia. Uklady z ograniczona rozpuszczalnością w stanie stalym – przy czesciowym spełnieniu regul Hume-Rothery’ego wystepuje czesciowa (ograniczona) rozpuszczalność składników w stanie stalym jedno lub dwustronna, tzn. ze przy czystych składnikach A i B pojawiaja się pola roztworow stalych na ich bazie oznaczone odpowiednio α i β. W zależności od typu przemiany jaka zachodzi w układzie dzielimy je na eutektyczne lub perytektyczne: Uklady eutektyczne – roznia się od układów z brakiem rozpuszczalności tylko tym ze nie wystepuje w nich czyste składniki tylko roztwory graniczne Uklady perytektyczne – układy takie tworza pierwiastki które znacznie roznia się temperaturami topnienia, a poza tym wykazuja ograniczona rozpuszczalność, przynajmniej jednostronna. Uklady z fazami miedzymetalicznymi cechuje istnienie co najmniej dwoch przemian izotermicznych, przy czym wzrostowi liczby przemian towarzyszy wzrost liczby faz miedzymetalicznych. Fazy miedzymetaliczne mogą powstawac przez wykrystalizowanie wprost z roztworu cieklego i w tym przypadku maja charakter związku miedzymetalicznego, a tym samym scisle określony sklad, lub wtornego roztworu stalego występującego w pewnym zakresie stezen wtedy, gdy węzły sieci obydwóch składników nie sa w pelni obsadzone w związku miedzymetalicznym.

6. przewodnictwo cieplne – polega na przekazywaniu energi z cial cieplejszych do cial zimniejszych na skutek zderzen elektronow i czasteczek, proces ten trwa dopóki cala nadwyzka energi kinetycznej nie rozejdzie się równomiernie po calym ciele. przewodnictwo elektryczne - jest to zjawisko przepływu ładunków elektrycznych (prąd elektryczny) pod wpływem pola elektrycznego. Ze względu na wielkość oporności elektrycznej właściwej substancje można podzielić na izolatory (dielektryki), półprzewodniki oraz przewodniki. właściwości magnetyczne –ogół zjawisk wzajemnego oddziaływania poruszających się ładunków elektrycznych postrzeganych makroskopowo jako wzajemne oddziaływanie na siebie prądów elektrycznych, prądów z magnesami i magnesów. Oddziaływanie zachodzi poprzez pola magnetyczne. Ferromagnetyki są grupą najbardziej znaczących i najszerzej stosowanych materiałów magnetycznych. W zależności od aplikacji dzieli się je na trzy podgrupy. Są to materiały magnetycznie: miękkie, twarde i półtwarde. 7. twardosc – opor przeciw wciskaniu w badany material odpowiednio dobranego wgłębnika, którym może być kulka, stozek lub ostroslup. Pomiary twardości znalazly powszechne zastosowanie w przemysle do kontroli jakości materiałów ze względu na ich prostote. Pomiary te sa także nieniszczące i nie wymagaja pracochłonnego przygotowania próbek. Większość metod badania twardości należy do statycznych, tzn nastepuje powolne wciskanie wglebnika przy dzialaniu sily stalej lub stopniowo wzrastającej do określonej wartości, ale jest również znana metoda dynamiczna, polegajaca na wciskaniu wgłębnika przez uderzenie. Do metod statycznych naleza metody: Brinella, Rockwella, Vickersa, a dynamiczna jest metoda Poldi.

Udarność –miara odp. metali i stopow na pekanie przy obciążeniach dynamicznych, definiuje się ja jako stosunek pracy K, potrzebnej do zlamania norm. probki pod wpływem uderzenia, do jej przekroju poprzecznego S0, w miejscu zlamania lub pracy J, potrzebnej do zlamania probki o znormalizowanym przekroju K. Badania udarności można dokonac za pomoca mlotu Charpy’ego. Należy zaznaczyc ze udarność materialu silnie zalezy od sposobu przeprowadzenia proby, a zwłaszcza od kształtu probki i konstrukcji mlota uzytego do lamania.Wytrz. zmecz. –odporność na pekanie w warunkach zmiennych naprężeń Odporność na pekanie –czynnikiem sprzyjającym kruchemu pekaniu jest duza szybkość odkształcenia gdyz w tych warunkach dyslokacje nie nadążają się przemieszczac. Wskutek tego udzial odkształcenia zmniejsza się.Krzywa Wohlera –do jej wykreslenia trzeba zuzyc około 10 probek,które obciaza się coraz to mniejsza sila notując każdorazowo liczbe cykli, przy ktorej nastepuje pekniecie.Krzywa pełzania –w probie pełzania mocuje się dana probke w uchwytach i umieszcza w piecu w stalej temperaturze, ktora nastepnie zostaje obciazona za pomoca dźwigni odpowiednim ciężarkiem. Zwykle w tej probie wyznacza się jedna z dwoch własności umownych: 1.Granice pelzania 2.Wytrzymałość na pełzanie. W ciagu calego czasu trwania proby kontroluje się wydłużenie probki lub jest wykreslany wykres zależności wydłużenia od czasu. Na wykresie można wyroznic trzy zakresy odpowiadające trzem stadiom pełzania. I stadium cechuje się zmniejszeniem nachylenia krzywej co wskazuje na spadek prędkości pełzania. II stadium pokazuje ze zależność odkształcenia od czasu jest prostoliniowa. W III stadium nastepuje wzrost nachylenia krzywej co jest związane ze zwiekszeniem naprężeń w wyniku zmniejszenia czynnego przekroju probki

Proba rozciagania – polega na rozciaganiu probki az rozerwania, zarejestrowaniu zależności uzytej sily od wydłużenia probki i wyznaczeniu jednej lub wiecej własności mechanicznych przy temperaturze otoczenia, z których najważniejsze to: wskaźniki wytrzymałości i plastyczności. 8. Materialy inżynierskie: Materialy ceramiczne, szkla, polimery, kompozyty 9. Segregacja – wynika ze specyfiki procesu krzepniecia stopow polegającej na tym, ze wystepuje roznica składu krysztalu i cieczy, z ktorej się on wydziela. Gdy współczynnik podzialu k0<1, krysztaly maja większość czystość niż ciecz, z ktorej się wydzielaja. Może to spowodowac roznice gęstości i opadanie dendrytow na dno lub ich wyplywanie w gore. Efektem tego jest zróżnicowanie składu chemicznego wzdłuż wysokości wlewka co nazywamy segregacja grawitacyjna. Rownoczesnie nastepuje wzbogacenie cieklego stopu w domieszki przed frontem krystalizacji kryształów kolumnowych, przez co srodek wlewka jest bardziej zanieczyszczony niż jego powierzchnia. Zroznicowanie składu chemicznego w roznych strefach wlewka nosi nazwe makrosegregacji i jest przyczyna znacznego rozrzutu własności wyrobow wykonanych nawet z jednego wlewka. Zroznicowanie składu chemicznego wewnątrz jednego dendrytu nazywamy mikrosegregacja. Jest ona tym wieksza im wiekszy jest rozstep miedzy liniami likwidus i solidus. Rodzaje: segregacja grawitacyjna, mikro i makrosegregacja

Utwardzanie wydzieleniowe –możliwe w stalach i stopach nieżelaznych, obrobka cieplna polegajaca na wydzieleniu dyspersyjnych faz, wywołujących silne umocnienie. Najsilniej umacniaja stop czastki koherentne z osnowa, które sa zapętlane; czastki niekoherentne mogą być scinane przez dyslokacje i ich wpływ na umocnienie jest mniejszy.13. Przemiany: bainityczna –zachodzi w stalach weglowych poniżej temperatury najmniejszej trwałości austenitu. Jest również nazywana przemiana posrednia. Przyjmuje się ze rozpoczyna się od utworzenia zarodkow ferrytu które powstaja na granicach ziarn austenitu na skutek fluktuacji stężenia wegla. Z ferrytu tego wydzielaja się nastepnie bardzo drobne czastki węglików. Badania wykazaly ze wegliki te sa bogatsze w wegiel i maja strukture heks. Przemiana bainityczna zaczyna się po ochlodzeniu austenitu do pewnej określonej temp. Bs, a konczy się w temp. Bf, co upodabnia ja do przemiany martenzytycznej. W temp. zwartej miedzy Bs i Bf przemiana nie zachodzi do konca. Pozostaly austenit ulega po ochlodzeniu przemianie w martenzyt. Mechanizm przemiany bainitycznej jest pod pewnymi wzgledami podobny do przemiany martenzytycznej, np. w wyniku przemiany tworzy się na powierzchni zgładu charakterystyczny relief. Wystepuje również okreslona zależność krystalograficzna miedzy fazami. Od przemiany martenzytycznej rozni się tym, ze wzrost plytek bainitu jest powolny i ciągły, co swiadczy o dyfuzyjnym charakterze przemiany. Bainit gorny –powstaje w zakresie temp. 550-400˚C, pierzasty, stal o takiej strukturze wykazuje bardzo mala odporność na pekanie

Bainit dolny –powstaje przy temp.poniżej 400˚C, cecha odróżniająca go od struktury bainitu gornego jest listwowy charakter przesyconego ferrytu oraz wystepowanie drobnodyspersyjnych wydzielen węglików wewnątrz listew ferrytu. - perlityczna – zachodzi po ochlodzeniu aust. poniżej tempAr1. W warunkach równowagi z austo zawartości 0,77%C powstaje mieszanina eutekt ferrytu o zawart. 0,0218%C i cm o zawart 6,67%C. zarodki perl powstaja na granicach ziarn aust. W kierunku wnętrza ziarna aust zaczyna rosnac plytka cm, wzrost powoduje znaczne zmniejszenie stężenia C w jej sąsiedztwie, umożliwiając powst. plytek ferrytu. Dalsze narastanie plytek cm i ferrytu w glab aust. odbywa się wg tego samego mechanizmu. W jednym ziarnie aust. może powstac kilka kolonii w przybliżeniu równoległych plytek cm i ferrytu. Ze wzrostem przechlodzenia aust. poniżej temp. A1 rosnie liczba zarodkow perl, a także szybkość narastania faz w perl, co powoduje powstawanie coraz drobniejszego perlitu. Im cieńsze plytki ferrytu i cm w perlicie, tym wieksza jest twardosc stali. Predkosc przemiany zalezy od szybkości zarodkowania koloni perlitycznych. Kinetyka zarodkowania zalezy od struktury aust i jego jednorodności. Im drobniejsze ziarno tym zarodkowanie szybsze, a struktura perlitu bardziej drobnoziarnista, gdyz powstaje wiecej kolonii i sa one mniejsze. - austenityczna – trzy etapy: utworzenie aust. niejednorodnego, utworzenie aust. jednorodnego, rozrost ziarna aust. W przypadku nagrzania perl. powyżej temp. A1 perlit staje się nietrwaly termo dynam. i ulega przemianie w aust. Przemiana ma charakter dyfuzyjny. Ze wzrostem temp. szybkość tej przemiany rosnie. Jest to efektem wzrostu współczynnika dyfuzji kontrolującej te przemiane.

Z kolei duza jednorodność aust. utrudnia powstawanie zarodkow i opoznia przemiane. Szybkość przemiany zalezy od stopnia nagrzania perl powyżej temp. A1, a także od jego struktury. Skłonność do rozrostu ziarna zalezy od rodzaju stali. Dla stali umownie drobnoziarnistej, w miare wzrostu temp. ziarna aust. rosna najpierw bardzo wolno, a poczynając od pewnej temp, nastepuje ich gwałtowny wzrost. W stalach umownie gruboziarnistych rozrost ziarna aust. nastepuje natychmiast po zakończeniu przemiany perl w aust. Przemiana fazowa – podstawa obrobki cieplnej stopow. Można je podzielic na dyfuzyjne i bezdyfuzyjne. W przemianach dyfuzyjnych konieczna jest dyfuzja, a wiec istotna w nich role oprocz temperatury, odgrywa czas. Zachodza one przez zarodkowanie i wzrost zarodkow. W przemianach bezdyfuzyjnych dyfuzja nie odgrywa zadnej roli wiec mogą one zachodzic z bardzo duzymi prędkościami, czas jest tutaj nieistotny.