pytania na obronę opracowane

1. Stal, definicja, kryteria klasyfikacji

stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,10%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie. Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla, cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych składników stopowych zalicza się głównie metale, zwykle chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź, molibden, tytan. Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie tlenków siarki i fosforu zwane są zanieczyszczeniami.

Klasyfikacja

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

    1. stal węglowa (niestopowa)

  1. ze względu na procentową zawartość węgla i strukturę wewnętrzną:

    1. stal podeutektoidalna

    2. stal eutektoidalna

    3. stal nadeutektoidalna

  2. ze względu na stopień czystości:

    1. zwykłej jakości

    2. wyższej jakości

    3. najwyższej jakości

  3. ze względu na zastosowanie:

    1. stal konstrukcyjna

2. Materiały kompozytowe, definicja, przykłady

Materiały kompozytowe są połączeniami dwóch lub więcej odrębnych i nierozpuszczalnych się w sobie faz, których każda odpowiada innemu podstawowemu materiałowi inżynierskiemu, zapewniającymi lepszy zespół własności i cech strukturalnych, od właściwych dla każdego z materiałów składowych oddzielnie.

Materiały kompozytowe, dzielą się

Przykłady zastosowań kompozytów:

Kadłub łodzi z laminatu poliestrowo szklanego, elementy karoserii samochodu z tłoczywa arkuszowego poliestrowo szklanego, opony z poliizoprenu wzmocnionego 10% sadzy i 3% ciętych włókien aramidowych, rama roweru górskiego z kompozytu (stop Ti wzmocniony 10 % cząstek Al2O3), tłoki silnika spalinowego (Chevrolet) ze stopu Al wzmocnionego 25% cząstek SiC, tarcza hamulcowa z kompozytu ceramicznego w samochodzie Porsche

3. Obróbka cieplna, definicja, klasyfikacja

Obróbka cieplna jest dziedziną technologii obejmującą zespół zabiegów wywołujących polepszenie własności mechanicznych i fizyczno–chemicznych metali i stopów, powodowane zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury, czasu oraz działania środka. Do najważniejszych zabiegów obróbki cieplnej należą nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie. Nagrzewanie jest ciągłym lub stopniowym podwyższaniem temperatury elementu obrabianego cieplnie. Wygrzewanie polega na wytrzymaniu elementu obrabianego cieplnie w docelowej lub pośredniej temperaturze. Chłodzenie to ciągłe lub stopniowe obniżanie temperatury elementu. Chłodzenie z małą szybkością jest nazywane studzeniem, natomiast z szybkością dużą – oziębianiem. Wytrzymanie elementu obrabianego cieplnie w pośredniej lub docelowej temperaturze podczas chłodzenia jest nazywane wychładzaniem

Ze względu na czynniki wpływające na kształtowanie struktury i własności metali i stopów można wyróżnić następujące rodzaje obróbki cieplnej:

W przypadku obróbki cieplnej zwykłej zmiany struktury i własności są spowodowane głównie zmianami temperatury i czasu. W obróbce cieplno–mechanicznej (cieplno–plastycznej) na własności obrabianego materiału wpływa ponadto odkształcenie plastyczne.

Podczas obróbki cieplno–chemicznej istotny wpływ na skład chemiczny, strukturę i własności warstwy wierzchniej wywiera także ośrodek, w którym odbywa się obróbka.

W obróbce cieplno–magnetycznej istotne znaczenie odgrywa natomiast pole magnetyczne.

4. Metody pomiaru twardości

Statyczne metody pomiaru twardości polegają na wciskaniu wgłębnika w badany materiał poza granicę sprężystości, do spowodowania odkształceń trwałych. Twardość wyznaczaną tymi metodami można zdefiniować jako miarę odporności materiału na odkształcenia trwałe, powstające w wyniku wciskania wgłębnika. Do najczęściej stosowanych statycznych metod pomiarów twardości należą metody:

* Brinella - HB kulka ze stali hartowanej lub węglików spiekanych, niszcząca

* Rockwella HR do hartowanej, niehartowanej, stożkiem diamentowym o kącie wierzchołkowym 120° i promieniu zaokrąglenia 0,2 mm lub stalowa kulka o średnicy 1,59

* Vickersa HV czworobocznego foremnego ostrosłupa diamentowego o kącie wierzchołkowym 136˚ pod zadanym statycznym obciążeniem F i zmierzeniu przekątnych d powstałego odcisku w kształcie kwadratu.

* Grodzińskiego,

* Knoopa,

* Chruszczowa-Bierkowicza.

5. Przemiany fazowe podczas chłodzenia stali

Przemiana martenzytyczna- występuje w stopach, ale tylko martenzyt węglowy w stali cechuje się wysoką twardością. Martenzytem nazywamy przesycony roztwór stały węgla w żelazie α, który jest produktem przemiany bezdyfuzyjnej. Siła napędowa przemiany martenzytycznej jest różnica energii swobodnej między austenitem i martenzytem, ale warunkiem powstania martenzytu jest chłodzenie austenitu z taka szybkością aby nie ulegała ona wcześniejszej przemianie w perlit lub bainit. Drugim warunkiem rozpoczęcia się przemiany martenzytycznej jest ochłodzenie austenitu poniżej określonej temperatury zwanej temperatura początku przemiany martenzytycznej. Jest ona stała dla konkretnej stali i nie zależy od zastosowanej szybkości chłodzenia. Warunkiem dalszego przebiegu przemiany maretnzytycznej jest obniżenie temperatury . Po przekroczeniu temperatury końca przemiany dalsza przemiana nie zachodzi, pomimo że pozostaje jeszcze pewna ilość austenitu. Austenit ten nosi nazwę szczątkowego. BEZDYFUZYJNA

Przemiana bainityczna- zachodzi w stalach węglowych przy chłodzeniu w zakresie 400-250. Przyjmuje się że zaczyna się od utworzenia zarodków ferrytu, które powstają na granicach ziarn austenitu wskutek fluktuacji stężenia węgla. Z ferrytu tego wydzielają się bardzo drobne cząstki węglików. Przemiana bainityczna zaczyna się po chłodzeniu austenitu do pewnej określonej temperatury. Upodabnia ja to do przemiany martenzytycznej. Od przemiany martenzytycznej różni się tylko tym że wzrost płytek bainitu jest powolny i ciągły, co świadczy o dyfuzyjnym charakterze przemiany. Cechy morfologiczne bainitu różnią się od perlitu. Bainit górny jest pierzasty, dolny iglasty. W bainicie górnym wydzielenia węglików są grubsze i zorientowane przeważnie równolegle do osi płytek ferrytu. W bainicie dolnym węgliki są drobniejsze i układają się w poprzeczne pasma pod kątem 55º do osi płytek. Twardość bainitu jest większa od perlitu, a mniejsza od martenzytu. BYFUZYJNANA I BEZDYFUZYJNA.

 Przemiana perlityczna- jest dyfuzyjna, co oznacza że do jej rozpoczęcia i przebiegu konieczne jest przegrupowanie atomów węgla i żelaza drogą dyfuzji. Po chłodzeniu austenitu poniżej temperatury Ar1 zaczynają powstawać zarodki perlitu na drodze heterogenicznej. Zarodkami mogą być nie rozpuszczane całkowicie cząstki cementytu lub drobne wydzielenia ferrytu, które powstają na granicach ziarn austenitu. Prędkość przemiany perlitycznej zależy od szybkości zarodkowania koloni perlitycznej. W warunkach izotermicznych szybkość wzrostu kolonii perlitu jest stała i również odległości między płytkami są stałe- nie zależą od struktury austenitu. DYFUZYJNA

6. Obróbka cieplno chemiczna

Obróbka cieplno - chemiczna jest zabiegiem cieplnym (lub połączeniem kilku zabiegów), mającym na celu uzyskanie w warstwie wierzchniej obrabianego materiału własności odmiennych od własności rdzenia. Osiąga się to przez zmianę składu chemicznego, a co za tym idzie struktury warstwy wierzchniej. DYFUZYJNY CHARAKTER. Podstawowymi rodzajami obróbki cieplno-chemicznej są:

W przypadku chromowania przedmiotów stalowych, proces prowadzony jest w temperaturze 900-1050 °C przez 3-12 godzin w różnego rodzaju ośrodkach (kąpielowe, proszkowe, gazowe). Stosuje się na materiały do pracy na zimno i gorąco, na części maszyn dla przemysłu spożywczego)

Chromowanie elektrolityczne jest przeprowadzane w wannach wypełnionych roztworami soli chromu , podgrzanymi do kilkudziesięciu stopni Celsjusza, w których zanurza się przedmiot przeznaczony do pokrycia chromem.

Klasyfikacja ze względu na rodzaj pierwiastka nasycającego

7. rodzaje korozji

Proces stopniowego niszczenia zachodzący na powierzchni metali i ich stopów oraz tworzyw niemetalowych (np. betonu, drewna) wskutek chemicznego lub elektrochemicznego oddziaływania środowiska.

W zależności od środowiska korozyjnego, w którym znajduje się dany metal lub stop rozróżnia się następujące rodzaje korozji:

W zależności od mechanizmu procesów korozyjnych rozróżnia się:

W zależności od charakteru zniszczenia korozyjnego rozróżnia się:

8. Pierwiastki stopowe

Pierwiastki stopowe są wprowadzane do stali celowo w ilości przekraczającej minimalne stężenie.
Dodatki stopowe są wprowadzane do stali w celu:

• spowodowania określonych zmian strukturalnych,

• zwiększenia własności wytrzymałościowych i polepszenia niektórych własności chemicznych lub fizycznych,
• zwiększenia hartowności,

• polepszenia efektywności i ułatwienia obróbki cieplnej.

mangan - rozdrabnia ziarna struktury, znacznie poprawia wytrzymałość na rozciąganie oraz obciążenia dynamiczne, zwiększa twardość i wytrzymałość, obniża natomiast własności plastyczne, podwyższa granicę sprężystości. Wprowadza się do wszystkich stali w procesie stalowniczym w celu ich odtlenienia, tj. usunięcia szkodliwego tlenku żelazawego. Dodatek manganu nie dopuszcza również do tworzenia się szkodliwego związku siarki z żelazem

chrom - zwiększa hartowność, rozdrabnia ziarno, jest pierwiastkiem ferrytotwórczym, węglikotwórczym poprawia: twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, sprężystość, żarowytrzymałość, odporność na korozję, odporność na zużycie;

nikiel - znacznie zwiększa udarność stali oraz hartowność, zwiększa żarowytrzymałość, odporność na korozję, obniża skrawalność, obniża podatność na tworzenie zgorzeliny, ze wszystkich dodatków stopowych najkorzystniej wpływa na jednoczesne podwyższenie wytrzymałości i twardości przy zachowaniu wysokiej udarności

wolfram - poprawia odporność na ścieranie oraz wytrzymałość na rozciąganie, zwiększa odporność na odpuszczanie, pierwiastek węglikotwórczy, obniża podatność na obróbkę plastyczną, skrawalność, podatność na tworzenie zgorzeliny,

molibden - zwiększa odporność na pełzanie oraz kruche pękanie, zwiększa twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, udarność, żarowytrzymałość, odporność na zużycie, podatność na tworzenie zgorzeliny, podatność na azotowanie; pierwiastek węglikotwórczy, intensywnie zwiększa hartowność stali dużo bardziej niż chrom czy wolfram, W stalach martenzytycznych, ferrytycznych i austenitycznych zwiększa odporność na korozje.

wanad - zwiększa drobnoziarnistość, sprężystość, twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, udarność stali, sprężystość stali, żarowytrzymałość, odporność na zużycie odporność na korozję, pierwiastek węglikotwórczy,

aluminium - w stalach wykorzystuje się duże powinowactwo aluminium do azotu i tlenu, co działa silnie odtleniająco i odgazotowująco, przeciwdziała również rozrostowi ziarna austenitu.
kobalt - zwiększa twardość, utrudnia powstawanie struktury martenzytycznej, zwiększa twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, odporność na zużycie; zmniejsza podatność tworzenia zgorzeliny, podatność na obróbkę plastyczną, udarność stali; pierwiastek austenitotwórczy, podwyższa temperaturę topnienia i przeciwdziała przegrzewaniu się stali podczas hartowania
miedź - zwiększa odporność korozyjną stopów żelaza z węglem, zwiększa twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, krytyczną szybkość chłodzenia; obniża podatność na obróbkę plastyczną
tytan - zwiększa odporność korozyjną oraz poprawia właściwości mechaniczne, obok niobu jest pierwiastkiem o największym powinowactwie do węgla ,czyli bardzo silnie ferrytotwórczym. W stalach odpornych na korozję stabilizuje węgiel ograniczając korozję międzykrystaliczną.
krzem - stosowany jako odtleniacz, zwiększa twardość, stale zawierające krzem po ulepszeniu mają podwyższoną granicę plastyczności i sprężystości oraz większą odporność na działanie sił dynamicznych, dlatego ma szerokie zastosowanie w stalach sprężynowych i resorowych. Zmniejsza skrawalność
Fosfor - Zwiększa twardość, wytrzymałość, granicę plastyczności, skrawalność; obniża udarność,

9. Definicja i klasyfikacja biomateriałów

Biomateriał to każda substancja inna niż lek albo kombinacja substancji naturalnych lub syntetycznych, która może być użyta w dowolnym okresie, a której zadaniem jest uzupełnienie lub zastąpienie tkanek narządu, albo jego części lub spełnienie ich funkcji.
Podział
BIOCERAMIKA (obojetna, z kotrolowana reaktywnoscia, tworzywa hydroksyapatytowe),

TWORZYWA SZTUCZNE (polietylen,cementy chirurgiczne,polimery resorbowalne, metaloporfiryny, zywice sylikonowe),

TWORZYWA KOMPOZYTOWE (kompozyty C-C, metal-ceramika),

METALE I ICH STOPY (stale, stopy Co, Ti i jego stopy)

10. Definicja i klasyfikacja nanomateriałów

Nanomateriałem nazywamy substancję polikrystaliczną, złożoną z ziaren o wielkości nie przekraczającej 100 nanometrów (nm). Wielkością tą może być średnica ziarna bądź też grubość warstw wytworzonych lub naniesionych na podłożu.

Nanomateriały można podzielić na następujące trzy grupy:

• nanomateriały zerowo-wymiarowe (nanomateriały punktowe) zbudowane z osnowy, w której rozmieszczone są cząstki o wymiarach nanometrów;

• nanomateriały jedno- bądź dwuwymiarowe, np. warstwy o grubości nanometrów typu jednofazowego lub wielofazowego;

• nanomateriały trójwymiarowe (lub nanokrystaliczne), tj. złożone z krystalicznych domen i klasterów faz o wymiarach rzędu nanometrów.

11. Odlewnicze stopy żelaza, klasyfikacja, charakterystyka wybranej grupy

1. Staliwa niestopowe:

2. Stale stopowe

3. Żeliwa niestopowe

Żeliwo zawiera ok. 2÷4% węgla. W zależności od postaci, w jakiej występuje węgiel, rozróżnia się żeliwa:

- szare, w których węgiel występuje w postaci grafitu,

- białe, w których węgiel jest związany w cementycie,

- połowiczne (pstre), w których występuje zarówno cementyt, jak i grafit.

Wpływ grafitu na własności żeliw:

Grafit powoduje zmniejszenie własności wytrzymałościowych żeliwa i zmianę niektórych innych własności, a szczególnie:

- działa jako karb wewnętrzny, stanowiąc nieciągłości w metalu,

- zmniejsza skurcz odlewniczy,

- polepsza skrawalność,

- zwiększa własności ślizgowe,

- sprzyja tłumieniu drgań,

- powoduje zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej.

Wpływ domieszek na proces grafityzacji:

Istotny wpływ na proces grafityzacji wywierają domieszki i zanieczyszczenia. Spośród głównych domieszek i zanieczyszczeń – Si i P ułatwiają grafityzację, a Mn i S – przeciwdziałają jej.

WPŁYW SZYBKOŚCI CHŁODZENIA NA STRUKTURĘ I WŁASNOŚCI ŻELIW

Wraz ze zwiększeniem grubości ścianek odlewu zwiększa się ilość i grubość płatków wydzielonego grafitu, co powoduje zmniejszenie własności wytrzymałościowych. Spadkowi tych własności można zapobiec przez zmniejszenie stężenia węgla i krzemu oraz innych pierwiastków grafityzujących w żeliwie.

Żeliwo szare niestopowe (węglowe) można podzielić na trzy grupy:

4. Żeliwa stopowe

Skład chemiczny żeliw jest dobierany tak, aby w wyniku dodania pierwiastkow stopowych nie zmienić niekorzystnie ich struktury i własności. Z tego względu należy dobierać odpowiednio dodatki o działaniu grafityzującym i zabielającym

WAŻNE: Gdy łączne stężenie dodatków stopowych nie przekracza 2,5%, staliwo jest uważane za niskostopowe, gdy jest zawarte w przedziale 2,5÷5% – za średniostopowe, a przy stężeniu większym niż 5% – za wysokostopowe.

12. Stopy metali nieżelaznych, klasyfikacja, porównanie ich zalet i wad ze stopami żelaza

Klasyfikacja stopów metali nieżelaznych

Ø stopy aluminium

- ogólna klasyfikacja (ze względu na wytwarzanie) stopów aluminium (odlewnicze i do obróbki plastycznej)

- stopy aluminium z krzemem (stanowią stopy odlewnicze zwane siluminami)

-Stopy aluminium z magnezem

-Stopy aluminium z miedzią

-Wieloskładnikowe stopy aluminium z cynkiem

-Stopy aluminium z manganem

-STOPY ALUMINIUM Z ŻELAZEM

Ø stopy miedzi

- ogólna klasyfikacja stopów miedzi (odlewnicze i do obróbki plastycznej)

- stopy miedzi z cynkiem (nazywane mosiądzem),

- stopy miedzi z cynkiem i ołowiem,

- stopy miedzi z cynkiem i niklem,

- stopy miedzi z niklem (nazywane tradycyjnie miedzioniklami),

- stopy miedzi z cyną (nazywane tradycyjnie brązami cynowymi),

- stopy miedzi z aluminium (nazywanych tradycyjnie brązami aluminiowymi),

- Stopy miedzi z berylem (nazywane tradycyjnie brązami berylowymi)

-Stopy miedzi z krzemem (nazywane brązami krzemowymi)

-Stopy miedzi z manganem (nazywane brązami manganowymi)

Ø stopy niklu

-STOPY KONSTRUKCYJNE NIKLU (najczęściej

stosowanymi monele)

-STOPY OPOROWE NIKLU (należą chromel, alumel i nichrom)

-STOPY NIKLU O SZCZEGÓLNYCH WŁASNOŚCIACH FIZYCZNYCH (np. inwar, kowarem, fernico)

-STOPY NIKLU ODPORNE NA KOROZJĘ, ŻAROWYTRZYMAŁE I ZAWOROWE (np. hastelloy)

Ø stopy kobaltu

Ø stopy tytanu

Ø stopy berylu (np .aluminium, żelazem)

Ø stopy magnezu (np. aluminium, cynk)

Ø stopy cynku (najczęściej stosowany z aluminium zwane znalami)

Ø stopy cyny (DOOBRÓBKI PLASTYCZNEJ I ODLEWNICZE)

Ø stopy ołowiu

Ø stopy o strukturze szkieł metalicznych

Ø stopy metali nieżelaznych z pamięcią kształtu

Ø stopy złota (najczęściej stosowane z miedzią i srebrem)

Ø stopy srebra (głownie stosowany z miedzą)

Ø stopy platyny (najczęściej stosowane z miedzią i niklem)

Główne zalety stopów metali nieżelaznych:

· odporność wielu z nich na korozję

· elastyczny wygląd

· dobra obrabialność

· dobra plastyczność

· dobre własności odlewnicze (wielu z nich)

Zalety stopów żelaza:

· dobre właściwości mechaniczne,

· dobra obrabialność (z wielu z nich)

· dobra spawalność i skrawalność.

· niska cena (wielu z nich)

· dobre własności odlewnicze (wielu z nich)

Wady stopów żelaza:

· większy skurcz,

· wyższa temperatura topnienia

13. Metody kształtowania własności metali i stopów

14. Technologie inżynierii powierzchni, cele stosowania IP

Celem stosowania inżynierii powierzchni jest konstruowanie, wytwarzanie oraz badanie warstw powierzchniowych

o własnościach innych (lepszych) niż rdzeń. Dąży się do poprawy odporności na:

• korozję,

• ścieranie,

• zmęczenie

Technologię wytwarzania warstw powierzchniowych można podzielić na:

• ubytkowe - realizowane poprzez zmniejszenie wymiarów przedmiotu,

• bezubytkowe - bez zmniejszenia wymiarów,

• przyrostowe - realizowane poprzez zwiększenie wymiarów przedmiotu.

Warstwy powierzchniowe dzieli się na:

• warstwy wierzchnie.

• powłoki.

15. Metody badań strukturalnych materiałów, wymienić, charakterystyka jednej wybranej metody

Metody spektroskopowe (dyspersja energii):

Spektroskopia w podczerwieni (FTIR i Ramana)

•Spektroskopia UV-Vis

•Spektroskopia fluorescencyjna

•Spektroskopia fotoelektronów w tym Auger’a

•Spektroskopia rezonansów magnetycznych

•Spektroskopia Mössbauerowska

Metody dyfrakcyjne (rozpraszanie elastyczne):

•Dyfrakcja rentgenowska

•Dyfrakcja neutronowa

•Dyfrakcja elektronowa

Metody mikroskopowe (ze skanującą sondą):

•Skaningowa Mikroskopia Tunelowa

•Mikroskopia Sił Atomowych

16. Charakterystyka materiałów ceramicznych, podział i metody wytwarzania.

Materiały ceramiczne – materiały nieorganiczne o jonowych i/lub kowalencyjnych wiązaniach międzyatomowych, wytwarzane zwykle w procesach wysokotemperaturowych.

Podział:

Zastosowanie:

· materiały ogniotrwałe,

· materiały budowlane,

· materiały ścierne,

· narzędzia skrawające,

· elementy konstrukcyjne,

· szkło,

· porcelana,

· ceramika elektrotechniczna.

Własności:

· wysoka wytrzymałość na ściskanie

· wysoka twardość i w związku z tym również duża odporność na ścieranie,

· kruchość,

· mniejsza w porównaniu z metalami gęstość,

· mała odporność na szybkie zmiany temperatury (szoki cieplne),

· bardzo wysoka temperatura topnienia (2000-4000°C), i związana z tym odporność na działanie wysokich (ale stałych)temperatur,

· wysoka trwałość chemiczna i odporność na korozję,

· mała przewodność cieplna i elektryczna,

· duża stabilność cieplna (odporność na pełzanie).

· odporność na działanie czynników bchemicznych.

Jej wadami są mała wytrzymałość na rozciąganie i zginanie, podatność na uderzenia, kruchość oraz niska odporność na szoki mechaniczne i termiczne.

Wytwarzanie:

Klasyczny proces wytwarzania wyrobów ceramicznych polega na dokładnym wymieszaniu odpowiednich surowców, formowaniu, wysuszeniu i wypaleniu (jednokrotnym lub wielokrotnym). Proces wypalania odbywa się w piecach: tunelowych, komorowych (ceramika budowlana, sanitarna itp.) oraz w piecach grafitowych i innych, często o kontrolowanej atmosferze wypalania(ceramika inżynierska). Temperatura wypalania mieści się w zakresie od 900 °C (ceramika budowlana) do 2000 °C (ceramika węglikowa). W wysokich temperaturach zachodzi zjawisko spiekania, w wyniku którego otrzymuje się czerep o pożądanej gęstości, znacznie mniejszej od gęstości surowca, ze względu na usunięcie wody podczas obróbki termicznej. Niektóre wyroby ceramiczne po wypaleniu pokrywa się szkliwem.

Do produkcji materiałów ceramicznych używa się: gliny, kwarcu, skalenia kaolinitu, t lenków aluminium, tytanu, cyrkonu i innych pierwiastków, węglików, borków, azotków, siarczków.

17. Charakterystyka oraz metody wytwarzania materiałów polimerowych

Materiał polimerowy – materiał wielocząsteczkowy składający się z elementarnych cząstek, tzw. merów, mających wpływ na własności finalnego produktu. Są to głownie związki węgla z wodorem, mogą również zawierać tlen, azot, fosfor, chlor i siarkę. Materiały polimerowe otrzymuje się w reakcji polimeryzacji (polimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja).

Cechy polimerów:

• mała konduktywność cieplna i elektryczna,

• dobra odporność na korozję,

• estetyczny wygląd,

• mała gęstość, mała masa,

• łatwość nadawania skomplikowanych kształtów,

• mały współczynnik tarcia.

• polimery termoplastyczne mają dobrą formowalność i odporność na obciążenia dynamiczne, ciągliwość polimerów termoutwardzalnych jest znacznie gorsza

Wady polimerów:

• mała sztywność,

• niska temperatura topnienia,

• duże odkształcenie sprężyste i pełzanie w temperaturze pokojowej (co jest konsekwencją niskiej T top).

Klasyfikacja materiałów polimerowych w zależności od reakcji ich otrzymywania i struktury:

a) modyfikowane materiały naturalne:

- termoutwardzalne,

- termoplastyczne

b) syntetyczne materiały polimerowe:

Polikondensaty

- termoutwardzalne,

- termoplastyczne.

Polimery addycyjne

- termoutwardzalne,

- termoplastyczne.

Poliaddukty

- termoutwardzalne,

- termoplastyczne.

Przykłady polimerów:

• polietylen (PE) – folie, jest odporny chemicznie, biały lub przezroczysty, tłusty w dotyku

• polipropylen (PP) – bardziej wytrzymały i odporny chemicznie, o wyższej temperaturze topnienia niż polietylen, ale trudniejszy w obróbce; łatwo się go barwi na żywe kolory; przykładowe zastosowania: wykładziny, rury, pojemniki, zabawki

• polistyren (PS) - tworzywo konstrukcyjne, kruche ale wytrzymałe na zgniatanie

• poli(chlorek winylu) (PCW, PVC) – wykazuje dużą odporność na działanie stężonych kwasów i zasad,

produkuje się z niego panele podłogowe, rurki i węże, często występuje jako składnik klejów i lakierów

• nylon – mocny i rozciągliwy, wykorzystywany do produkcji lin i sztucznych włókien

Przetwarzanie tworzyw sztucznych i kształtowanie ich własności:

Przetwarzanie tworzyw sztucznych na określone wyroby użytkowe różni się w zależności od typu tworzywa i najczęściej wymaga specjalnej aparatury. Tworzywa termoplastyczne przerabia się najczęściej metodami wtrysku lub wytłaczania. Metody te polegają na stopieniu tworzywa i wytłaczaniu z maszyny pod bardzo wysokim ciśnieniem w postaci drutu, węża lub rękawa foliowego lub wprowadzeniu stopionego tworzywa do formy, w której zastyga na określony detal (formowanie wtryskowe). Tworzywa termoutwardzalne przerabia się najczęściej metodą prasowania w formach, w podwyższonej temperaturze, której wysokość zależna jest od rodzaju stosowanego tworzywa. Bardzo dobre własności przetwórcze termoplastów i mała gęstość, duża odporność na działanie środków silnie korodujących, a także bardzo dobre własności tribologiczne, tłumiące, i inne, przyczyniły się do szybkiego rozwoju produkcji i szerokiego zastosowania wyrobów z tej grupy tworzyw w różnych gałęziach przemysłu.

18. Układy równowagi fazowej, charakterystyka wybranego układy dwuskładnikowego.

Wykresy układów równowagi faz stopowych -

Ilustrują skład fazowy stopów oraz przemiany fazowe jakie w nich zachodzą w funkcji składu chemicznego stopów i temperatury. Wykresy są graficznym odpowiednikiem rzeczywistych układów równowagi fazowej. Wyznacza się je doświadczalnie. Do tego celu służy analiza cieplna polegająca na pomiarze temperatur występujących w czasie nagrzewania lub chłodzenia poszczególnych stopów rozważanego układu równowagi. Mierząc temperaturę podczas chłodzenia wybranego stopu w określonych odcinkach czasu, można wyznaczyć dla niego krzywą chłodzenia i otrzymać charakterystyczne (krytyczne) punkty, które mogą odpowiadać temperaturom: krzepnięcia i przemian fazowych w stanie stałym. Najprostszym urządzeniem służącym do wyznaczania punktów krytycznych jest stanowisko z wykorzystaniem termopary.

Układ — zbiór faz w stanie równowagi termodynamicznej, należących do stopów zbudowanych z tych samych składników, od temperatury topnienia do temperatur najniższych o praktycznym znaczeniu.

Faza — jednorodna część stopu (układu równowagi fazowej), oddzielona od reszty stopu (układu) powierzchnią rozdziału, zwaną granicą faz. Na granicy faz skład i właściwości zmieniają się w sposób nieciągły (skokowy).

Składniki układu — pierwiastki i fazy międzymetaliczne, z których zbudowane są wszystkie stopy danego układu.

Dwuskładnikowe układy równowagi fazowej

• Z nieograniczoną rozpuszczalnością składników stanie stałym

• O całkowitym braku rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

• O ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

• O ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z perytektyką

• Z fazami międzymetalicznymi

Składniki tworzące wymienione układy, w stanie ciekłym rozpuszczają się w sobie w sposób nieograniczony.`

- Z nieograniczoną rozpuszczalnością składników stanie stałym

- O całkowitym braku rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

- O ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z eutektyką

- O ograniczonej rozpuszczalności składników w stanie stałym z perytektyką

- Z fazami międzymetalicznymi

Układy dwuskładnikowe o zupełnej rozpuszczalności składników w stanie stałym (rys. 3.65a) są tworzone przez izomorficzne składniki A i B rozpuszczające się wzajemnie przy dowolnych stosunkach ilościowych – zarówno w stanie ciekłym, jak i stałym. Na rysunkach 3.65b÷f podano również przebieg krzywych energii swobodnej roztworów stałego i ciekłego w różnej temperaturze T1÷T5. Proces krzepnięcia roztworu stałego przebiega podobnie dla wszystkich stopów układu. Krzepnięcie stopu o stężeniu c2 rozpoczyna się w temperaturze T3 przecięcia się linii składu stopu c2 z linią likwidusu (rys. 3.65a). Likwidusem jest nazywana linia przedstawiająca na wykresie równowagi wartości temperatury, powyżej których stopy w całym zakresie stężeń są ciekłe. W temperaturze T3 z cieczy wydzielają się pierwsze zarodki roztworu stałego α o stężeniu c1 odpowiadającym punktowi 1. W miarę dalszego obniżania temperatury skład krzepnącego stopu zmienia się wzdłuż solidusu od punktu 1 do α, cieczy zaś wzdłuż likwidusu od 2 do b. Solidusem jest nazywana linia na wykresie równowagi oznaczająca wartości temperatury, poniżej których stopy w całym zakresie stężeń występują w stanie stałym. Ilościowe udziały faz stałej i ciekłej w przedziale krzepnięcia między likwidusem a solidusem określa prawo dźwigni.

19. Struktura materiałów, omówić wybrany układ krystalograficzny

Materiały krystaliczne charakteryzują się uporządkowaniem dalekiego zasięgu, przejawiającym

się w geometrycznie uporządkowanym rozmieszczeniu atomów, cząsteczek, jonów, tworząc w ten

sposób sieć przestrzenną

-Materiały amorficzne charakteryzują się występowaniem uporządkowania bliskiego zasięgu lecz brakiem uporządkowania dalekiego zasięgu, w postaci sieci przestrzennej. Atomy zajmują przypadkowe pozycje, podobnie jak w stanie ciekłym

wyróżnia się następujące układy krystalograficzne: układ regularny, tetragonalny, heksagonalny, trygonalny, rombowy, jednoskośny, trójskośny

Układ regularny (sześcienny) - układ krystalograficzny, w którym wszystkie trzy osie mają jednakową długość i są w stosunku do siebie prostopadłe.

Do układu regularnego należą kryształy o największej liczbie elementów symetrii. Na jednym krysztale mogą występować równocześnie 3 osie czterokrotnej symetrii, 4 osie trzykrotnej symetrii i 6 osi dwukrotnej symetrii; ponadto 9 płaszczyzn symetrii i środek symetrii.

Metale krystalizują wyłącznie w pięciu układach krystalograficznych: regularnym, heksagonalnym, tetragonalnym, rombowym i romboedrycznym.

Większość metali krystalizuje w układach krystalograficznych charakteryzujących się wysoką symetrią i dużą gęstością zapełnienia sieci przestrzennej atomami, w szczególności w sieciach:

Własności metali, w tym głównie podatność na odkształcenie plastyczne, w dużej mierze zależą od typu sieci przestrzennej

20. Wady budowy krystalicznej i ich wpływ na własności metali

a) Wady punktowe:

Liczba wad punktowych zależy od temperatury. W skutek jej wzrostu następuje wzrost amplitudy drgań cieplnych. Wakanse są rezultatem drgań cieplnych atomów. Ich stężenie rośnie wykładniczo ze wzrostem temperatury

b) Wady liniowe- Dyslokacje, dzielimy je na:

Są jeszcze:

c) wady powierzchniowe

Znaczenie dyslokacji :

21. Charakterystyka materiałów spiekanych, sposoby wytwarzania, formowania

i spiekania proszków

Metalurgia proszków – metoda wytwarzania przedmiotów z proszków metali bez topienia ich. Oddzielne cząstki proszków łączą się ze sobą w jednolitą masę podczas wygrzewania silnie sprasowanych kształtek w atmosferze redukującej lub obojętnej. Spiekami nazywamy półwyroby lub wyroby gotowe otrzymane metodami metalurgii proszków, czyli przez prasowanie i spiekanie.

Spiekanie - proces polegający na ogrzewaniu sproszkowanych lub drobnoziarnistych substancji do temperatury bliskiej temperaturze topnienia, bez doprowadzenia ich do stanu ciekłego.

W wyniku spiekania następuje nadtopienie powierzchni i sklejenie poszczególnych ziaren w porowatą masę. Spiekanie pozwala na połączenie składników, których złączenie innymi metodami jest niemożliwe. Stosuje się je w przemyśle ceramicznym i metalurgicznym.

Metody wytwarzania proszków dzielimy na 5 podstawowych grup, od których zależny jest kształt proszku, a co za tym idzie własności w późniejszych procesach prasowania i spiekania:

• mechaniczne (mielenie, kruszenie, rozbijanie)

• fizykomechaniczne (rozpylanie, granulacja)

• fizyczne (odparowanie i kondensacja)

• fizyko-chemiczne (redukcja tlenków i innych związków, dysocjacja tlenków i innych związków)

• chemiczne (zol-żel, elektroliza stopionych soli lub roztworów wodnych soli)

Spośród wielu technik wytwarzania proszków, największe znaczenie mają następujące metody:

• mielenia, rozpylania, redukcji, elektrolityczne.

Formowanie proszku ma na celu nadanie żądanego kształtu i wymiarów formówek. Polega na ściskaniu proszku w zamkniętej przestrzeni, w wyniku czego następuje jego zagęszczenie.

Metody formowania proszków:

• prasowanie,

• prasowanie izostatyczne oparte na prawie Pascala,

• prasowanie na gorąco,

• wibracyjne zagęszczanie proszków,

• walcowanie proszków,

• wyciskanie past proszkowych,

• odlewanie i rozpylanie gęstwy,

• specjalne metody formowania m. in. wtryskiwanie proszków (MIM, PIM-Metal (Powder) Injection Moulding), natryskiwanie proszków (spray deposition).

Zjawiska zachodzące podczas prasowania:

• zbliżanie cząstek proszku, likwidacja „mostków”, działanie sił adhezji,

• powiększanie powierzchni styków cząstek proszku przez wzajemne przemieszczanie i deformację plastyczną,

• zdzieranie powłok tlenkowych powodujące odsłonięcie czystych, aktywnych powierzchni metalicznych,

• lokalne, punktowe zgrzewanie cząstek w wyniku odkształcenia plastycznego i podwyższenia temperatury umożliwiające dyfuzję powierzchniową.

Wyroby z proszków spiekanych:

• materiały konstrukcyjne,

• materiały łożyskowe i ślizgowe (łożyska lite, samosmarowne, porowate, filtry spiekane),

• spiekane materiały narzędziowe (spiekane stale szybkotnące, węglikostale spiekane, węgliki spiekane, cermetale narzędziowe),

• super twarde materiały narzędziowe (polikrystaliczny syntetyczny diament, spiekany azotek boru).

• przedmioty z metali trudno topliwych jak np. wolfram, molibden, tantal, iryd,

22. Struktura oraz własności szkieł i ceramiki szklanej.

Struktura szkła posiada przewagę struktury bezpostaciowej nad krystaliczną. Stan struktury szkieł jest pośredni między stanami ciekłym i stałym.

Własności szkła:

- przeźroczyste dla światła widzialnego,

- jest izolatorem elektrycznym,

- mała przewodność cieplna.

Ceramika szklana powstaje przez krystalizacje masy szklanej w ściśle określony sposób, która tworzy strukturę bardzo drobnoziarnistą, bez porowatości, zawierającą 2% fazy szklistej.

Własności:

- dobre własności mechaniczne,

- dobra odporność na udary cieplne,

- dobra wytrzymałość

23. Ogólny podział i charakterystyka materiałów narzędziowych

Materiały narzędziowe są to materiały stosowane do wyrobu części roboczych lub całych narzędzi.

Główne własności i wymagania materiałów narzędziowych:

Podział materiałów narzędziowych:

•Stale: Niestopowe(głęboko hartujące, płytko hartujące, zgrzewane),Stopowe(szybkotnące, do pracy na gorąco ,do pracy na: zimno)

•narzędziowe materiał ceramiczne: spiekane węgliki metali, spiekane tlenki metali

•narzędziowe stopy lane: stellity

•materiały ścierne

•diament

24. Dyfuzja – mechanizmy i prawa dyfuzji

Pod pojęciem dyfuzji rozumiemy jakiekolwiek względne zmiany rozmieszczenia atomów w sieci krystalicznej zachodzące pod wpływem wzbudzenia termicznego tzn. z wykorzystaniem energii drgań cieplnych atomów.

Mechanizmy dyfuzji

Są dwa zasadnicze mechanizmy dyfuzji:

Poza tym mogą działać specyficzne mechanizmy związane z obecnością określonych defektów sieci (dyslokacji, granic ziarn) lub tworzenia związków (dyfuzja reaktywna).

Prawa dyfuzji:

25. Podstawy metodologii projektowania materiałowego produktów

Pierwsza faza projektowania produktu dotyczy wzornictwa przemysłowego związanego z ogólnym opisem funkcji produktu oraz opracowaniem ogólnej jego koncepcji, obejmującej jedynie formę zewnętrzną, kolor i ewentualnie ogólne założenia co do połączenia głównych elementów. Następne fazy obejmują projektowanie inżynierskie i kolejno przygotowanie produkcji. Projektowanie inżynierskie, w którym można wyróżnić projektowanie systemu wytwarzania (rys. 9.6) oraz projektowanie produktów (rys. 9.3) nie jest wyizolowanym działaniem, gdyż wpływa na wszystkie pozostałe fazy wprowadzania na rynek danego produktu, od których równocześnie jest zależne projektowanie produktu, łączy w sobie trzy równie ważne i nierozdzielne elementy:

• projektowanie konstrukcyjne, którego celem jest opracowywanie kształtu i cech geometrycznych produktów zaspokajających ludzkie potrzeby,

• projektowanie materiałowe w celu zagwarantowania wymaganej trwałości produktu lub jego elementów wytworzonych z materiałów inżynierskich o wymaganych własnościach fizykochemicznych i technologicznych,

• projektowanie technologiczne procesu umożliwiającego nadanie wymaganych cech geometrycznych i własności poszczególnym elementom produktu, a także ich prawidłowe współdziałanie po zmontowaniu, przy uwzględnieniu wielkości produkcji, poziomu automatyzacji i komputerowego wspomagania, jak również przy zapewnieniu najmniejszych możliwych kosztów tego produktu.

Projektowanie materiałowe - przedmiotem nowoczesnej nauki o materiałach i inżynierii materiałowej jest dostosowywanie materiałów, począwszy od składu chemicznego, faz składowych i mikrostruktury, do zespołu własności wymaganych dla danego zastosowania. W niezbyt odległej przyszłości tradycyjne empiryczne metody wprowadzania nowych materiałów będą uzupełniane w coraz większym stopniu o przewidywanie teoretyczne. W niektórych przypadkach w skali przemysłowej jest już stosowana symulacja komputerowa, a przewidywany jest rozwój narzędzi komputerowych dla oceny własności materiałów w wirtualnym środowisku. Umożliwi to polepszenie tych własności, a ponadto ich przewidywanie nawet przed wyprodukowaniem materiałów, przy znaczącym zmniejszeniu nakładów i czasu niezbędnych dla ich badania i wdrożenia

Materiał jest bowiem tworzywem, z którego wytwarza się produkty interesujące klientów. Stąd najistotniejsze jest projektowanie materiałów, tak by kształtować ich strukturę i własności*) spełniające wymagania w warunkach pracy. Nie wystarczy zatem jedynie skatalogowanie materiałów, ze zwróceniem uwagi na różnorodność dostępnych substancji i sposoby ich wytwarzania. Materiał jest tworzywem w rękach projektanta, który musi zwrócić uwagę zarówno na kształt i postać produktu lub jego elementu, ale równocześnie zadecydować z czego ten produkt będzie wykonany oraz jaki będzie proces technologiczny tego produktu.

26. Mechanizm utwardzania wydzieleniowego

Utwardzanie wydzieleniowe polega na wydzieleniu w stanie stałym dyspersyjnych faz, które blokując ruch dyslokacji umacniają stop, tj. zwiększa się jego wytrzymałość i twardość, a maleje ciągliwość. Składa sie z przesycania i starzenia.

Przesycanie- obróbka cieplna polegająca na wygrzewaniu stopów powyżej temperatury granicznej rozpuszczalności składnika stopowego (dla stali do temperatury zapewniającej uzyskanie stanu austenitycznego - nieco powyżej 723°C), a następnie szybkim ochłodzeniu, zazwyczaj w wodzie.

Przesycanie przeprowadza się w celu zatrzymania rozpuszczonego składnika w roztworze stałym, lecz przesyconym. Przesycaniu poddaje się m.in. stale, kwasoodporne stopy metali nieżelaznych (np. stopy aluminium)

Starzenie stopu - operacją cieplną, któremu poddawany jest stop żelaza wcześniej przesycony. Proces ten powoduje poprawę właściwości wytrzymałościowych i twardości oraz pogorszenie plastyczności. Polega na nagrzaniu stopu uprzednio przesyconego do temperatury poniżej granicznej rozpuszczalności drugiego składnika, wygrzaniu w tej temperaturze i powolnym chłodzeniu. Podczas procesu z roztworu przesyconego wydziela się składnik znajdujący się w nadmiarze w postaci drobno dyspersyjnych faz.

Utwardzaniu wydzieleniowemu poddawane są stopy charakteryzujące się zmienną rozpuszczalnością jednego ze składników w stanie stałym i ma zastosowanie do umacniania metali nieżelaznych oraz stopowych stali austenitycznych i ferrytycznych.

27. Odkształcenie plastyczne metali na zimno, mechanizmy odkształcenia

Mechanizmy odkształcenia plastycznego w metalach.

Mechanizmami jest poślizg dyslokacyjny oraz bliźniakowanie.

poślizg - polega na wzajemnym przemieszczaniu się jednej części kryształu względem drugiej w płaszczyznach poślizgu w wyniku ruchu dyslokacji w kierunku poślizgu. Budowa krystaliczna obu części kryształu pozostaje niezmieniona.

Bliźniakowanie - – polega na jednorodnym ścinaniu o wektor bliźniakowania kolejnych warstw atomów w płaszczyznach bliźniakowania. Zbliźniaczona część kryształu ulega skręceniu względem części nieodkształconej w taki sposób, że ich struktury krystaliczne są symetryczne osiowo względem płaszczyzny bliźniakowania (stanowią odbicie lustrzane).

28. Hartowność i odpuszczalność stali

Hartowność - to podatność stali na hartowanie, wyrażana jest zależnością przyrostu twardości w wyniku hartowania od temperatury austenityzowania i szybkości chłodzenia. Czynniki decydujące o hartowności to utwardzalność oraz przehartowność.

Utwardzalność – podatność stali na hartowanie, miarą której jest zależność największej możliwej do uzyskania twardości po hartowaniu od warunków austenityzowania. Utwardzalność jest uzależniona od warunków austenityzowania oraz stężenia węgla w austenicie.

Przehartowność – Podatność stali na hartowanie wyrażona zależnością przyrostu twardości w wyniku hartowania od szybkości chłodzenia. Czynniki wpływające na przehartowność to stężenie węgla oraz pierwiastków stopowych rozpuszczonych w roztworze stałym podczas austenityzowania, wielkości ziarn austenitu oraz stopnia jednorodności tej fazy.

Metody eksperymentalne oceny hartowności: metoda Shepharda, Jominy’ego, krzywych „U”

Czynniki wpływające na hartowność:

• skład chemiczny stali; stale niestopowe mają niską hartowność; hartowność zwiększa węgiel i dodatki stopowe (oprócz kobaltu) rozpuszczone w austenicie;

• wielkość ziarna austenitu; stale gruboziarniste maja większą hartowność;

• jednorodność austenitu; bardziej jednorodny austenit zwiększa hartowność;

• nierozpuszczone cząstki węglików, tlenków, azotków — zmniejszają hartowność.

Odpuszczalność – reagowanie struktury utworzonej z przechłodzonego austenitu na odpuszczanie jest nazywane odpuszczalnością. Zwykle pojęcia odpuszczalności ogranicza się do ujmowania zależności twardości od temperatury odpuszczania przy stałym czasie tej operacji. Odpuszczalność zależy od struktury stali po hartowaniu i jest ściśle związana z temperatura i czasem odpuszczania.

29. Własności wytrzymałościowe określane statycznymi metodami badań

Na podstawie statycznej próby rozciągania można określić podstawowe wielkości wytrzymałościowe orazplastyczne materiału, jakimi są:

• wytrzymałość na rozciąganie Rm,

• granica plastyczności Re,

• wydłużenie A,

• przewężenie Z.

30. Układ żelazo-wegiel

31. System produkcyjny i jego otoczenie.

System produkcyjny i jego funkcjonowanie są zależne od otoczenia systemowego, które określić można jako dwustopniowe – dalsze i bliższe. Na otoczenie bliższe składa się wnętrze zakładu przemysłowego, gdzie dany system funkcjonuje. Otoczeniem dalszym nazywamy otoczenie tego zakładu (np. gospodarka kraju lub regionu). W otoczeniu bliższym wyróżnić można czynniki, które mają istotny wpływ na organizację systemu produkcyjnego oraz wyniki jego stosowania. Są to między

innymi czynniki takie jak: struktura zarządzania firmą, zatrudniony personel wykonawczy i zarządzający, prowadzone prace badawcze i rozwojowe, posiadany poziom techniki dla wykonywania

operacji, organizacja zbytu i innej działalności handlowej, wykorzystywane środki marketingu, posiadane środki finansowe firmy a także szybkość ich rotacji, służby ekonomiczne i księgowe organizacja zaopatrzenia i gospodarki materiałowej, metody i formy zarządzania systemami produkcyjnymi. W otoczeniu dalszym są to między innymi poziom techniki, poziom nowoczesności i jakości, cena maszyn, możliwości konkurencji

32. Elementy składowe procesu technologicznego.

Podstawowymi elementami składowymi procesu technologicznego są operacje, które z kolei dzielimy na zabiegi.

Operacją nazywamy zamkniętą część procesu technologicznego, obejmującą całokształt czynności wykonywanych bez przerwy na określonym przedmiocie lub na kilku przedmiotach przez jednego robotnika lub brygadę robotniczą, na jednym stanowisku.

Z definicji tej wynika, że operację charakteryzują trzy cechy:

• niezmienność przedmiotu obrabianego,

• niezmienność stanowiska roboczego,

• niezmienność wykonawcy.

Niedozwolone są również przerwy w wykonywaniu danej operacji. Należy to rozumieć w taki sposób, że operacja w zasadzie powinna być wykonywana bez przerw i nie mogą być wykonywane czynności należące do innej operacji i zaplanowane niezależnie od danej operacji.

Zabieg jest to część operacji, której cechy są zależne od rodzaju obróbki.

• Zabiegi proste

• Zabiegi złożone

Zabieg prosty jest częścią operacji odnoszącą się do obróbki jednej powierzchni jednym narzędziem przy stałych parametrach obróbki.

33. Cykl życia produktu i technologii.

Pojęcie cyklu życia jest także stosowane w przypadku analizy ewolucji całego sektora. Wzorem, na którym oparte są te analizy jest cykl życia produktu.

W najprostszym ujęciu można go rozumieć jako „zjawisko stopniowego naby­wania utraty zdolności produktu do zaspokajania potrzeb konsumenta”1. Cykl ten obejmuje okres od momentu wejścia produktu na rynek do momentu jego wycofania z rynku i jest odmienny dla różnych produktów. Porter podkreślając analogię pomiędzy fazami istnienia produktu a sektora twierdzi, iż sektor przechodzi pewną liczbę etapów. Są to: wprowadzenie, rozwój, dojrzałość i schyłek.

Cykl życia produktu obejmuje następujące fazy:

Cykl życia technologii składa się z czterech głównych faz: fazy narodzin, fazy rozwoju, fazy dojrzałości oraz fazy schyłku. Poszczególne etapy cyklużycia technologii są w podobny sposób określane w aspekcie rynkowego cyklu życia produktu.

34. Foresight technologiczny.

Foresight to systematyczny, przyszłościowy sposób docierania do informacji w celu budowania średnio lub długookresowej wizji rozwojowej, jej kierunków i priorytetów, a w tym kontekście podejmowanie bieżących decyzji i mobilizowanie wspólnych działań.

Foresight to przedsięwzięcie upowszechnione w świecie w latach 90. XX wieku, mające na celu wskazanie i ocenę przyszłych potrzeb, szans i zagrożeń związanych z rozwojem społecznym i gospodarczym oraz przygotowanie odpowiednich działań wyprzedzających z dziedziny nauki i techniki. Zarówno sam proces foresightu, jak i jego wyniki, są wykorzystywane przede wszystkim jako sposób tworzenia, a następnie realizacji polityki naukowej, technicznej i innowacyjnej państwa oraz jako narzędzie rozwijania w społeczeństwie kultury myślenia o przyszłości. Program Foresight włącza przedstawicieli władzy publicznej, przemysłu, organizacji pozarządowych, organizacji badawczych oraz społeczeństwo do otwartej, ukierunkowanej dyskusji nad przyszłością;. Wyniki foresightu informują decydentów o nowych tendencjach rozwojowych, pomagają; uzgodnić scenariusze rozwoju, pozwalają zharmonizować działania partnerów społecznych (rządu, środowisk naukowych i

przemysłowych, małych i wielkich firm, sektorów gospodarki) oraz służą pomocą w ustaleniu kryteriów finansowania nauki i techniki.

Elementy foresight'u technologicznego:

· identyfikacja kluczowych technologii w przyszłości

· Ocena szans i zagrożeń dla technologii

· Identyfikacja działań, które należy podjąć w celu rozwoju technologii

· Budowa scenariuszy

35. System zarządzania jakością i jego dokumentacja.

System Zarządzania Jakością ma na celu zapewnienie spełnienia wymagań Klientów i stałą poprawę jakości produkowanych wyrobów lub świadczonych usług. System umożliwia prowadzenie skutecznej i efektywnej działalności biznesowej pozwalającej zachować pozycję rynkową oraz dostosować się do zmieniających warunków na rynku. Systemy zarządzania jakością stanowią podstawę do wdrażania kolejnych systemów zarządzania, takich jak zarządzanie środowiskowe lub zarządzanie BHP - takie systemy są wtedy zintegrowanymi systemami zarządzania. Główne korzyści z wdrożenia ISO 9001:2008 poprawa jakości wyrobów i usług, usprawnienie obiegu informacji w organizacji, zapewnienie zrównoważonego rozwoju organizacji, zwiększenie zaufania aktualnych i przyszłych klientów organizacji, oraz partnerów biznesowych, określenie zadań, uprawnień i odpowiedzialności, usprawnianie działania i ciągłe doskonalenie organizacji oraz adaptacja do zmieniających się warunków rynkowych, poprawa konkurencyjności i wizerunku firmy na rynku, możliwość pozyskania środków z funduszy UE, zmniejszenie kosztów braków wewnętrznych i reklamacji.

Hierarchię dokumentów systemu zarządzania ISO

1) Księga Jakości, polityka jakości oraz cele jakości

Księga Jakości to swoisty przewodnik po systemie oraz dokumentacji. Do tego poziomu należy również opis wzajemnych powiązań pomiędzy procesami i ewentualnie same opisy procesów.

2) Polityka jakości- ogół zamierzeń i ukierunkowanie organizacji, dotyczące jakości, formalnie wyrażone przez najwyższe kierownictwo.

3) Procedury, czyli sposoby realizacji poszczególnych działań.

4) Instrukcje, czyli szczegółowe opisy wykonywania i zapisywania zadań.

5) Tutaj znajdują się wszelkiego rodzaju formularze i różnego rodzaju zapisy.

Zapisy – czyli potwierdzenia (dowody) na wykonanie jakiegoś działania.

36. Narzędzia i techniki jakości.

Techniki jakości:

• Just In Time,

• Benchmarking,

• Statystyczna kontrola procesu,

• Failure Mode and Effects Analysis,

• Metoda Taguchi,

• Quality Function Deployment,

• Systemy zapewnienia jakości.

Narzędzia jakości:

• Diagram procesu

• Karta kontrolna

• Arkusz analityczny

• Wykres Ishikawy

• Diagram Pareto

• Histogram

• Punktowy diagram korelacji

37. Kryteria doboru materiałów na elementy konstrukcyjne maszyn oraz ocena jakości wyrobu w procesie technologicznym.

Kryteria ogólne:

38. Mechanika pękania (rozwój i propagacja pęknięć).

W zależności od rodzaju badanego materiału i temperatury otoczenia pękanie może być:

a) Kruche – występuje kiedy jest brak relaksacji przed wierzchołkiem szczeliny. Pęknięcia mają przeważnie charakter transkrystaliczny (łupliwy) lub miedzykrystaliczny,

b) Ciągliwe – monokryształu kiedy rozdzielenie następuje na wskutek kolejnych poślizgów wzdłuż płaszczyzn krystalograficznych, – polikryształu metali i stopów, poślizgi występują w wielu płaszczyznach łatwego poślizgu (płynięcie plastyczne).

Trzy sposoby pękania według względnych przemieszczeń brzegów próbki: I – rozwieranie (przy przemieszczeniu v), II – ścinanie wzdłużne (przy przemieszczeniu u), III – ścinanie poprzeczne (przy przemieszczeniu w)

Naprężenia niezbędne dla rozwoju pęknięcia zależą nie tylko od rodzaju materiału, lecz także od kształtu konstrukcji, który decyduje o geometrii pęknięć i rozkładzie naprężeń w ich otoczeniu. Odporność materiału na pękaniejest określona przez krytyczną wartość parametru KIc

39. Mechanizmy zużycia i dekohezji elementów maszyn

Dekohezja – zniszczenie pod wpływem działających na materiał sił, w momencie osiągnięcia maksymalnych wartości naprężenia dla danego materiału. Mechanizmy (ogólnie) - pękanie, zmęczenie, udar, skrawanie, korozja, erozja, zużycie

Podział zużycia materiałów:

a) Trybologiczne - Zużycie ścierne, abrazyjne, ścierno-adhezyjne (Scuffing), adhezyjne, zużycie z użyciem utleniania, wodorowe, Fretting, zmęczeniowe

b) Nietrybologiczne - Korozja, Zużycie erozyjne, Ablacja (erozja gazowa), Zużycie kawitacyjne, Zużycie dyfuzyjne, Zużycie cieplne, Zużycie odkształceniowe.

Zużycie trybologiczne jest rodzajem zużycia spowodowanego procesami tarcia, w którym następuje zmiana masy oraz struktury i fizycznych własności warstw wierzchnich obszarów styków. Intensywność zużycia trybologicznego zależy od odporności obszarów tarcia warstw wierzchnich oraz od rodzaju oddziaływania. Zużycie trybologiczne jako efekt tarcia obejmuje bowiem fizyczne, chemiczne i mechaniczne oddziaływania między warstwami wierzchnimi.

Zużycie zmęczeniowe może być:

• powierzchniowe, charakteryzujące się miejscowymi ubytkami warstwy wierzchniej materiału spowodowanymi obciążeniami kontaktowymi,

• objętościowe, związane z tworzeniem się pęknięć zmęczeniowych w wyniku wielokrotnych makroskopowych odkształceń sprężystych oraz wielokrotnych odkształceń sprężystoplastycznych lub plastycznych spowodowanych przez tarcie i wywołujących powierzchniowe pęknięcia zmęczeniowe.

40. Statyczna próba rozciągania (w tym punkty charakterystyczne dla materiałów plastycznych i sprężystych).

Statyczna próba rozciągania jest podstawową próbą badań własności mechanicznych metali. Sposób wyznaczania wszystkich własności wytrzymałościowych i plastycznych za pomocą rozciągania ujęty jest normą. Próba taka realizuje najprostszy stan naprężeń, jaki powstaje przy prostym rozciąganiu.

Badanie wytrzymałościowe w trakcie tej próby polega na osiowym rozciąganiu próbki odpowiednio ukształtowanej na maszynie wytrzymałościowej zwanej zrywarką. Podłączony siłomierz wskazuje siłę panującą w każdej chwili w próbce, inne zaś urządzenie (np. czujnik, tensometr) umożliwia odczytanie całkowitego wydłużenia próbki. W czasie trwania próby rejestrujemy siły panujące w próbce i odpowiadające im wydłużenia całkowite próbki. Wartości te, przeniesione na układ współrzędnych, w których na osi pionowej odkładamy siłę F, a na osi poziomej wydłużenie Dl, dają tzw. wykres rozciągania.

Charakterystyczne parametry:

41. Zależność między naprężeniem, wydłużeniem względnym i modułem Young'a.

·        Moduł sprężystości wtórnej / Moduł Younga (E) – wielkość określająca sprężystość materiału. Wyraża ona, charakterystyczną dla danego materiału, zależność względnego odkształcenia
liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych

·        Naprężenie, miara sił wewnętrznych powstających w ciele pod wpływem zewnętrznej, odkształcającej siły. Naprężenie dzieli się na: działające w kierunku prostopadłym do powierzchni przekroju S, nazywane naprężeniem normalnym σ, oraz na działające w kierunku stycznym do
powierzchni.

·        Wydłużenie względne -  jest stosunkiem trwałego wydłużenia bezpośredniego próbki po zerwaniu ΔL do długości pomiarowej L0, wyrażonym w procentach.

42. Rodzaje połączeń elementów maszyn.

Połączenia części maszyn, jedna z podstawowych grup elementów maszyn. Połączenia części maszyn dzieli się na: nierozłączne, w których części złączone lub łączniki ulegają uszkodzeniu przy rozłączaniu połączenia, oraz rozłączne, które można rozłączać i łączyć ponownie bez uszkodzenia części złączonych i łączników.

Do najczęściej spotykanych połączeń nierozłącznych zalicza się połączenia:

* spawane ,

* lutowane ,

* lutospawane ,

* zgrzewane,

* wciskowe,

* nitowane.

Najczęściej spotykane połączenia rozłączne:

* gwintowe (uzyskiwane za pomocą łączników - śrub, nakrętek i wkrętów),

* kołkowe i sworzniowe (odpowiednio - za pomocą kołków i sworzni),

* klinowe, wpustowe i wielowypustowe (wpust, wielowypust),

* sprężyste (uzyskiwane za pomocą sprężyn resorów i sprzężnic)

* rurowe (m.in. gwintowe, kielichowe).

43. Techniki łączenia stosowane w budowie maszyn i rodzaje połączeń elementów maszyn.

Połączenia w budowie maszyn wiążą elementy składowe tak, że mogą wspólnie się poruszać oraz przenosić obciążenia. Połączenia dzielą się na:

Połączenia nierozłączne dzielą się na: połączenia spawane, połączenia lutowane, połączenia zgrzewane, połączenia klejone, połączenia wciskowe, połączenia nitowe,

Połączenia rozłączne dzielą się na: połączenia klinowe, połączenia wpustowe, połączenia wielowpustowe, połączenia sworzniowe, połączenia kołkowe, połączenia gwintowe, połączenia sprężyste, połączenia rurowe,

Połączenia rozłączne dzielą się także na:

spoczynkowe w których łączone elementy pozostają unieruchomione względem siebie
ruchowe w których elementy mogą się względem siebie przemieszczać w pewnym zakresie

44. Zjawiska zmęczeniowe konstrukcji.

Proces zmęczenia rozwijający się w materiałach konstrukcyjnych pod wpływem długotrwałych

obciążeń cyklicznych jest ciągle istotnym problemem współczesnej techniki. Naprężenia

zmieniające się oscylacyjnie powodują skrócenie czasu eksploatacji elementów konstrukcyjnych,

ponieważ ich zniszczenie może nastąpić przy naprężeniach o wartościach znacznie niższych od statycznej wytrzymałości materiału, z którego są wykonane. Takie obniżenie wytrzymałości materiału nazywane jest ogólnie wytrzymałością zmęczeniową, którą definiuje się w następujący sposób:

Zmęczenie materiału jest procesem powstawania i rozwoju uszkodzeń w materiale na skutek wielokrotnych zmiennych (cyklicznych) obciążeń.

Zmęczenie jest powszechną przyczyną przedwczesnego zniszczenia konstrukcji i w związku z tym termin ten oznacza w praktyce skończoną liczbę cykli obciążenia jaką dany materiał jest w stanie przenieść. Istnieje wiele czynników, które mają bezpośredni wpływ na ten limit cykli. Nalezą do nich między innymi :

· charakter obciążeń,

· sekwencja obciążeń,

· czas trwania obciążeń.

45. Zużycie elementów maszyn (korozyjne, cierne i erozyjne).

Zużywanie ścierne

to proces niszczenia warstw wierzchnich elementów współpracujących ze sobą w wyniku skrawającego, bruzdującego, rysującego i ścinającego oddziaływania nierówności powierzchni lub cząstek ciał obcych (ścierniwa) oraz produktów zużywania znajdujących się między tymi powierzchniami. Proces ten wywołują: mikroskrawanie, rysowanie, ścinanie, i odrywanie nierówności oraz bruzdowanie.

Zużywanie ścierne to zjawisko typowe dla tarcia suchego. Jego intensywność jest bardzo duża. W czystej formie występuje rzadko - np. w przegubach gąsienic pojazdów gąsienicowych lub podczas tarcia elementów roboczych maszyn ziemnych o skrawany grunt. Powierzchni tarcia przypomina powierzchnię po szlifowaniu zgrubnym - jest czysta, nie ma śladów sczepień ani głębokiego wyrywania. Warstwa wierzchnia jest zazwyczaj odkształcona jedynie sprężyście.

Zużywanie erozyjne

(odmiana zużywania korozyjno-erozyjnego) to proces niszczenia warstwy wierzchniej elementów maszyn, polegający na powstawaniu ubytków w wyniku oddziaływania cząstek ciał stałych, cieczy i gazów o dużej energii kinetycznej lub prądu elektrycznego. Występuje przede wszystkim w maszynach przepływowych i wynika z przemieszczania się z duża prędkością czynnika roboczego (w dyszach silników rakietowych, silnikach helikopterów, filtrach cyklonowych, instalacjach do przeróbki ropy naftowej) oraz w maszynach elektrycznych. Charakter zużywania erozyjnego zależy od warunków, w jakich występuje ubytek materiału.

Zużywanie korozyjne - Korozja

to niszczenie metalu pod wpływem chemicznej lub elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem. Przebiega ona z różną intensywnością, zależną od warunków eksploatacji metalu oraz jego składu i struktury. Korozji ulegają prawie wszystkie metale, dlatego niszczenie korozyjne towarzyszy eksploatacji wszystkich maszyn i urządzeń, a straty nim spowodowane niekiedy wielokrotnie przewyższają skutki zużywania mechanicznego.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Pytania na obrone opracowane!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!, Zarządzanie UE Katowice
pytania na obronę dodatkowe opracowanie
OPRACOWANE PYTANIA NA OBRONĘ Z EKONOMII SGH
Pytania ogólne, PW MEiL - opracowane pytania na obronę
opracowane pytania na obronę pracy dyplomowej, zarzadzanie
opracowane pytania na obronę - licencjat - Socjologia Kultury, materiały uczelniane
opracowane pytania na obronę z ekonomii 2
APS opracowane pytania na obronę
Medycyna Katastrof pytania na egzamin (opracowane)
10, wojtek studia, Automatyka, studia 2010, obrona inz, Pytania na obrone, brak tematu , dyplomowka
odp na zagadnienia, pytania na obronę ochrona środowiska lublin, technologie ochrony środowiska
,pytania na obronę inż,Zasada projektowania cyklonów
,pytania na obronę inż,Cele i sposoby unieszkodliwiania osadów ściekowych
pytania na obrone
,pytania na obronę inż,przekladnie mechaniczne
DOBRE Pytania na obronę lic pielęgniarstwo internistyczne
9, wojtek studia, Automatyka, studia 2010, obrona inz, Pytania na obrone, brak tematu , dyplomowka
pytania na obrone
3, wojtek studia, Automatyka, studia 2010, obrona inz, Pytania na obrone, brak tematu , dyplomowka

więcej podobnych podstron