Wykresy CTPi CTPc
układ Fe-C
utwardzanie wydzileniowe
obróbka plastyczna
te małe wykresy (coś ze zmienną / ograniczoną /... rozpuszalmością - w dobrzanie jest chyba z 5 takich wykresików)

PYTANIA EGZAMINACYJNE Z MATERIAŁOZNAWSTWA SEMESTR I

Scharakteryzuj wskazany układ krystalograficzny.
Scharakteryzuj wskazaną strukturę krystaliczną metalu.
Podaj definicję wakansu i wskaż, dla jakiego procesu ich występowanie ma istotne znaczenie.
O jakich własnościach decydują dyslokacje i dlaczego ?
Co to jest błąd ułożenia ?
Podaj definicję i podział granic ziaren.
Omów mechanizmy dyfuzji.
Podaj różnicę między roztworem stałym granicznym (ograniczonym) a ciągłym.
Jakie czynniki decydują o tworzeniu roztworów stałych ?
1. Jakie pierwiastki i dlaczego tylko one tworzą roztwory stałe międzywęzłowe ?
Co to jest nadstruktura ?
Scharakteryzuj fazy międzymetaliczne elektronowe.
2. Scharakteryzuj fazy międzymetaliczne Lavesa.
Scharakteryzuj fazy międzywęzłowe.
Pokaż na wykresie równowagi fazowej stężenie fazy ciekłej i stałej dla podanego składu stopu i temperatury.
Pokaż na wykresie równowagi fazowej stosunek fazy ciekłej i stałej dla podanego składu stopu i temperatury.
Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków mieszających się ze sobą w stanie stałym w stopniu nieograniczonym (wpisz odpowiednie symbole we wszystkie pola).
Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków nie mieszających się ze sobą w stanie stałym (wpisz odpowiednie symbole we wszystkie pola).
Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków tworzących dwa roztwory stałe graniczne (wpisz odpowiednie symbole we wszystkie pola).
3. Co to jest mieszanina eutektyczna i eutektoidalna ?
4. Co to jest ferryt ?
Co to jest austenit ?
5. Co to jest perlit ?
Co to jest ledeburyt ?
6. Co to jest ledeburyt przemieniony ?
Co to jest cementyt ?
Kiedy powstaje cementyt pierwotny, wtórny i trzeciorzędowy ?
Opisz mikrostrukturę stopu żelaza obserwowaną w temperaturze pokojowej dla stopu żelaza o wskazanym składzie.
7. Co to jest bainit i kiedy powstaje ?
8. Co to jest martenzyt i kiedy powstaje ?
9. Omów wpływ temperatury wygrzewania i wielkości ziarna perlitu na wielkość ziaren austenitu.
10. Omów wpływ wielkości ziarna austenitu na wielkość ziaren perlitu.
Co to jest szybkość zarodkowania i wzrostu kryształów ?
11. Co to jest zarodek krystalizacji ?
12. Różnica między zarodkowaniem homogenicznym i heterogenicznym.
Rola przechłodzenia w procesie zarodkowania i wzrostu kryształu.
13. Co to są dendryty ?
Segregacja strefowa wlewka.
14. Co to jest poślizg dyslokacyjny ?
15. Co to jest bliźniakowanie ?
16. Opisz zdrowienie statyczne.
17. Co to jest poligonizacja ?
18. Co to jest rekrystalizacja ?
Ile wynosi temperatura rekrystalizacji ?
Wymień sposoby wyżarzania z przemianą alotropową.
19. Wymień sposoby wyżarzania bez przemiany alotropowej.
Wymień rodzaje hartowania.
Wymień rodzaje odpuszczania.
Co to jest utwardzanie wydzieleniowe ?
Narysuj i omów wykres CTP dla stali zawierającej 0,8%C.
20. Wymień rodzaje ośrodków chłodzących i scharakteryzuj ich zastosowanie.
21. Omów cel i sposób prowadzenia wyżarzania rekrystalizującego.
22. Omów cel i sposób prowadzenia wyżarzania odprężającego.
23. Omów cel i sposób prowadzenia wyżarzania normalizującego.
24. Omów cel i sposób prowadzenia wyżarzania sferoidyzującego.
25. Różnica między hartowaniem martenzytycznym a bainitycznym.
26. Jaka powinna być prawidłowa temperatura austenityzacji (pokaż na wykresie) ?
Omów hartowanie martenzytyczne zwykłe z chłodzeniem ciągłym (rodzaje ośrodków w zależności od materiału).
Omów hartowanie martenzytyczne stopniowe.
Omów hartowanie bainityczne zwykłe.
Omów hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną.
27. Podaj rodzaje hartowania powierzchniowego.
28. Scharakteryzuj odpuszczanie niskie (sposób prowadzenia, cel).
29. Scharakteryzuj odpuszczanie średnie (sposób prowadzenia, cel).
30. Scharakteryzuj odpuszczanie wysokie (sposób prowadzenia, cel).
31. Co to jest średnica krytyczna ?
32. Pokaż na wykresie rozciągania punkty charakterystyczne.
33. Omów metodę Brinella pomiaru twardości.
34. Omów metodę Vickersa pomiaru twardości.
35. Omów metodę Rockwella pomiaru twardości.
Co to jest udarność i jak się ją mierzy ?
36. Co to jest zmęczenie materiału ?
37. Co to jest wytrzymałość zmęczeniowa ?
Co to jest wykres zmęczeniowy Wöhlera ?
Co to jest żarowytrzymałość ?
38. Narysuj krzywą pełzania i omów jej stadia.
39. Scharakteryzuj stale niestopowe konstrukcyjne.
Scharakteryzuj stale niestopowe narzędziowe.

SPOSÓB ZALICZENIA

Uzyskanie co najmniej 50% punktów na egzaminie zerowym organizowanym w 13 tygodniu semestru, na egzaminie w terminie pierwszym w sesji zwykłej, na egzaminie poprawkowym pisemnym lub na egzaminie poprawkowym ustnym.
Punktacja na ocenę w terminie zerowym i pierwszym:

<50% niedostateczny
50-59% dostateczny
60-69% dość dobry
70-79% dobry
80-89% ponad dobry
90-100% bardzo dobry

Na egzaminie poprawkowym możliwa jest tylko ocena dostateczna.

Wymień poszczególne grupy materiałów i scharakteryzuj ich poszczególne właściwości
Ceramiki - Bardzo wysoka twardość, kruchość, niezdolność do poddawania obróbce cieplnej i plastycznej.
Polimery - Materiał organiczny, zbudowany z związków węgla, niska gęstość, własności izolacyjne, słabo odbijają światło, duża odporność chemiczna, ograniczona możliwość poddawania obróbce plastycznej i cieplnej.
Elastomery - polimery o skłonności do dużych odkształceń plastycznych
Kompozyty - Podział ze względu na osnowę metalowe, ceramiczne i polimerowe.

2. Podaj wskaźnik wskazanego punktu, prostej sieciowej i płaszczyzny sieciowej.
Prosta sieciowa - Prosta łącząca środki dwóch dowolnie wybranych atomów.
Parametr sieci - najbliższa odległość dwóch atomów na prostej sieciowej.
Płaszczyzna sieciowa - powstała przez przeniesienie prostej sieciowej o parametr sieciowy w innym kierunku

3. Scharakteryzuj wskazaną strukturę krystaliczną metalu.
Większość metali krystalizuje w układach krystalograficznych charakteryzujących się wysoką symetrią i dużą gęstością.
Sieć regularnie ściennie centrowana A1 (RSC) - w kształcie sześcianu, tworzy 14 rdzeni atomowych, spośród nich 8 ustawione jest w narożach, natomiast 6 w środku geometrycznym ścian.
Sieć regularnie ściennie centrowana A2 (RPC) - znajduje się 9 rdzeni atomowych, z których 8 jest w narożach a jeden w środku
Sieć heksagonalna o gęstym ułożeniu atomów A3 (heksagonalna zwrotna HZ) - 3 elementarne komórki sieciowe są złożone z 17 rdzeni atomowych, z których 12 znajduje się w narożach prostopadłościanu o podstawie sześciokąta foremnego, 2 w środku geometrycznym podstawy, 3 są usytuowane symetrycznie w wnętrzu elementarnej komórki sieciowej.

4. Co to są dyslokacje krawędziowe i śrubowe?
Dyslokacje krawędziowe stanowi krawędź ekstrapłaszczyzny umieszczonej między nieco rozsuniętymi płaszczyznami sieciowymi kryształu o budowie prawidłowej. W zależności od rozmieszczenia dodatkowej półpłaszczyzny. Dyslokacje mogą być dodatnie oznaczone ┴ lub ujemne ┬.
Dyslokacje śrubowe - defekt liniowy śruby krystalicznej spowodowany przemieszczaniem części kryształu wokół osi, zwanej linią dyslokacji śrubowej. Dyslokacje te występują, gdy na materiał działają naprężenia tnące skierowane przeciwnie.

5. Granice ziaren szeroko i wąskokątowe
Granice ziaren stanowią wady powierzchniowe budowy krystalicznej. W zależności od kąta dezorientacji dzielimy je na:
Wąskokątowe - powstają w miejscu zetknięcia podziarn, charakteryzują się niewielkim kątem dezorientacji krystalicznej i mają budowę dyslokacyjną
Szerokokątowe - charakteryzują się szerokim kątem dezorientacji krystalicznej ziarn, na styku, których powstają.

6. Roztwory stałe śródwęzłowe, nieograniczone i ograniczone.
Roztwór nieograniczony to taki, w którym występuje rozpuszczalność jednego metalu w
drugim w całym zakresie składów a roztwór ograniczony to taki, w którym rozpuszczalność
istnieje tylko do pewnego zakresu składów, poniżej którego metale nie tworzą jednej wspólnej fazy.

7. Kryteria Hume-Rother'ego.
Kryteria Hume-Rother'ego tworzenia się roztworów stałych ciągłych; - typy sieci - oba składniki mają ten sam typ sieci krystalicznej; - wielkość atomów całkowita rozpuszczalność przy stosunku promieni atomowych < 1,08, tylko ograniczona dla >1,15;
- elektorwartościowości ujemnej im mniejsza różnica elektrowartościowości tym większa możliwość tworzenia roztworów stałych; względnych wartościowości - dla miedziowców rozpuszczalność metali o wyższej wartości w metalach jednowartościowych jest większa niż odwrotnie.

8. Roztwory stałe międzywęzłowe.
W przypadku, gdy atomy pierwiastka rozpuszczonego są usytuowane w sposób nieuporządkowany w przestrzeniach międzywęzłowych w sieci metalu rozpuszczalnika, roztwór stały jest nazywany roztworem stałym międzywęzłowym. Roztwory te są roztworami granicznymi, a rozpuszczalność graniczna zmienia się ze zmianą temperatury.

9. Scharakteryzuj fazy międzymetaliczne elektronowe.
Fazy elektronowe to roztwory stałe wtórne o wyraźnych własnościach metalicznych. Strukturę tych faz warunkują trzy wartości stężeń elektronowych: 12/14 (3/2). 21/13 i 21/12 (7/4)

10. Scharakteryzuj fazy międzywęzłowe.
W zależności od stosunku promieni atomowych niemetalu rx i metalu rm można dokonać podziału faz międzywęzłowych na: fazy o strukturach prostych, gdy rx/rm ≤0,59, fazy o strukturach złożonych, gdy rx/rm >0,59.
Fazy międzywęzłowe o strukturach prostych mają własności metaliczne i krystalizują w sieciach regularnie ściennej centrowanej i heksagonalnej zwartej, a także regularnie przestrzennie centrowanej i heksagonalnie prostej.
Fazy międzywęzłowe o strukturach złożonych są tworzone przez metale przejściowe i niemetale, zwykle mają znaczną liczbę atomów w komórce strukturalnej.

11 Pokaż na wykresie równowagi stężenie fazy ciekłej i stałej dla podanego składu stopu i temperatury.
??????????

12. Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków mieszających się ze sobą w stanie stałym w stopie nieograniczonym (wpisz odpowiednie symbole w wszystkie pola)
L - Likwidus jest linią przedstawiającą na wykresie, powyżej której stopy w całym zakresie stężenia są ciekłe.
α - solidus jest nazywany linia na wykresie równowagi oznaczająca wartość temperatury, poniżej której stopy w całym zakresie występują w stanie stałym

13. Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków nie mieszających się ze sobą w stanie stałym (wpisz odpowiednie symbole w wszystkie pola)
L - Jak wyżej, A+B - eutektyka mieszanina czystych składników, brak rozpuszczalności składników w stanie stałym, A+L - stop podeutektyczny z jednorodnej cieczy wydziela się początkowo kryształ metalu A, skład cieczy zmienia się wzdłuż linii Likwidusu od L do E: L+B - stop nadeutektyczny krzepnie podobnie jak stop podeutektyczny tylko wydziela się metal B

14. Narysuj wykres fazowy dwóch pierwiastków tworzących dwa roztwory stałe graniczne (wpisz odpowiednie symbole w wszystkich polach)
???????

15. Co to jest mieszanina eutektyczna i eutektoidalna?
Mieszanina eutektyczna jest to stop o najniższej temperaturze krzepnięcia, mieszanina powstająca przy krzepnięciu roztworu ciekłego, składająca się z dwóch lub więcej faz stałych, którymi mogą być czyste metale, roztwory stałe nasycone lub związki międzymetaliczne.

16. Co to jest ferryt?
Roztwór stały graniczny węgla w żelazie α zawiera maksymalnie 0,02% węgla.

17. Co to jest Austenit?
Roztwór stały graniczny węgla w żelazie γ (gamma), zawiera maksymalnie 2% węgla.

18. Co to jest perlit?
Mieszanka eutektoidalna ferrytu i cementytu, zawiera 0,77%węgla, występująca poniżej 727°C.

19. Co to jest ledeburyt?
Mieszanka eutektyczna austenitu cementytu, zawiera 4,3% węgla, trwa w zakresie od 727°C do 1148°C

20. Co to jest ledeburyt przemieniony?
Mieszanka perlitu i cementytu utworzona w wyniku przemiany austenitu z ledeburytu w perlit, trwała poniżej 727°C.

21. Co to jest Cementyt?
Węgliki złożone Fe3 (małe)C - faza międzymetaliczna (jest stała proporcja między żelazem a węglem 3 atomy żelaza na 1 atom węgla).

22.Kiedy powstaje cementyt pierwotny?
Wydziela się z roztworu ciekłego zgodnie z zmianą rozpuszczalności węgla w roztworze stałym gamma wzdłuż linii E.

23.Kiedy powstaje Cementyt
Wydziela się w stanie stałym z austenitu w wyniku w wyniku malejącej rozpuszczalności węgla w roztworze stałym γ wzdłuż linii ES

24. Opisz mikrostrukturę stopu żelaza obserwowaną w temperaturze pokojowej dla stopu żelaza o wskazanym składzie.
?????????

25. Przemiana perlityczna
Zachodzi po ochłodzeniu austenitu do zakresu temperatur pomiędzy temperaturą 720°C, a temperaturą minimalnej twardości austenitu 500 - 550°C. W jej wyniku z austenitu powstaje mieszanina eutektoidalna złożona z płytek ferrytu i cementytu zwana perlitem

26. Przemiana bainityczna.
- Zachodzi przy przechłodzeniu stali od 450 - 200°C.
- Bainit (mieszanina ferrytu przesyconego węglem i drobnodyspersyjnych węglików)
- zarodkowanie rozpoczyna dyfuzja węgla w austenicie do granicy ziaren i dyslokacji.
- zarodkami są miejsca ubogie w węgiel
- wymagany czas inkubacji
- równoczesna przemiana martenzytowa w obszarach o małym stężeniu węgla i wysokiej Ms oraz wydzielanie drobnych cząstek cementytu.
- rozrost banitu kontrolowany szybkością dyfuzji węgla w banicie

27. Przemiana martenzytyczna
Jest to przemiana dyfuzyjna przy dużym przechłodzeniu austenitu z szybkością większą od krytycznej

28. Co to jest szybkość zarodkowania i wzrostu kryształów?
Szybkość zarodkowania: liczba zarodków krystalizacji będąca w jednostce objętości cieczy w jednostce czasu
Wzrost kryształów: wraz z spadkiem temperatury otoczenia następuje wzrost kryształu. Najpierw powstają zarodki, potem rosną liniowo aż do ziarna.

29. Zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne.
Zarodek homogeniczny: atomy tworzą embriony, a embriony pozostają lub giną. Prawdopodobieństwo utworzenia zarodka jest jednakowe w dowolnym miejscu układu
Zarodek heterogeniczny: dołączanie atomów do istniejącego ciała stałego.
Prawdopodobieństwo zarodków przejmują obce cząstki faz stałych nie rozpuszczone w ciekłym metalu.

30. Wpływ przechłodzenia na zarodkowanie i wzrost kryształu.
Zarówno szybkość zarodkowania jak i szybkość wzrostu zarodków (kryształów) zwiększa się ze wzrostem przechłodzenia ΔT aż do maksimum T po którym zmniejsza się ruchliwość atomów, gwałtownie rośnie lepkość cieczy i krystalizacja zostaje zatrzymana.

31. Segregacja strefowa wlewaka.
Krystalizacja stopów jest procesem bardzo złożonym. Składy fazy ciekłej i stałej są różne i zmieniają się w czasie krzepnięcia. Przy wolnym krzepnięciu dyfuzja składników powoduje wyrównanie stężeń w fazie stałej. Jednak pewnie różnice w skaldzie chemicznym pozostają. Zjawisko to nazywa się segregacją. W skali makro obejmuje to cały wlewek - segregacja strefowa. Jest to zróżnicowanie składu chemicznego, wlewka powstaje podczas krystalizacji.

32. Zdrowienie statyczne.
Jest to pierwszy etap w powrocie odkształconego plastycznie metalu do stanu równowagi.

33. Rekrystalizacja.
Powrót metalu do stanu przed odkształceniem plastycznym. Można ją podzielić na 3 etapy:
- zdrowienie
- rekrystalizacja właściwa
- rekrystalizacja wtórna (jest szkodliwa)

34. Wyżarzanie normalizujące i zupełne.
Wyżarzanie normalizujące - uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej do stali niestopowych i staliw.
Wyżarzanie zupełne - uzyskanie jednorodnej struktury drobnoziarnistej do stali stopowych.

35. Wyżarzanie zmiękczające.
Stosuje się w celu uzyskania najmniejszej możliwej dla danej stali twardości, zapewniającej podatność stali do odkształceń plastycznych.

36. Odpuszczanie.
Polega na zagrzaniu stali zahartowanej do temperatury niższej od Acl, wygrzaniu w tej temperaturze i chłodzeniu do temperatury pokojowej.

37. Narysuj i omów wykres CTP dla stali węglowej eutektoidalnej.
????????

38. Rodzaj środków chłodzących.
Woda, roztwory wodne soli, polimery; - oleje hartownicze; - kąpiele solowe i metalowe;
- złoża fluidalne; - powietrze i inne gazy.

39. Hartowanie martenzytyczne zwykłe z chłodzeniem ciągłym.
Podczas tego hartowania chłodzenie z temperatury austenizowania wykonuje się w sposób ciągły z szybkością większą od krytycznej do temperatury niższej niż Ms (350˚C) a niekiedy nawet Mf (220˚C) W wyniku tego hartowania uzyskuje się strukturę martenzytu z austenitem szczątkowym, oraz z innymi składnikami strukturalnymi, które nie podlegają przemianom podczas obróbki cieplnej.

40. Hartowanie martenzytu stopniowe.
Polega na oziębianiu austenizowanego przedmiotu w kąpieli, której temperatura jest wyższa od Ms, w czasie niezbędnym do wyrównania temperatury na powierzchni i w rdzeniu. Czas ten nie powinien być jednak zbyt długi aby nie zapoczątkować przemiany bainitycznej.

41. Hartowanie bainityczne zwykłe.
Polega na ciągłym oziębianiu w środowisku o temperaturze niższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej Ms.

42. Hartowanie bainityczne z przemianą izotermiczną.
Jest to hartowanie z oziębianiem w kąpieli o temperaturze wyższej od Ms (zwykle 250:400˚C) W kąpieli tej hartowany przedmiot wytrzymuje się aż do zakończenia przemiany austenitu w bainit, po czym dalsze chłodzenie odbywa się na powietrzu albo w wodzie.

43. Próba rozciągania
???????????

44. Metoda Brinella pomiaru twardości.
Do badanej próbki wprowadza się kulkę z węglików spiekanych o wybranej twardości i z wybraną siłą i mierzy się średnicę wgłębienia jakie pozostawiła ona po odjęciu obciążenia na badanym materiale. Wyniki odczytuje się z specjalnych tabel.

45. Metoda Vickersa
Polega na wciskaniu w próbkę diamentowej piramidy o podstawie czworokąta i mierzy się długość przekątnych na śladzie jaki pozostawiła piramida.

46. Metoda Rockwella
Pomiar polega na dwustopniowym wciskaniu wgłębnika w próbkę z siłą wstępną F0 i siłą główną F1 przy określonych warunkach obciążenia oraz pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku.

---