Kokolwium III
Część A (zagadnienie identycznie sformułowane, losuje się przedmiot)
Uzasadnij z jakiego rodzaju materiału został wykonany wskazany (przez losowanie) przedmiot
i opisz jego charakterystyczne właściwości.
Odpowiedzi bez uzasadnienia (na chybił-trafił) nie będą uwzględniane.
W uzasadnieniu należy podać rodzaj materiału (a jeśli to możliwe, to przykładowy gatunek), orientacyjny skład
chemiczny, oraz właściwości decydujące o jego zastosowaniu.
Część B Jedno zagadnienie z poniższego zestawu:
1. Opisz zjawisko umacniania wydzieleniowego:
(Warunek kiedy można je przeprowadzić, w jakich stopach, jakie zjawiska powodują umocnienie, opisz etapy,
podaj parametry przykładowej obróbki dla wybranego stopu)
2. Scharakteryzuj stopy aluminium:
(sposób wytwarzania, dodatki stopowe, obróbka cieplna, podstawowe struktury, relacje między budową a
właściwościami, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów aluminium,
oznaczanie wg norm)
3. Scharakteryzuj stopy miedzi:
(Sposób wytwarzania, dodatki stopowe, obróbka cieplna, nazwy grup stopów, podstawowe struktury, relacje
między budową a właściwościami, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów
miedzi, oznaczanie wg norm)
4. Scharakteryzuj stopy magnezu:
(Sposób wytwarzania, dodatki stopowe, obróbka cieplna, podstawowe struktury, relacje między budową a
właściwościami, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów magnezu, oznaczanie
wg norm)
5. Scharakteryzuj stopy cynku:
(Sposób wytwarzania, dodatki stopowe, podstawowe struktury, relacje między budową a właściwościami,
właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów cynku, oznaczanie wg norm)
6. Scharakteryzuj stopy tytanu:
(Sposób wytwarzania, dodatki stopowe, podstawowe struktury, relacje między budową a właściwościami,
właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów tytanu, oznaczanie wg norm)
7. Scharakteryzuj stopy niklu i kobaltu:
(Sposób wytwarzania, dodatki stopowe, podstawowe struktury, relacje między budową a właściwościami,
odporność na korozję gazową, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup stopów niklu i
kobaltu,)
8. Scharakteryzuj stopy lutownicze miękkie i twarde:
(Na bazie jakich metali są wytwarzane, dodatki stopowe, relacje między budową a właściwościami, właściwości
fizyczne, elektryczne i mechaniczne oraz zastosowanie, oznaczanie wg norm)
9. Scharakteryzuj stopy rezystywne i oporowe:
(Na bazie jakich metali są wytwarzane, dodatki stopowe, relacje między budową a właściwościami, właściwości
fizyczne, elektryczne i mechaniczne oraz zastosowanie)
10. Scharakteryzuj materiały magnetycznie miękkie i twarde:
(Na bazie jakich metali są wytwarzane, dodatki stopowe, relacje między budową a właściwościami, materiały
niemetalowe, właściwości fizyczne, magnetyczne, mechaniczne oraz zastosowanie)
11. Opisz sposoby wytwarzania tworzyw sztucznych:
(na bazie jakich związków i reakcji są wytwarzane, dodatki modyfikujące, relacje między budową a
właściwościami, właściwości fizyczne, elektryczne, mechaniczne, podaj przykładowe zastosowanie wybranej
grupy tworzyw sztucznych, oznaczanie wg norm)
12. Opisz sposoby wytwarzania kompozytów:
(Na bazie jakich materiałów są wytwarzane, dodatki modyfikujące, relacje między budową a właściwościami,
właściwości fizyczne i mechaniczne, podaj przykładowe zastosowanie wybranej grupy kompozytów)
13. Scharakteryzuj materiały wytwarzane metalurgią proszków:
(Sposób wytwarzania proszków, rola dodatków plastyfikujących , podstawowe struktury, relacje między budową a
właściwościami, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz zastosowanie różnych grup spieków, spieki w
elektrotechnice, zalety i ograniczenia w stosowaniu spieków)
Aluminium
Stopy do obróbki plastycznej
Radiator - czyste aluminium A00, A0 - dobre przewodnictwo cieplne, mała masa przedmiotu
Kątownik - PA1 (Mn, Ti) - b.duża odporność na korozję,wytrzymałość
Przewody elektryczne, folie kondensatorowe - najczystsze aluminium AR1, AR2, A00 stopy odlewnicze
Skorupa do granatnika RPG-7 - Dural PA7 (4%Cu, 2%Mg) - duża wytrzymałość, mała masa, świetny do głębokiej obróbki plastycznej, lekkość
Blacha - Hydronalium PA2 (Mg) - duża odporność na korozję
Stopy odlewnicze
Tłok silnika spalinowego - Silumin AK12 (Si) - rzadkopłynność, nieduża masa tłoka -> nieduża masa przeciwwagi -> mała masa silnika, Si sprzyja odporności na działanie gazów spalinowych
(Gniazdo wielofazowe) Mufa - Silumin AK64 (Si, 4%Cu) - dobry do precyzyjnych odlewów cienkościennych, w miarę wytrzymały
Koło pasowe do pralki - Silumin AK132 (13%Si, 2%Cu) - lekkość konstrukcji, dobra wytrzymałość
Zacisk hamulcowy - Aluminium Miedź AM4 (4%Cu) - wyższa wytrzymałość (300Mpa)
Stopa od żelazka - Stop Aluminium (AlCu2Mg2Ni1) - duża wytrzymałość przy dużej temperaturze, możliwość pracy do 400oC
Głowica silnika spalinowego - AM75 (7% Cu) {AM4} mała masa, dobra przewodność cieplna, odporność na korozję, wysoka wytrzymałość, lekkość
Miedź
Czysta miedź
Przewód elektryczny - Miedź katodowa przetopiona elektrochemiczna M1E - duża przewodność elektryczna {zanieczyszczenia Ag, Bi, Pb, Sb}
Kształtki hydrauliczne - Miedź odtleniona M1R - odporność na korozję, dobre właściwości plastyczne, nie namnażają się na nich bakterie
Pierścień wiodący pocisku - Miedź beztlenowa MOB- wzmocnienie poprzez zgniot {0,05 % zanieczyszczenia Pb, As, Ni}
Wkładka kumulacyjna- b.d. plastyczność miedź beztlenowa MOB { zanieczyszczenia Bi, Pb, Sb}
Mosiądze do obróbki plastycznej
Łuska - M70 (Cu, 30%Zn) - mosiądz jednofazowy, walcowany, podatny na głęboką obróbkę plastyczną, umocnienie poprzez zgniot na szyjce, d. plastyczność
Klucz do zamka - M70 (Cu, 30%Zn) - podatny na przeróbkę plastyczną, odporność na ścieranie, korozje
Listwa wykończeniowa - M70 mosiądz jednofazoway, walcowany 30 %Zn, d. plastyczność
Płaszcz pocisku - Tombak M90 (Cu, 10%Zn) - dobre właściwości plastyczne
Tombak - M90 - odporność na korozje, ścieranie, lutowalny, poprawiano plastyczność
Zawory hydrauliczne - Mosiądz automatowy MO58D (Cu, Zn, Pb) - dobrze skrawalny, odporność na ścieranie, niska wytrzymałość
Monety 1gr - MM58 (Cu, Zn, Mn) - dobra odporność na korozję, odporność na ścieranie, skrawalność, plastyczność
Mosiądze odlewnicze
Wkładka do zamka - MO60 (Cu, 28%Zn, 2%Pb) - dobre wypełnienie formy odlewniczej, wysoka odporność na korozję, podwyższona skrawalność, odporność na ścieranie, skrawalność, lejność
Brązy cynowe odlewnicze
Kranik zabytkowy - B10 (Cu, 10%Sn) - dobre właściwości odlewnicze, duża odporność na korozję, lejność, wytrzymałość na obciążenia mechaniczne, udarowe, zmienne, statyczne
Brązy berylowe do obróbki plastycznej
Sprężynka wewnątrz słuchawki - BB2 (Cu, Be, Sb) - bardzo wysokie właściwości sprężyste, zgniot, b. wysoka wytrzymałość, odporność na ścieranie, korozje, obróbka na zimno, d. przewodność elektryczna
Mieszki - BB2 (Cu, Be, Sn) - wysokie właściwości sprężyste, b.d. wytrzymałość mechaniczna, odporność na ścieranie, korozję
Brązy aluminiowe do obróbki plastycznej
Część żółta monety 2zł - BA60 (Cu, Al, Ni) - duża odporność na korozję,ścieranie, plastyczny
Brązy aluminiowe odlewnicze
Zawory zwrotne, wirnik pompy wodnej - BA93 (Cu, 9%Al, 3%Fe) - odporność na korozję, duża wytrzymałość
Miedzionikle
Monety 10gr - MN25 (Cu, 25%Ni) - wysoka odporność na korozję, ścieranie, łatwy do tłoczenia, dekoracyjny wygląd
Część monety 2zł - MNA62 (Cu, 6%Ni, 2%Al) - wysoka odporność na korozję ścieranie łatwy do tłoczenia, dekoracyjny wygląd, plastyczny
Cynk
Stopy cynku
Klamka do drzwi - Z40 (Zn, Al) - walory estetyczne, odporność na ścieranie, korozje można łatwo pokryć niklem, tańszy niż mosiądz
Obejma do silnika - Z41 (Zn, Al) - bardzo dobre właściwości odlewnicze, możliwość zastosowania wtrysku, odporność na korozje, d.lejność
Obudowa silnika elektrycznego - Z41 (Zn, Al) - dobre właściwości odlewnicze, małe straty energii, d. lejność, odporność na korozje
Termostat z poloneza - Z40 (ZnAl4) 4% Al, 96% Zn odporność na ścieranie, korozje, nie ulega zmianie wymiarów przy starzeniu
Klamka do szyb- Z41 (Zn, Al., Cu) 4% Al. 1 % Cu -dobra lejność, odporność na korozje, d. lutowalność
Stojan silnika elektrycznego - Z41 (Zn, Al., Cu) 4% Al. 1 % Cu twardość przy odlewaniu, niska wytrzymałość, odporność na korozje, niskie wł. magnetyczne
Magnez
Stopy magnezu
Fragment obudowy elektronarzędzia (żółte){łoże szlifierki kątowej} - GA8 (Mg, Al) - dobre właściwości odlewnicze, mała masa, gęstość, lekkość , d. udarność
Kobalt
Stopy kobaltu
Krążek, zawory - Stellit (Co, Cr, W, C) - żaroodporność
Łopatka turbiny - Vitalium (Co, 30%Cr, 5%Mo, 2%Ni, 0,4%C) - żarowytrzymałość, żaroodporność, duża wytrzymałość
Szyna protezy - Mikromed1 (Co, Cr) - zachowuje się obojętnie względem tkanki żywej, odporność na korozje, wytrzymałość
Zawór, gniazdo zaworowe - Stelli Co-Cr, {W} 1-3%C , żarowytrzymały, małe odkształcenia termiczne
Materiały elektrotechniczne
Elektroda do zgrzewarki - Miedź Chromowa MH - duża wytrzymałość, odporność na rekrystalizację, d.twardość, przewodność elektryczna,
Uzwojenia silników - Miedź Srebrowa MS - odporność na ścieranie, d.przewodność elektryczna
Oporniki regulacyjne(potencjometr drutowy) - Konstantan (Miedzionikiel 55%Cu, 45%Ni) - mała zmiana rezystywności pod wpływem zmiany temperatury (stabilność termiczna)
Grzałki( w suszarce){spirala grzejna} - Kanthal - (Cr, Al.) Duża odporność termiczna 1375oC, element grzejny,
Drut do lutowania (spoina miękka) - LC60 (60%Sn, 40%Pb) - niska temperatura topnienia 183oC, d.przewodność elektryczna
Lutowanie żarówki (spoina miękka) - LC8 (Sn, Pb) - temperatura topnienia 270÷305oC, d.przewodność elektryczna, wysoka temperatura lutowania, niska wytrzymałość , tani materiał
Oprawy żarówek (cokół żarówki) - Inwar (Fe, 36%Ni) - małe zmiany wymiarów pod wpływem temperatury, nie oddziałują z polem magnetycznym d.przewodność elektryczna
Oprawa(cokół) lampy elektronowej - Platynit (Fe, 46%Ni) - niski współczynnik rozszerzalności cieplej taki jak platyna i szkło
Bezpiecznik elektrotechniczny , Termostat żelazka - Termobimetal JS (Inwar + stal austenityczna), odpowiednia rozszerzalność cieplna obu metali
Blacha na rdzeń transformatora - Stal ferrytyczna krzemowa o miękkich właściwościach magnetycznych 3% Si - mniejsze straty przy przesyłaniu prądu, mała koercja
Magnesy przyrządów pomiarowych - stal chromowo-kobaltowa H6K6 - właściwości magnetyczne, możliwa obróbka skrawaniem, duża koercja małe wymiary
Wiatrak zasilacza (pierścień wentylatora komupetrowego) - AlNiCo -(Al., Ni, Co, Cu, Fe) twarde właściwości magnetyczne, spiek
Silniczek wiatraczka w suszarce (stojan silnika CD) - Ferryt Barowy (spiekany) magnetycznie twardy
Żarnik w żarówce - Wolfram - wysoka temperatura topnienia (spiek) żarowytrzymałość, żaroodporność
Termopara- żelazo- konstantan - praca w temp. 1000 ` C
Rdzeń anteny, - ferryt miękki, miękki magnetycznie
Magnes głośnika - ferryt borowy, BaO - magnetycznie twardy
Rdzenie dławików - ferro spirala, magnetycznie miękki , tlenki MgO AlO FeO
Spieki
Zębata pompa paliwowa, koło rozrządu, docisk sprzęgła - (proszki Fe, Cu) - materiałooszczędność, nie muszą być wytrzymałe, tania produkcja, szybki czas wykonania, prasowanie i skrawanie nadaj ostateczne kształty
Dźwignia uruchamiająca wycieraczki - materiałooszczędność, tania produkcja, szybki czas wykonania, prasowanie i skrawanie nadaj ostateczne kształty
Sitko od maszynki do mielenia mięsa - nie trzeba robić wielu otworów, materiałooszczędność, szybki czas wykonania, prasowanie i skrawanie nadaj ostateczne kształty
Tłoczek do amortyzatorów - szybki czas wykonania, prasowanie i skrawanie nadaj ostateczne kształty
Łożysko samosmarujące - (miedź + cynk) podczas pracy olej wychodzi z porów i zmniejsza zużycie, po zatrzymaniu wraca z powrotem do porów, porowatość, bezgłośna praca
Klocek (okładziny) hamulcowy - 60÷75%Cu, 5÷10%Sn, 5÷10%Fe, 5÷35%SiO2 (grafitu) - wytrzymałość na ścieranie, duża przewodność cieplna, d. twardość
Tworzywa sztuczne
Termoplasty
Pojemniczek - Twardy polietylen HDPE - Sztywność, łatwe do przetwarzania, odporny na czynniki środowiskowe, nieodporny na wysokie temp. Nieszkodliwy dla człowieka, niska wytrzymałość
Uchwyt do narzędzia - Polichlorek winylu PCV - dobre właściwości mechaniczne, ładnie się barwi), izolator
Rury - Polipropylen PP - łatwość przetwarzania, taniość, stabilność wobec wody,środowiska, wytrzymałość, termoplastyczne
Wieszak - Polistyren twardy PS - łatwość przetwarzania, sztywność
Styropian - Polistyren spieniony - termoizolacyjność, małą gęstość
Obudowa telefonu komórkowego - ABS akrylonitrylo - butadien styrenowy - duża wytrzymałość, sztywność, dobrze się barwi, izolator , dobre wł. Technologiczne
Fragment deski rozdzielczej samochodu - polimetakrylan metylu PMMA ( pleksiglas) - przezroczystość, łatwość przetwarzania, mała gęstość
Obudowa do elektronarzędzia (szlifierki) , koło zębate drukarek - Poliamid PA (nylon) - Duża wytrzymałość, trudnotopliwy
Duroplasty
Kopułka rozdzielacza do samochodu, obudowy przyrządów elektrycznych - Żywica fenolowo-formaldehydowa FF (bakelit) - duża elektroizolacyjność
Elastomery
Opona, podeszwa, fleczek - Kopolimer styrenowo-butadienowy - duża elastyczność, spora odporność na ścieranie)