ME, rok akademicki 2015/2016 wersja 05.10.2015

Program kursu oraz zagadnienia i pytania zaliczeniowe

Wstęp

Wiązania metaliczne (pierwotne między atomami)

Wiązania jonowe (pierwotne między atomami)

Wiązania kowalencyjne (pierwotne między atomami),

Stan krystaliczny materiału,

Stan amorficzny (szklisty) materiału,

Polimorfizm (alotropia) materiału,

Anizotropia kryształu (monokryształu),

Quasi-izotropia polikryształu,

Tekstura w polikrysztale,

Defekty punktowe i liniowe w materiałach krystalicznych

Wakans (defekt punktowy) w krysztale,

Odkształcenie plastyczne w metalach,

Linie i pasma poślizgu w kryształach metali,

Płaszczyzny i kierunki łatwego poślizgu w sieciach krystalicznych metali,

Dyslokacja krawędziowa w krysztale,

Dyslokacja śrubowa w krysztale,

Energia dyslokacji,

Ruch dyslokacji w krysztale,

Spiętrzenie dyslokacji przed przeszkodą,

Efekt umocnienia w wyniku spiętrzenia dyslokacji,

Gęstość dyslokacji w polikrysztale metalu - wpływ na własności,

Defekty płaskie w materiałach krystalicznych

Granice ziarn (między ziarnami tej samej fazy),

Wąskokątowa granica ziarn (małego kąta),

Energia granic wąskokątowych,

Szerokokątowa granica ziarn (dużego kąta),

Energia granic szerokokątowych,

Bliźniacze granice ziarn,

Energia granic bliźniaczych,

Bliźniakowanie w kryształach,

Koherentna granica międzyfazowa (miedzy ziarnami różnych faz),

Półkoherentna granica międzyfazowa,

Niekoherentna granica międzyfazowa,

Energia granic międzyfazowych,

Kształt wydzieleń drugiej fazy wewnątrz ziarn pierwszej fazy (osnowy),

Kształt wydzieleń drugiej fazy na granicach ziarn pierwszej fazy,

Rodzaje faz stałych w stopach

Warunki powstawania roztworu stałego podstawowego,

Warunki powstawania fazy pośredniej, np. międzymetalicznej,

Sieć krystaliczna w roztworach stałych podstawowych (ogólnie),

Sieć krystaliczna w fazach pośrednich, np. międzymetalicznych (ogólnie),

Rozmieszczenie atomów (A i B w układzie dwuskładnikowym) w roztworze stałym podstawowym,

Rozmieszczenie atomów (A i B w układzie dwuskładnikowym) w fazie pośredniej, np. międzymetalicznej,

Własności roztworu stałego podstawowego są wynikiem:

Własności fazy pośredniej, np. międzymetalicznej są wynikiem:

Wykresy równowagi fazowej

Liczba stopni swobody (reguła faz Gibasa) i jej wpływ na kształt krzywych chłodzenia i nagrzewania,

Maksymalna liczba współistniejących w równowadze faz w układzie jedno- i dwuskładnikowym,

Nieograniczona rozpuszczalność składników stopu w układzie dwuskładnikowym A-B,

Ograniczona rozpuszczalność składników stopu w układzie dwuskładnikowym A-B,

Wydzielanie fazy drugorzędowej (przyczyny, miejsce w strukturze, wpływ na własności),

Przemiana eutektyczna w układzie dwuskładnikowym,

Eutektyka (definicja, struktura, własności),

Struktura i własności stopu przedeutektycznego lub zaeutektycznego (układ dwuskładnikowy),

Przemiany fazowe

Energia swobodna F (Hemholtza) - uniwersalne kryterium równowagi,

Energia wewnętrzna E w wyrażeniu na energię swobodną,

Człon TS w wyrażeniu na energię swobodną (druga zasada termodynamiki),

Warunek konieczny przemiany fazowej, np. krzepnięcia,

Wielkość krytyczna zarodka (zarodkowanie jednorodne) zależy od:

Energia aktywacji przemiany (konieczna do pokonania bariera energetyczna),

Szybkość zarodkowania (LZ) - dlaczego krzywa LZ = f(ΔT) ma maksimum,

Kiedy zachodzi przypadek zarodkowania niejednorodnego,

Warunek aktywności (katalitycznego działania) podkładki,

Modyfikowanie przemian fazowych - dwa sposoby działania modyfikatorów,

Liniowa szybkość wzrostu kryształu (drugi etap krystalizacji) zależy od:

Parametry i kształt krzywej kinetyki krystalizacji,

Od jakich parametrów i czynników zależy wielkość ziarna po krystalizacji,

Krystalizacja dendrytyczna zachodzi gdy:

Segregacja dendrytyczna polega na:

Układ żelazo-cementyt

Odmiany alotropowe czystego żelaza,

Ferryt - rodzaj fazy stałej, sieć krystaliczna, własności, zakres występowania na wykresie Fe-Fe₃C,

Austenit - rodzaj fazy stałej, sieć krystaliczna, własności, zakres występowania na wykresie Fe-Fe₃C,

Cementyt - rodzaj fazy stałej, sieć krystaliczna, własności, zakres występowania na wykresie Fe-Fe₃C,

Przyczyna wydzielania się cementytu trzeciorzędowego - zakres występowania jako fazy strukturalnie wolnej,

Przyczyna wydzielania się cementytu trzeciorzędowego - zakres występowania jako fazy strukturalnie wolnej,

Przemiana alotropowa (temperatura A₃) w stopach układu Fe-Fe₃C,

Przemiana eutektoidalna (temperatura A₁) w stopach układu Fe-Fe₃C,

Perlit - definicja (jak, kiedy i z czego powstaje), budowa, przyczyna własności,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 0,01 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 0,2 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 0,4 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 0,6 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 0,8 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności stopu (stali) zawierającej 1,2 %C - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Przemiana eutektyczna (temperatura 1147 ^oC) w stopach układu Fe-Fe₃C,

Ledeburyt - definicja (jak, kiedy i z czego powstaje),

Ledeburyt przemieniony - definicja (jak, kiedy i z czego powstaje), budowa, przyczyna własności,

Struktura i własności żeliwa białego przedeutektycznego - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności żeliwa białego eutektycznego - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Struktura i własności żeliwa białego zaedeutektycznego - w temp. pokojowej po wolnym chłodzeniu,

Żeliwa z grafitem (żeliwa szare)

Grafit i jego wpływ na właściwości żeliw - porównanie wpływu kształtu wydzieleń grafitu,

Modyfikowanie żeliw z grafitem - cel stosowania oraz grupy i działanie modyfikatorów (ogólnie),

Steadyt (eutektyka fosforowa) - budowa, wpływ na własności,

Wpływ osnowy ferrytycznej na własności żeliw z grafitem (przy tej samej postaci grafitu),

Wpływ osnowy perlitycznej na własności żeliw z grafitem (przy tej samej postaci grafitu),

Wpływ zawartości węgla i krzemu na grafityzację i osnowę metaliczną żeliw z grafitem,

Wpływ grubości ścianki odlewu (tzn. szybkości chłodzenia) na strukturę żeliw z grafitem,

Porównanie własności żeliw z grafitem (płatkowym lub sferoidalnym) z własnościami stali i staliwa,

Polimery

Makrocząsteczka polimeru o strukturze liniowej,

Makrocząsteczka polimeru o strukturze rozgałęzionej,

Makrocząsteczka polimeru i strukturze przestrzennie usieciowanej,

Polimer w stanie amorficznym (bezpostaciowym),

Polimer w stanie krystalicznym (częściowo krystalicznym),

Polimery termoplastyczne (termoplasty),

Duroplasty (chemo- lub termoutwardzalne),

Kompozyty o osnowie polimerowej

Porównanie własności włókien szklanych oraz włókien węglowych,

Porównanie modułu Younga stali, stopów Al, włókien szklanych i węglowych,

Porównanie własności kompozytów wzmacnianych włóknami krótkimi oraz ciągłymi,

Porównanie cech kompozytów o osnowie termoplastycznej oraz duroplastycznej (wzmocnienia włóknami),

Formowanie kompozytów metodą BMC (bulk molding compounds),

Formowanie kompozytów metodą SMC (sheet molding compounds),

Kompozyty o osnowie metalowej

Najczęściej stosowana osnowy metaliczne w kompozytach MMCs (metal-matrix composites),

Najczęściej stosowane wzmocnienia w kompozytach MMCs (metal-matrix composites),

Najczęściej stosowane metody formowania kompozytów MMCs (metal-matrix composites),

Porównanie wad i zalet stopów odlewniczych Al (siluminów) oraz kompozytów wzmacnianych

cząstkami SiC na osnowie tych stopów,

Dlaczego kompozyty MMCs wzmacniane włóknami, szczególnie ciągłymi nie są jeszcze powszechnie

stosowane,

Materiały ceramiczne

Cechy (właściwości) charakterystyczne materiałów ceramicznych:

Kruchość materiałów ceramicznych jest efektem:

Mikrostruktura ceramiki inżynierskiej

Do materiałów ceramicznych zaliczamy:

Tlenek aluminium Al₂O₃ charakteryzuje się:

Tlenek cyrkonu ZrO₂ charakteryzuje się:

Podwyższanie odporności na pękanie ceramiki Al₂O₃ wydzieleniami ZrO₂ polega na:

Węglik krzemu SiC charakteryzuje się:

Mechanizmy wzmocnienia ceramicznych materiałów kompozytowych,

Porównanie charakterystycznych właściwości metali i materiałów ceramicznych,

Rekrystalizacja po odkształceniu plastycznym (zgniocie) metali

(wykład reaktywowany po 7 latach - po tej przerwie znowu mamy 2x 30 godzin wykładu)

Rekrystalizacja - przemiana podczas grzania metalu odkształconego plastycznie na zimno,

(dyfuzyjna przemiana w stanie stałym ale nie jest to przemiana fazowa)

Trzy nakładające się na siebie procesy w trakcie wyżarzania rekrystalizującego,

Zdrowienie: zanik defektów punktowych, ruch dyslokacji (w tym I i II stadium poligonizacji),

Rekrystalizacja pierwotna: powstawanie zarodków i ich wzrost (nowe, wolne od nadmiaru defektów ziarna),

Wpływ stopnia odkształcenia (gniotu) na wielkość ziaren po rekrystalizacji (gniot krytyczny i jego znaczenie),

Wpływ stopnia odkształcenia (gniotu) na temperaturę początku rekrystalizacji,

Rekrystalizacja wtórna (normalny i anormalny rozrost ziaren),

Wykresy rekrystalizacji i ich praktyczne znaczenie.

Bogumił Ziółkowski

---