1. Efekty towarzyszące przejściu fazy ciekłej w stałą.

Przejście nieuporządkowanych skupisk atomów - typowych dla fazy ciekłej - w strukturę krystaliczną charakterystyczną dla stanu stałego metali.

  1. Na czym polega równowaga fazowa ?

Równowaga fazowa - występuje, gdy stosunki ilościowe między fazami układu, tj. skład fazowy pozostają stałe.

  1. Prawo Tammanna i jego interpretacja.

Szybkość krystalizacji i struktura zakrzepłego metalu zależą od szybkości, z jaką powstają zarodki fazy stałej i od szybkości ich rozrostu, a te z kolei od wielkości przechłodzenia 0x01 graphic
 poniżej temperatury równowagowego współistnienia obydwu faz T0­.

  1. Co to jest zarodkowanie homogeniczne i heterogeniczne ?

Zarodkowanie homogeniczne zachodzi w cieczy metalicznej całkowicie jednorodnej, a w jego wyniku powstaje zupełnie jednorodna faza stała. Zarodki w kształcie kul, utworzone w dowolnych miejscach w całej objętości cieczy z zespołów bliskiego uporządkowania. Zarodkowanie heterogeniczne polega na tworzeniu zarodka na obcym podłożu o stanie stałym. Funkcję podłoża spełniają ściany formy odlewniczej i cząstki wysokotopliwych zanieczyszczeń znajdujące się w stanie stałym w cieczy metalicznej.

  1. Co to są dendryty i jak rosną ?

Jeżeli na granicy między fazowej powstanie jakakolwiek wypukłość wzrasta ona w kierunku zwiększającego się przechłodzenia cieczy. Warunki takie sprzyjają wzrostowi dendrytycznemu w kształcie charakterystycznych „choinek”. Ponieważ na powierzchniach dendrytów temperatura jest wyższa niż między nimi, płaskie powierzchnie graniczne są niestabilne, co decyduje o tworzeniu się bocznych gałęzi. Każde rozgałęzienie rośnie do chwili utraty stabilności jego granicy, co staje się początkiem wzrostu kolejnych rozgałęzień.

  1. Krystalizacja i struktura wlewka stalowego

Proces krystalizacji przebiegający w warunkach rzeczywistych staje się bardziej złożony wskutek wpływu różnych czynników ubocznych. Np. przy odlewaniu dużych wlewków stalowych do wlewnic kryształy rosną najszybciej w kierunku prostopadłym do jej ścianek (w kierunku najintensywniejszego doprowadzenia ciepła). W strukturze wlewka rozróżnić można 3 główne strefy: strefę kryształów zamrożonych, strefę kryształów słupkowych i strefę kryształów równoosiowych. Kryształy zamrożone powstają w skutek nagłego zetknięcia się ciekłego metalu ze ściankami wlewnicy, co powoduje raptowny spadek temperatury, znaczne przechłodzenie i powstanie dużej liczby zarodków (struktura drobnoziarnista)

  1. Jakie zjawiska towarzyszą krystalizacji wlewka i jaki jest ich wpływ na własności ?

Zjawisko transkrystalizacji- polega na wzajemnym stykaniu się przeciwległych ścian kryształów słupkowych. Zjawisko segregacji - obserwowane różnice składu chemicznego na przekroju wlewka.

  1. Wpływ warunków odlewania na strukturę wlewka stalowego

Po odlaniu ciekłej stali do wlewnic następuje nagłe ochłodzenie cienkiej strefy przyległe do ścianki wlewnicy i jej znaczne przechłodzenie. W wyniku tego powstaje duża liczba zarodków krystalizacji o strukturze drobnoziarnistej (Stefa kryształów zamrożonych), jej grubość zależy od temp ciekłego metali i grubości ścianek wlewnicy. Po skrzepnięciu warstwy k. zamrożonych zachodzi znacznie wolniej chłodzenie. Sprzyja to wzrostowi drugiej strefy. Ziarna w pierwszej strefie które są zorientowane kierunkiem najszybszego wzrostu równoległe do kierunku odprowadzania ciepła, będą rosły najszybciej i utworzy się strefa kryształów kolumnowych (słupkowych). Zorientowane swymi osiami prostopadle do ścianki wlewnicy. Trzecia strefa rozciąga się poza strefę kryształów kolumnowych i dochodzi do środka wlewka. Cechuje się krystalizacją dendrytów równoosiowych o przypadkowej orientacji.

  1. Co to jest szkło metaliczne? Metody wytwarzania szkła metalicznego i jego zastosowanie

Szkło metaliczne - stop na osnowie metalu o strukturze amorficznej. Metoda I elektroosadzanie II wystrzeliwanie kropli cieczy na ochłodzoną płytę miedzianą III lanie strumienia ciekłego stopu na obracający się i chłodzony wodą walec. Zastosowanie w elektronice jako materiał magnetycznie miękki (głowice magnetofonowe, wizyjne, cyfrowe, cewki dławikowe), duża odporność na korozję, wysoka twardość (ostrza do golenia).

  1. Co nazywamy fazą i składnikiem stopu? Co nazywamy układem ?

Układ - jest to zbiór faz. Faza- jest to jednorodna część układu pod względem chemicznym i krystalograficznym, oddzielona od pozostałych części granicą rozdziału faz (resztą między fazową). Składniki układu - tak nazywamy pierwiastek lub związek niezbędny do utworzenia wszystkich faz występujących w całym układzie, np. stop żelaza z węglem, gdzie żelazo i węgiel są składnikami, natomiast ciekły węgiel w żelazie tworzy roztwory stałe węgla Fe - α ferryt), Fe - γ (austenit) oraz Fe3C (cementyt), które są fazami.

  1. Reguła faz Gibasa

Określa liczbę stopni swobodnych [S] układu, tzn. liczbę zewnętrznych czynników, które można zmieniać nie powodując zmiany liczby faz w układzie. S = n - f + 1 ;n - liczba składników; f - liczba faz; S = 0 - jest to układ niezmienny; S = 1 - jest to układ jednoimienny; S = 2 - jest to układ dwuzmienny, można zmienić dwa czynniki.

  1. Zasady analizy cieplnej stopów

Polega ona na wyznaczeniu krzywych chłodzenia lub nagrzewania metali i określeniu temperatur, w których występuje zmiana charakteru krzywej spowodowana wydzielaniem ciepła w procesie krystalizacji lub jego pochłanianiem podczas topnienia.

  1. Zasada wykonywania wykresów równowagi układu dwuskładnikowego.
    Na osi rzędnych nanosi się temperaturę przemian, a na osi odciętych skład stopu w procentach masowych lub atomowych, rzadziej w ułamkach molowych. Do sporządzenia wykresu równowagi musimy określić temperatury przy których występuje zmiana stopni swobody. Stosujemy najczęściej metodą analizy cieplnej .

  2. Reguła dźwigni

Służy do określania procentowego udziału faz w stopie przy danej temperaturze w stanie równowagi.

  1. Narysuj i opisz układ podwójny z nieograniczoną rozpuszczalnością składników w stanie ciekłym i stałym. Oznacz linie: likwidus i solidus

  2. Narysuj i opisz układ podwójny eutektyczny o całkowitej rozpuszczalności w stanie ciekłym i braku rozpuszczalności w stanie stałym

  3. Narysuj krzywe chłodzenia stopu podeutektycznego, eutektycznego i nadeutektycznego

  4. Narysuj i opisz układ podwójny o całkowitej rozpuszczalności w stanie ciekłym i ograniczonej rozpuszczalności w stanie stałym z eutektyką

  5. Opisz układ równowagi z przemianą perytektyczną

  6. Jak zmienia się struktura i własności stopów podwójnych, złożonych z:

a). mieszaniny czystych składników A i B

b). roztworu stałego, ciągłego

c). mieszaniny roztworów granicznych