Tematy egzaminacyjne z Materiałoznawstwa
dla studentów roku I . Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki ( wykładowca prof. J. Pietrzyk, rok szk.2006/2007)
Cz. I.. Niektóre mechanizmy zniszczenia materiałów, materiały niemetaliczne, ich struktura,
/zdają wszyscy -zagadnienia nie objęte ćwiczeniami laboratoryjnymi/
Mechanizmy zniszczenia.
1. Zniszczenie przez odkształcanie plastyczne na zimno jego dyslokacyjny mechanizm. Mechanizmy umocnienia stopów metalicznych, roztworowy, wydzieleniowy, dyslokacyjny, przez granice ziaren. Statyczna krzywa rozciągania metali (stali), jej parametry E, Rm, Re, Ar, A5.
Miary twardości, udarność, zależność udarności stali niskowęglowych od temperatury, próg kruchości.
2.Zniszczenie przez katastroficzne (kruche) pękanie, wiązkość Gc, współczynnik intensywności naprężeń K=σ a ,krytyczny współczynnik intensywności naprężeń Kc=σ akr .
3.Zniszczenie przez cykliczne zmęczenie, krzywa Wohlera. Zmęczenie nisko i wysoko cyklowe.
4.Zniszczenie przez pełzanie materiałów, temperatura krytyczna, krzywa pełzania przy stałym T i σ, charakterystyki pełzania, (Rz/t, R/t).
5.Zniszczenie przez powierzchniowe utlenianie przy wysokich temperaturach. Czynniki określające skłonność do wysokotemperaturowego utleniania -kinetyki procesu. Materiały (pierwiastki) odporne na utlenianie.
6.Zniszczenie powierzchniowe przez korozję elektrochemiczną (atmosferyczną). Mechanizm -czynniki określające poddatność na korozję, metody ochrony.
Materiały niemetaliczne.
7. Struktura polimerów, budowa molekuł (ich wielkość -stopień polimeryzacji), kopolimeryzacja, budowa amorficzna- częściowa krystalizacja, sieciowanie- (na przykładzie gum), wpływ na własności.
8. Ogólne własności polimerów (ciężar właściwy, przewodność i inne). Składniki modyfikujące własności polimerów (napełniacze, pigmenty,... i inne).
9.Zależność własności mechanicznych polimerów od temperatury -ich specyfika (w porównaniu z metalami), metody oceny.
10. Ogólny podział tworzyw sztucznych - klasyfikacja przetwórcza. Najpopularniejsi przedstawiciele poszczególnych grup.
11. Znane Ci grupy tworzyw termoplastycznych. Budowa, własności i zastosowanie polietylenu, polichlorku winylu, polistyrenu, poliamidów polimetakrylanu metylu, tworzyw fluorowych.
12. Polimery termoutwardzalne fenolowe i aminowe - ich najpopularniejsze zastosowania (rezoteksy B, S; rezokard), porównanie własności.
13. Polimery chemoutwardzalne, własności i zastosowania poliestrów (polimale), żywic epoksydowych (epidiany).
14.Specyfika struktury i własności mechanicznych ceramik -w porównaniu ze stopami metali.
15. Szkło - jego struktura, ogólne własności, obróbka cieplna.
16. Rodzaje materiałów szklanych, ich własności i zastosowania.
17. Betony, rola cementu, napełniaczy, wody, wpływ temperatury na dojrzewanie betonu.
18. Ceramika inżynierska. Węglowa, korundowa, węglik krzemu.
Cz.II. Stopy metali ich struktura, kształtowanie struktury przez procesy krystalizacji, zgniotu, rekrystalizacji i obróbki cieplnej /zwolnieni z tej części materiału są studenci którzy otrzymali z laboratorium ocenę >=4.0 (bez zaokrąglenia)/
1. Krystalizacja czystego pierwiastka -zależność wielkości ziarna od przechłodzenia fazy ciekłej (prawa krystalizacji). Najpopularniejsze struktury krystaliczne (komórki elementarne A1, A2).
2. Fazy (, γ i Fe3C) i składniki struktury (perlit i ledeburyt) stopów żelaza, ich budowa i zawartość w nich węgla.
3. Najpopularniejsze dodatki stopowe do stali Cr, Ni, Mn, Si, i inne, ich rozmieszczenie w strukturze, wpływ na własności stali, wytrzymałość, twardość, udarność, hartowność.
4. Rodzaje żeliw, żeliwa białe, żeliwa szare z grafitem -warunki jego otrzymywania, kształt wydzieleń grafitowych. Osnowy na tle których występuje grafit.
5. Stale konstrukcyjne węglowe i stopowe (rodzaje), ich zastosowania problem dobrej spawalności -pęknięcia na zimno i gorąco spoin.
6. Stale narzędziowe ich rodzaje -typowa obróbka cieplna, orientacyjny skład chemiczny.
7. Niektóre stale o specjalnych własnościach, odporne na ścieranie Hatfielda, o zadanym współczynniku rozszerzalności cieplnej. O specjalnych własnościach magnetycznych, magnetycznie miękkie -elektrotechniczne na transformatory sieciowe i silniki, na głowice do zapisu informacji, magnetycznie twarde na mikrosilniki, przetworniki akustyczne.
8. Stale kwasoodporne (chromowe i chromowoniklowe), ich skład chemiczny, struktury -typowe wady.
9. . Rekrystalizacja metali, stadia, temperatura rekrystalizacji, mechanizm, zależność wielkości ziarna po rekrystalizacji od wielkości zgniotu i temperatury.
10.Przemiana perlitu w austenit, typowe krzywe rozrostu ziarna austenitu ze wzrostem temperatury, dodatki stopowe hamujące rozrost ziaren austenitu /dlaczego rozrost ziaren austenitu niekorzystnie wpływa na własności stali?/.
11.Wykres izotermicznego rozpadu przechłodzonego austenitu CTPi, produkty rozpadu-(perlit, bainit, martenzyt) ich własności mechaniczne. Krytyczna szybkość chłodzenia powstawanie martenzytu.
12.Przemiana martenzytyczna, temperatury Ms i Mf /od czego zależą?/, ilościowa ocena hartowności -średnica krytyczna.
13. Zmiany struktury i własności mechanicznych zachodzące podczas odpuszczania stali, wpływ na nie dodatków stopowych..
14. Uzasadnij temperatury hartowania dla stali nad i podeutektoidalnych.
15. Powierzchniowe obróbki cieplno -chemiczne nawęglanie, azotowanie. Przebieg procesu, grubości i własności warstw.
16. Aluminium i jego podstawowe stopy.
17. Miedź i jej stopy.