Pytania na kolokwium zaliczające do przedmiotu:
"Materiały Inżynierskie z elementami inżynierii stomatologicznej"
Kierunek: IM, sem. V
Prowadzący: dr hab. inż. Janusz Ćwiek, prof. nzw. Pol. Śl.
Podział materiałów inżynierskich ze względu na sposób uporządkowania.
Podaj definicję i omów zagadnienie spawalności stali.
Metody oceny spawalności stali (równoważnik węgla, wykresy CTPc-S, próby technologiczne np. Tekken, CTS itp.).
Struktura złącza spawanego stali niestopowej (schemat, opis stref).
Wymień i podaj krótką charakterystykę pęknięć wywoływanych przez proces spawania stali (pęknięcia gorące, zimne i lamelarne).
Zachodzące pod wpływem cyklu cieplnego spawania zmiany struktury oraz zmiany stanów naprężeń i odkształceń wywierają istotny wpływ na powstawanie pknięć spawalniczych. Pęknicia mogące powstawać w SWC złącza spawanego, których przyczyny związane są z technologią spawania, można sklasyfikować w czterech grupach:
- peknicia gorace,- mogą powstawac w SWC gdzie temp materialu zbliżona jest do temp solidusu. Pekniecia te moga tez wystepowac w znacznie nizszych temp. Jako dolną granice powtsawania pekniec gorących przyjmuje sie 0,5 temperatury topnienia w stopniach celsjusza. Pekniecia te wywoływane jest przez ciekłe fazy występujące na granicach ziarn, przy podwyższonych temo, w związku czym materiał nie może relaksować występujących naprężeń skurczowych przez odkształcenia plastyczne. Dochodzi do wzrostu naprężeń wywołujących pęknięcia wzdłuż niskotopliwych faz wystepujacych na granicach ziarn. Istotne znaczenie dla powstawania pekniec w SWC ma obecnosc siarczkow tlenków węglików oraz ich kształt i morfologia. Naprezenia rozciagajace powstajace podczas cyklu chłodzenia moga powodowac wzrost zwilżalności granic ziarn przez fazy ktore pierwotnie wystepowaly w postaci globularnej. Dostatecznie duze naprezenia rozciagajace powoduja rozsuwanie ziarn ktorych granice zwilżone ciekłymi fazami usytuowane są prostopadle do kierunku działania tych naprężeń. Powoduje to powstawanie pęknięć. Także wielkość ziarna może odgrywać istotną rolę- struktura drobnoziarnista jest odporniejsza na powstawanie tego typu pęknięć gorących ze względu na to Że całkowita powierzchnia ziarn jest większa niż w materiale gruboziarnistym. W strukturze drobnoziarnistej ilośćwystępującej fazy ciekłej może nie wystarczyć do zwilżenia wszystkich granic ziarn.
- pęknicia zimne,
- pęknicia lamelarne,
- pęknicia pod wpływem powtórnego nagrzewania.
Obróbka pozapiecowa stali i jej wpływ na jakość stali.
Klasyfikacja stali spawalnych (wg kryterium wytrzymałości) i ich charakterystyka.
Zastosowania stali spawalnych o podwyższonej i wysokiej wytrzymałości.
Stale spawalne o podwyższonej wytrzymałości
• Przeznaczone na duże konstrukcje przemysłowe: mosty, zbiorniki, statki,
rurociągi, których głównym procesem wytwarzania jest spawanie.
Stale spawalne o wysokiej wytrzymałości
Stale spawalne o podwyższonej wytrzymałości i mechanizmy ich umocnienia.
Stale o podwyzszonej wytrzymałości- tzw stale SPW. Wzrost zawartosci wegla i składników stopowych pogarsza spawalnosc tych stali. Wzrasta bowiem niebezpieczenstwo wystepowania pęknięć zimnych głównie w HAZ złączy. Zwykle w HAZ (strefa wpływu ciepła) wystepuje wzrost twardosci spowodowany zwiekszona sklnnoscia tych stali do podhartowania
Ze względu na spawalność, stale mają ograniczoną zawartość węgla do
0,20%. Przy tak niskiej zawartości węgla, podwyższoną wytrzymałość
otrzymuje się poprzez równoczesne działanie następujących
czynników:
• umocnienie roztworowe ferrytu manganem (do ok. 2%) i krzemem (do
ok. 0,6%)
• rozdrobnienie ziarna poprzez wprowadzenie mikrododatków (Al, Nb, V,
Zr, Ti, N) hamujących rozrost ziarna;
• utwardzenie wydzieleniowe węglikami i węglikoazotkami;
• rozdrobnienie ziarna przez stosowanie zabiegów regulowanego
walcowania, w dwóch zakresach temperatury: wstępne walcowanie — w
temperaturze wyższej, wykańczające — w niższej przy niewielkim
gniocie i przyspieszonym chłodzeniu w warunkach zapewniających
intensywne wydzielanie węglikoazotków i azotków;
• dodatki Cr, Ni, Mo (0,5-0,8 %) oraz mikrododatek B poprawiające
hartowność stali ulepszanych cieplnie;
Stale spawalne o wysokiej wytrzymałości i mechanizmy umocnienia w poszczególnych grupach.