mamet, WiP PW, Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Wybrane definicje

Anizotropia jest cechą ośrodka (ciała), polegającą na zależności niektórych jego właściwości

(mechanicznych, elektrycznych, optycznych) od kierunku, w którym tę właściwość się bada. Ciała

wykazujące anizotropię jednych właściwości, np. sprężystych, mogą nie wykazywać anizotropii

innych właściwości, np. optycznych.

Gęstość jest stosunkiem masy materiału do jego objętości i ma ona miano kg/m3.

Granica plastyczności wyznaczana jest przez charakterystyczną siłę na wykresie rozciągania,

wywołującą początek znacznych odkształceń trwałych, co można jednoznacznie wyznaczyć dla stali

niskowęglowych, dla których występuje górna i dolna granica plastyczności. Dla innych metali

wyznacza się umowną granicę plastyczności, która odpowiada umownemu odchyleniu przebiegu

krzywej rzeczywistej rozciągania od prostoliniowości. Wartość granicy plastyczności jest ilorazem

charakterystycznej siły i powierzchni przekroju początkowego próbki. Ma ona miano Pa - skrót od

Pascal.

Hartowanie stali jest procesem, podczas którego jest ona nagrzewana do odpowiednio

wysokiej temperatury, a potem szybko studzona, aby uzyskać drobnoziarnistą strukturę. Hartowanie

powoduje m.in. zwiększenie wytrzymałości stali, jej twardości i odporności na ścieranie, ale obniżenie

ciągliwości.

Histereza jest miarą pochłaniania energii zarówno mechanicznej jak i elektrycznej. Wyraża

się ją zwykle w procentach.

Materiały z gradientem właściwości charakteryzują się tym, że ich struktura fazowa lub

udział armatury wzmacniającej (włókien, prętów lub cząstek) zmienia się na przekroju, w wyniku

czego uzyskuje się odpowiednią zmianę właściwości.

Moduł sprężystości (zwany też modułem Younga) jest równy tangensowi kąta nachylenia

krzywej wydłużenia względnego próbki w funkcji naprężenia podczas rozciągania. Wyznacza się go z

prostoliniowego odcinka tej krzywej przed początkiem odkształcenia plastycznego. Ma on miano Pa.

Napięcie powierzchniowe charakteryzuje m.in. zdolność do rozpływania się cieczy po

powierzchni ciała stałego, a tym samym jego zwilżania. Zależy ono od temperatury oraz składu cieczy

i ma miano N/m (N skrót od Newton).

Naprężenie jest stosunkiem siły do przekroju poprzecznego. Ma ono miano Pa.

Odkształcenie materiału ma kilka składowych. W materiałach metalowych odkształcenie

całkowite składa się z plastycznego i sprężystego. W polimerach występuje jeszcze odkształcenie

wysokoelastyczne, które w elastomerach osiąga czasem kilkaset procent.

Odpuszczanie (wyżarzanie odpuszczające) jest obróbką cieplną polegającą na nagrzaniu

przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych do określonej temperatury zależnej od pożądanego

efektu, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu. Obniża ono naprężenia wewnętrzne.

Pełzanie jest zjawiskiem powolnego plastycznego odkształcania się materiałów pod wpływem

długotrwałych obciążeń. Zachodzi ono szczególnie wyraźnie w podwyższonej temperaturze.

Plastyczność jest zdolnością ciał stałych do nieodwracalnej zmiany kształtu pod działaniem

zewnętrznej siły przykładanej w stosunkowo krótkim czasie.

Sieciowanie polimeru (w przypadku kauczuków zwane wulkanizacją) jest procesem

chemicznym, który powoduje powstawanie mostków pomiędzy sąsiednimi makrocząsteczkami.

Powoduje to przekształcenie materiału plastycznego w materiał sprężysty, tj. nie podlegający

odkształceniu plastycznemu pod działaniem naprężenia. W przypadku żywic towarzyszy temu

utwardzenie.

Sprężystość jest właściwością polegającą na zdolności odkształcanego ciała stałego do

powrotu do jego pierwotnej formy po zniknięciu sił powodujących odkształcenie.

Trwałość jest czasem lub ilością cykli naprężenia do zniszczenia materiału. Zależy ona m.in.

od przykładanego naprężenia, temperatury użytkowania (badania) oraz od korozyjności środowiska.

Twardość jest właściwością ciała stałego określaną za pomocą oporu, jaki ono stawia, gdy

wciska się w jego powierzchnię wgłębnik z bardzo twardego materiału z końcówką (zależnie od

właściwości badanego ciała i użytej metody) stożka, igły, piramidki lub kulki. Stosuje się dwie miary

twardości. W przypadku metali i polimerów termoplastycznych rejestruje się odkształcenie trwałe, tj.

plastyczne. Stosunek siły działającej na wgłębnik do powierzchni powstałego odcisku jest miarą

twardości (miano Pa). W przypadku elastomerów miarą twardości jest głębokość pogrążenia

wgłębnika w badaną próbkę wyrażona w jednostkach skali aparatu pomiarowego.

Udarność charakteryzuje odporność materiału na obciążenia dynamiczne. Mierzy się ją przy

pomocy młotów wahadłowych różnej konstrukcji. Miarą udarności jest ilość energii zużytej na

odkształcenie i zniszczenie próbki, może być ona odniesiona do jej początkowego przekroju. Dlatego

ma miano J (J skrót od Joul) lub J/m2.

Współczynnik tarcia jest to stosunek siły działającej stycznie do płaszczyzny (siły tarcia), po

której przesuwa się próbkę do siły normalnej, tj. dociskającej próbkę do tej płaszczyzny. Jest to

wielkość niemianowana.

Wytrzymałość dynamiczna na rozciąganie jest to stosunek siły dynamicznej powodującej

zniszczenie materiału do powierzchni początkowego przekroju poprzecznego próbki, czyli ma

wartość naprężenia (miano Pa). Jest to wielkość skorelowana z udarnością.

Wytrzymałość statyczna zwana wytrzymałością (bez przymiotnika) jest to stosunek siły

statycznej, która powoduje rozerwanie lub plastyczne odkształcenie próbki do powierzchni jej

początkowego przekroju poprzecznego i ma miano naprężenia (Pa). W przypadku włókien, nitek i

linek, dla których trudno wyznaczyć powierzchnię przekroju poprzecznego, pod wytrzymałością

rozumie się siłę zrywającą (miano N). W zależności od kierunku działania sił wyróżnia się

wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie.

Zmęczenie materiału jest zjawiskiem polegającym na obniżaniu się jego wytrzymałości pod

wpływem długotrwałych obciążeń okresowo zmiennych, pomimo, że obciążenia te nie przekraczają

granicy plastyczności. Zmęczenie materiału jest spowodowane kumulowaniem defektów

strukturalnych w efekcie wielokrotnego przykładania obciążeń mechanicznych. Granicą zmęczenia,

zwaną również wytrzymałością zmęczeniową trwałą lub nieograniczoną, jest największa wartość

naprężenia zmiennego, która przy nieograniczonej liczbie cykli tego obciążenia nie powoduje

pęknięcia próbki.

6. Co to jest hartowanie stali?

(a) Nagrzewanie a potem szybkie studzenie, aby uzyskać drobnoziarnistą strukturę (X)

Komentarz: Tak, powoduje ono m.in. zwiększenie wytrzymałości stali, jej twardości i odporności na

ścieranie, ale obniża jej ciągliwość.

(b) Nagrzewanie a potem wolne chłodzenie, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne ( )

Komentarz: Nie. Taki proces, zwany odpuszczaniem (wyżarzaniem odpuszczającym) jest obróbką

cieplną polegającą na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych do określonej

temperatury zależnej od pożądanego efektu, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu.

Obniża on naprężenia wewnętrzne, co stabilizuje rozmiary wyrobów stalowych w czasie, ale obniża

wytrzymałość, gdyż kryształy (ziarno) w stali zwiększają swe rozmiary, co zwiększa koncentrację

naprężeń na granicy faz.

Komentarz: Nie. Taki proces uniemożliwia krystalizację stali. Dlatego materiał ma zupełnie inne

właściwości niż typowa stal będąca materiałem prawie krystalicznym.

(d) Bardzo długie nagrzewanie w temperaturze powyżej 800°C ( )

Komentarz: Nie. Taki proces powoduje znaczny wzrost ziaren i odwęglanie stali (utlenianie węgla do

CO2, który to gaz ulatnia się), co z kolei obniża wytrzymałość i twardość, ale zwiększa ciągliwość

stali.

7. Co to jest brąz?

(a) Stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie. Taki stop nie ma praktycznego znaczenia w technice.

(b) Stop miedzi i cyny (X)

Komentarz: Tak. Brąz jest zazwyczaj stopem miedzi z 9-11% cyny. Może on zawierać też różnorodne

modyfikatory (dodatki stopowe) poprawiające określone jego właściwości użytkowe. Brąz berylowy

stosowany jest m.in. na panewki łożysk ślizgowych. Z brązu łatwo odlewa się złożone kształty, np.

rzeźby i dzwony. Odmianami tego materiału są brązy cynowo-cynkowe, ołowiowe i krzemowe. Te dwa

ostatnie nie zawierają cyny.

Komentarz: Nie, to jest mosiądz. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty. Stosuje się go

powszechnie na armaturę do instalacji centralnego ogrzewania, gdyż nie powoduje korozji

elektrolitycznej w kontakcie z miedzią używaną na rury, a ma większą od miedzi wytrzymałość.

(d) Stop aluminium i cynku ( )

Komentarz: Nie, ten stop nazywa się cynkalem. Łatwo z niego odlewa się złożone kształty, np. figurek.

Pod nazwą cynkal występuje też jedna z odmian farb antykorozyjnych nakładanych na stal, cynk oraz

rdzę.

11. Czego miarą jest napięcie powierzchniowe?

(a) Zdolności do zwilżania (X)

Komentarz: Tak, czyli zdolności do rozpływania się cieczy na powierzchni ciała stałego, co jest

pierwszym etapem nieodzownym do uzyskania dobrego i równomiernego kontaktu między nimi.

Decyduje to m.in. o jakości sklejenia czy też trwałości połączenia lakieru oraz kleju z podłożem.

(b) Wytrzymałości powierzchniowa ( )

Komentarz: Nie. Taka wytrzymałość nie istnieje.

Komentarz: Nie, bo to współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się

przesunięciu, a nie napięcie powierzchniowe, chociaż wielkości to w przypadku zwilżonych

powierzchni są ze sobą związane.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, bo miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na jego

powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci (zależnie od właściwości

badanego materiału i użytej metody) stożka, igły, piramidki lub kulki jest twardość.

17. Co to jest stal?

(a) Stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie, stal jest stopem żelaza i węgla. Stop żelaza z aluminium nie ma znaczenia w praktyce

inżynierskiej, gdyż ma niski poziom właściwości użytkowych.

(b) Stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się brązem.

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się żeliwem.

(d) Stop żelaza i węgla (poniżej 2%) (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Stal może zawierać też modyfikatory (dodatki stopowe, np.

krzem ułatwiający odlewanie cienkich ścianek czy chrom zwiększający odporność na działanie

kwasów a także nikiel, mangan, wolfram, kobalt), które poprawiają określone jej właściwości

użytkowe. Takie stale nazywamy stopowymi.

18. Jakie zmiany powoduje hartowanie stali?

(a) Zwiększenie wydłużenia przy zerwaniu ( )

Komentarz: Nie, nagrzewanie a potem szybkie studzenie stali nadaje jej drobnoziarnistą strukturę

krystaliczną, co powoduje m.in. zwiększenie wytrzymałości i odporności na ścieranie oraz zmniejsza

wydłużenie przy zerwaniu.

(b) Zwiększenie wytrzymałości (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, to jest najważniejszy obok wzrostu twardości efekt

hartowania. Proces ten zmniejsza rozmiary ziaren i zmniejsza ich rozrzut poprawiający rozkład

naprężeń między nimi, co decyduje o właściwościach wytrzymałościowych stali.

Komentarz: Nie, jest akurat na odwrót. Proces ten zmniejsza rozmiary ziaren i ujednorodnia ich

rozmiary, co poprawia rozkład naprężeń miedzy nimi, a skutkiem tego jest zwiększenie wytrzymałości.

(d) Poprawę właściwości ślizgowych ( )

Komentarz: Nie, hartowanie zmniejsza wprawdzie intensywność ścierania stali, ale to nie jest

równoznaczne ze zmniejszeniem współczynnika tarcia, szczególnie w początkowym okresie

użytkowania wyrobów. Podczas dłuższej eksploatacji, gdy powierzchnia wyrobu ulega zużyciu to

współczynnik tarcia wzrasta. Proces ten zachodzi jednak wolniej niż w przypadku stali nie

hartowanej, ale to nie jest najważniejsza cecha osiągnięta w wyniku hartowania.

22. Czego miarą jest wytrzymałość na rozciąganie?

(a) Statycznej siły odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego, przy której badana

próbka pęka (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, to jest definicja wytrzymałości na rozciąganie. W mowie

potocznej często trwałość (czas do zerwania lub do zużycia) utożsamia się z wytrzymałością, co nie

jest prawidłowe.

(b) Udarności ( )

Komentarz: Nie, udarność jest miarą odporności na uderzenia i pośrednio wytrzymałości

dynamicznej. Wytrzymałość dynamiczną ocenia się wartością siły przykładanej dynamicznie (tj. z dużą

prędkością), albo pośrednio ocenia energią zużytą dla dynamicznego zniszczenia próbki zwaną

udarnością.

Komentarz: Nie, to jest siła tarcia.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, to jest twardość.

28. Dlaczego złote kolczyki błyszczą?

(a) Bo nie utleniają się (X)

Komentarz: Tak, to jest prawidłowa odpowiedź, gdyż utlenianie jest główną przyczyną matowienia

przedmiotów metalowych.

(b) Bo są polakierowane ( )

Komentarz: Nie, bo lakierowanie nie daje trwałego efektu, szczególnie w środowisku agresywnym, a

takim jest pot.

Komentarz: Nie, to daje kolor, ale nie trwałą gładkość powierzchni. Miedź łatwo wchodzi w reakcje

chemiczne, dlatego kolor powierzchni wyrobów zawierających ten metal, szczególnie przy dużym

stężeniu miedzi może ulec zmianie w efekcie korozji.

(d) Bo są wykonane ze stopu złota i srebra ( )

Komentarz: Nie, to rozjaśnia kolor biżuterii, ale obniża długotrwałość gładkości powierzchni, bowiem

srebro wchodzi w reakcje chemiczne z niektórymi czynnikami agresywnymi, dlatego powierzchnia

wyrobów zawierających ten metal, szczególnie przy dużym jego stężeniu, może ulec zmatowieniu a

czasem i korozji.

29. Co to jest mosiądz?

(a) Stop żelaza z aluminium ( )

Komentarz: Nie, taki stop nie ma praktycznie użytecznych właściwości.

(b) Stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, to jest brąz.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, to jest definicja mosiądzu. Z tego stopu łatwo odlewa się

m.in. armaturę do centralnego ogrzewania, figurki, dzwony. Jest on wytrzymalszy od brązu, bo

zawiera twardy cynk. Jest on bardzo przydatny do obróbki plastycznej na zimno.

(d) Stop aluminium i cynku ( )

Komentarz: Nie, to jest cynkal, stop stosowany m.in. do odlewania figurek i innej galanterii

metalowej.

31. Z jakiego materiału najlepiej zrobić szybę w oknie?

(a) Ze szkła ołowiowego ( )

Komentarz: Nie, bo szkło ołowiowe jest zbyt drogie. Takie szkło stosuje się do wytwarzania naczyń

kryształowych.

(b) Z poliuretanu ( )

Komentarz: Nie, bo jest zbyt łatwo odkształcalny.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż to jest najtańsze szkło, które spełnia wymogi

odpowiedniej przezroczystości i odporności na zarysowanie.

(d) Ze szkła wodnego ( )

Komentarz: Nie, bo szkło wodne jest cieczą służącą m.in. do obniżenia chłonności wody np. przez

mury.

33. Czego miarą jest twardość?

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, bo wytrzymałość statyczną ocenia się siłą obciążającą próbkę podczas jej

statycznego niszczenia. Ta wielkość może, ale nie musi być skorelowana z twardością.

(b) Wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, bo wytrzymałość dynamiczną ocenia się albo siłą obciążającą albo energią

pochłoniętą przez próbkę podczas jej dynamicznego niszczenia. Ta wielkość nie musi być skorelowana

z twardością.

Komentarz: Nie, to współczynnik tarcia jest proporcjonalny do siły przeciwstawiającej się

przesunięciu.

(d) Lokalnego odkształcenia przy określonym obciążeniu (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Miarą odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na

jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci (zależnie od właściwości

badanego materiału i użytej metody) stożka, igły, piramidki lub kulki jest twardość. Wtedy materiał

odkształca się tylko lokalnie, a nie w całej masie.

43. Do jakiej temperatury może długo pracować żeliwo nie odkształcając się pod dużym

obciążeniem?

(a) do 150°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż może pracować długo w wyższych temperaturach.

(b) do 280°C (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zależnie od składu żeliwa w temperaturach 280-360°C

zaczynają zachodzić w nim przemiany fazowe, co zmienia jego właściwości.

Komentarz: Nie, gdyż w takiej temperaturze zachodzą przemiany fazowe, co zmienia jego

właściwości. W takich temperaturach prowadzi się wyżarzanie odprężające, które powoduje zanik

naprężeń własnych.

(d) do 800°C ( )

Komentarz: Nie, gdyż w takiej temperaturze zachodzą intensywnie przemiany fazowe oraz następuje

odwęglanie, co zmienia istotnie jego właściwości.

44. Czego miarą jest moduł sprężystości?

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, miarą wytrzymałości statycznej jest naprężenie rozciągające, które powoduje

rozerwanie próbki lub jej plastyczne odkształcenie. Pamiętać jednak należy, że teoretycznie najwyższa

możliwa do uzyskania wytrzymałość materiału równa jest 1/10 modułu sprężystości. W praktyce z

powodu niejednorodności struktury materiału jest ona jednak znacznie niższa.

(b) Sztywności (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Moduł sprężystości (zwany też modułem Younga) jest równy

tangensowi kąta nachylenia krzywej wydłużenia względnego próbki w funkcji naprężenia podczas

rozciągania. Wyznacza się go z prostoliniowego odcinka tej krzywej przed początkiem odkształcenia

plastycznego.

Komentarz: Nie, to jest współczynnik tarcia.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, to jest twardość.

50. Co to jest nawęglanie stali?

(a) Nagrzewanie a potem szybkie studzenie ( )

Komentarz: Nie, taki proces nazywa się hartowaniem.

(b) Nagrzewanie a potem wolne chłodzenie ( )

Komentarz: Nie, taki proces nazywa się odpuszczaniem.

Komentarz: Nie, taki proces może spowodować popękanie grubszych części maszyn

(d) Długie nagrzewanie w temp. 890-930oC w obecności węgla (X)

Komentarz: Tak, to odpowiedź prawidłowa. Dotyczy to także ośrodka wydzielającego węgiel.

Wówczas w warstwie powierzchniowej wyrobu stalowego dzięki dyfuzji wzrasta stężenie węgla.

Efektem nawęglania jest uzyskanie po hartowaniu twardej i odpornej na ścieranie powierzchni

wyrobów ze stali z zachowaniem ciągliwości ich rdzenia.

51. Co to jest żeliwo?

(a) Stop żelaza z węglem (powyżej 2%) (X)

Komentarz: Tak, stop żelaza z węglem w jego ilości powyżej 2% nazywa się żeliwem.

(b) Stop żelaza z węglem (poniżej 2%) ( )

Komentarz: Nie, odpowiedź błędna. To jest stal.

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się mosiądzem.

(d) Stop miedzi i cyny ( )

Komentarz: Nie, taki stop nazywa się brązem.

Co to jest porcelana?

(a) Spiek kaolinu, skaleni i piasku kwarcowego (X)

Komentarz: Tak. Porcelana zawiera 50% czystego kaolinu - glinki porcelanowej, która nie powinna

zawierać zanieczyszczeń organicznych oraz tlenków żelaza, 25% piasku kwarcowego i 25%

skaleni(glinokrzemianów). Powstaje w efekcie dwukrotnego wypalania - pierwszego w temperaturze

900-1000oC, po czym następuje pokrycie szkliwem i ponowne wypalenie w 1200-1450oC. Jest to

materiał nieporowaty, nieprzepuszczalny dla cieczy i gazów, źle przewodzi elektryczność. Im większa

jest zawartość kaolinu w wypalanej masie, tym porcelana jest twardsza.

(b) Spiek sody i piasku kwarcowego ( )

Komentarz: Nie, to jest szkło.

Komentarz: Nie, to jest ceramika budowlana typu cegły.

(d) Spiek węglików wolframu ( )

Komentarz: Nie, spiek węglików wolframu, tytanu, tantalu i metalicznego kobaltu jest bardzo twardym

materiałem występującym w handlu pod nazwą węglików spiekanych lub widia. Stosowany jest on na

ostrza wierteł, frezów i noży tokarskich.

55. Czego miarą jest higroskopijność?

(a) Zdolności do zwilżania olejem ( )

Komentarz: Nie, Odpowiedź nieprawidłowa. Zdolność do zwilżania materiału zależy od napięcia

powierzchniowego na granicy faz ciało stale-ciecz, które zależy od budowy chemicznej obu

materiałów. Regułą jest, że ciecze polarne zwilżają polarne ciała stałe, a niepolarne ciecze -

niepolarne ciała stałe. Oleje z reguły są niepolarne, a woda jest polarna. Dlatego zdolność do

zwilżania olejem nie może być miarą higroskopijności.

(b) Chłonności wody (X)

Komentarz: Tak, to jest wyrażenie o zbliżonym znaczeniu, z tym, że chłonność wody oznacza ilość

wody pochłoniętej przez materiał dzięki zjawisku higroskopijności. Higroskopijność to jest zdolność

materiału do pochłaniania wody, co ściśle związane jest m.in. z jego napięciem powierzchniowym

oraz porowatością (rozwinięciem powierzchni).

Komentarz: Nie, to jest współczynnik tarcia.

(d) Przewodności elektrycznej ( )

Komentarz: Nie, co prawda wilgotne materiały (także w efekcie ich higroskopijności) lepiej

przewodzą prąd elektryczny niż materiały suche, ale to wcale nie oznacza, że higroskopijność jest

miarą przewodności elektrycznej. Wilgotność zależy, bowiem jednocześnie od higroskopijności

materiału oraz warunków jego przechowywania.

61. Jaki efekt daje hartowanie stali?

(a) Zwiększa wytrzymałość (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, gdyż zmniejszenie zarówno średnich rozmiarów jak i

rozrzutu rozmiarów ziaren stali (przez zlikwidowanie występowania tych największych) zachodzące

podczas hartowania zmniejszają koncentrację naprężeń na granicy faz, co z kolei poprawia jej

wytrzymałość.

(b) Zmniejsza opór elektryczny ( )

Komentarz: Nie, hartowanie stali praktycznie nie wpływa na jej opór elektryczny.

Komentarz: Nie, ono trochę zwiększa odporność na korozję, bo zmniejsza koncentrację naprężeń na

granicy ziaren i związaną z tym korozję międzykrystaliczną.

(d) Zwiększa odkształcalność plastyczną ( )

Komentarz: Nie, ono zmniejsza odkształcalność plastyczną.

63. Co to jest spiek?

(a) Materiał składający się z jednego lub kilku materiałów zespolonych przez nagrzewanie

powyżej temperatury mięknięcia tego z nich, który topi się w najniższej temperaturze (X)

Komentarz: Tak właśnie przebiega proces spiekania.

(b) Materiał zawierający kilka niepołączonych składników ( )

Komentarz: Nie, to jest mieszanina.

Komentarz: Nie, materiałem spienionym nazywamy taki materiał porowaty, który wytwarza się przez

wprowadzanie gazów do ciekłego składnika, który po ochłodzeniu zestala się.

(d) Materiał zawierający tylko szkło i węgiel ( )

Komentarz: Nie, taki materiał ma bardzo niskie właściwości mechaniczne.

66. Czego miarą jest współczynnik tarcia?

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość statyczna to siła zrywająca odniesiona do początkowego przekroju

próbki.

(b) Wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość dynamiczna to siła zrywająca przykładana dynamicznie odniesiona do

przekroju początkowego próbki, która skorelowana jest z energią jej zniszczenia podczas

dynamicznego obciążenia zwaną udarnością.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Ten współczynnik równy jest stosunkowi siły

przeciwstawiającej się przesunięciu (siły tarcia) do siły dociskającej do podłoża.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie. Twardość jest miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na

jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci wgłębnika.

66. Czego miarą jest współczynnik tarcia?

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość statyczna to siła zrywająca odniesiona do początkowego przekroju

próbki.

(b) Wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość dynamiczna to siła zrywająca przykładana dynamicznie odniesiona do

przekroju początkowego próbki, która skorelowana jest z energią jej zniszczenia podczas

dynamicznego obciążenia zwaną udarnością.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Ten współczynnik równy jest stosunkowi siły

przeciwstawiającej się przesunięciu (siły tarcia) do siły dociskającej do podłoża.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie. Twardość jest miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na

jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci wgłębnika.

66. Czego miarą jest współczynnik tarcia?

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość statyczna to siła zrywająca odniesiona do początkowego przekroju

próbki.

(b) Wytrzymałości dynamicznej ( )

Komentarz: Nie, wytrzymałość dynamiczna to siła zrywająca przykładana dynamicznie odniesiona do

przekroju początkowego próbki, która skorelowana jest z energią jej zniszczenia podczas

dynamicznego obciążenia zwaną udarnością.

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa. Ten współczynnik równy jest stosunkowi siły

przeciwstawiającej się przesunięciu (siły tarcia) do siły dociskającej do podłoża.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie. Twardość jest miarą lokalnego odkształcenia materiału pod działaniem nacisku na

jego powierzchnię, a wywieranego przez inne bardzo twarde ciało w postaci wgłębnika.

73. Do teflonowanej patelni nie przywiera smażone jedzenie

(a) Bo jest miękka ( )

Komentarz: Nie, miękkość tej powłoki jest jej wadą, bo ułatwia zadrapanie.

(b) Bo ma wysokie napięcie powierzchniowe (X)

Komentarz: Tak, gdyż wysokie napięcie powierzchniowe utrudnia wnikanie ciekłych składników

smażonej potrawy oraz tłuszczu do wnętrza szczelin w powłoce patelni. Składniki te ulegną termicznej

degradacji, jeśli będą długo grzane do wysokiej temperatury tworząc nagar o rozwiniętej powierzchni

(izolator), co zmniejszy równomierność nagrzewania podczas smażenia. W efekcie potrawa będzie

lokalnie przegrzana, a po pewnym czasie przypalona. Dlatego likwidacja lokalnego przegrzewania

ogranicza przywieranie potrawy do patelni.

Komentarz: Nie, ona źle przewodzi ciepło.

(d) Bo dobrze jest zwilżana przez wodę ( )

Komentarz: Nie, ona źle zwilża się wod

77. Udarność jest miarą

(a) Wytrzymałości statycznej ( )

Komentarz: Nie, bo udarność jest miarą odporności na uderzenia, które obciążają materiał

dynamicznie, a nie statycznie.

(b) Wytrzymałości dynamicznej (X)

Komentarz: Tak, odpowiedź prawidłowa, bo udarność jest to odporność na uderzenia mierzona jako

energia pochłonięta przez próbkę podczas jej dynamicznego niszczenia i jest to pośrednią miarą

wytrzymałości dynamicznej.

Komentarz: Nie, to jest współczynnik tarcia.

(d) Lokalnego odkształcenia ( )

Komentarz: Nie, to jest twardość.

78. Czym jest spowodowane plastyczne odkształcenie materiału metalowego?

(a) Zniszczeniem ziaren ( )

Komentarz: Nie, pod działaniem sił normalnie występujących podczas odkształcania metalowej próbki

wpierw następuje przesunięcie ziaren, a dopiero po przyłożeniu znacznie większych sił ściskających

może, ale nie musi nastąpić ich zniszczenie, któremu towarzyszą przesunięcia wewnątrz ziaren.

(b) Przesunięciami wewnątrz ziaren (X)

Komentarz: Tak. Jest spowodowane przemieszczeniem płaszczyzn łatwego poślizgu wewnątrz ziaren,

czyli jednej warstwy atomów względniej drugiej pod działaniem naprężeń stycznych.

Komentarz: Nie, aby faza amorficzna mogła powstać należy materiał podgrzać powyżej temperatury

jego krystalizacji.

(d) Korozją materiału ( )

Komentarz: Nie, korozja nie ma tu znaczenia, bo w praktyce proces odkształcenia plastycznego

zachodzi zbyt szybko.

83. Co to jest granica plastyczności materiału?

(a) Naprężenie powodujące koniec odkształcenia plastycznego ( )

Komentarz: Nie, wtedy następuje rozerwanie próbki.

(b) Naprężenie powodujące początek odkształcenia plastycznego (X)

Komentarz: Tak, to jest odpowiedź prawidłowa. Granica plastyczności wyznaczana jest przez

charakterystyczną siłę na wykresie rozciągania, wywołującą początek znacznych odkształceń

trwałych, co można jednoznacznie wyznaczyć dla stali niskowęglowych, dla których występuje górna i

dolna granica plastyczności. Dla innych metali wyznacza się umowną granicę plastyczności, która

odpowiada umownemu odchyleniu przebiegu krzywej rzeczywistej rozciągania od prostoliniowości.

Wartość granicy plastyczności jest ilorazem charakterystycznej siły i powierzchni przekroju

początkowego próbki.

Komentarz: Nie, to jest temperatura mięknięcia.

(d) Czas po upływie którego następuje początek odkształcenia plastycznego ( )

Komentarz: Nie, to jest początek pełzania.

94. Co to jest układ żelazo - węgiel?

(a) Struktura stali ( )

Komentarz: Nie. Struktura stali oceniana jest na podstawie zdjęć mikroskopowych. Możliwa do

uzyskania struktura stali o określonym składzie i historii cieplnej może być przewidziana na podstawie

wykresu układu żelazo - węgiel jako pole struktur między odpowiednimi krzywymi.

(b) Wykres pokazujący zależność struktury stali od jej temperatury i ilości węgla (X)

Komentarz: Tak. To jest dwuskładnikowy układ równowagowy krzepnącego żelaza i węgla.

Graficznie przedstawiony jest w postaci wykresu jako żelazo - cementyt (węglik żelaza Fe3C).

Komentarz: Nie, to nie jest prawda. Na wykresie układu żelazo - węgiel nie ma współrzędnej czasu.

(d) Wykres pokazujący zależność twardości próbki od czasu odpuszczania ( )

Komentarz: Nie, to nie jest prawda. Na wykresie układu żelazo - węgiel nie ma współrzędnej czasu.

95. Co to jest półprzewodnik?

(a) Materiał o małym przewodnictwie elektrycznym (dużej rezystywności) ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się dielektrykiem (izolatorem elektrycznym).

(b) Materiał o dużym przewodnictwie elektrycznym (małej rezystywności) ( )

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się przewodnikiem elektryczności.

Komentarz: Nie, taki materiał nazywa się słabym przewodnikiem.

(d) Materiał będący w pewnych warunkach przewodnikiem, a w innych dielektrykiem (X)

Komentarz: Tak, to jest odpowiedź prawidłowa. Są półprzewodniki zwane termistorami lub

rezystorami, których przewodność zależy od temperatury i innych czynników zewnętrznych, lub

tworzące złącza charakteryzujące się tym, że ich przewodność zależy od kierunku

99. Czy można spowodować, aby płytka aluminium pływała w wodzie?

(a) Nie, bo metale mają gęstość powyżej 1g/cm3 ( )

Komentarz: Metale, w tym i aluminium, jeśli są w postaci jednorodnego bloku lub płytki, niezależnie

od gładkości ich powierzchni mają gęstość znacznie powyżej 1g/cm3, co powoduje, że toną one w

wodzie mającej gęstość 1g/cm3. Efektywna gęstość metalu zależy jednak istotnie od jego porowatości

oraz w niewielkim stopniu od zwilżalności powierzchni badanej próbki.

(b) Tak, jeśli jest pokryta powłoką zwiększającą napięcie powierzchniowe ( )

Komentarz: To jest nieprawda. Taka powłoka spowoduje nieznaczne zwiększenie wyporności próbki,

gdyż na jej powierzchni kontaktującej się z wodą będzie zaadsorbowane powietrze, co zwiększa

efektywną objętość próbki. Nie jest to jednak na tyle duże zwiększenie tej objętości, aby efektywna

gęstość obniżyła się do poziomu poniżej 1g/cm3.

Komentarz: Tak, to jest prawda. Jeśli spowodujemy powstanie porów, najkorzystniej o rozmiarach

liczonych w nanometrach, to przy danych rozmiarach próbki jej masa zależy od objętości tych porów.

Zwiększenie porowatości można spowodować przez rozpuszczenie gazów obojętnych (tj. nie

wchodzących w reakcje chemiczne) w stopionym metalu oraz późniejsze ochłodzenie metalu poniżej

temperatury jego zestalenia. W ten sposób można otrzymać metale o efektywnej gęstości nawet 0,08-

0,50g/cm3.

(d) Tak, jeśli spowodujemy zmianę chropowatości jej powierzchni ( )

Komentarz: To jest nieprawda. Chropowatość powierzchni powoduje, że na niej będzie

zaadsorbowane powietrze, co zwiększa efektywną objętość próbki zanurzonej w wodzie. Nie jest to

jednak na tyle duże zwiększenie objętości, aby efektywna gęstość obniżyła się do poziomu poniżej

1g/cm3