1. Szkła metaliczne (własności, struktura, zastosowanie) :

Szkło metaliczne,tak jak inne ciała amorficzne, ma strukturę pośrednią między stanem krystalicznym a stanem ciekłym. W szkle metalicznym są uporządkowane jedynie najbliżej sąsiadujące ze sobą atomy. Nie występuje natomiast wówczas pełne prawidłowe rozmieszczenie przestrzenne wszystkich atomów, charakterystyczne dla kryształów.

• Zastosowanie :

-na bardzo cienkie taśmy magnetycznie miękkie,

-taśmy do lutowania,

-ostrza do golenia,

-na włókna do zbrojenia specjalnych materiałów kompozytowych stosowanych na ekrany izolujące pole elektromagnetyczne

2. Odkształcanie plastyczne na zimno :

Cechą charakterystyczną przeróbki plastycznej na zimno jest zjawisko umocnienia występujące w czasie odkształcania. Zjawisko to powoduje wzrost właściwości wytrzymałościowych, twardość oraz spadek własności plastycznych (wydłużenie, przewężenie). Następuje też spadek własności technologicznych drutu. Charakter umocnienia jest różny dla różnych metali i stopów.

Zgniot: zespół zmian zachodzących w metalu lub stopie wywołanych obróbką plastyczną na zimno; wynika ze zmiany struktury metalu i przejawia się wzrostem jego twardości i wytrzymałości, spadkiem plastyczności, przewodności elektronu i odporności na korozję, zmniejszeniem gęstości; poprawienie właściwości wytrzymałościowych w wyniku zgniotu jest zwane umocnieniem przez zgniot.

Cechy obróbki plastycznej na zimno:

- Intensywne wzmocnienie;

- Włóknista struktura;

- Brak śladów zdrowienia i rekrystalizacji;

- Gwałtowny wzrost wytrzymałości;

- Zmniejszenie plastyczności;

3. Charakterystyka operacji i zabiegów obróbki cieplnej :

Operacja obróbki cieplnej jest częścią procesu technologicznego, wykonywaną w sposób ciągły, przeważnie na jednym stanowisku roboczym Częściami operacji obróbki cieplnej są zabiegi obróbki cieplnej.

--Do najważniejszych zabiegów obróbki

cieplnej należą:

>Nagrzewanie jest ciągłym lub

stopniowym podwyższaniem temperatury

elementu obrabianego cieplnie.

>Wygrzewanie polega na wytrzymaniu

elementu obrabianego cieplnie w

docelowej lub pośredniej temperaturze.

>Chłodzenie to ciągłe lub stopniowe

obniżanie temperatury elementu.

--Operacje:

>Wyżarzanie - jest operacją cieplną polegającą na nagrzaniu elementu stalowego (lub szkła) do odpowiedniej temperatury, przetrzymaniu w tej temperaturze jakiś czas, a następnie powolnym schłodzeniu.

>Hartowanie - Hartowanie stopów żelaza to rodzaj obróbki cieplnej stopów żelaza (np. stali), składający się z dwóch bezpośrednio po sobie następujących faz. Pierwsza faza to nagrzewanie materiału do temperatury powyżej przemiany austenitycznej i wygrzewanie, tak długo jak to potrzebne, by nastąpiła ona w całej objętości hartowanego obiektu. Drugą fazą jest szybkie schładzanie. Hartowanie przeprowadza się, by podnieść twardość i wytrzymałość stali.

> Odpuszczanie - polega na rozgrzaniu zahartowanego wcześniej przedmiotu do temperatury w granicach 150° do 650 °C, przetrzymywaniu w tej temperaturze przez pewien czas, a następnie schłodzeniu. Celem odpuszczania jest zmniejszenie twardości, a podniesienie udarności zahartowanej stali.

>Przesycanie - polega na nagrzaniu stali do temperatury, w której nastąpi przemiana austenityczna, a następnie, tak jak w hartowaniu, szybkie schładzanie. Uzyskanie stabilnego austenitu zwiększa odporność stali na korozję.

>Starzenie - proces polegający na pogorszeniu się własności użytkowych danego materiału.

4. Przemiany w stali zachodzące podczas chłodzenia:

W czasie chłodzenia austenitu, w zależności

od szybkości chłodzenia i temperatury przechłodzenia, mogą zachodzić przemiany:

>Przemianą martenzytyczną jest przemianą bezdyfuzyjną i zachodzi przy dużym przechłodzeniu austenitu do temperatury Ms, początku tej przemiany, w przypadku dużej liczby stali mniejszej nawet od ok. 200°C, przy chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej Vk.

>Przemiana bainityczna łączy w sobie cechy przemiany bezdyfuzyjnej i dyfuzyjnego

przemieszczania węgla. Zachodzi przy przechłodzeniu stali do temperatury

w zakresie ok. 450÷200°C. W wyniku przemiany powstaje bainit, będący mieszaniną

ferrytu przesyconego węglem i dyspersyjnych węglików.

>Przemiana perlityczna zachodzi po ochłodzeniu austenitu nieznacznie poniżej

temperatury Ar1. W jej wyniku z austenitu powstaje mieszanina eutektoidalna złożona

z płytek ferrytu i cementytu zwana perlitem. Siłą pędną przemiany perlitycznej

jest różnica energii swobodnej austenitu i mieszaniny ferrytu i cementytu.

5. 5.Fe-C: (wydrukować)...

6. Porównanie sieci krystalograficznych A1, A2 i A3:

• Sieć regularna ściennie centrowana A1:

Elementarną komórkę sieci regularnej ściennie centrowanej A1 w kształcie

sześcianu tworzy 14 rdzeni atomowych. Spośród nich 8 rdzeni atomowych jest

usytuowanych w narożach, natomiast 6 - w środku geometrycznym ścian bocznych

sześcianu; Liczba koordynacyjna dla atomów sieci A1 wynosi 12.

A liczba rdzeni atomowych przypadających na jedną komórkę sieciową - 4.

• Siec regularna przestrzennie centrowana A2:

Sieć A2 charakteryzuje się mniejszą gęstością wypełnienia rdzeniami

Atomowymi niż A1. Komórkę A2 tworzy 12 rdzeni atomowych.

Liczba koordynacyjna dla atomów sieci A2 wynosi 8.

A liczba rdzeni atomowych przypadających na jedną komórkę sieciową - 2.

• Sieć heksagonalna A3:

o gęstym ułożeniu rdzeni atomowych - 3 elementarne komórki sieciowe

są złożone z 17 rdzeni atomowych z których 12 znajduje się w narożach

prostopadłościanu o podstawie sześciokąta foremnego,

2 - w środku geometrycznym podstaw, a 3 pozostałe

są usytuowane symetrycznie we wnętrzu elementarnej komórki sieciowej.

Liczba koordynacyjna dla atomów sieci A3 wynosi 12.

A liczba rdzeni atomowych przypadających na jedną komórkę sieciową - 2.

7. Wady liniowe, punktowe budowy krystalicznej + dyslokacja śrubowa:

• Wady punktowe:

-Wakanse - wolne węzły w sieci krystalicznej.

-Atomy międzywęzłowe - zajęły pozycje w lukach, opuszczając węzły sieci na skutek drgań cieplnych.

-Kontrakcja / ekspansja - lokalne odkształcenie sieci przestrzennej kryształu spowodowane obecnością zarówno wakansów jak i atomów międzywęzłowych.

[defekt Schottky'ego- przemieszczanie się atomu w miejsce sąsiadującego wakansu, w wyniku czego powstaje wakans w innym miejscu sieci]

[defekt Frenkla- przemieszczenie się rdzenia atomowego z pozycji węzłowej do przestrzeni międzywęzłowej.]

• Wady liniowe (dyslokacje):

-dyslokacje krawędziowe [wektor BURGERSA-charakteryzuje wielkość dyslokacji i wywołane nią odkształcenie; kontur BURGERSA-służy do wyznaczania wektora Burgersa]

-dyslokacje śrubowe - dyslokacja śrubowa to defekt liniowy struktury krystalicznej spowodowany przemieszczeniem części kryształu wokół osi, zwanej linią dyslokacji śrubowej. Dyslokacje śrubowe mogą być prawoskrętne lub lewoskrętne.

-dyslokacje mieszane.

• Wady powierzchniowe: występują na granicach ziaren na skutek ich naturalnego rozrostu, prowadzą do zmniejszenia własności wytrzymałościowych.

-granice ziaren (daszkowe lub skrętne): wąsko kątowe ; szeroko kątowe.

-błędy ułożenia: całkowite (WB równy parametrowi sieci) ; cząstkowe (WB równy części p.s.)

8. Roztwory stałe:

-Roztwór stały - stanowi jednorodną fazę o wiązaniu metalicznym i strukturze krystalicznej o własnościach typowo metalicznych. Metal, którego atomy występują w sieci w przewadze, jest rozpuszczalnikiem.

Drugi składnik jest nazywany pierwiastkiem rozpuszczonym.

-Roztwory stałe mogą być:

podstawowe,

wtórne.

Roztwór stały jest nazywany roztworem stałym podstawowym, gdy rozpuszczalnikiem

jest pierwiastek będący składnikiem stopu. Gdy rozpuszczalnikiem jest faza

międzymetaliczna, roztwór stały nosi nazwę roztworu stałego wtórnego.

Roztwory stałe podstawowe zachowują strukturę sieciową taką samą, jak czysty

metal rozpuszczalnika.

9. Opisać podstawowe cząstki elementarne materii : kwarki, leptony, nukleony

+ zakaz Pauliego + liczby kwantowe :

-Kwarki to cząstki elementarne, ktore nie są trwałe samodzielnie, lecz wchodzą w skład innych cząstek.

Rozrożnia się następujące kwarki: u (up - gorny), d (down - dolny), c (charm - powabny), s (strange

- dziwny), t (top - wierzchołkowy lub true - prawdziwy), b (beauty - piękny lub bottom - denny).

-gluony - kwanty energii spajające kwarki.

-Nukleony - tj. protony i neutrony.

-Leptony to cząstki elementarne, na które nie wpływają oddziaływania silne.

-Zakaz Pauliego - W jednym atomie nie może być dwóch elektronów o identycznej kombinacji liczb kwantowych.

-Liczby Kwantowe: główna liczba kwantowa, poboczna liczba kwantowa, magnetyczna liczba kwantowa, spinowa liczba kwantowa.

10. Charakterystyka wiązań pierwotnych miedzy atomami:

wiązanie jonowe - powstaje, gdy elektrony walencyjne jednego atomu elektrododatniego są przyłączane przez drugi atom elektroujemny.

Wiązanie metaliczne - występuje w dużych skupiskach atomów pierwiastków metalicznych, które po zbliżeniu się na wystarczająco małą odległość, charakterystyczną dla stałego stanu skupienia, oddają swoje elektrony walencyjne na rzecz całego zbioru atomów.

W przypadku atomów pierwiastków elektroujemnych, zwykle gazów, elektrony walencyjne pierwotnie różnych atomów tworzą pary elektronów należące wspólnie do jąder dwóch atomów.

Wiązania tworzone przez takie uwspólnione elektrony są nazywane atomowymi czyli kowalencyjnymi.

11. Opisać stany energetyczne elektronu w atomie :

Elektron poruszający się w polu jądrowym może zajmować tylko ściśle

określone stany energetyczne związane z gęstościami chmur elektronowych. Stan

energetyczny elektronu charakteryzują cztery liczby kwantowe:

-głowna n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 lub 7, n ≥ 1,

-poboczna l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, l ≤ n - 1,

-magnetyczna -l ≤ ml ≤ +l,

-spinowa ms = 1/2.

12. Co to jest: ferryt, ledeburyt, perlit i austenit:

>Ferryt (alfa) - jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe (alfa) o maksymalnej rozpuszczalności węgla 0,0218% w temperaturze 727 (stopni) C.

>Austenit (gamma) - jest to roztwór stały graniczny węgla w żelazie Fe (gamma) o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11% w temperaturze 1148 (stopni) C.

>Perlit - jest to mieszanina eutektoidalna ferrytu z cementytem, zawierająca 0,77% węgla.

>Ledeburyt - mieszanina eutektyczna austenitu z cementytem, o stałej zawartości węgla 4,3%.

13. Dwuskładnikowy układ równowagi fazowej o całkowitym braku rozpuszczalnosci składników w stanie stałym z eutektyką :

-równowagi faz podwójnego układu o ograniczonej

rozpuszczalności składników w stanie stałym

z eutektyką:

14. Charakterystyka grup materialow inzynierskich:

>Materiały kompozytowe są połączeniami dwóch lub więcej odrębnych i nierozpuszczających się w sobie faz, z których każda odpowiada innemu podstawowemu miateriałowi inżynierskiemu, zapewniającymi lepszy zespół własności i cech strukturalnych od właściwych dla każdego z materiałów oddzielnie. Materiały kompozytowe dzielą się ze względu na:

-osnowę metalową.

-osnowę polimerową.

-osnowę ceramiczną.

Materiały kompozytowe znajdują współcześnie zastosowanie m.in. w sprzęcie kosmicznym, samolotach, samochodach, łodziach, jachtach, szybowcach i sprzęcie sportowym.

>Metale charakteryzują się wiązaniem metalicznym. Metale i ich stopy cechują następujące własności:

-dobre przewodnictwo cieplne i energetyczne.

-dodatni temperaturowy współczynnik rezystywności (opór elektryczny zwiększa się z podwyższeniem temperatury)

-połysk metaliczny, polegający na odbijaniu promieni świetlnych od wypolerowanych powierzchni.

-plastyczność, czyli zdolność do trwałych odkształceń pod wpływem przyłożonych naprężeń.

>Polimery są to materiały organiczne złożone ze związków węgla. Polimery są tworzone przez węgiel, wodór i inne pierwiastki niemetaliczne. Podstawowe własności polimerów:

-mała gęstość.

-izolacyjne właściwości cieplne i elektryczne.

-słabo odbijają światło i zwykle są przeźroczyste.

Podstawowe grupy polimerów:

--plastomery: są to polimery charakteryzujące się wydłużeniem przy rozerwaniu nieprzekraczającym 200%.

--elastomery: są to polimery cechujące się skłonnością do dużych odkształceń sprężystych, a po poddaniu dużemu odkształceniu w temp. Pokojowej i po odciążeniu powracają do pierwotnej postaci lub bardzo zbliżonej.

>Ceramikę stanowią materiały nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach międzyatomowych. Materiały ceramiczne odznaczają się przede wszystkim odpornością na działanie wysokich temperatur i czynników chemicznych, dobrymi właściwościami mechanicznymi i dielektrycznymi oraz twardością; wadą ich jest kruchość, która uniemożliwia obróbkę mechaniczną wyrobów (można tylko delikatnie szlifować).

15. Granice plastyczności:

-Granica plastyczności to wartość naprężenia przy której zaczynają powstawać nieodwracalne odkształcenia plastyczne. Za umowne kryterium do określenia tej granicy przyjmuje się trwałe odkształcenie względne równe 0,002.

-Górna granica plastyczności najczęściej jest wyjaśniana odrywaniem się dyslokacji

od tzw. atmosfer Cottrella, tj. atmosfer atomów obcych, np. C lub N, usytuowanych

w pobliżu jądra dyslokacji.

-Dolna granica plastyczności zwiększa się wraz ze zmniejszeniem wielkości ziarn.

16. Znaczenie materiałów inżynierskich w rozwoju cywilizacyjnym ludzkości. [str.29-69]

[z książki ksero].

17. Rozciąganie, przewężenie (wzory, wykres)

>Wytrzymałość na rozciąganie Rm, czyli naprężenie normalne w próbce obliczone jako

stosunek największej siły rozciągającej Fm, uzyskanej podczas przeprowadzania

próby, do pola powierzchni przekroju początkowego próbki S0:

>Przewężenie to stosunek zmniejszenia pola powierzchni przekroju poprzecznego

próbki w miejscu zerwania do pola powierzchni jej przekroju początkowego, wyrażony

w procentach:

17. Własności wybranych stopów:

a). MOSIĄDZ - mosiądz wykazuje dobrą odporność na korozję atmosferyczną i w wodzie.

b). MIEDŹ - ma własności odkażające i dobrze przewodzi prąd / ciepło.

c). BRĄZ - posiadają dobre własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy wysokostopowe poddają się także hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwcierne, są odporne na wysoką temperaturę i korozję. Zastosowanie brązów jest ograniczone ze względu na ich wysoką cenę.

d). ALUMINIUM - cechuje się dużą plastycznością. Aluminium cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym (gorszym jednak niż miedź), stąd jego zastosowanie na przewody elektryczne.

18. Mikroskop (Jak obliczamy powiększenie mikroskopu?, Co to jest powiększenie użyteczne i apertura):

>|Pc=Pob x Pok|
Gdzie:
P- nominalne powiększenie mikroskopowe
Pob - powiększenie obiektywu
Pok - powiększenie okularu

>Powiększenie użyteczne to najmniejsze powiększenie obrazu obiektu przy którym zarejestrujemy lub dostrzeżemy całą informację zawartą w obrazie.

>Apertura - rozwartość układu optycznego, decydująca o jego zdolności rozdzielczej i jasności obrazu, rozumiana jako kąt pomiędzy skrajnymi promieniami stożkowej wiązki światła wchodzącej do układu optycznego.

19. MAPKI:

-równowagi faz podwójnego układu o ograniczonej rozpuszczalności składników

w stanie stałym z perytektyką:

---