sciaga materialy, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM


FAZA-jednorodna część ukł.oddzielona

od innych jego części(faz) pow.rozdziału,

czyli granicą fazy, po przekroczeniu której

wł.fiz. czy też struktura zmieniają się w sposób nieciągły

GR.PLASTYCZNOŚCI-naprężenie, przy którym

zachodzi płynięcie materiału, czyli wzrost wydłużenia

przy stałym działaniu obciążenia ( Re=Fe/S0 ;

Fe-siła obciążająca próbkę w granicy plastyczności)

GR.SPRĘŻYSTOŚCI-naprężenie, po przekroczeniu

którego, powstają nieznaczne, rzędu 0,001-0,03% trwałe odkszt.

MAT.AMORFICZNE-bezpostaciowe, odznaczają się

chaotycznym, nieuporządkowanym, pozbawionym

symetrii rozkładem przestrzennym cząstek materii.

Cechuje je zmiana stanu skupienia(ciało stałe -> ciecz)

przebiegająca przy ciągłej zmianie temp. tj.bez wyraźnego

zakresu temp.przy obecności tylko jednej fazy oraz ciągłymi

zmianami właściwości fiz.W budowie ciała amorficzne są

zbliżone do cieczy, a nie do ciał stałych mimo, ze są ciałami stałymi.

MAT.NANOKRYSTALICZNE-to polikryształy o bardzo małych

ziarnach, których wielkość w jednym kierunku nie przekracza

100nm. Zbudowane są z takich samych atomów jak ich

mikrokrystaliczne lub monokrystaliczne odpowiedniki. Ze względu

na duże rozdrobnienie ziaren w monokryształach spotykamy

się z dużą wytrzymałością.

MAT.POLIKRYSTALICZNE-metale techniczne i ich stopy

mają strukturę polikrystaliczną tzn. składają się z

dużej liczby kryształów zwanych ziarnami.Pojedyncze ziarna

również nie mają idealnej budowy krystalicznej, lecz zawierają

defekty punktowe, liniowe i powierzchniowe.Większość

substancji występujących w przyrodzie ma charakter

polikryształu, gdyż do wytworzenia monokryształu potrzebne

są szczególne warunki.

MODUŁ SPRĘŹYSTOŚCI: Prawo Hooke'a-podst.prawo

rządzące sprężystością ciał.Jest to prawo doświadczalne

podane przez Hooke'a już w roku 1675 i obowiązuje dla

małych odkształceń. Prawo to mówi, ze stos.naprężenia

do związ. z nim odkszt.jest wielkością stała dla danego

materiału Є=Δl/l0 (Є-względny przyrost długości -

zdefiniowany jako stosunek przyrostu długości do

długości pierwotnej) Prawo Hooke'a przy wydłużeniach

wyraża się wzorem: σ=E* Δl/l0 = E*Є, czyli E=σ/Є, gdzie

σ-naprężenie, Є-względny przyrost długości, E-moduł

sprężystości przy wydłużeniach zwany modułem Young'a.

Jednostką modułu sprężystości jest Pascal[Pa], dla ułatwienia

wyniki podajemy w GPa, natomiast gdy względny przyrost

długości podany jest w mm to wynik podajemy w MPa

NAPRĘŻENIE-stosunek siły do pow.na jaką ta siła działa

(sigma σ=F/A [MN/m^2 = MPa; F-siła, A-pole powierzchni)

nieuporządkowany w przestrzeniach międzywęzłowych

sieci met.rozpuszczalnika

ROZTWÓR STAŁY RÓŻNOWĘZŁOWY-atomy

met.rozpuszczonego zajmują przypadkowo dowolne

węzły w sieci krystalicznej met.rozpuszczalnika

PRZEWĘŻENIE-zmniejszenie przekroju próbki odmierzone

do przekroju wyjściowego próbki wyrażone w procentach

(Z=ΔS/S0 *100%); Materiały o małej zdolności do

odkształcenia plastycznego, kruche, cechuje przewężenie

od 0-10% natomiast cechą materiałów ciągliwych jest

przewężenie rzędu 80-90%

ROZTWÓR STAŁY-stanowi jednorodną fazę o

wiązaniu metalicznym i strukturze krystalicznej o wł.typowo

metalicznych. Metal, którego atomy występują w sieci w

przewadze, jest rozpuszczalnikiem.Drugi składnik jest

nazywany pierwiastkiem rozpuszczonym.

STRUKTURA-jest to sposób uporządkowania-większośc met.

w tym prawie wszystki, które mają zastosowanie najszersze w

technice, krystalizuje w dwóch układach krystalograficznych:

regularnym i heksagonalnym.Układ krystalograficzny,

regularny-prymitywny, nie ma znaczenia, ponieważ w tej

postaci występuje tylko 1 pierwiastek-polon;Wyróżniamy

także przestrzennie centrowane i ściennie centrowane

oraz postać heksagonalną.

STRUKTURY:PERLIT -jest eutektoidalną mieszaniną

dwóch faz: ferrytu i cementytu zaw.0,8% węgla i

tworząca się w temp. 723°C zgodnie z przemianą

γ=α+Fe3C.Dla ścisłości należy dodać, że przy ochładzaniu

perlitu od temp 723°C do temp otoczenia. Swoją nazwę

zawdzięcza perlistemu odcieniowi jaki posiada wypolerowany

przekrój tej mieszaniny. Ma budowę ziarnistą. Złożony z płytek

ferrytu i cementytu ułożonych na przemian. Stosunek grubości

płytek ferrytu do płytek cementytu wynosi 7:1;

LADEBURYT -jest eutektyką o zaw.4,3%C tworząca się z

roztworu ciekłego αc w temp.1147°C zgodnie z przemianą:

αc ->(γ+Fe3C).W temp.powstania ledeburyt jest mieszaniną

eutektyczną dwóch faz austenitu(zaw.2,06%C) i cementytu.

LADEBURYT PRZEMIENIONY - w temp 723°C austenit przemienia

się w perlit i przy dolnym obniżeniu temp z ferrytu zawartego

w perlicie wydziela się niewielka ilość cementytu

trzeciorzędowego.W związku z tym, że poniżej temp 723°C

ledeburyt stanowi już mieszaninę perlitu i cementytu,

struktura ta nosi nazwę ledeburytu przemienionego.

TWARDOŚĆ-opór jaki stawia mat.podczas wciskania w

niego innego mat.;Skala Mohsa-jest to skala 1-10,

gdzie 1 to mat. najbardziej miękki,10 najbardziej twardy;

Wyróżniamy 3 metody pomiaru twardości:1)Metoda Brinella-

w badany element wciskamy zahartowaną kulkę. Pomiar

twardości polega na pomiarze średnicy wgłębienia.

Paramatery twardości w metodzie Brinella oznaczamy HB.

Kulka, która wciskamy ma średnice od 1 do 10mm, natomiast

siły wciskania wynoszą od 30000N do 300N. Metoda ta

służy do badania materiałów miękkich.

HB=0,204F/πD(D-pierw(D^2 - d^2) D-średnica kulki,

d- średnica odcisku, F-siła ; im mniejszy odcisk tym większa

twardość 2. Metoda Vickersa - twardość w skali Vickersa

oznacza się HV(skala o zakresie od 80 do 700); metoda

polega na wciskaniu diamentowego ostrosłupa o podstawie

kwadratowej i kącie rozwarcia między ramionami 136°.

Wciskamy z siłami od 50 do 1000N lub 0,02 do 2N.

Mniejsze siły stosujemy do badania warstw. Twardość

obliczamy ze wzoru: HV=0,189F/d^2 . Metoda stosowana

do materiałów twardych i bardzo twardych.

3. Metoda Rockwella - wciskamy diamentowy stożek o kącie

wierzchołkowym 120° i promieniu zaokrąglenia 0,2mm.

Wynik odczytujemy w skali HRC. Metoda jest łatwa w użyciu,

ponieważ do odczytu stosujemy przyrządy, które same

odczytują głębokość i określają twardość. Metoda ma

dodatkową zaletę, mianowicie nie jest niszcząca, pozostawia

jedynie małą skazę na badanym materiale. Metoda stosowana

do badania twardych materiałów.

UDARNOŚĆ-materiały,które w praktyce zostaną poddane działaniu

sił dynamicznych winny cechować się dużą udarnością. Pomiar

udarności polega na zmierzeniu pracy jaką należy wykonać przy

złamaniu próbki materiału.W celu zlokalizowania pęknięcia na

przekroju próbki wykonuje się karb sięgający do 20% grubości

próbki(karb musi być w kształcie litery U lub V). Parametr

udarności oznaczamy: KCV - jeżeli karb ma kształt litery V;

KCU - jeżeli karb ma kształt litery U. Wyniki próby udarności

podaje się po przeliczeniu pracy na jednostkę powierzchni

łamanego materiału [J/cm^2]. Dla standardowych próbek

podaje się tylko pracę w [J]. Bardzo ciągliwe materiały

charakteryzują się udarnością 300J/cm^2 natomiast

kruche 10J/cm^2. Udarność zmniejsza się w temperaturach

niskich i dla wielu stali temperatury przejścia w stan kruchy

wynoszą od -20 do -10 stopni C co jest powodem licznych

awarii urządzeń na mrozie; KarbU-próba Mesnegera; KarbV-

próba Charpy'ego;Obie próby nie są porównywalne

UKŁAD Fe-Cementyt: FAZY:1)FERRYT -jest międzywęzłowym

roztworem stałym węgla w żelazie α.Oznaczamy go symbolem

α.Graniczna zawartość węgla w ferrycie w stanie równowagi w

temp 20°C wynosi 0,008% i wzrasta w temp.723°C do 0,02%.

Natomiast w ferrycie wysokotemp.może zawierać w temp.1493°C

do 0,1% C. Właściwości fiz. i mech. ferrytu są zbliżone do

właściwości żelaza.;2)AUSTENIT -jest międzywęzłowym

roztworem stałym węgla w żelazie γ i oznaczamy literą

γ(gamma). Graniczna zaw.węgla w austenicie w temp.1147°C

wynosi 2,11%.W stopach żelaznych z węglem w stanie równowagi

austenit występuje jedynie w temp.wyższych od 723°C. Faza

miękka i plastyczna.3)CEMENTYT -węglik żelaza, jest fazą między

metaliczną o złożonej strukturze krystalizującej o układzie

rombowym. Stosunek liczby atomów żelaza do atomów węgla

wynosi 3:1 (Fe3C) co odpowiada wagowej zaw.węgla 6,67%.

W temp.do 210°C cementyt jest ferromagnetycznym powyżej

tej temp.jest paramagnetyczny.Gęstość cementytu wynosi

6,7 g/cm3. Jest on fazą bardzo twardą (HB ok. 800) i kruchą.

UMOWNA GRANICA PLASTYCZNOŚCI-naprężenie,które

wywołuje trwałe odkształcenie 0,2% długości pomiarowej.

Wyznaczamy ją dla materiałów, które charakteryzują się dużą

wytrzymałością a nie odznaczają się dużą plastycznością

(R0,2=F0,2/S0 [MPa])

WADY BUDOWY KRSYTALICZNEJ w istotny sposób

wpływają na własności wytrzymałościowe i plastyczne

metali. Obliczenia teoretyczne wskazują, że najlepszymi

wlasnościami wytrzymałościowymi powinny cechować się

metale o idealnej budowie krystalicznej, a ich wytrzymałość

powinna przewyższać około 1000-krotnie wytrzymałość metali

technicznych. Potwierdza to fakt, że bardzo duże własności

uzyskują kryształy włoskowate tzw. wiskery to są monokryształy

o jednej tylko dyslokacji śrubowej. Dążenie do ograniczenia wad

budowy krystalicznej jest jednak technicznie bardzo trudne.

Natomiast praktyczna metoda umacniania metali polega na

znacznym zwiększeniu gęstości wad budowy krystalicznej co

można osiągnąć przez stosowanie stopów metali o strukturze

polikrystalicznej w wyniku rozdrobnienia ziarn, wytwarzania faz

o dużej dyspersji, a także przez zgniot wskutek odkształcenia

plastycznego na zimno. Osiągnięciu tego celu sprzyjają więc

procesy technologiczne odlewania,OP i obróbki cieplnej.

Dokładnie nie da się określić wpływu, gdyż np.

odkształcenia plastyczne materiałów krystalicznych jest

zwykle realizowana dzięki przemieszczaniu się dyslokacji.

Rzeczywista wytrzymałość metali zmniejsza się wraz ze

zwiększeniem liczby dyslokacji i innych defektów

sieciowych tylko do pewnego momentu, ponieważ

gdy osiąga pewien poziom zaczyna wpływać pozytywnie

i umacnia materiał np. zbyt duża ilość dyslokacji powoduje

ich wzajemne blokowanie się. Wpływ defektów sieci na

własności kryształów jest bardzo istotny - często znacznie

większy niż wpływ typu sieci krystalicznej. Tak np.

wakancje ułatwiają dyfuzję atomów a wiadomo, że

dyfuzja jest podstawą prawie wszystkich procesów i

przemian zachodzących w materiałach. Z kolei defekty

liniowe (dyslokacje) ułatwiają odkształcanie metali i bez

nich przeróbka plastyczna byłaby niemożliwa. Bardzo

ważne są także granice ziarn jako defekty powierzchniowe ,

które są czynnikiem umacniającym materiał, ale w pewnych

przypadkach mogą odgrywać negatywną rolę. Dlatego

znajomość defektów i ich roli w różnych procesach jest

bardzo ważna w nowoczesnym materiałoznawstwie.

WADY STRUKTURY KRYSTALICZNEJ MATERIAŁU

:a)PUNKTOWE: *WAKANCJA-jest defektem powstałym w

wyniku nieobsadzenia węzła sieci przez atom. Wskutek

tego sąsiednie atomy przesuwają się w kierunku pustego

miejsca, co wywołuje zniekształcenie sieci i wytwarza

pole naprężeń rozciągające. * ATOM MIĘDZYWĘZŁOWY

- jest to defekt, który polega na tym, że w sieci

zbudowanej z identycznych atomów lub o zbliżonych

średnicach jeden z atomów osnowy znajduje się między

węzłami sieci (patrz rys.) Powoduje to przemieszczenie

sąsiednich atomów z położeń równowagi na zewnątrz,

wywołując pole naprężeń ściskających (a więc przeciwnie

niż w przypadku wakancji). b)LINIOWE DYSLOKACJE:

DYSLOKACJA KRAWĘDZIOWA - krawędź półpłaszczyzny

sieciowej umieszczonej pomiędzy nieco rozsuniętymi

płaszczyznami sieciowymi kryształu o budowie prawidłowej.

Powoduje odkształcenie postaciowe i objętościowe.

W zależności od położenia płaszczyzny krawędzi -

dyslokacja dodatnia - gdy półpłaszczyzna leży przed

płaszczyzną poślizgu oznaczamy ┴; dyslokacja ujemna -

gdy półpłaszczyzna leży pod płaszczyzną poślizgu

oznaczamy ┬. c)WADY POWIERZCHNIOWE-są to błędy

ułożenia i granice międzyziarnowe i międzyfazowe;

Dyslokacje mogą się przemieszczać przez poślizg albo

wspinanie. Poślizg zachodzi w płaszczyźnie poślizgu, w

kierunku wektora Burgersa i powoduje przesunięcie części

kryształu względem drugiej cząstki . Poślizg zostaje

zatrzymany np. na granicy bądź na przecięciu z inną linią

dyslokacji. Wypinanie - wyrażane najczęściej wzrostem

temp.albo naprężeniem normalnym, ma charakter wolnego

ruchu dyfuzyjnego.

WYDŁUŻENIE-przyrost długości próbki odniesiony do

długości wyjściowej próbki, wyrażony w %

(A=Δl/l0 *100%; Materiały o wysokiej plastyczności-

wydłużenie powyżej 20%, materiały o niskiej plastyczności -

wydłużenie osiąga do 2-3%)

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE-stosunek

największej siły rozciągającej uzyskanej w czasie próby

rozciągania do pierwotnego przekroju poprzecznego

tej próbki (Rm=Fm/S0)

WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA - najwyższy poziom

cyklicznego naprężenia, który nie powoduje zniszczenia

próbek poddanych badaniu do umownej, granicznej liczby

cykli. Jeżeli materiał zostaje poddany działaniu sił

zewnętrznych, które zmieniają się w sposób cykliczny

tak, jak np. wał korbowy w silniku spalinowym to

wzrasta niebezpieczeństwo zniszczenia obiektu i to przy

znacznie niższych naprężeniach aniżeli przy jednokrotnym

obciążeniu. Zmęczeniem materiału nazywa się zjawisko

zmniejszenia jego wytrzymałości w wyniku wielokrotnych

zmian obciążenia. Elementy konstrukcyjne w skutek

zmęczenia ulegają pęknięciu. Na skutek cyklicznych

zmian naprężenia, pęknięcie postępuje. Ognisko

pęknięcia powstaje zazwyczaj w miejscu spiętrzenia

naprężenia wywołanego nieciągłością kształtu (karbem)

elementu konstrukcyjnego. Strzałki pokazują rozwój(kierunki)

szczeliny. Próbki są polerowane i mają stały przekrój,

następnie poddaje się je okresowo zmiennym obciążeniom

o stałej amplitudzie. Rozróżnia się 3 podstawowe przypadki

zmienności naprężenia I - naprężenia stałe w czasie; II -

cykl tnący; III - cykl wahadłowy; Zależność między

amplitudą naprężeń σ a liczbą N cykli zmian obciążenia,

po których próbka ulegnie zniszczeniu zmęczeniowemu

przedstawia tzw. Krzywa Wöhlera. Dla stali ustala się

pewną stałą wartość naprężeń po 10^7 cyklach.

Naprężenie to określa się jako dopuszczalne i nazywane

jest wytrzymałością zmęczeniową. Powyższa prawidłowość

nie dotyczy metali nieżelaznych i materiałów niemetalowych,

dla których naprężenie niszczące maleje w sposób ciągły

wraz ze wzrostem liczby cykli. Naprężenie to określa się

jako odpowiadające dopuszczalnemu i nazywane jest

wytrzymałością zmęczeniową. Z pewnym przybliżeniem

można przyjąć, że wytrzymałość zmęczeniowa stali

jest połową wytrzymałości doraźnej, czyli Rz=0,5Rm.

Bardziej dokładne zależności przewidują, że wytrzymałość

zmęczeniowa zależy od wytrzymałości doraźnej oraz od

plastyczności wyrażonej przewężeniem Rz=Rm(0,25 + 0,4Z).

Aby podwyższyć wytrzymałość zmęczeniową należy

jednocześnie podwyższyć Rm oraz Z co jest dość trudne.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ściąga zycia, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
Materialoznawstwo - kolokwium ciaga, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, I kolokwium
materialy sc, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
2 sciaga 6, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
zagadnieniazip 2 kolokwium semestr zimowy, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, II koło
dlugopis, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
34 (19), Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
34 (20), Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
wyniki kolokwium zip 2011 2012, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM
34 (15), Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, NOM, NoM II, NoM
Spr. 4-Materiałoznawstwo, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM
materiały 2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM, sprawozdani
materiały 2, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM, sprawozdani
Spr. 1-Materiałoznawstwo, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM
Spr. 4-Materiałoznawstwo, Politechnika Poznańska ZiIP, II semestr, nom, Laboratoria-sprawozdania NOM
Oprzyrzadowanie odlewnicze-Rozdzial 2, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, MO
PRZERÓBKA SLAJDÓW NA WORDA, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, MO
Pytania opracowane na Matysiaka, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr, OP
M.O, Politechnika Poznańska ZiIP, I semsetr

więcej podobnych podstron