materki, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr


Material- w pojeciu technicznym cialo stale o wlasciwosc.

umozliwiajacych jego stosowanie do wytwarzania

produktow.Materialy: naturalne:drewno,skura; inżynierskie: metale,stopy,polimery,szkla,ceramiczne,kompozytowe.

Wlasnosci metali zaleza od wiazan. Metale - pierw.

Wykazujace charakt.właściwości fizyczne: wysoka

przewodnosc cieplna i elekryczna; +wspólczynnik temp

eraturowy rezystancji elektr(Rrosnie,Trosnie); nieprzezr

oczyste w stanie stalym i cieklym; polysk metaliczny; m

ozliwosc odksztalcen plastycznych(pod wplywemT); wy

stepowanie w stanie stalym w temp otoczenia.

Odkszatlcenia: proste ojetosciowe (na cialo dzialaja sily

ze wszystkich stron); proste odksztalcenie postaci (wyw

olane naprezeniem stycznym) stany skupienia ze wzglę

du na właściwości sprezyste: staly:duze wartosci modu

low sprezystosci objetosciowej i postaciowej; ciekly:mni

ejsza wart.m.s.o i znikomo mala m.s.p; gazowy:maly mo

dul spr. Obj i praktycznie zerowy spr. Post) stany skupi

enia ze względu na właściwości strukturalne- staly:st

an krystaliczny,uporzadk elementow(at,cząst.jonow); ci

ekly-pewne ulozenie ale tylko bliskiego sasiedztwa,dalej

inne; gazowy-nieuporz.struktura; stan bezpostaciowy

(amorficzny); ciekle krysztaly. Krystalizacja- przejscie

ze stanu cieklego w staly,tworza się krysztaly. Zarodki-

trwale powiazane atomy,one tworza krysztaly,można

wyroznic granice cial(woda i lod) stan szklisty-nie można

wyroznic granicy(lod woda) wiazania- tworzenie wiazan

polega na uwspolnieniu lub wymianie elektr.walenc.

wiazanie jonowe-wymiana elektr.w. powoduje przyciaganie

elektorostatyczne. Wiazanie atomowe-elektrony walenc.

Tworza pary nalezace wspolnie do dwoch jader. Wiazanie

kowalencyjne(w krysztalach diamentu) molekularne

(miedzyczasteczkowe) np. grafit; wiazania wtorne: van

der waalsa- wystepuja miedzy dipolami czastek lub atomow

. Jest ono wynikiem przyciagania silami coulomba miedzy

koncami dipoli; Sily Londona- wykreowane dipole w

czastkach elektrycznie obojetnych w stanie normalnym.

Wiazania wodorowe - najsilniejsze wiazania wtorne miedzy

spolaryzowanymi czasteczkami. Sposoby obsadzania

atmow w sieciach: prymitywna, przestrzennie centrowana,

sciennie centrowana, centrowana na podstawie

LK-liczba koordynacyjna, liczba atmow najblizszych i

rowoodleglych od danego atomu, Gestosc wypelnienia-

ilosc atomow przypadajacych na 1 komorke, Gestosc

upakowania- stosunek objetosci atmow do objetosci

komorki.W cialach krystalicznych atomy ulozone sa w

zorganizowany sposob w pewnym geometrycznym

porzadku. Maja ksztal kulisty, umiejscowione sa w stalych

odleglosciach. Defekty w materialach: punktowe: wakans

, a. miedzywezlowy | liniowe: dyslokacje | powierzchniowe:

granice Defekty punktowe sa to zaklocenia budowy

krystalicznej we wszystkich kierunkach , maja rozmiary

wielkosci rzedu odleglosci atomowych Defekty liniowe

: zaklocenia budowy krystalicznej ktore w dwoch kierun

kach maja rozmiar rzedu kilku odleglosci atomowych, a

w drugim-calego ziarna lub jego czesci. Dyslokacja

krawedziowa(dodatkowa plaszczyzna); dyslokacja

srubowa(przemieszczenie czesci krysztalu względem

pozostalem czesci do osi) Mechanizm krzepniecia -1

tworzenie sie zarodkow krystalizacji 2 narastanie zarodkow

krysztalu Tamman uzaleznil proces krystalizacji od stopnia

przechlodzenia Polikrysztal-zbior wielu krysztalow

Monokrysztal-pojedynczy kryszt. o rozmiarach makro

skopowych.Twardosc- Opor z jakim badane cialo przeciw

stawia sie wciskaniu innego ciala. Charakterystyczna cecha

metali. Udarnosc- okresla sie w dynamicznej probie

zginania udarnego. Mierzy sie energie zurzyta na

zniszczenie. Zalezy od struktury, dzialania karbu T.

Wyrzymalosc zmeczeniowa: Dla materialow pracujacych

w warunkach zmiennych obciazen. Pekanie zmeczeniowe-

zaczyna sie w miejscach koncenracji naprezen, rozwija sie

stopniowe, po krytycznym oslabieniu nastepuje nagle

pekniecie. ODKSZTALCENIA METALI: sprezyste:

polega na odksztalceniu sie sieci przestrzennej,. Wychylenia

atmow z polozenia rownowagi zanikaja po usunieciu sily

zewnetrznej. plastyczne: polega na trwalym przesunieciu

sie czesci krysztalu wzgledem pozostalej jako efekt

poslizgu lub stalym skreceniu czesci krysztalow.

Wektor burgersa: jest to najmneijsze niedomkniecie

konturu wytyczonego wokol linii dyslokacji. Jest to

rowniez elementarny skok na jaki moze przesunac się

dyslokacja Defekty powierzchniowe: dwuwymiarowe

defekty struktury krystalicznej takie jak: granice ziarn,

granice miedzyfazowe, bledy ulozenia Granice ziaren:

koherentne, polkoherentne, niekoherentne

Bledy ulozenia: wystepowanie plaszczyzn

krsytalograficznych na przekroju calego krystzalu

lub jego czesci

Dyfuzja: ruchy atomów zachodzace pod wpływem

wzbudzenia term. Tzn z wukorzystaniem energii

drgań cieplnych atomow. Samo i heterodyfuzja

(przemieszczanie rozpuszczonych atomow w sieci

krystalicznej rozpuszczalnika) Mechanizmy

dyfuzji: prosta lub pierscieniowa, za posrednictwem

wakansow, miedzywezlowa(skokowe przemiesz

czenia at.o malych promieniach z jednego polo

zenia miedzywezlowego w inne., wzdluz defektow

zlozonych(1przy udziale dyslokacji. Dyslokacje

jako defekt liniowy wywoluje pole naprezen co

ulatwia przemieszcz. Się at. dyslokacja krawedziowa

powoduje się rozciaganie pod ekstraplaszczyzna i

wtedy się tworza rury dyslokacyjne. 2.dyfuzja

granicami ziaren. Granice ziarn powoduja defekty

powierzchniowe i powoduja ze gestosc ulozenia at.

w ich obszarze jest mniejsza niż w sieci, co

ulatwia przeskok at.im wieksza Egranicy tym

szybsza jest dyzuzja. Powierzniowa(na pow.

Krysztalu przebiega swobodniej niż wew) i

reaktywna(gdy istnieje tendencja do tworzenia

zwiazkow miedzymetalicznych pomiedzy

dyfuzyjacymi skladnikami) Prawa dyfuzji

kierunek dyfuzji wyznacza gradient stezenia-

z obszaru o wiekszym st. Do obszaru o mniejszym

st. I,II prawo Ficka: odnosi się do przypadku

niezmiennosci st. W czasie w kazdym punkcie

ukladu. Umozliwia wyznaczenie rozkladu st. Po

uplywie czasu. Przemieszczenie dyfuzji zalezy

od: czasu i wsp. Dyfuzji D. Procesy zwiazane z

dyfuzja: spiekanie w fazie stalej, rozrosty ziaren,

ujednorodnianie materialow, obrobka cieplno-chem.

Rekrystalizacja wlasciwa: zarodkowanie nowych,

nieodksztaconych ziaren i ich wzrost, zaczyna się

powoli, osiaga max szybkosc, konczy się powoli.

Im wyzsza T wyzarzania tym krotszy czas rekrys

talizacji. T rekryst. Zalezy: od rodzaju materialu,

czystosci materialu, wielkosci odksztalcenia(stopnia

zgniotu) wielkosc ziarna po rekryst. Zalezy:

stopnia zgniotu, czasu wyzarzania, T wyzarzania.

Wyzarzanie rekrystalizujace: obrobka cieplna

majaca na celu przywrocic materialowi zgniecionemu

strukture i właściwości sprzed zgniotu. Wykres

ukladu rownowagi fazowej: przestawia budowe

fazową stopow w zaleznosci od T i skladu chem,

sklad chem. W % wagowych lub atomowcyh,

umozliwiaja ustalenie warunkow krzepniecia,

przemian fazowych dla wybranego stopu i budowy

fazowej w wybranej T. wszystkie możliwe stopy

utworzone przez dwa okreslone pierw.-dwuskladni

kowy uklad stopow. Trwalosc budowy w stanie

rownowagi termodyn. Budowa metastabilna.

Faza- część układu jednorodna pod wzg. Krystal

ograf. I chem, oddzielona od reszty ukladugranica

miedzyfazową. Układ- zbior faz w rownowadze

termodynamicznej. Składniki- substancje proste

lub zlozone nie ulegajace przemianom, z których

skladaja się fazy ukladu. Rownowaga fazowa-

w okreslonych warunkach stosunki ilości miedzy

fazami ukladu sa stale. Reguła faz Gibbsa- liczba

stopni swobody układu- liczba zew i wew

czynnikow(T,p,sklad) które można zmieniach w

pewnym zakresie nie powodujac zmiany liczby faz

w danym ukladzie. Fazy miedzymetaliczne tworza

się: z roztworu cieklego(topia się bez uprzedniego

rozkladu); w trakcie krystalizacji stopu(topia się po

uprzednim rozkladzie); z fazy stalej-zanikaja przed

stopieniem. Stop-polaczenie 2lub wiecej pierw.z których

przynajmniej 1jest metalem. Oprocz glownego

skladnika wystepuja domieszki i dodatki stopowe.

skladnikami stopow sa pierw lub zwiazki. Podzial na

2i wieloskladnikowe. Sa wytwarzane glownie przez

topnienie i krystalizacje ze stanu cieklego. W wyniku

tych procesow z cieczy,bedacej zwykle roztworem

wszystkich skladnikow stopu,mogą powstac: roztwory

stale, fazy miedzymetaliczne, mieszaniny faz, zw

chem. Mieszanina skladnikow AiB- tworzy się wtedy

skladniki nie rozpuszczaja się wzajemnie w stanie stalym

i nie reaguja ze soba.można je odroznic w mikrostrukturze

stopu. Zwiazek chemiczny-tworzy się gdy stosunek liczby

at. odpowiada skladnikowi stechiometrycznemu, który

można wyrazic prostym wzorem.tworzy się odrebna

siec krystaliczna,rozna od sieci pierw,istnieje okreslona

Ttopnienia,gwaltowna zmiana właściwości ze zmiana

skladu chem. Roztwor staly- stanowi jednorodna faze

o wiazaniu metalicznym i strukturze krystalicznej.

Metal,którego at. wystepuja w sieci w przewadze jest

rozpuszczalnikiem.drugi jestpierw rozpuszczonym.

Roztwory stale zachowuja strukture krystaliczna taka

jak czysty metal rozpuszczalnika. Roztwor podstawowy

-rozpuszczalnikiem jest skladnik stopu, roztwor

wtorny-faza miedzymetaliczna. Roztwory dzielimy

na(ze wzgl. Na stezenie) graniczne-jeśli st. Skladnika

rozpuszczonego jest z zakresie st. Ciagle-w przypadku

nieogranicznonej rozpuszczalnosci obydwu skladnikow.

Cechy roztworow stalych: struktura krystaliczna jak u

rozpuszczalnika; zwiekszenie sieci powoduje stan

naprezen rownowaznych silami wiazania metalicznego

i zalezy od rodzaju roztworu i stosunku promieni at;

graniczna równowaga równowagi naprezen i sil wiazania

odpowiada w danej T nasyceniu roztworu; rozpuszczalnosc

maleje wraz z obnizeniem T. Stopy-roztwory stale

miedzywezlowe- rozklad at jest przypadkowy;at skladnika

rozpuszczonego zajmuja luki w sieci przestrzennej

rozpuszczalnika; roztw.miedzywezlowe tworza miedzy

soba: pierw rozpuszczone:HBCN(maly r at) i pierw. Rozpuszczalnika:TiVCrMnFeCoNiMoW; znieksztalcenie

sieci polega na ekspansji,niezaleznie od roznicy w

wielkosciach, atomow; rozwt.miedzywezlowe sa

tylko ograniczone; siec roztw.m. ma zawsze

wieksza stala sieciowa od sieci rozpuszczalnika.

Stopy-roztwory różnowęzłowe- rozklad at.

przypadkowy; poszczegolne wezly sieci obsadzone

przypadkowo; statystycznie nieuporz.przez oba

rodzaje at; w mikroobjętościach stosunek objetosciwy

at.podlega wahaniom; siec roztw.- znieksztalcona

siec rozpuszczalnika; zmiana parametru-proporcj

onalna do st. Roztw roznowezlowe tworza:MgAlTi

CrMnFeCoWNiCuMoAg; wystepuje kontrakcja lub

ekspansja; roznice promieni at. przekraczaja 15%,co

uniemozliwia powstawanie roztw. Nieograniczonego.

Nadstruktury- roztw.uporzadkowane,prawidlowy

rozklad at. obydwu skladnikow w sieci; at zajmuja

okreslone wezly; stosunki atomowe skaldnikow:1:1,

1:3,3:1; wzory stechiometryczne:AB3,A3B,AB;

wystepuja w pewnych zakresach st; nieweilkie

przemieszczenia dyfuzyjne prowadza do regularnego

rozmieszczania; przemiana zachodzi przy powolnym

ogrzewaniu lub dlugim wygrzewaniu w charakt.T;

siec przestrzenna analogiczna do roztworu-uporzadkodk.

powoduje jednak mniejsze naprezenie.

Fazy miedzymetaliczne- charakterycuja się

wlasciwosciami i strukturami posrednimi miedzy

roztw.stalymi a zw chem. o wiazaniach jonowych

lub kowalencyjnych. Tworza się w stanie cieklym

lub stalym; struktura faz rozni się od struktur skladnikow;

at. wykazuja uporz. Rozmieszczenie; miedzy at.

przewaga wiazania metalicznego; można przypisac

wzory podobne do wzorow zw chem. polimorfizm

(alotropia)- cecha metali które przebudowuja swój

swoja siec krystaliczna pod wplywem T,p. odmiany

alotropowe (alfa, gamma, betta) roznia się

wlasciwosciami chem,fiz,struktura,wlasnosciami

wytrzymalosciowymi,T wystepowania.

Klasyfikacja żeliwa szarego niestopowego(weglowe):

modyfikowane, sferoidalne, ciagliwe. Żeliwo szare

zwykle-charakterystyka- niska wytrzymalosc-

zaleznosc od osnowy; dobra skrawalnosc; niska

odpornosc na zuzycie scierne; twardosc zalezna od

osnowy; duza zdolnosc do tlumienia drgań.

Wytrzymalosc zeliwa perlitycznego wynosi

350-450Mpa, twardosc ok. 200-250HB.

Hartowanie- polega na nagrzewaniu do temp.

austenityzowania i oziebieniu z szybkoscia

umozliwiajaca uzyskanie odpowiedniej struktury.

Stale wysokosopowe nagrzewamy do temp

1100+ stopni. Osrodki chlodzace:woda, oleje

hartownicze, kapiele solne, osrodki sfluidyzowane.

Stal zahartowana zyskuje na wytrzymalosci, twardosci,

sprezystosci. Maleje udarnosc, wydluzenie, przewezenie,

obrabialnosc. Hartownosc stali to zdolnosc do

tworzenia struktury martenzytycznej. Hartowanie

ciągłe-polega na ciągłym ochładzaniu elementu,z

v > od krytycznej w temp < od Początkowej przemiany

mertenzytycznej,stale weglowe chlodzimy w wodzie i

roztworach soli. Hartowanie stopniowe-chlodzimy

element w temp wyższej od mertenzytycznej i

utrzymywania w niej do momentu wyrównania temp

na powierz. i w rdzeniu po czym chlodzeniu do temp

otoczenia Hartowanie bainityczne-w temp ok.

250-400*C utrzymuje się w niej do zakończenia

przemiany bainitycznej, chlodzi powietrzem, posiada

duza twardość, udarowosc i ciagliwość

Przemiana martenzytyczna- jest bezdyfuzyjna i

zachodzi przy duzym przechlodzeniu austenitu do

T=200*C przy chlodzeniu z V wieksza od krytyczenej.

W wyniku powstaje martenzyt,czyli przesycony

roztwor wegla w zelazie alfa. Przemiana zachodzi pod

warunkiem ciaglego obnizania T w zakresie od T

poczatku przmiany do T jej konca. Może zachodzic:

atermicznie(tworzenie krysztalow martenzytu z austenitu

bez aktywacji cieplnej) wybuchowo(w kilku wypuchach

zachodzacych <o*C) izotermicznie przemiane

martenzytyczna ulatwiaja naprezenia rozciagajace i

odksztalcenie plastyczne Przemiana bainityczna-

łaczy w sobie cehcy przemiany bezdyfuzyjnej i

dyfuzyjnego przemieszczenia wegla. Zachodzi

przy przechlodzeniu stali do T ok. 450-200*C. powstaje

bainit, bedacy mieszanina ferrytu przesyconego weglem

dyspersyjnych weglikow. Zarodkowanie bainitu

rozpoczyna dyfuzyjne przemieszczanie wegla w austenicie

do granic ziarn i dyslokacji. Zarodkami sa miejsca ubogie

w wegiel, utworzone w poblizugranic ziarn i dyslokacji.

Ilosciowe dane dotyczace zaleznosci struktury i wlasnosci

stali od T i t przemiany austenitu przechlodzonego

zawieraja wykresy CTP - czas-temp-przemiana. W

zaleznosci od sposobu chlodzenia dla roznych gatunkow

stali sa opracowywane wykresy CTPi- przy chlodzeniu

izotermicznym(sporzadza się okreslajac stopien przemiany

przy danej T metoda dylatometryczna,magnet-indukcyjna,

elektryczna lub metalograficzna) CTPc- anizotermiczne

przy chlodzeniu ciaglym.(charakteryzuja przemiany

austenitu przechlodzonego przy chlodzeniu z roznymi

szybkosciami. Otrzymuje się je w wyniku badan metoda

dylatometryczna, na dylatomatrach bezwglednych. T

poczatku i konca przemian i odpowiadajace im czasy

odczytuje się przez rzutowanie odowiednio na osie T

lub t punktow przeciecia krzywych szybkosci chlodzenia

z krzywymi poczatku i konca przemiany)



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Obrobka cieplno-chemiczna, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr
Stopy-zelaza-na-tle-wykresu-zelazo, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr
Układ żelazo - cementyt, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr
10, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr
materialy - kolos, POLITECHNIKA (Łódzka), Nauka o Materiałach, 1 semestr
staliwa i żeliwa sprawozdanie, Politechnika Łódzka, Nauka o materiałach
stopy zelaza na tle wykresu zelazo, Politechnika Łódzka, Nauka o materiałach
mechanika.teoria (1), Politechnika Łódzka, Inżynieria Środowiska, Semestr 2, Mechanika
opracowanie programowanie obiektowe, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, PO
WSZECHWIEDZA OC, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Obróbka plastyczna- wykłady,
WSZECHWIEDZA S i OC, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Obróbka plastyczna- wykła
TEST ROBOTY, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, CiEP, egzamin, test robotyka, Rob
Bramki, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, PA-poprawa
Tworzywa polimerowe ściąga druk, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 2, Przetwórstwo
sc egzm diag do nauki, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, DiW, Egzamin, EGZAMIN W
kolokwium(1), ZiIP Politechnika Poznańska, Nauka o materiałach z elementami chemii
2008724720218-opracowanie wibro, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, DiW, Egzamin,
MiUTopracowanie, Politechnika Poznańska, Studia- materiały, Semestr 5, MiUT, MUT

więcej podobnych podstron