1.Definicja stali:Stal- stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o zawartości węgla nie przekraczającej 2,06%. Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

2.Definicja stali stopowej:Stal stopowa- stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe o zawartości od kilku do nawet kilkudziesięciu procent, zmieniające w znaczny sposób charakterystyki stali. Dodatki stopowe dodaje się by:A)podnieść hartowność stali; B)uzyskać większą wytrzymałość stali;C) zmienić pewne właściwości fizyczne i chemiczne stali.

3.Co to jest hartowność? Hartowność stali, jest to zdolność do tworzenia struktury martenzytycznej. Właściwość ta jest ściśle związana z krytyczną szybkością chłodzenia stali; im większa jest wymagana szybkość chłodzenia tym hartowność mniejsza.

4.Co to jest spawalność? Spawalność jest właściwością technologiczną określającą zdolność materiału do uzyskania założonych właściwości mechanicznych po spawaniu.

5. Na czym polega próba Jomini’ego hartowania od czoła i co w tej próbie wyznaczamy? Próba Jominy’ego - metoda określenia hartowności metalu. Polega na czołowym oziębianiu próbki (średnica 25mm, długość 100mm, po austenityzowaniu) wodą. Następnie mierzy się twardość wzdłuż dwóch przeciwległych tworzących co: 2 odcinki co 1,5mm, 6 co i dalsze co 5mm. Dane nanosi się na wykres odleglości od czoła [mm] w funkcji twardości.

6. Czym spowodowana jest zmiana twardości wraz z odległości w próbie hartowania od czoła? Materiał wgłąb próbki jest schładzany wolniej niż na powierzchni czoła, nie jest bezpośrednio poddawany strumieniowy wody.

7. Jak dodatki stopowe wpływają na wytrzymałość na rozciąganie stali? Ferryt w stopie umacnia się silnie pod

wpływem pierwiastków o odmiennych sieciach przestrzennych niż żelazo α, np.: Mn, Si, Ni (najbardziej zwiększają). Pierwiastki o strukturach izomorficznych z żelazem α, jak: Cr, W, Mo, utwardzają je znacznie słabiej, więc podobny jest wpływ tych pierwiastków na wytrzymałość na rozciąganie (wzrasta, ale słabiej niż w przypadku MN SI NI)

8. Podział stali stopowych: A)Niskostopowe – stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) nie przekracza 2%, a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 3,5%; B)Średniostopowe – stężenie jednego pierwiastka (oprócz węgla) przekracza 2%, lecz nie przekracza 8% lub suma pierwiastków łącznie nie przekracza 12%; C)Wysokostopowe – stężenie jednego pierwiastka przekracza 8% a suma pierwiastków łącznie nie przekracza 55%.

9.Jakie strefy występują z złączu spawanym: Spoina, strefa działania ciepła, materiał rodzimy (niezmieniony).

10. Jakie własności powinny mieć materiały narzędziowe? A)twardości – twardość narzędzia powinna przewyższać twardość materiału obrabianego od 20 do 30 HRC; B)odporności na wysoką temperaturę – podczas obróbki z dużymi prędkościami skrawania

wytwarza się duża ilość ciepła. Ciepło to wpływa negatywnie na narzędzie przyspieszając jego

zużycie (ścieranie, stopniowa utrata własności skrawających na skutek odpuszczania się) C)wytrzymałości – tę cechę powinny odznaczać się wszystkie narzędzia, rodzaj wymaganej

wytrzymałości zależy od warunków pracy narzędzia: przeciągacz – na rozciąganie, wiertło, gwintownik – na skręcanie, nóż tokarski – na zginanie, narzędzia pracujące z uderzeniami – na udarność. D)odporności na ścieranie - zależy ona od: twardości materiału narzędziowego, struktury stali, temperatury skrawania, rodzaju występującego tarcia podczas skrawania, rodzaju materiału obrabianego, rodzaju użytych smarów, odporność stali na ścieranie wzrasta wraz ze wzrostem zawartości węgla. E)zachowania się stali podczas hartowania – obejmuje takie cechy jak: szybkość chłodzenia podczas hartowania konieczna do uzyskania wymaganej twardości, głębokość hartowania zależy od rodzaju narzędzia i warunków pracy np. narzynki,

gwintowniki - duża twardość powierzchni roboczych i możliwie duża ciągliwość rdzenia, wielkość odkształceń podczas hartowania zależy od szybkości chłodzenia (olej, powietrze zapewniają mniejsze odkształcenia), odporność na przegrzanie, F)struktury stali -struktura powinna być drobnoziarnista.

11.Jakie dodatki stopowe występują w stalach szybkotnących? stosowane dodatki stopowe: węgiel 0,75-1,3% chrom 3,5-5,0%, wolfram 6-19%, wanad 1,0-4,8%, molibden 3,0 do 10%, niekiedy kobalt 4,5-10,0%, oraz odpowiednią obróbkę cieplną. W jej czasie dokonuje się wyżarzania, tak by dodatki stopowe utworzyły związki z węglem, tzw. węgliki, które w znacznym stopniu muszą się rozpuścić w ferrycie. Wymaga to bardzo uważnej i długotrwałej obróbki.

12.Jaka jest obróbka cieplna stali szybkotnących:

13.Na czym polega zjawisko twardości wtórnej w stalach szybkotnących: Polega na wydzieleniu się z austenitu szczątkowego przy 1szym odpuszczaniu drobnodysperyjnych węglików i przemianie austenitu szczątkowego w martenzyt hartowania podczas chłodzenia. Drugie odpuszczanie ma na celu zmniejszenie udziału pozostałego nieprzemienionego austenitu i zmniejszenie kurchości martenzytu hartowania.

14.Jakie własności powinny mieć powłoki stosowane na narzędzia: A)niższe tarcie B)wyższa adhezja C)Większa odporność na zużycie i pękanie D)działają jako bateria do dyfuzji E)wyższa twardość na gorąco iodporność na uderzenia.

15.Jakie wymagania powinny spełniać stale na łożyska toczne?A)wysoka twardość i odporność na zużycie;

B)wysoka odporność na zużycie stykowe;C)wysoka ciągliwość i odporność na korozję;D)wysoka czystość

16.Na czym polega korozja galwaniczna?Korozja ta jest wywołana kontaktem dwóch metali lub stopów o różnych potencjałach, powodującym wytworzenie się ogniwa galwanicznego. Przykładem tego rodzaju korozji może być korozja stali węglowej znajdującej się w kontakcie ze stalą chromowo-niklową, miedzi lub mosiądzu

ze stalą zwykłą lub ocynkowaną, która po rozpuszczeniu cynku będzie ulegała korozji. Korozja galwaniczna może być wywołana nie tylko obecnością wspomnianych makro-ogniw, lecz także i mikro-ogniw, które występują w obrębie jednego kawałka metalu. Przykładem tego rodzaju korozji może być selektywna korozja stopów, polegająca na rozpuszczaniu się składnika mniej szlachetnego, np. cynku w mosiądzu.

17.Co to jest pękanie naprężeniowo-korozyjne? Kruche pękanie stopu, uważanego za plastyczny w normalnych warunkach, poddanego jednoczesnemu działaniu naprężeń rozciągającychoraz środowiska korozyjnego, przy czym żaden z tych czynników działając samodzielnie nie powoduje zniszczenia. Warunkiem koniecznym pękania naprężeniowo-korozyjnego jest czułość na korozję międzykrystaliczną. Wśród stopów Al wrażliwe są stopy 2xxx, 7xxx oraz czasami 6xxx.

18.Jaki pierwiastek i w jakiej minimalnej zawartości zapewnia odporność stali na korozję? Podstawowym pierwiastkiem stali odpornych na korozję jest chrom, w ilości co najmniej 10,5%, który tworzy pasywną warstwę tlenku chromu (Cr2O3 ) na powierzchni stali.

19.Podział stali nierdzewnych ze względu na strukturę, podaj orientacyjne stężenie głównych pierwiastków w poszczególnych grupach stali: Ferrytyczne: 0,03- 0,1%C i 10,5-30%Cr oraz Molibden 0-4%Mo; Martenzytyczne: 0,05-1,2%C, 12,5- 25%Cr, 0-2,5%Mo, 0-5%Ni; Austenistyczne: 16-25%Cr, 8-29%Ni, do 0,04%C;

Ferrytyczno-austenityczne (dupleks): 0,03-0,05%C, 18,5-27%Cr, 4-7%Ni, do 4,5%Mo, 2%W, 0,08-0,35%N

20.Charakterystyka stali ferrytycznych: własności: umiarkowana lub dobra odporność korozyjna, odporność na korozję naprężeniową, dobra ciągliwość, dobra podatność na obróbkę plastyczną, magnetyczne, dostateczna wytrzymałość, słaba udarność, niska spawalność. Skład chemiczny: 0,02-0,08%C, 11,5-28%Cr. Obróbka cieplna: nie mogą być umacniane przez hartowanie, nie są umacniane przez odkształcanie. Zastosowanie: zlewozmywaki X6Cr17, samochodowe układy wydechowe X2CrTi12, kanały kominowe, sztućce, miski, zbiorniki gorącej wody.

21.Charakterystyka stali martenzytycznych: Własności: dostateczna odporność korozyjna, wysoka wytrzymałość, magnetyczne, niska odporność na korozję naprężeniową, niska ciągliwość, niska podatność na obróbkę plastyczną, niska udarność, niska spawalność. Skład chemiczny: 0,05-1,2%C, 12-18%Cr, 0,75-5,5%Ni Obróbka cieplna:hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie odprężające. Zastosowanie: ostrza noży X20Cr13, nożyce dla przemysłu papierniczego X30Cr13, membrany sprężarek, sprężyny, przyrządy chirurgiczne.

22.Charakterystyka stali austenitycznych: Własności:stale Cr-Ni-Mo: bardzo dobra odporność korozyjna, znakomita ciągliwość, znakomita podatność na obróbkę plastyczną znakomita udarność, świetna spawalność, niemagnetyczne, umacnianie przez przeróbkę plastyczną na zimno do wysokiej wytrzymałości, szeroki zakres temp. Pracy, dostateczna wytrzymałość, podatność na korozję naprężeniową, Stale Cr-Mn-Ni: dostateczna odporność korozyjna, znakomita ciągliwość, dobra podatność na obróbkę plastyczną, znakomita udarność dobra spawalność, niemagnetyczne, dostateczna wytrzymałość, podatność na korozję naprężeniową.[Molibden poprawia odporność korozyjną, jednak wymaga stosowania większej ilości niklu do stabilizacji austenitu] Skład chemiczny: 0,02-0,15%C, 16-25%Cr, 3,5-24%Ni. Obróbka cieplna:Struktura austenitu bez węglików i faz międzymetalicznych w wyniku przesycania w wodzie z zakresu temperatury 1000 - 1200°C (chłodzenie na powietrzu lub w wodzie). Czas wygrzewania 1 -3 min./mm grubości). Zastosowanie: meble gastronomiczne X5CrNi10-18, zbiorniki okrętowe do LNG, zbiorniki i urządzenia procesowe dla przemysłu chemicznego, naftowego, obróbka pożywienia piwa, wina, mięsa.

23.Charakterystyka stali ferrytyczno- austenitycznych:własności:znakomita odporność korozyjna, wysoka wytrzymałość, odporność na korozję naprężeniową, dobra udarność, dobra spawalność, dobra ciągliwość, umiarkowana podatność na obróbkę plastyczną. Skład chemiczny:0,03%C, 21,5-27%Cr, 1,5-7%Ni, 0,3-4%Mo.

Zastosowanie: Jedną z głównych przyczyn stosowania stali ferrytyczno-austenitycznych jest ich wspaniała odporność na pękanie naprężeniowo-korozyjne w obecności jonów Cl- (w porównaniu z konwencjonalnymi stalami austenitycznymi wyraźnie lepsza), X2CrNiMo22-5-3 przemysł stoczniowy, elementy i urządzenia pracujące w środowisku wody morskiej, wymienniki ciepła, zbiorniki i przewody rurowe, wyposażenie do przechowywania kwasów organicznych.

24.Definicja mosiądzu i brązu: Mosiądze są to stopy miedzi, w których głównym dodatkiem stopowym jest cynk, a jego zawartość jest większa niż 2%. Zawartość innych dodatków stopowych jest niewielka, przy czym nazwy mosiądzów zawierających je uwzględniają ten fakt, np. mosiądz aluminiowo-manganowo-żelazowy.

Brązy są to stopy miedzi, w których głównym dodatkiem stopowym NIE JEST cynk lub nikiel. Zawartość głównego dodatku jest zwykle większa niż 2%. W zależności od jego nazwy wyróżnia się brązy cynowe, aluminiowe, krzemowe, berylowe, manganowe i inne. Nazwy są bardziej złożone, gdy brązy są stopami

wieloskładnikowymi, np. brąz cynowo-cynkowy.

25.Jak zmienia się HB, Rm i A5 mosiądzu (stopu Cu-Zn) w zależności od zawartości Zn:

26.Podział brązów: A)Brązy cynowe ( stopy Cu – Sn ) B)Brązy cynowo-fosforowe(Cu-Sn-P ) C)Brązy cynowo- cynkowo (Cu-Sn-Zn) D) Brązy berylowe (Cu-Sn-Be) E) Brązy cynowo – ołowiowe ( Cu-Sn-Pb).

27.Co to jest segregacja dendrytyczna: Jest to różnica koncentracji składników. Zachodzi na granicach poszczególnych ziaren, podczas krystalizacji roztworów stałych szybko oziębianych. W tym przypadku

środek ziarna (dendrytu) jest bogatszy w składnik o wyższej temperaturze topnienia, a brzegi - w składnik o niższej temperaturze topnienia.

28.Obróbka cieplna brązów aluminiowych:

StanRm min., MPaA10 min., %HB min.

Surowy 600 12 120

hartowany 950°C, woda 600 2 130

hartowany 950°Ci odpuszczony w 300 ÷ 350°C 700 2 320

hartowany 950°C i odpuszczony w 500 ÷ 600°C 690 15 215

29.Co to są miedzionikle, jakie mają zastosowanie i własności: Miedzionikle to stopy miedzi, gdzie głównym dodatkiem stopowym jest nikiel w ilości 2-45%. Mają one dobre własności wytrzymałościowe, wysoka plastyczność i odporność na korozję. Stopy o dużej zawartości niklu mają też dużą elektryczną oporność właściwą. Miedzionikle o zaw. 5-10% Ni oraz 1% Fe i 0,5% Mn są stosowane na rury skraplaczy w przemyśle okrętowym. Stopy o zaw. 15-25% Ni – do wyrobu monet ze względu na dużą odporność na ścieranie. Zbliżony składem do nikieliny(ok. 20% Ni) jest stop CuNi19 o bardzo dobrych własnościach plastycznych i dużej odporności na korozję, stosowany głównie do platerowania. Konstantan(ok. 40% Ni) stosowany jest prawie wyłącznie w elektrotechnice. Ponieważ siła termoelektryczna konstantanu jest duża i rożnie proporcjonalnie z temperaturą, używa się go często do budowy termopar.

30.Jaki jest cel umocnienia wydzieleniowego i jakie są etapy tej obróbki: Umocnienie wydzieleniowe- zapewnia uzyskanie dobrego rozkładu drobnych wydzieleń w metalu i blokuje ruchy dyslokacyjne.Etapy:A)Przesycanie: stop nagrzewany jest do temperatury między temp. likwidus i solidus i wygrzewany w tej temperaturzeB)Hartowanie: materiał jest następnie chłodzony w wodzie do temperatury pokojowejC)Starzenie: materiał przesycony i zahartowany jest następnie starzony w celu uzyskania drobnych wydzieleni.

31. Własności i zastosowanie stopów Al-Mn: stopy Al-Mn(do 1,25% Mn) Większa ilość Mn powoduje występowanie dużej liczby cząstek Al6Mn, które zmniejszają ciągliwość stopów. Własności: średnia wytrzymałość, bardzo dobra ciągliwość, świetna odporność korozyjna. Zastosowanie: folie, pokrycia dachowe, opakowania głównie puszki.

32.Charakterystyka odlewniczych stopów aluminium: Siluminy-stopy aluminium z krzemem, odlewy mają właściwości zależne od czasu, jaki minął od dodania modyfikatora (np. metalicznego sodu) do wykonania odlewu. Bardziej optymalne efekty daje zastąpienie sodu strontem, jednakże wtedy trzeba zapewnić ochronę przed zanieczyszczeniem fosforem i kontaktem z chlorem. Taki silumin nie traci własności zarówno podczas przedłużającego się procesu odlewania stopu, jak i po wielokrotnych przetopach. Stosowane stopy podeutektyczne i eutektyczne.AL-CU- Dobra lejność, niska wytrzymałość na rozciąganie. Obrabialny cieplnie, przy czym wł. wytrzymałościowe wzrastają przy zmniejszeniu plastyczności. Do odlewu używa się stopów tylko podeutektycznych. Często stosuje się w nich dodatki Si, Mg, Ti oraz Fe, których zadaniem jest podwyższenie własności wytrzymałościowych i plastycznych.AL-MG mają dobre wł wytrzymałościowe przy zadowalających wł plastycznych. Są to też stopy podeutektyczne. Są bardzo odporne na działanie wody morskiej. Dodatki Si i Mn poprawiają wł odlewnicze tych stopów. Wł można zmieniać poprzez odpowiednią obróbkę cieplną.

33. Własności i charakterystyka stopów tytanu: Stopy tytanu charakteryzują się niezwykłą kombinacją właściwości. Gęstością równą 2/3 stali, nadzwyczaj wysoką wytrzymałością >1000MPa przy dość wysokiej ciągliwości A=14%, co sprawia, że łatwo poddają się obróbkom plastycznym na zimno. Jest odporny na korozję w temp. otoczenia. Posiada wysoką wytrzymałość względną i żarowytrzymałość, wytrzymałością termiczną, rozciąganie 1500-1800MPa. Może pracować w temp. -250 do 850*C.

34.Własności magnezu i jego stopów: Magnez- lekki metal, łatwo ulega erozji. Stosunkowo miękki. Stopy magnezu- bardzo lekkie stopy metali zawierające magnez oraz inne lekkie metale. Przykładem takiego stopu jest stop litowo-magnezowo-srebrowy,którego gęstość jest mniejsza od wody (pływa po niej), a jednocześnie ma dużą odporność mechaniczną.Zaletami stopów magnezu są bardzo mała waga oraz duża wytrzymałość mechaniczna, wadami skomplikowana technologia produkcji (konieczność pracy w atmosferze beztlenowej- magnez spala się przed osiągnięciem temperatury topnienia) i w konsekwencji wysoka cena oraz mała odporność na wysokie temperatury - możliwości pracy kończą się w okolicy 160-300 °Cz powodu niskich temperatur topnienia magnezu i litu.