1. Wymień i opisz znane metody pomiaru gęstości

Gęstość masa właściwa wielkość skalarna określająca masę substancji zawartą w jednostce objętości. g. średnia jest równa masie ciała podzielonej przez jego objętość.

Gęstość ciał stałych ρ=$\frac{A}{A - B}$ρ₀

ρ₀ - gęstość cieczy

ρ - gęstość próbki

A – masa próbki w powietrzu

B - masa próbki w cieczy

Metoda ta opiera się na prawie Archimedesa (ciało znużone w cieczy działa siła wyporu równa co do wartości ciężarowi wypartej cieczy, lecz skierowana przeciwnie). Można stosować ja do ciał o nieregularnych kształtach pozwala uniknąć bezpośrednich pomiarów gęstości

Gęstość cieczy. Bryłkę zawieszoną na cienkim druciku umocowanym na belce wagi ważymy dwukrotnie, raz w powietrzu i powtórnie gdy bryłka całkowicie zanurzona jest w wodzie. Nad szalką wagi umieszczona jest podstawka na której ustawia się zlewkę z wodą. Podstawkę należy ustawić w taki sposób aby nie dotykała szalki. M masę drucika zaniedbujemy jeśli jest mniejsza od czułości wagi.

ρ =$\frac{A - B}{V}\ $+d

1. Masa próbki w powietrzu

2. Masa próbki w cieczy

V – objętość nurnika

1. Metody badania jakości brykietów

w przypadku brykietów określenie twardości czasem jest nie możliwe dlatego wprowadzone pojecie współczynnika twardość (współczynnik twardości służy do określania jakości brykietów z zielonki przeznaczanej do skarmiana zwierząt)stało sie również miara jakości brykietów jako biopaliwa. znajomość twardości granulatu(twardości, wytrzymałości kinetycznej, hwytrzymałości na rzut, wyt. na ścieranie) jest niezwykle istotna

1. Podstawowe zależności występujące przy pomiarze współczynnika tarcia

T= μN

gdzie: T – siła tarcia [N],

N – siła nacisku [N],

μ – współczynnik tarcia

1. Od czego zależy współczynnik tarcia

Wartość siły t. zależy od wartości siły nacisku rodzaju i gładkośći powierzchni trących oraz w niewielkim stopniu od predkości

1. Co to jest tarcie

Tarcie rozdzielamy na: tarcie wewnętrzne (lepkośc) i zewnętrzne

Tarcie zewnętrzne jest to siła powstająca na styku dwóch ciał podczas ruchu względnego styczna do powierzchni trących. W zależności od sposobu powstawania wyróżniamy tarcie kinetyczne (podczas ruchu jednego ciała względem drugiego) i tarcie statyczne (pojawiające się w momencie wprawiania w ruch jednego ciala względem drugiego. Tarcie statyczne rośnie wraz ze wzrostem siły zewnętrznej do wartości T_{s max} po przekroczeniu której cialo rusza z miejsca). Warunkiem powstawania siły t. jest istnienie siły nacisku jednego ciala na drugie prostopadłej do płaszczyzny styku.

Tarcie wewnętrzne wielkość charakteryzująca płyn rzeczywisty; wyrażą wielkość sily oporu z jaką płyn reaguje na dzialanie zewnętrznych sił ścinających powodujących odkształcenie płynu.

1. Badanie twardości metody: Brinella, Vinkersa, Rocwella

Pomiar twardości metodą Vinkersa polega na wciskaniu wgłębnika w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratowej w powierzchnię badanego ciała. Twardość według metody Vickersa określa się analogicznie jak w metodzie Brinella, obliczając stosunek siły wciskającej wgłębnik w tworzywo badane do pola powierzchni bocznej odcisku.

Brinella polega na wciskaniu pod obciążeniem F wgłębnika, w postaci kulki o średnicy D, w powierzchnię badanego materiału, w czasie t. Średnica odcisku kuli d, jako średnia z dwóch pomiarów w kierunkach wzajemnie prostopadłych, służy do obliczania pola powierzchni odcisku (czasza kulista).

Rocwella wciskanie wgłębnika jest dwustopniowe. Wgłębnikiem jest tutaj stożek diamentowy o kącie wierzchołkowym 120 stopni lub kulka stalowa o średnicy 1,588 mm lub 3,175mm przy określonych obciążeniach.

1. I faza pomiaru zbliżenie próbki do głębnika

2. II faza pomiaru usuwanie obciążenia wstępnego

3. III faza pomiaru obciążenie całkowite

4. VI faza pomiaru usunięcie obciążenia pomiarowego (pozostaje obciążenie wstepne) odczytanie wyniku ze skali

5. Usunięcie obciążenia wstępnego i odsunięcie próbki od wgłębnika

1. Statyczne ściskanie materiałów konstrukcyjnych (granice zależności wykresy)

1. Próba rozciągania materiałów konstrukcyjnych

Próba ta polega na osiowym rozciąganiu próbek o ściśle określonych kształtach w uchwytach specjalnych maszyn, zwanych maszynami wytrzymałościowymi lub zrywarkami, pozwalającymi w sposób ciągły zwiększać siłę od zera do wartości, przy której następuje zerwanie próbki.

1. Co to jest chropowatość, metody i ich wyznaczanie

Chropowatość powierzchni jest to zbiór nierówności występujących w małej odległości od siebie. Wartość chropowatości zależy od procesów wytwarzania i rodzaju obróbki.

Metoda porównawcza polega na porównaniu chropowatości przedmiotów z chropowatością wzorca za pomocą:

· mikroskopów,

· komparatorów optycznych,

· komparatorów pneumatycznych,

· bez użycia przyrządów pomocniczych.

Metoda optyczna umożliwia pomiar parametru chropowatości Rz. W przyrządach optycznych do pomiaru chropowatości wykorzystano następujące zasady:

- zasada przekroju świetlnego, umożliwiająca pomiar Rz w zakresie od 1 do 60mm.

Zasada stykowego pomiaru nierówności polega na odwzorowaniu profilu powierzchni przez ostrze wzorujące, który przesuwa się wzdłuż zadanego odcinka pomiarowego. Ostrze prowadzone przez ślizgacz i związane jest z przetwornikiem (mechanicznym, pneumatycznym lub mechaniczno-elektrycznym), tworząc łącznie głowicę pomiarową. Przetwornik kieruje nadane przez ostrze impulsy do wzmacniacza i dalej do urządzenia wskazującego lub rejestratora

1. Obróbka cieplna: hartowanie wyżarzanie i odpuszczanie

Hartowanie, rodzaj obróbki cieplnej, której celem jest uzyskanie struktury o większej twardości, polegający na nagrzaniu stopu do temperatury stanu austenitycznego (powyżej linii GS układu żelazo-cementyt), wygrzewaniu w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie materiału oraz dostatecznie szybkim chłodzeniu (z szybkością większą lub równą tzw. szybkości krytycznej, przy której powstaje przemiana martenzytyczna).
Podstawowe ośrodki chłodzące stosowane w hartowaniu to: woda i roztwory wodne, oleje, stopione sole (np. saletra sodowa, potasowa) lub metale (np. ołów) oraz sprężone powietrze. W zależności od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie na wskroś oraz hartowanie powierzchniowe.
Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu i szybkim oziębieniu w celu uzyskania twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia.

W zależności od sposobu nagrzewania hartowanie powierzchniowe dzieli się na: płomieniowe (nagrzewanie palnikiem gazowym), indukcyjne (nagrzewanie prądami wirowymi wzbudzonymi w warstwie powierzchniowej oraz prądami szybkozmiennymi płynącymi w induktorze) i kąpielowe (nagrzewanie przez krótkotrwałe zanurzenie w kąpieli solnej lub ołowiowej o temperaturze dużo wyższej niż temperatura hartowania).
W zależności od sposobu chłodzenia rozróżnia się hartowanie: zwykłe, stopniowe i z przemianą izotermiczną. Hartowanie zwykłe (najczęściej stosowane) polega na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu i szybkim chłodzeniu.

Odmianą hartowania zwykłego jest hartowanie przerywane, podczas którego ochłodzony do ok. 300°C przedmiot zanurza się w oleju lub pozostawia na powietrzu, aby przemiana austenitu w martenzyt przebiegała wolniej w celu zmniejszenia naprężeń własnych i kruchości. Po hartowaniu zwykłym stosuje się zazwyczaj odpuszczanie

Hartowanie stopniowe polega na oziębianiu w kąpieli (najczęściej solnej) o temperaturze nieco powyżej przemiany martenzytycznej, krótkim przetrzymaniu w kąpieli i chłodzeniu na powietrzu. Hartowanie z przemianą izotermiczną polega na chłodzeniu przedmiotu w kąpieli saletrzanej o temperaturze wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej i utrzymaniu przedmiotu w tej kąpieli aż do zakończenia przemiany austenitu w bainit. Hartowanie z przemianą izotermiczną wymaga odpuszczania.

Wyżarzanie, metoda obróbki cieplnej materiału polegająca na ogrzewaniu przedmiotu z metalu lub stopu metali do określonej temperatury, utrzymaniu go w niej przez pewien czas, a następnie powolnym ostudzaniu. Wyżarzanie przeprowadza się, by usunąć naprężenia i niejednorodności, uzyskać pożądaną drobnoziarnistą strukturę materiału, a także np. w celu rekrystalizacji. W zależności od potrzeb stosuje się różne temperatury i czasy wyżarzania oraz różne czasy i sposoby studzenia.

Odpuszczanie, wyżarzanie odpuszczające, obróbka cieplna polegająca na nagrzaniu przedmiotów stalowych uprzednio zahartowanych (hartowanie) do określonej temperatury (zależnej od pożądanego efektu - 180-650°C), wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie ochłodzeniu.

Zależnie od temperatury, w jakiej przebiega proces, rozróżnia się:

- odpuszczanie niskie, w zakresie temperatur 180-250°C, którego głównym celem jest usunięcie naprężeń hartowniczych z zachowaniem wysokiej twardości,

- odpuszczanie średnie, w zakresie temperatur 250-500°C, mające na celu nadanie przedmiotom dużej wytrzymałości i sprężystości przy dostatecznej udarności,

- odpuszczanie wysokie, w zakresie temperatur 500-650°C, mające na celu nadanie dużej wytrzymałości na rozciąganie, dużej twardości, z zachowaniem odpowiedniej plastyczności.

1. Co to są materiały krystaliczne i amorficzne co to jest i na czym polega?

Materiały amorficzne - (bezpostaciowe) nie mają określonej temperatury topnienia stopniowo miękną i w dużym zakresie temperatury przechodzą z fazy stałej w ciekłą.

Do materiałów amorficznych należą: szkła, półprzewodniki amorficzne i amorficzne metale.

Materiały krystaliczne – rodzaj ciała stałego, w którym cząsteczki, atomy lub jony nie mają pełnej swobody przemieszczania się w objętości ciała i zajmują ściśle określone miejsca w sieci przestrzennej – mogą jedynie drgać wokół położenia równowagi.

Określenie – ciało krystaliczne odnosi się do ciał o dwojakiej budowie:

• monokryształu zwanego krócej kryształem,

• lub polikryształu.

Kryształy posiadają symetrię translacyjną oraz uporządkowanie układu w skali powyżej 50 Å, co odróżnia je od ciał amorficznych

1. Sieci krystaliczne – struktura budowa sieci krystalicznych

Sieć krystaliczna - sposób wypełnienia atomami przestrzeni tak, że pewna konfiguracja atomów zwana komórką elementarną jest wielokrotnie powtarzana.

1. Rodzaje sieci krystalicznej, układy sieci krystalograficznej (7)

Układ regularny

• komórka elementarna – sześcian

• trzy rodzaje sieci: prosta, centrowana przestrzennie i centrowana powierzchniowo

Układu heksagonalny

komórka elementarna – prosty graniastosłup o podstawie romba o kątach 60° i 120°

• trzy takie komórki tworzą graniastosłup heksagonalny (lepiej oddaje symetrię układu)

Układ tetragonalny

• komórka elementarna – prostopadłościan o podstawie kwadratowej

• dwa rodzaje sieci: prosta i centrowana przestrzennie

Układ trygonalnym (romboedryczny)

• komórka elementarna – romboedr

• kąty α, β, γ jednakowe, różne od 90° i mniejsze od 120°

Układ rombowy

• komórka elementarna – prostopadłościan

• cztery rodzaje sieci: prosta, centrowana przestrzennie, centrowana w podstawie, płasko centrowana

Układ jednoskośny

• komórka elementarna – pochyły równoległościan, którego dwie pary ścian są prostokątami, a

dwie ściany są równoległobokami

• dwie sieci: prosta i z centrowaną podstawą

Układ trójskośny

komórka elementarna – równoległościan, którego krawędzie a, b i c i kąty α, β, γ są różne

1. Budowa komórek sieciowych A1 A2 A3

A1 – ściennie (płasko) centrowanej układu regularnego (RSC),

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. Sieć ta należy do najgęściej wypełnionych rdzeniami atomowymi. Liczba koordynacyjna dla atomów sieci A1 wynosi 12, a liczba rdzeni atomowych przypadających na jedną komórkę sieciową – 4. Najgęstsze ułożenie rdzeni atomowych w tej sieci występuje w 4 płaszczyznach rodziny {111} oraz w 3 kierunkach rodziny 〈110〉, leżących w tych płaszczyznach. Płaszczyzny rodziny {111} są ułożone zgodnie z sekwencją ABCABC..., gdzie odpowiednio jako A, B i C są oznaczone płaszczyzny tej rodziny o odpowiednim rozkładzie atomów sieci A1 między węzłami tworzą się dwa rodzaje przestrzeni międzywęzłowych – tzw. luk. W kryształach czystego pierwiastka nie są one obsadzone żadnymi atomami. W stopach metali lub zanieczyszczonych metalach w lukach tych mogą występować atomy innych pierwiastków o odpowiednio małej średnicy, np. atomy węgla w sieci żelaza γ. Luki większe w sieci A1 tworzą się między przecinającymi się wszystkimi płaszczyznami z rodziny {111} i mają kształt oktaedru foremnego znajdują się w połowie każdej krawędzi i w środku geometrycznym

komórki. Luki mniejsze o kształcie tetraedru powstają między 4 rdzeniami atomowymi i jest ich 8 wewnątrz każdej komórki

A2 – przestrzennie centrowanej układu regularnego (RPC),

W elementarnej komórce sieci regularnej przestrzennie centrowanej A2 znajduje się 9 rdzeni atomowych, w tym 8 na narożach sześcianu, jeden zaś w jego środku geometrycznym. Liczba koordynacyjna tej sieci wynosi lk 8. Sieć A2 charakteryzuje się więc mniejszą gęstością wypełnienia rdzeniami atomowymi; płaszczyzny są w niej rzadziej wypełnione rdzeniami atomowymi niż płaszczyzny {111} w sieci A1. Najgęstsze ułożenie rdzeni atomowych w sieci A2 mają płaszczyzny {110}, których jest 12, a w nich kierunki 〈111〉, po dwa w każdej płaszczyźnie. W sieci A2 występują luki oktaedryczne, zajmujące środek płaszczyzn zewnętrznych sześcianów oraz w połowie długości każdej z krawędzi, i luki tetraedryczne po 4 na każdej ścianie sześcianu.

A3 – heksagonalnej o gęstym ułożeniu atomów (HGU), niekiedy zwanej heksagonalną

zwartą (HZ).

W sieci heksagonalnej 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. W sieci tej występują gęsto obsadzone atomami płaszczyzny (0001), podobnie jak płaszczyzny {111} w sieci A1 oraz 3 kierunki o gęstym ułożeniu atomów

Sieć A3 jest utworzona z naprzemianległych płaszczyzn typu A i B (rys. 3.9b) o sekwencji ABAB... W sieci A1 występuje natomiast dodatkowo płaszczyzna typu C przy sekwencji ułożenia płaszczyzn ABCABC... W przypadku idealnych sieci A3 stosunek wysokości elementarnej komórki sieciowej c do odległości rdzeni atomowych w płaszczyźnie podstawy a jest równy c/a = 1,633, chociaż zwykle różni się od tej wartości. W sieci A3 luki oktaedryczne i tetraedryczne są takie same jak w sieci A1.

1. Rodzaje defektów sieci krystalicznej

Defekty sieci krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach. Wynikają one z natury procesu krystalizacji.

1. Punktowe:

   • wakansy – wolne miejsca w sieci krystalicznej,

   • wyjście atomu na powierzchnie kryształu,

   • atomy międzywęzłowe – opuszczające węzły wskutek drgań cieplnych,

2. Liniowe – inaczej dyslokacje:

   • krawędziowe – poprzez wprowadzenie ekstrapłaszczyzny między nieco rozsunięte płaszczyzny sieciowe, miarą dyslokacji jest wektor Burgersa, wyznaczony poprzez kontur Burgersa i prostopadły do linii dyslokacji krawędziowej,

   • śrubowe – powstają w wyniku przesunięcia płaszczyzn atomowych, wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji śrubowej,

   • mieszane – liniowa i krawędziowa występujące w strukturach rzeczywistych,

3. Powierzchniowe:

   • granice ziaren – wąska strefa materiału,w której atomy są ułożone w sposób chaotyczny. Gdy kąt między kierunkami 2 sąsiednich kierunków krystalograficznych jest:

     • większy od 15 stopni to szerokokątowa granica,

     • mniejszy – wąskokątowa,

   • granice międzyfazowe:

     • koherentne – atomy granicy ziarna są wspólnymi atomami obydwóch ziarn,

     • półkoherentne,

     • zerwanie koherentności - największe umocnienie,

   • błąd ułożenia – wskutek dyslokacji krawędziowej, EBU – energia błędu ułożenia,

Oprócz tego występują też defekty warstwowe takie jak:

• uskoki sieci krystalicznej,

• nakładanie się dwóch sieci na siebie,

• rozwarstwienie.

Miarą doskonałości kryształu jest jego stopień zdefektowania mierzony liczbą defektów do teoretycznej ilości atomów jaką powinna zawierać sieć. Zazwyczaj zdefektowanie sieci rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Defekty sieci krystalicznej odpowiadają za różne własności kryształów, m.in. takie jak: półprzewodnictwo, barwy, luminescencję.

1. Czynniki decydujące o doborze materiałów inżynierskich

Ogólne:

względny koszt

gęstość

Mechaniczne:

moduł sprężystości

wytrzymałość

odporność na pękanie

wskaźnik zmęczeniowy

Cieplne:

przewodność cieplna

dyfuzyjność

pojemność cieplna

temperatura topnienia

temperatura zeszklenia

współczynnik rozszerzalności cieplnej

odporność na udary cieplne

odporność na pełzanie

Zużycie:

wskaźnik zużycia

Korozja wskaźnik korozyjny

1. Co to jest faza w stopach metali, schemat rozmieszczenia atomów stało/różno-węzłowego?

Faza – jest to część układu jednorodna pod względem fizycznym i krystalograficznym, oddzielona od reszty układu resztą międzyfazową (α, β, γ, …).

1. Reguła dźwigni

Reguła dźwigni (reguła odcinków) – służy do określania procentowego udziału faz w stopie przy danej temperaturze w stanie równowagi.

1. Reguła faz

Reguła faz podaje zależność między ilością stopni swobody układu, a ilością składników zawartych w różnych fazach. Stopniem swobody nazywa się ilość składników, które możemy zmieniać niezależnie od siebie (temperatura, ciśnienie) nie naruszając jednak przez to równowagi, a więc nie powodując zanikania lub powstawania nowych faz.

1. Linie likwidus solidus

Likwidus – linia powyżej, której znajduje się ciecz.

Solidus – linia poniżej, której znajduje się ciało stałe.

1. Wykresy fazowe z przemianą eutektyczną

2. Układ żelazo węgiel

Układ żelazo-węgiel, dwuskładnikowy układ równowagi utworzony przez żelazo i węgiel, krzepnący przeważnie jako układ żelazo-cementyt. Zazwyczaj układ żelazo-węgiel przedstawiany jest graficznie w formie wykresu, na którym linie ciągłe dotyczą układu żelazo-cementyt (stopów, w których węgiel występuje pod postacią cementytu), a linie przerywane - układu żelazo-grafit (stopów, w których węgiel występuje pod postacią grafitu).

Przemiana perytektyczna zachodz w temp. 1495ºC, jest przemianą, podczas której, w czasie chłodzenia, dwie fazy (jedna z nich ciekła) przemieniają się w jedną fazę stałą. L + α → β

Przemiana eutektyczna
Przemianę Ciecz → α + β nazywamy przemianą eutektyczną. Zachodzi w temp. 1148ºC.Przemiana eutektyczna jest przemianą, w której udział biorą trzy fazy. Podczas przemiany, w czasie chłodzenia, ciecz przemienia się w dwie fazy stałe jednocześnie.

Przemiana eutektoidalna
Zachodzi w temp. 727ºC, jest przemianą, w której biorą udział trzy fazy. Podczas chłodzenia faza stała przemienia się w dwie inne fazy stałe jednocześnie. γ → α + β

Linia Likwidus układu żelazo węgiel przebiega między punktami ABCD.
Linię Solidus wyznaczają punkty AHJECF dla układu żelazo węgiel i AHJE’C'F’ dla układu żelazo grafit. Oznacza to że wzdłuz linii AB wydzielają się z cieczy kryształki ferrytu, wzdłuż linii BC kryształki austenitu, natomiast wzdłuż linii CD cementyt zwany pierwotnym.

Linia ES określa zmienną rozpuszczalność węgla w austenicie pozostajacym w rownowadze z cementytem i oznacza się to symbolem Acm. Ponieważ przy chłodzeniu rozpuszczalność węgla maleje od 2,11% w temperaturze 1148ºCdo 0,77%C w 727ºC, nadmiar wegla wydziela się w postaci cementytu zwanego wtórnym.
Podobnie linia PQ określa zmienną rozpuszczalność węgla w ferrycie. W temperaturze 727ºC rozpuszcza się o,0218% C, podczas gdy w temperaturze pokojowej 0,008% C. Stad przy chłodzeniu nadmiar węgla wydziela się w postaci cementytu zwanego trzeciorzędowym.

1. Ferryt austenit

Ferryt (od łacińskiego słowa ferrum = żelazo) jest to prawie czyste żelazo, o twardości 50-70 HB, a więc zbliżonej do twardości miedzi, jest międzywęzłowym roztworem stałym węgla w żelazie α. Oznacza się go bądź symbolem Fea(C), bądź krótko a. Graniczna zawartość węgla w ferrycie w stanie równowagi wynosi w temperaturze 20°C zaledwie 0,008% i wzrasta w temperaturze 723°C do 0,02% (punkt P na wykresie). Natomiast ferryt wysokotemperaturowy może zawierać w temperaturze 1493°C do 0,1% C

Austenit jest międzywęzłowym roztworem węgla w żelazie g i oznaczony jest bądź symbolem Feg(C), bądź literą g. Graniczna zawartość węgla w austenicie w temperaturze 1130°C wynosi 2,06% (punkt E na wykresie). W stopach żelaza z węglem w stanie równowagi austenit występuje jedynie w temperaturach wyższych od 723°C. Natomiast w niektórych stalach stopowych, zawierających np. nikiel lub mangan, austenit w stanie równowagi istnieje również w temperaturach niższych.

Podobnie jak żelazo a, austenit jest paramagnetyczny. Odznacza się przy tym dużą plastycznością, zwłaszcza przy niższej zawartości węgla. Również gęstość austenitu zależy od zawartości węgla (średnio wynosi ona 8,1 g/cm³).

1. Podział stali w zależności od zawartości węgla i ich oznaczenia

Podział stali ze względu na zawartość węgla

a)
- niskowęglowe (poniżej 0,25% C)

- średniowęglowe (od 0,25 do 0,6 % C

- wysokowęglowe (powyżej 0,6% C)

b)
- podeutektoidalne (perlityczno – ferrytyczne)

- eutektoidalne (perlityczne)

- nadeutektoidalne (perlit + cementyt)

5. Fazy i składniki strukturalne występujące w układzie żelazo – cementyt

a) fazy:

- austenit (roztwór stały międzywęzłowy węgla w Fe γ); atomy węgla wchodzą w luki okta lub tetraedryczne, krystalizuje w sieci A1, max. rozpuszczalność węgla w Fe γ wynosi 2,11 %
- ferryt (roztwór stały międzywęzłowy węgla w Fe α); atomy węgla wchodzą w luki okta lub tetraedryczne (bardziej spłaszczone – mniej miejsca), krystalizuje w sieci A@, max. rozpuszczalność węgla w Fe α wynosi 0,0218%

cementyt Fe3C (struktura rombowa); twardy, kruchy, max.

Podział stali ze względu na zastosowanie (oznakowanie stali)

a) stale konstrukcyjne (zawartość węgla do 0,7 %)

zwykłej jakości (ogólnego przeznaczenia) oznaczane są: St0; St3 do St7

dodatkowo S – do spawania

X – nieuspokojone

Y – półuspokojone

niestopowe do utwardzenia powierzchniowego i ulepszania cieplnego oznaczane są liczbą dwucyfrową oznaczającą zawartość węgla w setnych częściach procenta np. 10 – 0,1%C

b) stale narzędziowe (zawartość węgla od 0,7 – 1,4 %) oznaczane są np. N7E– gdzie liczba oznacza dziesiąte części procenta zawartości węgla- płytkohartujące się (oznaczane literą E)
- głębokohartujące się.

1. Stopy aluminium

Własności wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.

Stopy aluminium dzieli się na:

• odlewnicze (PN-EN 1706:2001)

• do obróbki plastycznej (PN-EN 573-3:2005)

Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 – 25%), np. z krzemem (silumin) tworzą ze sobą układ eutektyczny; z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią(duraluminium może zaw dodatki Mg Mn Fe Si), niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.

Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.

Najnowszy stop, dzięki któremu można spawać aluminium, to alumilut (temperatura topnienia 380 °C). Niektóre stopy aluminium nadają się zarówno do odlewania, jak i przeróbki plastycznej.

1. Właściwości mechaniczne kompozytów

2. Własności polimerów

- możliwosć stosowania ich w różnorodnej postaci (jako materiały konstrukcyjne i powłokowe, jako kleje, kity i apretury, włókna, folie)

- często znaczną odpornosć chemiczna

-małą gęstosć i w stosunku do niej znaczną wytrzymałosć mechaniczną

- dobre własciwosci cieplne, izolacyjne, optyczne

- łatwosć formowania wyrobów

-możliwosć uzyskania estetycznego wyglądu (przezroczystosć, łatwosć barwienia, połysk)

1. Podział kompozytów (co to jest osnowa)

• ze względu na postać zbrojenia

• kompozyty proszkowe

• kompozyty włókniste

a) z włóknem ciągłym (ułożone jednokierunkowo)

b) z włóknem ciętym zorientowanym (ułożone w jednym kierunku)

c) z włóknem ciętym niezorientowanym (ułożone w sposób chaotyczny)

• kompozyty wytworzone przez człowieka (sztuczne)

• kompozyty naturalne

Osnową jest

• najczęściej polimer np. poliepoksyd, poliester

• metale: Ti, Ni, Fe, Cu lub ich stopy

• ceramika

Funkcje:

• spaja razem włókna i działa jako ośrodek przekazujący obciążenia zewnętrzne włóknom

• chroni włókna przed uszkodzeniami powierzchniowymi na skutek tarcia mechanicznego lub reakcji chemicznych z otoczeniem

• służy jako bariera zapobiegająca rozprzestrzenianiu się pęknięć dzięki temu, że jest miękka i plastyczna

1. Węgliki spiekane – co to jest wytrzymałość na czym polega?

Węglik spiekany, twardy metal, stop spiekany – materiał narzędziowy uzyskany z węglików takich metali jak wolfram, tytan, rzadziej tantal, niob, cyrkon, chrom metodami metalurgii proszkowej.

Rozdrobnione węgliki ulegają sprasowaniu pod wpływem wysokich temperatur i ciśnienia. Spoiwem węglikow spiekanych jest kobalt, czasem nikiel lub wanad. Elementy wykonane z węglików spiekanych charakteryzują się wysoką odpornością na ścieranie, twardością (900-1600 HV) i są mniej kruche od stellitów. Węgliki spiekane zachowują swoje charakterystyki do temperatury 1000 °C.

Szerokie zastosowanie węglików spiekanych znalazło swój wydźwięk w produkcji różnego typu narzędzi skrawających typu: noże tokarskie, wiertła, frezy.

Zastosowane jako narzędzi do obróbki skrawaniem pozwala na wielokrotne zwiększenie prędkości skrawania. Nadają się do obróbki skrawaniem takich materiałów jak porcelana, stal hartowana, żeliwo białe itp. Używane są także do zbrojenia narzędzi górniczych (końcówki raczków) przy wierceniu otworów strzałowych, na kilofki do maszyn wrębowych, na słupki do koron wiertniczych, na wiertła obrotowo-udarowe.

Węglików spiekanych używa się także do wytwarzania oczek przeciągarek, głowic wiertniczych i wierteł stomatologicznych, kłów tokarskich, ciągadeł do drutu.

Wadą węglików jest ich kruchość. Z tego materiału wykonuje się tylko niewielkie płytki przytwierdzone do korpusu narzędzi skrawających w miejscu ostrza. Z korpusem mogą być łączone:

• trwale, przez lutowanie – po zużyciu płytki są wtedy ostrzone, co jest operacją czasochłonną i kosztowną;

• rozłącznie, przez różnego rodzaju mechaniczne mocowanie (płytki wieloostrzowe) – po zużyciu zmienia się ostrze lub wymienia płytkę.

Płytki wieloostrzowe najczęściej powleka się warstwami TiC, TiC i Al₂O₃, TiC i Al₂O₃ i dodatkowo trzecia warstwa TiN lub wielowarstwowo w różnych kombinacjach tych materiałów.

Istnieje metoda dodatkowego zwiększenia trwałości płytki przez nagniatanie.

1. Wytrzymałość na rozciąganie kompozytów