Materiałoznawstwo - egzamin

Metale

Wymień typy komórek elementarnych charakteryzujących sieci krystaliczne. Jakiego typu komórki mają odmiany alotropowe żelaza i grafitu. Jaka jest rozpuszczalność węgla w poszczególnych odmianach alotropowych żelaza i z czego ona wynika.

Wyróżniamy 3 podstawowe typy sieci krystalicznych: -sieć regularna ściennie centrowana A1 Sieć regularna przestrzennie centrowana A2 Sieć heksagonalna A3 Ferryt wysokotemperaturowy (Ferryt G) A2 Austenit A1 Ferryt A2 Grafit A3 Odmiany alotropowe żelaza wykazują zdolność rozpuszczania węgla zależną od temp., przy czym max. Rozpuszczalność występuje w temp. przemian: perytektycznej, eutektycznej i eutektoidalnej. Zróżnicowana rozpuszczalność węgla w ferrycie i austenicie wiąże się z kształtem luk oktaedrycznych. W ferrycie są one spłaszczone, a uwzględniając że średnica atomu węgla jest większa od średnicy luk powoduje. że rozpuszczalność węgla jest mała i nie przekracza 0,0218%.Większa rozpuszczalność węgla w austenicie wiąże się z kulistym kształtem luk oktaedrycznych.

Opisz zjawisko polimorfizmu i związanych z nim własności materiału na przykładzie ferrytu.

Liczne pierwiastki podczas nagrzewania lub chłodzenia, a także pod wpływem ciśnienia zmieniają swoją budowę krystaliczną. Takie pierwiastki nazywają się pierwiastkami polimorficznymi, a ich odmiany różniące się budową krystaliczną -odmianami alotropowymi. Poniżej temp. 912C Trwałą jest odmiana Fe@ o sieci A2, W temp 912C następuje przemiana alotropowa Fe alfa Fe gamma czyli powstaje austenit o sieci A1 mające inne własności mechaniczne i fizyczne niż ferryt.

Czym jest monokryształ i polikryształ. Wskaż różnice.

Monokryształy charakteryzują się prawidłowym rozmieszczeniem przestrzennym atomów z zachowaniem jednakowej orientacji wszystkich elementarnych komórek sieciowych w całej objętości kryształu. Monokryształy wykazują silną zależność własności fizycznych, mechanicznych i innych od kierunku pomiaru lub pobrania próbki. Polikryształy składają się z ziaren, z których każde ma w przybliżeniu prawidłową strukturę krystaliczną. Przypadkowa orientacja krystaliczna poszczególnych ziaren decyduje o niemal jednakowych własnościach tych materiałów w różnych kierunkach.

Wymień i opisz rodzaje defektów sieci krystalicznej.

Do wad budowy krystalicznej zaliczamy:

defekty punktowe - wakanse - wolne węzły sieci krystalicznej, oraz atomy międzywęzłowe, tj. atomy, które opuściły pozycje węzłowe i przemieściły się do pozycji międzywęzłowych. Defekty pkt. Mają niewielkie wymiary w krysztale i powstają w wyniku drgań cieplnych węzłów sieci wokół położeń równowagowych. Znane są dwa mechanizmy powstawania defektów pkt. Pierwszy z nich, zwany efektem Frenkla, powstaje wskutek przemieszczenia się atomu z pozycji węzłowej w międzywęzłowo z jednoczesnym utworzeniem wakansu. Drugim z tych mechanizmów jest defekt Schottky'ego, polegający na wytworzeniu wakansu w wyniku przemieszczenia się atomu z pozycji węzłowej sieci na powierzchnię kryształu.
defekty liniowe - dyslokacje. Do głównych rodzajów dyslokacji należą: dyslokacje krawędziowe, śrubowe i mieszane. Dyslokacje krawędziową stanowi krawędź płaszczyzny sieciowej przerwanej w krysztale. Taka płaszczyzna, zwana półpłaszczyzną lub ekstrapłaszczyzną sąsiaduje z dwoma płaszczyznami sieciowymi o prawidłowej budowie. Zależnie od usytuowania ekstrapłaszczyzny dyslokacja krawędziowa może być dodatnia lub ujemna. Miarą wielkości dyslokacji jest wektor Burgersa. Wlk. Tego wektora można wyznaczyć za pomocą konturu Burgersa. Dyslokacje krawędziowe leżą w płaszczyźnie poślizgu lj. w płaszczyźnie sieciowej o najgęstszym ułożeniu atomów, mogą się w krysztale przemieszczać pod działaniem naprężeń stycznych o wartości wyższej od krytycznej. Powoduje to odkształcenie plastyczne przez poślizg. Innym mechanizmem poruszania się dyslokacji krawędzi. Jest wspinanie, polegające na odłączeniu się atomów od ekstraplasz. I ich migracji do wolnych pozycji węzłowych sieci tj. wakansów. Dyslokacja śrubowa powstaje wskutek przemieszczenia jednej części kryształu w płaszczyźnie poślizgu względem drugiej, równolegle do osi zwanej linią dyslok, śrubowej. Dyslokacje śrubowe mogą być prawoskrętne lub lewoskrętne. Dyslokacje o dowolnej orientacji wektora Burgersa (beta) względem linii dyslokacji noszą nazwę dyslokacji mieszanych. Można je traktować jako nałożone na siebie dyslokacje krawędziowe i śrubowe.
defekty powierzchniowe - granice ziaren i granice międzyfazowe. Granice ziaren oddzielają ziarna różniące się wzajemną orientacją krystaliczną, a w stopach technicznych ponad to składem chemicznym. W zależności od kąta dezorientacji krystalicznej granice ziaren dzieli się na wąskokątowe i szerokokątowe. Granice wąskokątowe, powstające w miejscu zetknięcia pod ziarna charakteryzują się niewielkim kątem dezorientacji krystalicznej. Granica wąskokątowe daszkowe łączą kryształy o wspólnym kierunku krystalograficznym równoległym do granicy. Granice wąskokąt, skrętne powstają w miejscu połączenia kryształów o wspólnym kierunku sieciowym prostopadłym do granicy. Granice szerokokątowe charakteryzują się dużym kątem dezorientacji krystalicznej ziaren, na styku których powstają. Granice międzyfazowe to granice między ziarnami różnych faz różniących się parametrami i typem sieci. Granice międzyfazowe można podzielić na: koherentne, półkoherentne i niekoherentne

Jaki Jest wpływ defektów sieci krystalicznej na wytrzymałość materiałów. Jakle są praktyczne metody zwiększające wytrzymałość metalu.

Wady budowy krystalicznej w istotny sposób wpływają na własności wytrzymałościowe i plastyczne metali. Obliczenia teoretyczne wskazują że najlepszymi właściwościami wytrzymałościowymi powinny cechować się metale o idealnej budowie krystalicznej. Potwierdza to fakt, że wysokie własności uzyskują kryształy włoskowate, tzw.wiskery. Dążenie do ograniczenia wad budowy krystalicznej jest jednak technicznie bardzo trudne. Praktyczne metody zwiększania wytrzymałości metali polega na znacznym zwiększeniu gęstości wad budowy krystalicznej, co można osiągnąć przez rozdrobnienie ziaren, wydzielenia faz o dużej dyspresji, a także przez gniot wskutek w skutek odkształcenia plastycznego na zimno.

Na czym polega umocnienie materiału, w wyniku Jakiej obróbki ono powstaje.

Każdemu odkszta1ceniu plastycznemu większość metali towarzyszy w mniejszym lub większym stopniu zjawisko umocnienia, któremu towarzyszą zmiany w strukturze. Mogą one być wywołane działaniem sił zewnętrznych w procesach technologicznych takich jak: walcowanie, kucie, tłoczenie, przeciąganie, a także pod wpływem przemian fazowych. Metal umocniony w stosunku do nieumocnionego charakteryzuje się wyższymi własnościami wytrzymałościowymi tj. wyższą wytrzymałością na rozciąganie Rm, granicą plastyczności Re lub wyższą twardością. Natomiast własności plastyczne takie jak: wydłużenie i przewężenie w wyniku umocnienia maleją. Umocnienie jest wynikiem malejącej wraz z przyrostem naprężenia zdolności przemieszczania się dyslokacji na skutek blokowania ich przez inne dyslokacje oraz przeszkody takie jak atomy obce, granice ziaren, wydzielenia itd.

Podaj definicję liczby Poissona oraz przedział Jej wartości. Scharakteryzuj wielkości wchodzące w skład tej liczby.

Wartość bezwzględna zwężenia względnego do wydłużenia względnego nazywamy współczynnikiem odkształcenia poprzecznego lub liczbą Poissona. Przykładowe wartości liczby Poissona dla różnych materiałów:

Materiał	r
Korek	0,00
Szkło	0,2-0,26
Stal	0,25-0,33
Miedź	0,30-0,34
Kauczuk	0,40-0,45

Opisz doświadczenie Hooke'a posługując się odpowiednim wykresem. Przedstaw krzywe rozciągania na dla charakterystycznych materiałów.

Wielkości charakteryzujące własności wytrzymałościowe i plastyczne mateiałów można wyznaczyć i obliczyć na podstawie statycznej próby rozciągania, która polega na jednoosiowym rozciąganiu próbki ze stała szybkością aż do jej pęknięcia Wytrzymałość na rozciąganie Rm, czyli naprężanie normalne w próbce obliczone jako stosunek największej sHy rozciągającej F m, uzyskanej podczas próby, do pola powierzchni przekroju początkowego próbki So Wyraźną granicę plastyczności Re jest naprężenie rozciągające w próbce, po osiągnięciu którego następuje wyraźny wzrost jej wydłużenia przy ustalonej lub nieco zmniejszonej sile rozciągającej. W przypadku braku cech wyraźnej granicy plastyczności wywołująca w próbce umowne wydłużenie trwałe równe 0,2%.

Wymień i opisz metody badania twardości materiałów.

Statyczne metody pomiaru twardości polegają na wciskaniu penetratora w badany materiał poza granicę sprężystości, do spowodowania odkształceń trwałych.

M Brinneła-polega na statycznym wciskaniu kulki stalowej lub kulki z węglików spiekanych o określonej średnicy z określoną siłą obciążającą w badany materiał, a następnie pomiarze średnicy powstałego odcisku.
M Rockwella-polega na dwustopniowym wciskaniu w badany materiał wgłębnika oraz pomiar trwałego przyrostu głębokości odcisku po odciążeniu. M Vickersa- polega na wciśnięciu w metal diamentowego ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie między przeciwległymi ścianami = 136 stopni.

Co to jest udarność materiału, opisz jak, i po co, się ją wyznacza.

Udarność jest to stosunek energii zużytej na złamanie próbki do pola powierzchni w miejscu karbu. Polega na złamaniu jednym uderzeniem młota wahadłowego Charpy'ego próbki z karbem podpartej swobodnie na obu końcach i pomiarze energii jej złamania.

Wymień i scharakteryzuj własności użytkowe materiałów.

Własności materiałów to zespól cech określających relację tworzywa na działanie czynników zewnętrznych. Dzielimy je na:

fizyczne(przewodność elektryczna, przewodność cieplna, ciepło właściwe, własności magnetyczne)
Mechaniczne(wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie, przewężenie)
Technologiczne(decydują o przydatności materiałów do określonej obróbki) chemiczne(szybkość rozpuszczania odporność na korozję)

Jaka jest różnica między roztworami stałymi różnowęzłowymi i międzywęzłowymi?

W przypadku gdy atomy pierwiastka rozpuszczonego są usytuowane w sposób nieuporządkowany w przestrzeniach międzywęzłowych sieci metalu rozpuszczalnika, roztwór stały jest nazwany roztworem stałym międzywęzłowym. Gdy atomy metalu rozpuszczonego zajmują przypadkowo dowolne węzły w sieci krystalicznej metalu rozpuszczalnika, roztwór stały jest nazwany roztworem stałym różnowęzłowym.

Narysuj i opisz krzywą termiczną przemiany krystalizacji cieczy jedno I dwuskładnikowej. Do czego służą krzywe termiczne przemian układów dwuskładnikowych.

Na rys przedstawiono krzywe termiczne przemiany krystalizacji cieczy jednoskładnikowej i dwuskładnikowej. Widać wyraźnie że krzepnięcie cieczy jednoskładnikowej odbywa się w stałej tempe.T1 Natomiast proces krzepnięcia cieczy dwuskładnikowej odbywa się w zakresie temp T2 i T3,Pkt. przegięcia na tej krzywej przeniesione na układ temperatura-zawartość składników wyznaczają linie likwldus (1 pkt. przegięcia) oraz solidus (2 pkt. przegięcia) Krzywe termiczne pozwalają na wyznaczenie układu równowagi fazowej stopu.

Od czego zależy szybkość krystalizacji. Opisz przebieg powstawania krystałltów.

Szybkość procesu krystalizacji jest uzależniona od szybkości zarodkowania, od ilości zarodków krystalizacji tworzących się w ciągu jednostki czasu w jednostce objętości cieczy oraz od liniowej szybkości zarodkowania. Krystalizacja przebiega przez zarodkowanie i wzrost zarodków. Zarodkami krystalizacji w fazie ciekłej są zespoły bliskiego uporządkowania o wlk. Większej od krytycznej, do których przyłączają się kolejno następujące atomy. Natomiast zespoły bliskiego uporządkowania o wlk. podkrytycznej, zwane embrionami, ulegają rozpuszczeniu w cieczy.

Scharakteryzuj składniki obszarów jednofazowych układu metastabilnego żelazo - węgiel.

Ferryt- roztwór stały, międzywęzłowy węgla w żelazie alfa.Ferryt może rozpuścić max O,0218%C w temp. przemiany eutektoidalnej 727°C
Wysokotemperaturowy ferryt gamma-to roztwór stały węgla w wysokotemperaturowej odmianie żelaza alfa. Wykazuje on większą rozpuszczalność węgla niż ferryt alfa (do O,09%)ma również większy parametr sieci niż ferryt alfa.
Austenit -roztwór stały, międzywęzłowy węgla w żelazie gamma o maksymalnej rozpuszczalności węgla 2,11 %. W warunkach równowagi nie może Istnieć poniżej temperatury (727C). Przemiana eutektoidalna przebieg zgodnie ze wzorem ys 727°C alfa p +Fe,C, co oznacza, że przy ochłodzeniu austenit o składzie punktu S(O,77%C) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektoidalną ferrytu o składzie punktu P i cementytu zwaną perlitem. Przemiana ta występuje we wszystkich stopach o zawartości węgla wyższej od pkt, P(O,0218%C). W stopach o zawartości węgla wyższej niż 2,11 przemianie eutektoidalnej podlega również austenit wchodzący w skład ledeburytu, w wyniku czego poniżej 727 C stop składa się z perlitu oraz cementytu i jest nazywa się ledeburytem przemienionym.

Podaj charakterystyczne informacje dotyczące przemiany perytektycznej w układzie Fe-Fe,C.

Przemiana perytektyczna przebiega zgodnie ze wzorem 5h+L. 1495C 1/CO oznacza że przy chłodzeniu ferrytu 5 o składzie pkt. H reaguje z roztworem ciekłym L o składzie pkt B dając w wyniku austenit o składzie pkt.J Przemiana ta zachodzi w stopach o zawartości węgla w zakresie między pkt H(0,09%) i B(0,53%)

Podaj charakterystyczne informacje dotyczące przemiany eutektycznej w układzie Fe-Fe,C.

Przemiana eutektyczna przebiega zgodnie ze wzorem L, 1148C y.._Fe3C. co oznacza, że przy chłodzeniu roztwór ciekły o składzie C(4,3%C) ulega rozkładowi na mieszaninę eutektyczną złożoną z austenitu o składzie pkt E i cementytu, zwaną ledeburytem. Przemiana ta zachodzi tylko w stopach o zawartości węgla wyższej od pkt E(2,11%)

Cementyt w układzie Fe-FeC występuje jako pierwotny, wtórny i trzeciorzędowy. Z czego to wynika?

Cementyt pierwotny- wydzielający się z roztworu ciekłego zgodnie ze zmienną rozpuszczalnością węgla w cieczy wzdłuż linii CD. Cementyt wtórny- wydzielający się w stanie stałym z austenitu w wyniku malejącej rozpuszczalności węgla w roztworze stałym 1 wzdłuż linii ES. Cementyt trzeciorzędowy - wydzielający się w stanie stałym z ferrytu w wyniku malejącej rozpuszczalności węgla w roztworze stałym alta wzdłuż linii pa

Opisz przebieg krzepnięcia stopu o składzie pod, nad I eutektycznym na wykresie Fe-Fe3C.

Chłodzenie stopu o składzie podeutektycznym. Krystalizacja rozpoczyna się od wydzielania austenitu 1 wzdłuż linii BC. Skład cieczy L zmienia się do odpowiadającego pkt.C Po osiągnięciu temp. 1148C przebiega przemiana eutektyczna L>y+Fe3C, Bezpośrednio z cieczy powstaje ledeburyt, czyli mieszanina eutektyczna złożona z austenitu 1 i cementytu wtórnego Fe3C,Podczas dalszego chłodzenia z przesyconego austenitu wydzielają się kryształy cementytu wtórnego Fe,C, Skład austenitu przesuwa się do odpowiadającego pkt.S Ochłodzenie stopu do tem.727C powoduje przemianę eutektoidalną austenitu w perlit. Powstaje w ten sposób ledeburyt przemieniony. Poniżej temp. 727C strukturę stopu stanowi perlit. ledeburyt przemieniony i cementyt wtórny. Chłodzenie stopu o składzie nadeutektoidalnym. Wraz z ochładzaniem stopu do temp. Odpowiadającej linii CD bezpośrednio z cieczy zaczynają się wydzielać kryształy cementytu pierwotnego Fe,C,.W miarę dalszego chłodzenia stopniowo zwiększa udział tych kryształów. Jednocześnie ciecz ubożeje w węgiel, aż do stężenia pkt. C W temp 1148C powstała ciecz krzepnie jako eutektyka y+Fe3C, i powstaje ledeburyt. Dalsze chłodzenie stopu do temp.727C wpływa na wydzielenie nadmiaru węgla z austenitu ledeburycznego w postaci cementytu Fe,C,. W temp. 727C austenit przemienia się w perlit, tworząc ledeburyt przemieniony Poniże] temp. Eutektoidalnej. strukturę stopu stanowi ledeburyt przemieniony i cementyt pierwotny.

Chłodzenie stopu o składzie eutektycznym. Stop o składzie pktC (4,3%C) w temp.1148 ulega przemianie eutektycznej polegającej na tym że ciecz w tej temp. Zamienia się w mieszaninę eutektyczną austenitu o składzie pkt.E i cementytu zwaną ledeburytem. Po ochłodzeniu stopu do temp. 727C następuje przemiana eutektoidalna austenitu w perlit>powstaje w ten sposób ledeburyt przemieniony>Stop o składzie 4,3%C w temp. Pokojowej ma strukturę ledeburytu przemienionego.

Opisz przebieg krzepnięcia stopu o składzie pod, nad I eutektoidalnym na wykresie Fe-Fe3C.

Chłodzenie stopu o składzie podeutektoidalnym>Obniżenie temp. Cieczy metalicznej do temp. Odpowiadającej AB powoduje wydzielenie z cieczy kryształów ferrytu wysokotemp. y o udziale zwiększającym się, aż do osiągnięcia temp. 1495C W tej temp przebiega przemiana perytektyczna L +0>1. Nadmiar cieczy w tym stopie decyduje o uzyskaniu mieszaniny austenitu i cieczy L po zakończeniu przemiany perytektycznej. Ciecz z tej mieszaniny przemienia się z kolei w kryształy austenitu. Poniżej linii JE występuje wyłącznie austenit 1 Dalsze chłodzenie stopu do temp. odpowiadającej linii GS powoduje zapoczątkowanie przemiany austenitu 1 w ferryt alta. Skład austenitu przesuwa się do odpowiadającego pkt.S W temp. 727C przebiega przemiana eutektoidalna utworzonego austenitu w perlit. Pozostała część osnowy stopu stanowi ferryt, która skład przesuwa się do odpowiadającego pkt. P poniżej temp 727C z przesyconego węglem ferrytu wydziela się cementytu trzeciorzędowy Fe3C, Struktura stopu w temp pokojowej stanowią: ferryt, perlit i Fe,C3.

Chłodzenie stopu o składzie nadeutektoidalnym. Wraz z obniżeniem temperatury do odpowiadającej linii BC, Z cieczy bezpośrednio powstaje austenit. Jego udział stopniowo zwiększa się w tym stopie w miarę dalszego chłodzenia. W temperaturze niższej od odpowiadającej linii SE austenit uzyskuje pełne nasycenie węglem. Powoduje to wydzielenie kryształów cementytu wtórnego Fe,C,. Skład austenitu zmienia się wzdłuż linii SE do odpowiadającego pkt S. W temp. 727C następuje przemiana eutektoidalna austenitu (1) w per1it a wydzielony uprzednio cementyt wtórny Fe,C, nie ulega zmianie. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej strukturę stopu stanowi pelit i cementyt wtórny.

Chłodzenie stopu o składzie eutektoidalnym. Wraz z obniżaniem temp. Do odpowiadającej linii BC, z cieczy bezpośrednio powstaje austenit którego udział zwiększa się stopniowo w miarę dalszego chłodzenia. W temperaturze niżej od odpowiadającej linii JE występuje wyłącznie austenit. W temp. 727C zachodzi przemiana eutektoidalna w wyniku której z austenitu o składzie pkt. S(O,77%C) i cementytu, zwana perlitem i Poniżej temp. 727C strukturę stopu stanowi pertit.

W jakim celu przeprowadza się obróbkę cieplną stall.

Obróbka cieplna jest technologią obejmująca zespól zabiegów wywołujących polepszenie własności mechanicznych i fizyko-chem, metalu i stopów, powodowane zmianami struktury w stanie w stanie stałym w wyniku zmian temp, czasu oraz działania ośrodka. Obróbka cieplna polega na nagrzaniu stali do odpowiedniej temp, wygrzaniu w tej temp, a następnie chłodzeniu. Celem obróbki cieplnej jest uzyskanie drobnoziarnistej struktury, a stad uzyskane wysokich własności wytrzymałościowych, uzyskanie dużej twardości.

Co jest Istotą przemiany martenzytycznej? Jaki musi być spełniony warunek jej zajścia. Jak nazywa się powstała struktura i jakie są jej własności.

Przemiana martenzytyczna jest przemianą bezdyfuzyjną i zachodzi przy dużym przechłodzeniu austenitu do temp. Ms, początku tej przemiany przy chłodzeniu z szybkością większą od krytycznej V •. W wyniku tej przemiany powstaje martenzytu, czyli przesycony roztwór węgla w żelazie alta .Przemiana martenzytyczna zachodzi pod warunkiem ciągłego obniżania temp. w zakresie od temp początku przemiany Ms do temp. Mt jej końca>Wartość Ms i Mt zależą od składu chemicznego austenitu i obniżają się ze zwiększeniem stężenia węgla w austenicie oraz wszystkich niemal dodatków stopowych z wyjątkiem Al. I Co. Podczas przemiany martenzytycznej następuje skoorodowane przeniesienie atomów bez zmiany sąsiadujących atomów dziedzicznych z austenitu. W wyniku przemiany martenzytycznej w stalach mogą utworzyć się dwa rodzaje martenzytu: listowy i płytkowy. Utworzą martenzyt jest fazą bardzo twardą, ale jednocześnie bardzo kruchą.

Na czym polega odpuszczanie i w jakim celu ten rodzaj obróbki przeprowadza się. Czy zmieni się struktura stall zahartowanej poddanej następnie wysokiemu odpuszczaniu?

Odpuszczanie polega na nagrzaniu stali zahartowanej do temp. niższej od A." wygrzaniu w tej temp. i ochłodzeniu do temp. pokojowej. W zależności od temp. odpuszczanie może być niskie, średnie i wysokie. Odpuszczanie niskie jest wykonywane w temp 150-200Cm celem tej operacji jest usunięcie naprężeń hartowniczych z zachowaniem dużej twardości, wytrzymałością i odpornością na ścieranie. Odpuszczanie średnie (250-500Cels) Celem tej operacji jest zachowanie dużej wytrzymałości i sprężystości. przy niewielkim obniżeniu twardości. Odpuszczanie wysokie (500-A.,) ma na celu osiągnięciu możliwie dobrych własności plastycznych stali. Martenzyt wysokoodpuszczony nie jest przesycony węglem i charakteryzuje się bardzo małą gęstością dyslokacji, stając się podobny do ferrytu. Występujące w nim wydzielenia cementytu stają się w dużej mierze skoagulowane. Połączone operacje hartowania i wysokiego odpuszczania nazywamy ulepszaniem cieplnym.

Na czym polega wyżarzanie zupełne stali, czym różni się od wyżarzania zmiękczającego? Dlaczego dla stali nadeutektoidalnej przeprowadza się wyżarzanie niezupełne? W Jakim celu przeprowadza się wyżarzanie rekrystalizujące.

Wyżarzanie zupełne stali polega na jej nagrzaniu do temp, o 30-50C wyżej od Ac" Ac", (liniaGSE), wygrzaniu w tej temp, i następnym bardzo wolnym chłodzeniu, np. z piecem w zakresie temp, miedzy Ac, i Ac", a Ac,. Dalsze studzenie może odbywać się na powietrzu. Ten rodzaj wytarzania prowadzi do wytworzenia struktury zbliżonej do stanu równowagi. Ma ona na celu zmniejszenie twardości i naprężeń wewn, oraz zwiększenie ciągliwości stali. Wytarzanie zmiękczające polega na nagrzewaniu stali do temp, zbliżonej do Ac, wygrzaniu w tej temp, bardzo wolnym chłodzeniu do temp, ok.6ooC i następnie dowolnym chłodzeniu do temp, otoczenia. w wyniku tej operacji strukturę stali stanowi cementyt kulkowy w osnowie ferrytu . Wyżarzanie rekrystalizujące usuwa umocnienie metalu uprzednio odkształconego plastycznie na zimno. powoduje zmniejszenie twardości i wytrzymałości oraz zwiększenie ciągliwości metalu co umożliwia dalszą obróbkę plastyczną na zimno.

Na czym polega stabilizowanie. Jakiego typu urządzenia wymagają stosowania materiału uprzednio stabilizowanego.

Stabilizowanie polega na chłodzeniu stali bezpośrednio po hartowanie do temp, niższej od OC, Wychładzaniu w tej temp. a następnie nagrzaniu do temp, pokojowej. Obróbka ta umożliwia zmniejszanie udziału austenitu szczątkowego w strukturze stali powodując zwiększenie udziału martenzytu. Dzięki tej obróbce uzyskuje się stabilizacje wymiarów obrabianych przedmiotów najczęściej są jej poddawane sprawdziany i narzędzia pomiarowe

W jakim celu przeprowadza się obróbkę cleplno-chemiczną. Wymień rodzaje.

Obróbka cieplno-chemiczna stali polega na wzbogaceniu w węgiel lub azot powierzchniowej warstwy przedmiotu z miękkiej stali. Zabieg ten odbywa się w środowisku chemicznym przez dyfuzję węgla lub azotu w głąb stali w wysokiej temp. W wyniku tego procesu otrzymuje się twardą powierzchnię zewnętrzną oraz miękki i ciągliwy rdzeń. Do najważniejszych rodzajów obróbki cieplno-chemicznej, należą: nawęglanie, azotowanie i cyjanowanie.

Wymień główne rodzaje stali węglowych lich zastosowania.

stale konstrukcyjne zwykłej jakości, wyższej jakości
stale łożyskowe. stale sprężynowe
stale narzędziowe
stale szczególnego przeznaczenia

Dane są następujące gatunki stall:St4, St4X, St7. Jakiego typu jest to stal, własności mechaniczne poszczególnych gatunków, który z nich najlepiej nadaje się do głębokiego tłoczenia(np. karoserii samochodowych lub elementów osłon urządzeń)

Są to stale węglowe konstrukcyjne, cyfry symbolizują wytrzymałość i wydłużenie stali z zakresu od 300-870 MPa (większym cytrom odpowiada większa wytrzymałość i mniejsze wydłużenie) Litera X oznacza - stal nieuspokojoną(nieotlenioną)
Stal która najlepiej nadaje się do głębokiego tłoczenia elementów karoserii samochodowych lub osłon urządzeń jest to St4 St4=St4X - -stal węglowa konstrukcyjna, Rm=400-580Mpa, Re=215-275Mpa, A5=15-22% Stal węglowa konstrukcyjna, Rm=650-870Mpa, Re=325-365Mpa, A5=8-11%

Dana jest stal 09, 40 I N9.Jakie są struktury tych stali I własności mechaniczne. Jaki rodzaj obróbki cieplnej można zastosować aby polepszyć te własności.

09(A) - stal konstrukcyjna(do nawęglania) 0,07-0, 13%C, 0,3-O,6%Mn, 0,15-O,4%Si, sO,035%P, ,;0,035%S, Rm=450-800Mpa, Re2270Mpa, A5:<14%
40 - stal węglowa konstrukcyjna do normalizowania, ulepszania cieplnego lub hartowania powierzchniowego, 0,37-O,44%C, 0,5-0,8%Mn, O,I-O,4%Si, ,;0,04%P, ,;O,04%S, Rm=570Mpa, Re:<335Mpa, A5:<19%
Na - stal węglowa narzędziowa głęboko hartująca, 0,65-0,74%C, 0, 15-O.35%Mn, 0,15-0,35%Si, ,;0,03%P, ,;0,03%S, :<0,25%Cu i Ni, twarda, odporna na ścieranie, mała hartowność i obniżenie twardości po podgrzaniu powyżej 200

W jakim celu stosowane są składniki stopowe. Podaj typowe rodzaje i zastosowania stall zaw. te składniki.

Składniki stopowe stosowane są w celu zmiany struktury stali, warunków obróbki cieplnej oraz zmieniają własności mechaniczne w temperaturze pokojowej i podwyższonej. Prawie wszystkie Składniki(pierwiastki) stopowe powodują przesunięcie punktów krytycznych układu równowagi fazowej Fe-C (Fe-Fe,C). Charakterystyczne, ze względu na Ich własności, dodatki stopowe to Ni, er, Mn, W, SI.

Stal40H - stal konstrukcyjna stopowa do ulepszania cieplnego. Zawiera około 0.4% C i około 0,7%Mn stosowana jest na silinie obciążone wały. osie. korbowody. przekładnie zębate i inne części maszyn.
Stal 605GH stal konstr.stopowa sprężynowa. Zawiera O.6%C 1 %Mn 1.20/0$1. Stosowana jest na silnie obciążone sprężyny
Stal SK 10V stal szybkotnąca zawiera około 1,2 %C 4%Cr 10%W 3%V i 10%Co przeznaczona jest na wysoko dajne frezy noże tokarskie frezarskie.
Stal OH18N9 stal chromowoniklowa odporna na korozję. Zawiera mniej więcej 0,07%C 18%Cr 90/0Ni. Stal odporna na korozję atmosferyczną wodną roztwory NH, dodatkowo odporna na działanie kwasów nie organicznych i wody morskiej i stosowana w przemyśle spożywczym.

Jakle wymogi musi spełniać stal narzędziowa. Czym różnią się stale nisko I wysoko stopowe narzędziowe. Jakie są charakterystyczne cechy stall szybkotnącej. Duża twardość po zahartowaniu. odporność na zużycie, ciągliwość, niewrażliwość na przegrzanie, mała odkształcalność przy hartowaniu.

Stale nisko i wysoko stopowe narzędziowe różnią się: stal niskostopowa nie jest odporna na korozję w atmosferze powietrza i wielu innych środowiskach Cechy charakterystyczne: stal twarda, odporna na wysoką temperaturę, posiada zdolność skrawania przy szybkościach skrawania i grubościach wióra wywołujących nagrzewanie się narzędzi aż do ok. 600°C.

Dane są dwa gatunki stali: 20HG i H26N20S2. Jaka jest struktura i przeznaczenie, ile zawierają węgła składników stopowych 20HG•stal stopowa konstrukcyjna C 0,17-0,22%, Mn 1,1-1,4, P i S maxO,035%, Cr 1-1,3%, Ni maxO,3% - strukt: niskoodpuszczony martenzy1

H25N20S2- stal żaroodporna i żarowytrzymała, struktura austenityczna, stos: na silnie obciążone części w przem. Naftowym chemicznym szklarskim do wysokich temp., do pieców kotłów

Podaj typ, skład (w tym fosforu I siarki) i przeznaczenie następujących stali: 16H, 60S2, SW18, H18N8, 11G12(stal Hadflelda) 15H - 0,12-0.18 C do 0,035 P i 0,035 S - stal stopowa konstrukcyjna

SW18 - 0.75-0,85 C do 0,03 P do 0.03 S 17-19% W- stal stopowa szybkotnąca wolframowa. na narzędzia skrawające z dużą prędkością
60S2 -0,57-0,65 C do 0,04 P do 0,04 S 1,5-1,8% Si - stal stopowa sprężynowa krzemowa, do wyrobu sprężyn i resorów
11 G 12 - 1•1,3 C i 11-14% Mn-ST AL HADFIELDA Charakterystyka: wybitna odporność na ścieranie, duża odporność na uderzenia, odporność na zużycie, zła obrabialność i skłonność do gruboziarnistości, struktura austenityczna przy próbach obróbki pod wpływem dużych miejscowych naprężeń zamienia się w martenzytyczną. Zastosowanie: części gąsienic do traktorów i czołgów, kosze I chwytaki do koparek. rozjazdy tramwajowe i kolejowe

Co to jest korozja międzykrystaliczna. W Jakich stalach występuje i jak można jej przeciwdziałać.

Korozja międzykrystaliczna powstaje na granicy ziaren metalu po nieprawidłowej obróbce cieplno-chemicznej, tworzy się w miejscach znacznego obniżenia Cr. Poniżej 12%. Korozji międzykrystalicznej zapobiega się przez obniżenie zawartości węgla (<0,07%) lub wprowadzenie tytanu w ilości czterokrotnej procentowej zawartości węgla.

Co to jest staliwo, jakie ma zastosowania. Podaj rodzaje staliwa.

Staliwo jest to stop żelaza z węglem o udziale węgla do 2,11 % odlewane do form odlewniczych celem uzyskania gotowego przedmiotu użytkowego. Staliwo podobnie jak stal dzielimy na węglowe i stopowe.
Staliwo węglowe: twardość i Wytrzymałość zależy od struktury występującej w stopie.
Wyroby ze staliwa możemy poddawać obróbce cieplnej zwłaszcza wyżażaniu zupełnemu lub zmiększającemu.
Staliwo stopowe zawiera celowo wprowadzone dodatki nadające odlewowi wymagane właściwości np. L 18H2N (0.18% węgla, 2% chromu i 1% molibdenu) Zastosowanie: szyny kolejowe (Haldfielda), części młynów kulowych. szczęki łamaczy kamieni, kasy pancerne, gąsienice czołgów.

Dane są staliwa: 230-460 i 270-480. Podaj Własności mechaniczne tych staliw, które staliwo zawiera więcej węgla.

oba tyle samo węgla- 0,26%C 230-450 -Re=230Mpa Rm=450Mpa A5=22% Z=31 %, KV=45J 270-480 -Re=270Mpa Rm=480Mpa A5=18% Z=250/0, KV=22J

Podaj klasyfikację żeliw. Omów cechy charakterystyczne żeliwa szarego oraz dziedziny jego stosowania.

Żeliwa dzielimy na: żeliwo szare, białe, modyfikowane, szare sferoidalne, stopowe, chromowe, wysoko manganowe, niklowe.

Żeliwo szare oznacza się symbolem ZI w połączeniu z trzycyfrowym znakiem, określającym minimalną wytrzymałość na rozciąganie. Ma ono dobre właściwości odlewnicze, dużą Wytrzymałość na ściskanie i małą udarność. WytrzymałośĆ na rozciąganie waha się w granicach 100-400 Mpa, a twardość HB=190-290. Gęstość wynosi 6,67-7.4 g/cm³, temp. topnienia 1135-1400°C.
Żeliwo szare dzieli się na osiem gatunków: Z1100, Z1150. Z1200, Z1250, Z1300, ZI350, Zł400, ZI X. Żeliwo X oznacza żeliwa szare bez odbioru na wytrzymałość na rozciąganie. Zastosowanie: np. Zi150 jest używane na mało obciążone części. jak pokrywy i osłony. Z żeliwa Z1250 wykonuje się kadłuby silników, obudowy skrzyni biegów.
Z ZI300 wykonuje się koła zamachowe, tarcze dociskowe sprzęgieł, prowadnice zaworów.

Omów cechy charakterystyczne żeliwa sferoidalnego oraz dziedziny jego stosowania.

Żeliwo szare sferoidalne powstaje przez dodanie magnezu lub ceru albo obu tych składników do ciekłego żeliwa. W rezultacie następuje wydzielenie grafitu w postaci kulkowej. Żeliwa tego rodzaju charakteryzują się znaczną ciągliwością przy dość dużej wytrzymałości oraz dobrej lejności i obrabialności. Wytrzymałość na rozciąganie żeliwa sferoidalnego wynosi do 800MPa, a twardość 300 HB, czyli właściwości są zbliżone do stali. Z żeliwa sferoidalnego wykonuje się koła zębate, cylindry silników spalinowych, wały korbowe, wały rozrządu, pierścienie tłokowe.

Omów rodzaje żeliwa ciągliwego, sposoby otrzymywania, struktur i zastosowania.

Żeliwo ciągliwe otrzymuje się przez długotrwałe wyżarzanie odlewów Z żeliwa białego. Żeliwo to ma również właściwości zbliżone do stali. Żeliwo ciągliwe dzielimy na trzy rodzaje:

żeliwo ciągliwe białe-otrzymuje się przez wyżarzanie w atmosferze odwęglającej- struktura tego żeliwa składa się w zasadzie z ferrytu(prawie czyste żelazo) a jego przełom jest biały.
Żeliwo ciągliwe czarne-otrzymuje się przez wyżarzanie w atmosferze obojętnej, struktura tego żeliwa składa się w zasadzie z osnowy ferrytycznej i wydzielin tzw. grafitu żarzenia, a jego przełom jest czarny
Żeliwo ciągliwe perlityczne otrzymuje się przez wyżarzanie w atmosferze obojętnej nie doprowadzając jednak do końca procesu grafityzacji pozostawiając węgiel w postaci cementytu eutektoidalnego. Struktura tego żeliwa składa się z perlitu z wydzielinami grafitu żarzenia. przy czym zwykle wokół wydzielin grafitu występują niewielkie ilości ferrytu. Przełom żeliwa jest srebrzystobiały. Z żeliwa ciągliwego wykonuje się obudowy mechanizmu różnicowego i przekładni kierowniczych, służy również do wyrobu części armatury wodociągowej, kanalizacyjnej i gazowej.

Wymień podstawowe metale lekkie, Ich własności oraz dziedziny zastosowań tych metali i ich stopów.

Do metali lekkich zaliczamy: Tytan. lit, sód, potas, rubid, wapń, magnez, beryl, cez, glin, bar. Tylko magnez, beryl, glin i tytan, jako trwałe w warunkach atmosferycznych, znajdują zastosowania konstrukcyjne.

Tytan jest dodatkiem do stali, jego stopy stosowane są w konstrukcjach pojazdów kosmicznych, samolotów, statków, w metalurgii jako odtleniacze. Stos: narzędzia i implanty chirurgiczne narzędzia skrawające, aparatura laboratoryjna. Stalowoszary, lekki, twardy, wytrzymały mechanicznie metal, gęstość 4,5 g/cm', temperatura topnienia 1668'C. Tworzy dwie odmiany alotropowe. Łatwo pochłania gazy.
Magnez jest srebrzystobiałym metalem o gęstości 1,74 g/cm³ (najlżejszy z metali trwałych w war atmosferycznych i temp topnienia 6SO•C. do produkcji lekkich stopów, np. elektronu oraz wyrobu sztucznych ogni
~ jest srebrzystobiałym metalem, twardym i kruchym, gęstość 1.85 g/cm³, temp topnienia 1280°C. Metaliczny beryl stos w technice jądrowej do wytwarzania okien przepuszcza promieni X oraz oslon pochłaniających strumienie neutronów. Beryl może służyć także jako dodatek do stopów innych metali.
ID!njest srebrzystobiałym, kowalnym i ciągliwym metalem, o własnościach amfoterycznych, gęstość 2,7 g/cm³, temp topnienia 660•C. stos w przemyśle lotniczym i samochodowym. Metaliczny glin służy do produkcji przedmiotów codziennego uży1ku, przewodów elektrycznych, aparatury chemicznej, zwierciadeł teleskopowych, folii stosowanej powszechnie do pakowania.

Wymień podstawowe metale ciężkie, ich własności oraz dziedziny zastosowań tych metali i ich stopów.

Metale ciężkie (metale o gęstości większej od umownie przyjętej granicy, najczęściej 4,5 g/cm³):

Ołów jest typowym metalem o barwie szarej, miękkim, plastycznym, krystalizuje w układzie regularnym. ρ=11,34 g/cm³, T_top=327,4°C. Wszystkie związki są trujące. Zastosowanie: płyty akumulatorowe, osłony kabli elektrycznych, śrut, elementy pocisków. Arkusze ołowiane chronią przed wibracjami i hałasem.
Kadm jest srebrzystobiałym metalem, ρ=8,65 g/cm³, T_top=321°C. Zastosowanie: w produkcji stopów, do sporządzania powłok ochronnych (kadmowanie) i do produkcji akumulatorów.
Chrom jest twardym, srebrzystoniebieskim metalem (ρ=7,19 g/cm³, T_top=1890°C), składnik stali specjalnych, charakteryzuje się wyższą odpornością mechaniczną i chemiczną, służy do wytwarzania powłok galwanicznych.
Miedźjest ciągliwym i kowalnym metalem o czerwonym połysku, najlepszy, po srebrze, przewodnik ciepła i elektryczności. Zastosowanie: do wyrobu przewodów elektrycznych, blach.

Dany Jest stop AlZn6Mg2Cu. Jaka jest jego nazwa, jakie własności, gdzie znajduje zastosowanie. Podaj udziały wszystkich składników tworzących ten stop. AIZn6Mg2Cu - duraluminium, 5-7%Zn, 1,8-2.8%Mg, 1,4-2%Cu, 0,2-0,6%Mn, O, 1-0,25%Cr; ulegają starzeniu po kto Rm=430Mpa, Stosowane na obciążone elementy konstrukcji lotniczych, pojazdów mechanicznych i maszyn.

Dane są stopy CuZn15 i CuN126. Jakie są ich nazwy, własności, gdzie znajdują zastosowanie. Podaj udziały wszystkich składników tworzących ten stop.

CuZn15 - mosiądz dwuskładnikowy; Cu 84-86%, Zn ok.15%; podatny do obróbki plastycznej na zimno, odporny na korozję naprężeniową, dobrze lutowany; Na wężownice, membrany, rurki manometryczne;
CuNi25 - miedzionikiel; Ni 24-26%; Cu ok.75%; Mn 0,1-0,5%; bardzo dobra odporność na ścieranie i korozję, monety;

Dane są stopy CuSn8 i CuBe2Pb. Jakle są ich nazwy, jakle własności, gdzie znajdują zastosowanie. Podaj udziały wszystkich składników tworzących ten stop.

CuSn8 - Brąz cynowy: Sn 7,5-8,5%, P 0,01-0,35%, Cu ok92%; własności wytrzymałościowe i sprężyste bardzo wysokie, duża odporność na korozję i ścieranie, dobrze skrawalny podatny do lutowania, spawania i obróbki plastycznej na zimno: Sprężyny, membrany, sita papiernicze, rurki manometryczne.
CuBe2Pb - Brąz specjalny berylowy Pb 0,2-0.6% Be 1.8-2,1 %, Cu ok9800; b.wysokie właściwości wytrzymałościowe i sprężyste b.duża odporność na korozję i ścieranie. podwyższona skrawalność, brak iskrzenia; Sprężyny, elem. Sprężynujące i narażone na ścieranie narzędzia nieiskrzące

Dany Jest stop SnSb11Cu6, Jaka jest jego nazwa, Jakle własności, gdzie znajduje zastosowanie. Podaj udziały wszystkich składników tworzących ten stop.

SnSb11Cu6-babbit 11%Sb, 6%Cu reszta Sn; Zastosowanie: panewki łożysk ślizgowych pracujących przy obciążeniach statycznych i dynamicznych o dużym natężeniu i średnich prędkościach obwodowych zaleta jest odporność na ścieranie wynikająca z obecności twardych kryształów występujących w miękkiej osnowie.

Wymień rodzaje wyrobów ceramicznych, jakimi własnościami się różnią, jakle jest ich zastosowanie.

Materiały ceramiczne, tj. wapień, piaskowiec, granit zwane ceramiką naturalną, to najtrwalsze materiały konstrukcyjne. Tworzywa ceramiczne przeznaczone na dachówki, cegły, wyroby garncarskie są wytwarzane z gliny formowanej w stanie wilgotnym, a potem suszonej i spiekanej. Na narzędzia skrawające stosuje się diament, korund, węglik i azotek krzemu, sialony (cechujące się dużą gęstością i trwałością), dwutlenek cyrkonu, a zastosowanie w budownictwie znalazł! cement (mieszanina wapna, krzemionki i korundu) Do ceramiki specjalnej należą materiały dla elektroniki, tworzywa ogniotrwałe oraz do celów medycznych. Tworzywa ceramiczne odznaczają się odpornością na wstrząsy cieplne, na działanie wysokiej temperatury i czynników chemicznych, dobrymi właściwościami mechanicznymi, dielektrycznymi i dużą twardością.

Jakie wymogi powinien spełniać materiał ogniotrwały?

Nie powinny mięknąć i roztapiać się w wysokiej temperaturze ani pękać, gdy następuje zmiana temperatury, wykazywać małą rozszerzalność cieplną i odporność na działanie czynników chemicznych.

Wymień rodzaje materiałów ogniotrwałych I krótko je scharakteryzuj (budowa własności eksploatacyjne)

Kwaśne (krzemionkowe, kwarcowo-szamotowe, szamotowe) za podstawowy składnik mają SiO₂, który charakteryzuje się wielopostaciowością (materiały krzemionkowe). Wyróżnia się 3 odmiany krystaliczne: kwarc, trydymit i krystobalit.
Zasadowe (magnezytowe, dolomitowe, forsterytowe, magnezytowo-krzemianowe, wapienne) charakteryzują się bardzo dużą ogniotrwałością i dużą odpornością na korozję pod wpływem żużli zasadowych i żelazistych.
Obojętne (chromitowe, chromowo- magnezytowe, węglowe, z węglika krzemu SiC) odznaczają się obojętnością chemiczną w stosunku do stopionych żużli, soli i metali, które nie reagują z węglem, ulegają natomiast wypalaniu w gazowych ośrodkach utleniających w temperaturze powyżej 400°C.

Wymień podstawowe rodzaje materiałów budowlanych i krótko je scharakteryzuj.

Cegła jest to materiał budowlany, najczęściej w kształcie prostopadłościanu, wytwarzany z gliny i piasku lub innych surowców mineralnych. W procesie wypalania uzyskuje on wytrzymałość mechaniczną i odporność na działanie atmosfery. Cegła wapienno- piaskowa otrzymuje te właściwości w procesie działania pary wodnej pod ciśnieniem.
Cement jest rodzajem spoiwa hydraulicznego, twardniejącego po rozrobieniu z wodą i po utwardzeniu. Służy do przygotowywania zapraw murarskich i betonów.
Betony są to specyficzne kompozyty składające się z kruszywa i piasku, związane ze sobą spoiwem. Takim spoiwem jest zazwyczaj zaczyn cementowy, ale stosuje się też asfalt lub polimery. Ze wzglądu na gęstość pozorną rozróżniamy: Beton ciężki, beton zwykły i beton lekki.

Wymień podstawowe własności elastomerów i termoplastów oraz wskaż miejsca ich zastosowań.

Elastomery- grupa tworzyw polimerycznych, które po dużym odkształceniu wykazują w temp. pokojowej zdolność do prawie natychmiastowego powrotu do postaci pierwotnej lub do niej zdjęciu (gumy) poliizopren (produkcja opon samochodowych), polibutadien (produkcja opon samochodowych), polichloropren (produkcja kabli elektrycznych, uszczelek)

Termoplasty odznaczają się zwykle budową liniową, łatwo miękną podczas ogrzewania i twardnieją po ostygnięciu. Nawet używane wiele razy nie ulegają degradacji chemicznej ani zanikowi plastyczności i zdolności do formowania , co daje przetwarzania odpadów.
polietylen (PE) produkcja opakiowań
polichlorek winylu (PVC) twardy do produkcji rur; miękki na osłony izolacyjne, wykładziny podłogowe
poliwęglany (PC) elektrotechnika, elektronika, samochody, art. gosp. dom.

Podaj własności oraz zastosowania tworzyw fenolowych i aminowych. W Jakiej postaci są najczęściej stosowane?

Tworzywa fenolowe i aminowe stanowią grupę duroplastów termoutwardzalnych. Charakteryzują się dobrymi własnościami mechanicznymi, dielektrycznymi i termicznymi. Fenoplasty w postaci żywic lanych wykorzystuje się do wyrobu galanterii, uchwytów narzędzi, form; w postaci tłoczyw: wyroby powszechnego użytku, części elektrotechniczne, obudowy aparatów telefonicznych, radiowych i fotograficznych, z tłoczyw zawierających azbest i opiH9 metalowe wykonuje się okładziny cieme hamulców i sprzęgieł. Aminoplasty znajdują zastosowanie m.in. jako kleje, środki impregnujące, spoiwa do płyt wiórowych, lakiery chemoutwardzalne, produkuje się z nich także artykuły gospodarstwa domowego i elektrotechniczne (łatwo się barwią). wykorzystywane do impregnowania tkanin, wyrobu lakierów, laminat.

Podaj własności oraz zastosowania żywic poliestrowych I epoksydowych.

Żywice poliestrowe służą do wyrobu lakierów, klejów, części maszyn, sprzętu spoliowego, galanterii, elementów wyposażenia samochodów. Rozpuszczone w styrenie służą jako lakiery do mebli. Charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi i dielektrycznymi, odpornością na działanie kwasów i zimnej wody; nazwa handlowa: polimal
Żywice epoksydowe stosowane są w postaci lanej (do odlewania i impregnacji, hermetyzacji elementów urządzeń elektrotechnicznych itp.), laminatów na podłożu włókien szklanych, do produkcji klejów do łączenia metali oraz do produkcji lakierów antykorozyjnych i izolacyjnych. Żywice epoksydowe charakteryzują się m.in. doskonałą przyczepnością niemalże do wszystkich tworzyw, zwłaszcza do metali, dobrymi własnościami mechanicznymi i elektrycznymi, odpornością na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych.

Czym są epidlany. Jakie jest Ich zastosowanie.

Nazwa ogólna przyjęta dla żywic epoksydowych oraz wyrobów na bazie tych żywic. Stosowane są w postaci lanej (do odlewania i impregnacji, hermetyzacji elementów urządzeń elektrotechnicznych itp.), laminatów na podłożu włókien szklanych, do produkcji klejów do łączenia metali oraz do produkcji lakierów antykorozyjnych i izolacyjnych.

Podaj własności i zastosowanie silikonów.

Wykazują dużą odporność termiczną, odporność na utlenianie, doskonale własności elektroizolacyjne, hydrofobowość. Jednocześnie mają stosunkowo małą wytrzymałość mechaniczną. Rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych. Z silikonów otrzymuje się: oleje, smary, pasty, kauczuki, żywice, folie, lakiery hydrofobowe, materiały elektroizolacyjne, media (ośrodki przewodzące) w wymiennikach ciepła, środki do impregnacji tkanin.

Co nazywamy kompozytem? Omów podstawowe rodzaje kompozytów.

Kompozyty to tworzywa składające się z co najmniej 2 składników o różnych właściwościach w taki sposób, że ma właściwości lepsze i (lub) nowe (dodatkowe) w porównaniu z właściwościami poszczególnych składników lub w porównaniu z sumą właściwości tych składników. Ważnym wskaźnikiem budowy kompozytu jest stosunek objętościowego lub masowego udziału w nim materiału zbrojącego. Może on występować jako cząstki lub włókna. Wyróżnia się:

Kompozyty zbrojone dyspersyjnie- faza zbrojąca występuje w postaci cząstek poniżej 1 11m (stop Ni- Cr używany na turbiny gazowe). o Kompozyty zbrojone cząstkami- cząsteczki mają wymiar od kilku do kilkuset mikrometrów.
Kompozyty zbrojone włóknami- włókna o bardzo małej średnicy, przeważnie poniżej 100 11m.
Kompozyty w zależności od osnowy można podzielić na:
Kompozyty o osnowie metalowej- osnowę stanowią stopy metali z 3 grup:
Stopy metali lekkich (przemysł samochodowy i lotniczy)
Stopy srebra i miedzi o dobrych właściwościach cieplnych i elektrycznych
Stopy niklu ołowiu i cynku
Kompozyty o osnowie ceramicznej- materiały budowlane, hutnicze i stosowane w elektronice
Kompozyty o osnowie polimerowej- żywice termoutwardzalne (fenoplasty i aminoplasty), silikony, duroplasty chemoutwardzalne, tworzywa termoplastyczne

Omów metodę bezpośrednią i pośrednią otrzymywania kompozytów o osnowie metalowej, Jakie są ich własności i typowe zastosowania.

Metoda bezpośrednia: - metoda kierunkowej krystalizacji stopów eutektycznych. Wykorzystuje się prawidłowość, że w procesie krzepnięcia stopu eutektycznego obie fazy struktury kompozytowej powstają jednocześnie ze stanu ciekłego. Typowa struktura otrzymanego w ten sposób kompozytu ma postać równolegle zorientowanych włókien (słupków, płytek) rozmieszczonych równomiernie w osnowie stopu. Metodą kierunkowej krystalizacji wytwarza się kompozyty na osnowie: aluminium, żelaza, kobaltu, tytanu i niklu. Zastosowanie: na łopatki turbin i dysze w silnikach odrzutowych.
Metoda pośrednia: - obejmuje ona technologie z ciekłą osnową i technologie obróbki plastycznej. Wszystkie technologie tej grupy wymagają odrębnego przygotowania osnowy i zbrojenia. Cykl technologiczny jest na ogół bardzo złożony i wymaga spełnienia wielu warunków.

Co to są spieki i kompozyty, wymienić i omówić rodzaje i zastosowanie.

Kompozyty - ciało stałe. powstające w wyniku fizycznego połączenia dwóch lub więcej materiałów wyjściowych. Własności materiału złożonego są odmienne od własności poszczególnych składników. Rodzaje kompozyt6w:
strukturalne - w nich występują ciągle struktury komponentów konstrukcyjnych - warstwy (np. sklejka), pręty (np. żelbet) lub regularne struktury trójwymiarowe np. przypominające plaster miodu
laminaty - które składają się z włókien zatopionych w lepiszczach
mikrokompozyty i nanokompozyty - w których regularna struktura dwóch lub więcej składników jest zorganizowana już na poziomie nadcząsteczkowym
stopy strukturalne - które są rodzajem stopów metali, metali z niemetalami, polimerów między sobą i polimerów z metalami i niemetalami o bardzo regularnej mikrostrukturze

Co to są farby i rozpuszczalniki?

Farba - substancja powłokotwórcza służąca do ochronnego lub dekoracyjnego pokrywania powierzchni dowolnych przedmiotów. Może zalegać na ich powierzchni. lub nieznacznie wnikać w głąb. Składa się z: substancji barwiących - najczęściej w postaci pigmentów oraz substancji dodatkowych: spoiw, wypełniaczy. rozcieńczalników, rozpuszczalników, a także substancji błonotwórczych, dyspergujących, konserwujących, opóźniających wysychanie, reagujących z podłożem.
Rozpuszczalnik - ciecz zdolna do tworzenia roztworu po zmieszaniu z ciałem stałym, inną cieczą lub gazem. Najbardziej znanym rozpuszczalnikiem jest woda Większość rozpuszczalników to związki chemiczne o małej lepkości i stosunkowo niskiej temperaturze wrzenia. Mała lepkość powoduje, że mogą one dość łatwo penetrować rozpuszczaną substancję, zaś niska temperatura wrzenia umożliwia ich oddestylowywanie i parowanie.

Polimery

Wyjaśnić znaczenie pojęć: monomer, oligomer, mer, polimer.
Wymienić polimery pochodzenia naturalnego.
Stany fizyczne polimerów, nazwy przejść fazowych.
Podstawowy podział polimerów na grupy.
Opisz modele lepkości (Newtona) i sprężystości (Hooke’a).
Omów modele reologiczne Kelvina-Voigta oraz Maxwella wraz z zastosowaniem.
Cechy charakterystyczne polireakcji stopniowej i łańcuchowej. Podać przykład polimeryzacji stopniowej, która nie jest polikondensacją.
Opisz mechanizm polimeryzacji łańcuchowej i reakcji stopniowych. Podaj zasadnicze różnice.
Wymień grupy polimerów otrzymywanych w reakcji polikondensacji.
Sposoby prowadzenia reakcji łańcuchowych – zasadnicze różnice.
Opisz polimeryzację suspensyjną i emulsyjną.
Rozwiń skróty: PMMA, PP, HDPE, PAN, PET.
Podać wzór poli(metakrylanu metylu). Wyjaśnić dlaczego polimer ten nie jest poliestrem.
Czym jest kopolimer? Podzielić budowę kopolimerów z uwagi na strukturę cząsteczkową
Czym różnią się substancje izotropowa i anizotropowa?
Wyjaśnić znaczenie pojęć konformacja i konfiguracja (w odniesieniu do budowy cząsteczkowej polimeru).
Podać 3 przykłady struktur topologicznych makrocząsteczek.
Co to jest budowa nadcząsteczkowa polimeru? Czym różni się polimer amorficzny od semikrystalicznego?
Wyjaśnić pojęcia: temperatura zeszklenia, temperatura topnienia, temperatura płynięcia.
Co to są naprężenia normalne i ścinające?
Co to są nanokompozyty polimerowe. Podzielić napełniacze stosowane w nanokompozytach z uwagi na geometrię cząstek.
Czym różnią się polimery od tworzyw sztucznych?
Na czym polega organofilizacja montmorylonitu? Dlaczego montmorylonity stosowane do nanokompozytów poddaje się organofilizacji.
Czym różni się wtryskiwanie od wytłaczania?
Jak można otrzymać nanokompozyty z polimerów i warstwowych glinokrzemianów? Podzielić nanokompozyty z uwagi na stopień integracji płytek glinokrzemianu.
Co to jest czas relaksacji?
Omówić modele reologiczne Maxwella i Kelvina.
Jak zmieniają się odkształcenia w modelu Kelvina?
Co oznacza termin „właściwości lepkosprężyste”?