Materiałoznawstwo
1. Czynniki wpływające na proces krystalizacji.
1. przechłodzenie
2. maksymalna temperatura nagrzania ciekłego metalu przed odlewaniem i czas wygrzewania w tej temperaturze
3. temperatura odlewania
4. sposób odlewania
5. szybkość chłodzenia
6. jakość metalu, w szczególności stopień zanieczyszczenia wytrąceniami niemetalicznymi
7. napięcie powierzchniowe metalu w temperaturze krzepnięcia
8. wstrząsy mechaniczne, drgania, ultradźwięki.
2. Jak można regulować wielkość ziarna w metalach.
Sterując przechłodzeniem można regulować wielkość ziarna. Przy nieznacznym przechłodzeniu liczba zarodków jest niewielka - powstaje struktura grubo ziarnista, przy zwiększeniu przechłodzenia liczba zarodków jest znaczna, ich wzrost wolniejszy – powstaje struktura gruboziarnista. Przy bardzo dużych szybkościach chłodzenia liczba zarodków i szybkość krystalizacji są równe zeru. Metal ma strukturę amorficzną szkła.
3. Struktura wlewka stalowego.
- pierwsze powstające kryształy są wolne od domieszek, przez co pozostała ciecz stopniowo wzbogaca się zanieczyszczenia, wskutek czego największa zawartość siarki i fosforu występuje w górnej części wlewka.
- Zjawisko niejednorodności składu chemicznego wlewka nosi nazwę makrogeneracji.
- Makrogeneracja dotyczy również zawartości węgla.
- Krzepnięciu metalu we wlewku towarzyszy wydzielanie.
4. Zdefiniować pojęcia alotropii i anizotropii.
Alotropia jest to zjawisko występowania jednego pierwiastka w różnych postaciach, w tym samym
stanie skupienia ale różnej budowie sieci krystalograficznej.
Anizotropia
5. Scharakteryzować wiązania jonowe, atomowe, metaliczne.
Wiązania jonowe- powodujące dużą rezystywność i odporność cieplną oraz kruchość uzyskiwanych substancji, które są często o różnym zabarwieniu.
-powstają gdy elektrony walencyjne jednego atomu elektro dodatniego są przyłączone przez drugi atom elektro ujemny.
-w wyniku utraty elektronów walencyjnych przez jeden atom i przyłączenia tylko elektronów przez drugi, oba atomy uzyskują oktetowe konfiguracje elektronowe, takie jakie charakteryzuje się gazy szlachetne.
-wiązania jonowe są tworzone przez atomy, w których występuje odpowiednio brak i nadmiar jednego lub dwóch elektronów walencyjnych.
Wiązania atomowe-(kowalencyjne) – elektrony walencyjne różnych atomów tworzą pary elektronów należące wspólnie do jąder dwóch atomów.
Wiązania metaliczne- występuje w dużych skupiskach atomów pierwiastków metalicznych, które po zbliżeniu się na wystarczająco małą odległość, charakterystyczną dla stałego stanu skupienia, oddają swoje elektrony walencyjne na rzecz całego zbioru atomów.
-elektrony walencyjne przemieszczają się swobodnie pomiędzy atomami (jonami dodatnimi) tworząc, tzw. gaz elektronowy charakterystyczny dla wiązania metalicznego.
6. Wiązania wtórne (dwa).
-miedzy cząsteczkowe- należą do najsłabszych wiązań atomowych- są wiązaniami wtórnymi, występuje zawsze obok wiązania pierwotnego! Źródłem przyciągania w tego rodzaju wiązań są dipole elektryczne (cząstki o pewnej biegunowości).
-sąsiednie cząstki indukują w sobie wzajemnie dipole elektryczne co staje się źródłem słabego przyciągania między nimi. Dodatki biegun dipola jest przyciągany przez ujemny biegun dipola sąsiedniego.
7. Scharakteryzować metale, ceramikę, polimery.
-Metale otrzymuje się z rud, będących najczęściej tlenkami. Procesy metalurgiczne podlegają zwykle na redukcji, prowadzącej do ekstrakcji metalu z rudy oraz na rafinacji, usuwającej z metalu pozostałe zanieczyszczenia.
-elementy metalowe zwykle wykonane są metodami odlewniczymi, przeróbki plastycznej lub obróbki skrawanie, a często także metalurgii proszków.
-Własności metali i stopów są kształtowane metodami obróbki cieplnej, powierzchnia elementów metalowych często jest uszlachetniana metodami inżynierii powierzchni, zwiększającymi między innymi odporność na korozję lub odporność na zużycie.
-Ceramikę stanowią materiały nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach międzyatomowych, wytworzone zwykle w wysokotemperaturowych procesach związanych z przebiegiem nieodwracalnych reakcji
-do tej grupy materiałów zaliczane są również szkła oraz beton i cement, pomimo że przy ich wytwarzaniu zachodzą nie wszystkie z tych procesów.
-najogólniej do szeroko rozumianych materiałów ceramicznych można zaliczyć: ceramikę inżynierską, cermetale, ceramikę porowatą, szkła i ceramikę szklaną
-Polimery nazywane także tworzywami sztucznymi lub plastikami, są materiałami organicznymi złożonymi ze związków węgla.
-polimery są tworzone przez węgiel, wodór i inne pierwiastki niemetaliczne z prawego górnego rogu układu okresowego.
-polimery są makrocząsteczkami i powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych monomerami jednego lub kilku rodzajów.
8. Definicje: gęstość, temperatura topnienia, przewodność cieplna, rozszerzalność cieplna, skrawalność, ścieralność, spawalność.
Gęstość (ciężar właściwy)- jest to ciężar jednostki objętości materiału wyrażana w g/cm3
Temperatura topnienia- temperatura przy której nagrzany materiał przechodzi ze stanu stałego na ciekły.
Przewodność cieplna- to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury substancji o jeden stopień.
Rozszerzalność cieplna- charakteryzuje zjawisko zmiany wymiarów substancji wraz ze zmianą temperatury.
Skrawalność- jest to podatność do obróbki skrawaniem.
Ścieralność- jest to podatność materiału do zużywania się w skutek tarcia ślizgowego. Miarą ścieralności jest zmniejszenie masy badanej próbki spowodowane tarciem twardej tarczy o badany materiał.
Spawalność- to, podatność materiału lub grupy materiałów do tworzenia się złącz spawalniczych spełniających wymogi konstrukcyjne i technologiczne bez wykonywania dodatkowych zabiegów.
9. Jakie własności można określić w próbie rozciągania i zdefiniować.
- granice plastyczności
- wytrzymałość na rozciąganie
- moduł Junga
- wydłużenie
- przewężenie
10. Metody określania twardości.
Twardość- jest własnością niemianowaną. Wartość liczbowa jest uzupełniana symbolem skali w jakiej dokonano pomiaru
Twardość materiału-to odporność na zagłębianie w materiał innego twardszego ciała. Twardość określa się metodami pośrednimi: metoda Brinella (liczba+HB), metoda Vickesa (liczba+HV), oraz metodami bezpośrednimi: metoda Rockwella (liczba+HRB (kulka) lub liczba+HRC (stożek)).
11. Co to jest udarność.
Udarność- jest miarą plastyczności materiału. Jest to praca potrzebna na złamanie próbki odniesiona do przekroju poprzecznego. Materiały kruche mają niewielką udarność, a materiały mokre (plastyczne) większą udarność.
12. Zachowanie materiałów w niskich i wysokich temperaturach.
Zachowanie się materiałów w niskich temperqaturach:
-wzrost wytrzymałości
-spadek plastyczności
-spadek udarności
-wrażliwość na uderzanie
-obniżenie wiązkości (odporność na pękanie)
Zachowanie się materiałów w wysokich temperaturach:
-plastyczne pęknięcie
-degradacja własności
-pełzanie
-spadek wytrzymałości
-wzrost wydłużenia
-wzrost udarności
-degradacja ze względu na środowisko zaczynające się na powierzchni
13. Co to są stale.
Stale- jest to stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami zawierający do 2% węgla, przerobiony plastycznie i obrobiony cieplnie. Na podstawie składu chemicznego:
-stale niestopowe, stężenie pierwiastków jest mniejsze od wartości granicznych
-stale nierdzewne, zawierają ³ 10,5% Cr i £1,2% C
-inne stale stopowe, stężenie co najmniej jednego z pierwiastków jest równe lub większe od wartości granicznych.
14. Żaroodporność i żarowytrzymałość.
Żaroodporność- jest to odporność stopu na działanie czynników chemicznych, głównie powietrza oraz spalin i ich agresywnych składników w temperaturze wyższej niż 550°C. Jest związana ze skłonnością stali do tworzenia zgrzeiny, czyli warstwy tlenków powstających na powierzchni.
Żarowytrzymałość- jest to odporność stopu na odkształcenia plastyczne i pękanie w wysokiej temperaturze, czyli zdolność do wytrzymywania obciążeń mechanicznych w wysokiej temperaturze. W temperaturze niższej niż 550°C jest uzależniona głównie od odporności na pełzanie.
farfalla88