26. Podstawowe grupy materiałów inŜynierskich i rodzaje występujących wiązań
międzyatomowych.
27. Defekty punktowe w kryształach metali, rodzaje, powstawanie i zanikanie, wpływ na
właściwości.
28. Dyslokacje, rodzaje, wpływ na własności wytrzymałościowe metali i charakteryzujące je
wielkości.
29. Krystalizacja wlewka, Przebieg procesu. Strefy krystaliczne
30. Przemiany zachodzące podczas grzania metali zgniecionych, zmiany własności.
31. Roztwory stałe, rodzaje roztworów stałych, wpływ rozpuszczonego składnika na własności.
32. Wykres Fe-Fe3C, występujące fazy i struktury oraz ich właściwości.
33. Stale niestopowe, stosowane podziały i sposoby oznaczania stali.
34. Wpływ węgla na właściwości stali.
35. żeliwa szare, rodzaje grafitu, zasady podziału i oznaczania.
36. żeliwa ciągliwe, otrzymywanie, podział i oznaczenia, własności.
37. żeliwa sferoidalne, otrzymywanie, podział, oznaczanie, struktury, właściwości.
38. Stale drobno i gruboziarniste, uzyskiwanie drobnoziarnistości, wpływ wielkości ziarna na
39. Martenzyt, jego budowa i właściwości, wpływ węgla.
40. Rodzaje odpuszczania, struktury i wpływ na właściwości.
27.
Punktowe – wakanse, defekty Frenkla, obce atomy w pozycjach międzywęzłowych, obce atomy w węzłach sieci krystalicznej.
*Wakanse (luka) powstają przede wszystkim wskutek drgań cieplnych sieci, które są tym większe, im wyższa jest temperatura. Przy określonej amplitudzie drgań atom może wypaść ze swego średniego położenia w węźle sieci i zająć pozycję międzywęzłową. Powstaną wówczas jednocześnie dwa defekty punktowe: wakans i atom wtrącony między węzłowo. Oba wywołują lokalne zakłócenie budowy sieciowej, gdyż obecność wakansu powoduje większe od normalnego zbliżenie sąsiednich atomów (rys. 2.15b), natomiast atom wtrącony powoduje rozsunięcie sąsiednich atomów na odległość większą od normalnej. Opisany defekt nosi nazwę defektu Frenkla (przeskok atomu do międzywęzłowego).
*Powstawaniu wakansu i wywędrowaniu atomu, który ten wakans utworzył, na powierzchnię kryształu. Ten typ defektu nazywa się defektem Schottky'ego.
*Jeśli obcy atom ma średnicę atomową dużo mniejszą od średnicy atomowej atomów metalu, to zajmuje on położenie między węzłowe, wywołując lokalne rozsunięcie sąsiednich atomów i powiększenie parametrów sieci
*Wtrącone atomy innych pierwiastków mogą zajmować wyłącznie pozycje węzłowe zastępując atomy metalu podstawowego. W tym przypadku rodzaj zniekształcenia sieci krystalicznej zależy od tego czy obcy atom ma mniejszą, czy większą średnicę od atomu metalu podstawowego (rys. 2.16b i c). Jeśli większą — występuje lokalne rozsunięcie sąsiednich atomów (powiększenie parametrów sieci), jeśli mniejszą — lokalne zbliżenie atomów
30.
Zarówno umocnienie powstałe wskutek odkształceń plastycznych, jak i kształt zgniecionego ziarna są trwałe tylko do pewnej temperatury. Wyżarzanie zgniecionego materiału powoduje w nim zmiany. Wyżarzanie w niskiej temperaturze wpływa na zmniejszenie naprężeń własnych, które występują w metalu po zgniocie. Obróbka cieplna, podczas której usuwa się naprężenia własne bez zmiany własności mechanicznych nazywa się odprężaniem.
Wyżarzanie zgniecionego metalu w pobliżu tej temperatury powoduje, poza zanikiem naprężeń, zmniejszenie własności wytrzymałościowych i polepszenie własności plastycznych. Po dostatecznie długim okresie wyżarzania w tej temperaturze zgnieciony materiał odzyskuje własności, które miał przed zgniotem. Zjawisko powrotu własności w wyniku wyżarzania zgniecionego materiału nazywa się nawrotem lub zdrowieniem.
Wyżarzanie w jeszcze wyższej temperaturze powoduje nie tylko odprężenie i powrót do własności, którymi odznaczał się materiał przed zgniotem, lecz również likwidację struktury włóknistej powstałej w wyniku obróbki plastycznej. Zjawisko odbudowy struktury komórkowej nazywa się rekrystalizacją. Rekrystalizacja jest w procesach obróbki plastycznej wykorzystywana do odzyskiwania własności plastycznych metalu utraconych podczas znacznych zgniotów.
32. Wykres równowagi układu żelazo-węgiel - jest to wykres fazowy węgla w stopie z żelazem. Pierwszą, najczęściej wykorzystywaną i omawianą część wykresu nazywa się także wykresem żelazo - cementyt. Na osi poziomej podana jest procentowa zawartość węgla w stopie, na osi pionowej temperatura. Z wykresu można odczytać jaką strukturę posiada stop, przy założeniu równowagowego procesu wytwarzania. Przy, na przykład, szybkim chłodzeniu stop może zachowywać się w inny sposób (na przykład granica rozpuszczalności węgla w ferrycie wzrasta wraz z wielkością przechłodzenia).
Należy zaznaczyć, że jest to tylko fragment wykresu równowagi układu żelazo-węgiel (zwany wykresem żelazo-cementyt), zawarty pomiędzy 0% a 6,69% (czasem mówi się 6,67%) węgla. Nazwa pochodzi od nazwy faz na granicach wykresu - z lewej jest żalazo (Fe), a z prawej cementyt (Fe3C). Jest on najbardziej istotny ze względów praktycznych, gdyż większe stężenie węgla powoduje zbyt dużą kruchość stopu.
Wykres równowagi stabilnego układu żelazo-węgiel i metastabilnego żelazo-cementyt
Likwidus – linia na wykresie fazowym, na której zachodzi przemiana ciecz-ciało stałe.
Solidus - linia na wykresie fazowym, na której zachodzi przemiana ciecz-ciało stałe.
FERRYT - W obecności węgla tworzy węglik żelaza Fe3C - cementyt. Stop ferrytu i cementytu nosi nazwę perlitu[1]. strukturę ziarnistą o jasnoszarym kolorze. jest materiałem miękkim i ciągliwym, mniej wytrzymałym i mniej twardym, ale bardziej plastycznym niż austenit.
Austenit - nie zawierający poza węglem innych dodatków stopowych jest stabilny tylko w temperaturach powyżej 727°C. Austenit schłodzony poniżej tej temperatury rozpada się na mieszaninęferrytu i perlitu, jeśli zawiera do 0,77% węgla, lub perlitu i cementytu, jeśli zawiera więcej niż 0,77% węgla. W przypadku zawartości 0,77% węgla przemienia się w perlit. Bardzo szybko schładzany austenit, przy zachowaniu pewnych warunków, może nie ulec rozpadowi na opisane wyżej mieszaniny, tylko przemienić się w martenzyt. Austenit jest bardziej wytrzymały i mniej plastyczny niż ferryt.
Perlit – mieszanina eutektoidalna ferrytu z cementytem zawierająca 0,77% węgla. Powstaje podczas przemiany eutektoidalnej w temperaturze 727°C. Nazwę swą zawdzięcza perlistemu odcieniowi
§ cementyt pierwotny, wydzielający się przy krzepnięciu stopów o zawartości 4,3-6,67% węgla z roztworu ciekłego ubożejącego w węgiel, w postaci grubych igieł
§ cementyt wtórny, wydzielający się z austenitu wskutek obniżania się w nim rozpuszczalności węgla. Cementyt wtórny może wydzielać się w postaci igieł, siatki na granicach ziaren perlitu oraz jest jego składnikiem.
§ cementyt trzeciorzędowy, wydzielający się z ferrytu na skutek obniżania się w nim rozpuszczalności węgla wraz ze spadkiem temperatury.
33.
34.
Zwiększenie zawartości węgla powoduje, jak już poprzednio wspomniano, zmianę struktury stali. Jeżeli stal zawiera mniej niż 0,8% C, to jej struktura składa się ferrytu i perlitu. Struktura stali zawierającej 0,8% C składa się tylko z perlitu, natomiast w stali o zawartości powyżej 0,8% C oprócz perlitu występuje również cementyt wtórny. Zmiana struktury stali spowodowana różną zawartością węgla wiąże się ściśle ze zmianą własności mechanicznych.
Zwiększenie zawartości węgla zwiększa wytrzymałość na rozciąganie Rm i zmniejsza plastyczność stali. Maksymalną wytrzymałość osiąga stal przy zawartości ok. 0,85% węgla. Przy większej zawartości węgla wytrzymałość zmniejsza się na skutek pojawiania się coraz większej ilości cementu wtórnego, który wydziela się na granicach ziaren.
Zwiększenie zawartości węgla, oprócz obniżenia własności plastycznych, pogarsza również własności technologiczne stali węglowej; szczególne znaczenie ma pogorszenie spawalności.
35.36.37. Żeliwo to stop żelaza z węglem, zawierający praktycznie 2,5—4,5% C i inne pierwiastki, jak: krzem, mangan, fosfor i siarkę, przeznaczony do wykonywania części maszyn i wyrobów powszechnego użytku w drodze odlewania. Żeliwo należy do najpowszechniej używanych tworzyw konstrukcyjnych (około 90% odlewów stosowanych w budowie maszyn).
Węgiel w żeliwach może występować jako:
• wolny — grafit,
• związany — cementyt,
35.
żeliwo szare:
§ szare zwykłe (zawiera grafit płatkowy różnej wielkości)
§ żeliwo sferoidalne (zawiera grafit sferoidalny)
§ żeliwo modyfikowane (zawiera drobny grafit płatkowy) Działanie ich polega na zwiększeniu ilości ośrodków krystalizacji, co wpływa na podniesienie drobnoziarnistości żeliwa oraz poprawienie jego właściwości odlewniczych i wytrzymałościowych. dodaje się, tuż przed zalaniem formy, pewną niewielką ilość żelazo-krzemu.
Żeliwo szare – żeliwo, w którym węgiel występuje w postaci grafitu płytkowego, grafitu krętkowego. Nazwa jego pochodzi od faktu, iż jego przełom ma szary kolor. Jest bardziej ciągliwe, łatwiej obrabialne, charakteryzuje się dobrą lejnością i posiada mniejszy skurcz odlewniczy – (rzędu 1,0%), niż żeliwo białe.
węgla w postaci cementytu lub grafitu. Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim - 1,0 do 2,0% skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu obrabialnością. Żeliwo dzięki wysokiej zawartości węgla posiada wysoką odporność na ...
rollo13