Zasady zaliczania przedmiotu Nauka o materiałach

Zasady zaliczania przedmiotu Nauka o materiałach
w I semestrze roku akademickim 2014-2015
Dla wszystkich specjalności. Studia dzienne i zaoczne
TEMATYKA WYKŁADÓW
1. Rola i zadania inżynierii materiałowej.
2. Techniczne kryteria doboru materiałów.
3. Metody badania materiałów.
4. Budowa metali i stopów.
5. Układy równowagi stopów podwójnych.
6. Struktury stopów żelaza z węglem.
7. Obróbka cieplna i cieplno-chemiczna stali.
8. Klasyfikacja i znakowanie stali, staliw i żeliw.
9. Zastosowanie stali węglowych i stopowych
10. Zastosowanie stali nierdzewnych, narzędziowych mikrostopowych, żarowytrzymałych i maraging
11. Stopy aluminium i umacnianie wydzieleniowe stopów.
12. Miedź i stopy miedzi.
13. Stopy metali na bazie: cynku, magnezu i tytanu.
14. Stopy metali na bazie: niklu, kobaltu i wolframu.
15. Materiały funkcjonalne.
16. Metalurgia proszków.
17. Materiały polimerowe.
18. Szkło i ceramika szklana.
19. Materiały kompozytowe.
Materiały do wykładów w postaci zbiorów rysunków omawianych na wykładzie będą dostępne po zalogowaniu w pracowni
komputerowej 113/25.
Podstawą zaliczenia przedmiotu jest egzamin:
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu,

Egzamin jest przeprowadzany w formie ustnej polegającego na tym, że od egzaminowanego studenta wymaga się, aby
uzasadnił opierając się na właściwościach, z jakiego materiału i w jakim stanie obróbki cieplnej są wykonane dwa
wylosowane przedmioty (jeden ze stali żeliwa lub staliwa, drugi z stopów metali nieżelaznych lub polimerów). Są to
przedmioty typowe dla zastosowań w urządzeniach technicznych np: sprężyna ,koło zębate, blacha do kształtowania na
zimno, korpus silnika, wirnik pompy, rdzeń transformatora, obudowa telefonu, elektroda do zgrzewarki, termobimetal, i
wiele innych, łącznie w liczbie ok. 80 szt. Przedmioty są losowane i można je obejrzeć podczas egzaminu.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest:
1.
uzyskanie pozytywnych ocen na zajęciach audytoryjnych.
2.
uzyskanie pozytywnych ocen na dwóch kolokwiach
3.
zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.
Ocena na egzaminie
3
3+
4
4+
5
Stopień opanowania umiejętność U1
Umiejętność prawidłowego uzasadnienia, w oparciu o właściwości użytkowe,
doboru materiału dla jednego z wylosowanych przedmiotów z podaniem
przykładowego oznaczenia gatunku.
Umiejętność prawidłowego uzasadnienia, w oparciu o właściwości użytkowe,
mechaniczne i technologiczne, z przewidywaniem sposobu oddziaływania na
środowisko i utylizacji, doboru materiału dla jednego z wylosowanych przedmiotów.
Umiejętność prawidłowego uzasadnienia, w oparciu o właściwości użytkowe,
mechaniczne i technologiczne, z przewidywaniem sposobu oddziaływania na
środowisko i utylizacji, doboru materiału dla jednego z wylosowanych przedmiotów,
z podaniem przykładowego oznaczenia gatunku wg norm UE.
Umiejętność prawidłowego uzasadnienia, w oparciu o właściwości użytkowe,
mechaniczne i technologiczne, z przewidywaniem sposobu oddziaływania na
środowisko i utylizacji, doboru materiału dla dwu z wylosowanych przedmiotów.
Umiejętność prawidłowego uzasadnienia doboru, w oparciu o właściwości
użytkowe, mechaniczne i technologiczne, z przewidywaniem sposobu oddziaływania
na środowisko i utylizacji, materiału dla dwu z wylosowanych przedmiotów z
podaniem przykładowego oznaczenia gatunków wg norm UE.
Plan ćwiczeń.
Ćwiczenia audytoryjne 8 godz.
1.
2.
3.
4.
Temat
Godz sala
Układy równowagi stopów
2
7
Struktury stali po obróbce cieplnej.
2
7
KOLOKWIUM I
Dobór stali na podstawie bazy danych
2
113
(prac. komputerowa)
Struktury materiałów spiekanych.
2
7
KOLOKWIUM II
*- dla grup niestacjonarnych może wystąpić zmiana prowadzącego
Prowadzący
A. Dębski*
A. Dębski*
M. Grązka
A. Dębski*
Ćwiczenia laboratoryjne 8 godz. (w podgrupach)
1.
Temat
Badanie twardości metali
Godz
2
2.
Analiza termiczna stopów Sn-Pb
2
3.
2
4.
Badanie właściwości mechanicznych
metali
Struktury stopów żelaza z węglem i żeliw
5.
6.
Badanie hartowności stali
Struktury stopów miedzi i aluminium
2
2
7.
Umacnianie wydzieleniowe stopów
2
16 R. Paszkowski
aluminium
M. Grązka
Badanie gęstości materiałów porowatych i 2
24 J. Bożejko
proszków.
dla grup niestacjonarnych może wystąpić zmiana prowadzącego
8.
2
sala Prowadzacy
4
M. Grązka,
R. Paszkowski
24 J. Bożejko
M. Sarzyński
4
J. Janiszewski,
Z. Idziaszek
7
A.Dębski*
Z. Idziaszek
16 M. Sarzyński
7
A.Dębski*
Szczegółowy terminowy plan zajęć audytoryjnych i laboratoryjnych oraz konsultacji znajduje się w na
tablicy ogłoszeń budynku 25
LITERATURA
podstawowa:

M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Naukowe Techniczne
Warszawa 1998

L. A. Dobrzański, Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwo Naukowe Techniczne
Warszawa 1999

A. Dębski i inni, Materiały konstrukcyjne, – ćwiczenia, skrypt WAT Warszawa 2004.
uzupełniająca:

Z. Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa,
1998
 M, F, Ashby, D, R, Jones, Materiały inżynierskie, Wydawnictwo Naukowe Techniczne
Warszawa 1995
 Każdy podręcznik akademicki z zakresu metaloznawstwa bądź inżynierii materiałowej
Kolokwium I TEST (pełna wersja)
1.
Wskaż właściwe znaczenie różnych grup materiałów występujących w następujących obiektach technicznych:
korpus silnika spalinowego
łożysko toczne
trakcja kolejowa: szyny
zawór wodny hydrauliczny
kadłub jachtu żeglarskiego
konstrukcja nośna podpory linii
wysokiego napięcia
kadłub statku morskiego
korpus rakiety kosmicznej
klamka do drzwi
zawieszenie samochodu : resor
wiertło do metalu
elementy robota kuchennego bez
silnika np. mieszadło
instrument orkiestry dętej np.
puzon
żarnik żarówki elektrycznej
łożysko ślizgowe
dłuto stolarskie ostrze
radiator odprowadzający ciepło
lufa armaty czołgowej
klocki LEGO
kask rowerowy
rura instalacji wodnej
korpus wiertarki elektrycznej
hełm wojskowy
rdzeń pocisku przeciwpancernego
podkalibrowego
obiektyw aparatu fotograficznego
felga koła samochodu
łuska do naboju strzeleckiego
obudowa telefonu komórkowego
wkład kominkowy
narta zjazdowa
endoproteza stawu biodrowego
rakieta do gry w tenisa
czujnik temperatury piekarnika
łożysko ślizgowe
łopatka turbiny silnika lotniczego
okładzina klocka hamulcowego
grzałka suszarki do włosów
statecznik pionowy samolotu
rama roweru turystycznego
anoda do bojlera wodnego
inplant stomatologiczny
resor w samochodzie
izolator na linii wysokiego napięcia
końcówka wiertła do betonu
Zaznacz po jednej odpowiedzi w każdej kolumnie.
Rodzaj materiału
Materiał, najczęściej
stosowany na wybrany
obiekt techniczny
Stal węglowa
Stal stopowa
Stal nierdzewna
Stal narzędziowa
Staliwo
Żeliwo
Stop aluminium
Miedź
Mosiądz, brąz lub miedzionikiel
Stop magnezu
Stop tytanu
Stop cynku
Stop niklu
Stop kobaltu
Węglik spiekany
Materiał magnetycznie miękki
Materiał magnetycznie twardy
Materiał rezystywny
Termobimetal
Metal wysokotopliwy np. wolfram
Polimer termoplastyczny
Polimer duroplast
Elastomer
Szkło flint lub kron
Ceramika techniczna np. Al2O3
Włókno węglowe
Drewno lub przetworzone na MDF
Kompozyt włókno węglowe-żywica
Kompozyt ceramiczno-metaliczny
ostrze głowicy do frezowania na
obrabiarce numerycznej
wirnik silnika elektrycznego na prąd
stały: np. małego wentylatora
wkład filtrujący wodę
klosz reflektora samochodu
śruba okrętowa
zestaw sztućców : nóż , łyżka, widelec
łyżka koparki
szkło okularów
moneta np. 1 zł
uzwojenie transformatora
element karoserii samochodu np. drzwi
obudowa sprzęgła samochodu
wnętrze zmywarki do naczyń
przewód elektryczny
kadłub batyskafu
łopata wirnika śmigłowca
głowica odczytująca np. dysku
mieszek barometru
blachowkręt
meble
tłok silnika spalinowego
hantle
Materiał zamienny lub
stosowany rzadziej od
wymienionego w kol 1
Materiał którego obecność jest
wykluczona w wybranym
obiekcie technicznym
2.
Która z przedstawionych w tabeli właściwości materiału ma kluczowe znaczenie dla określenia:
Zaznacz właściwą odpowiedź
Wytrzymałość na rozciąganie Rm
Granica plastyczności Rp (Re R0,2)
podatności do przeróbki plastycznej
Moduł Younga E
podatności do obróbki ubytkowej
Wytrzymałość doraźna Rm/
podatności do odlewania
Twardość
odporności na korozję
Potencjał elektrochemiczny
odporności na pracę w wysokich temperaturach
Wytrzymałość czasowa Z/T/t
odporności na tarcie np. w hamulcach
Ekwiwalent węglowy
podatności do przenoszenia dużej liczby cykli zmiennych obciążeń
Skurcz
stateczności konstrukcji w obliczeniach wytrzymałościowych
Temperatura progu kruchości Tk
zdatności do pracy w dużym zakresie temperatur
Połysk
podatność do spawania
Duża chropowatość
podatności do klejenia
Gładkość powierzchni
odporności na dynamiczne obciążenia
Łamliwość wióra
przydatności w technice lotniczej i rakietowej
Udarność K
odporności na kruche pękanie
Współczynnik odprowadzania ciepła
Gęstość
3.
Jakiego rodzaju jest penetrator oraz na podstawie jakiego pomiaru wyznacza się twardość w jednej z następujących metod pomiaru:
Zaznacz po jednym polu w kolumnach 1 i 2
1
2
Rodzaj penetratora
Sposób pomiaru
Brinella,
Ostrosłup diamentowy o podstawie
Porównanie średnicy odcisku (czaszy
Vickersa,
kwadratu i kącie wierzchołkowym
kulistej) w materiale badanym i o
Rockwella, skala C
136°
znanej twardości
Rockwella, skala F
Kulka stalowa lub węglikowa
Pomiar średniej arytmetycznej długości
Shore a.
1, 2, 2,5, 5, 10 mm
przekątnych odcisku i odczyt z tablic
Poldi
Bijak z diamentową końcówką
Pomiar średnica odcisku (czaszy
kulistej) i odczyt z tablic
Kulka stalowa dowolnej średnicy
Pomiar głębokości wnikania
bezpośrednio na twardościomierzu
Kulka stalowa 1,5875, lub 3,175 mm
Pomiar wysokości odbicia
Stożek diamentowy o kącie
Porównanie głębokości wnikania kuli w
wierzchołkowym 120°
materiał
4.
Wytrzymałość zmęczeniową Zg wyznacza się:
dla stali
dla metali nieżelaznych
dla kompozytów
dla ceramik
5.
Zaznacz właściwą odpowiedź
Przy nieskończonej liczbie cykli obciążenia
Przy liczbie cykli obciążenia 2x108
Przy najmniejszej liczbie cykli powodującej pęknięcie materiału
Przy badaniu odporności na pełzanie
Przy ograniczonej liczbie cykli obciążenia 105 ,106, 107
Na podstawie asymptoty na wykresie zmęczeniowym Wöhlera
Przy największej liczbie cykli powodującej pęknięcie materiału
Przy próbie statycznego rozciągania
Nie wyznacza się żadną metodą
Jakiemu testowi należy podać materiał, aby był przydatny do wykonania elementu urządzenia technicznego pracującego w następujących
warunkach:
Zaznacz właściwą odpowiedź
statycznego ściskania
Twardości metodą Vickersa
dużych nacisków powierzchniowych
Statycznej próbie rozciągania
ścierania
Próbie udarności w niskich temperaturach
odkształcenia plastycznego
Próbie odporności na pełzanie
długotrwałego narażenia na wysoką
Statycznej próbie rozciągania w niskich temperaturach
temperaturę bez naprężeń
Próbie udarności w wysokich temperaturach
tarcia tocznego
Próbie dynamicznego rozciągania
rozciągania w podwyższonej temperaturze
Badaniom odporności korozyjnej
naprężeń o dużej liczbie cykli > 105
Próbie zmęczeniowej
dużej szybkości narastania obciążenia
Próbie ściskania
bardzo niskiej temperatury
Twardości metodą Rockwella
statycznego rozciągania
Badanie modułu Younga
Badaniom metalograficznym
odkształcenia sprężystego
Twardości metodą Brinella
środowiska agresywnego chemicznie
Do którego z wymienionych poniżej materiałów (zaznacz x w prawej kolumnie) pasuje wykres rozciągania przedstawiony na rysunkach
(B). Zwróć uwagę na kształt wykresu i wartości naprężeń i odkształceń.
Dla porównania na rys. (A) zamieszczono wykres rozciągania stali znormalizowanej o niskiej zawartości węgla.
Rodzaj materiału
stal o zwiększonej zawartości węgla 1%
stal z podwyższoną zaw. dodatków stopowych Mn, Si, Cr
stal po obróbce plastycznej na zimno (zgniot)
stal obróbce cieplnej po wyżarzaniu zmiękczającym
żeliwo szare zwykłe
czysta miedź
czysty nikiel
polimer termoplastyczny
szkło
kompozyt włókno węglowe-polimer
stal obróbce cieplnej po odpuszczeniu
czyste aluminium
stal po obróbce cieplnej po zahartowaniu
czysty cynk
6.
A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
.
B
7.
Wskaż niezbędne elementy stanowiska laboratoryjnego nie więcej niż pięć do wykonania badań metalograficznych:
(aby zaliczyć odpowiedź elementów wskazanych poprawnie musi być więcej niż wskazanych błędnie i brakujących)
w zakresie obserwacji na żywo (bez rejestracji) powierzchni metali w zakresie makro do 50x
w zakresie obserwacji na żywo (bez rejestracji) przełomów zniszczonych części metalicznych do 50x
w zakresie obserwacji na żywo (bez rejestracji) powierzchni metali w zakresie mikro od 50 do 1000x
w zakresie obserwacji powierzchni metali w zakresie makro do 50x z rejestracją obrazów struktur
w zakresie obserwacji przełomów w zakresie makro do 50x z rejestracją obrazów struktur
w zakresie obserwacji powierzchni metali w zakresie mikro do 1000x z rejestracją obrazów struktur
w zakresie obserwacji mikro do 1000x z rejestracją obrazów struktur i pomiarem wielkości ziaren
w zakresie obserwacji przełomów i pomiarem wielkości szczelin w zakresie makro do 50x
obserwacji na żywo (bez rejestracji) powierzchni cząstek proszków metalicznych zakresie do 5000x
obserwacji powierzchni cząstek proszków metalicznych zakresie do 5000x z rejestracją obrazów
do obserwacji wydzieleń i dyslokacji w powiększeniach do 100000x
obserwacji i pomiary wielkości cząstek proszków metalicznych zakresie do 5000x
Szlifierka metalograficzna
Przecinarka
Pasta diamentowa do polerowania
Olej do badań imersyjnych
Oświetlacz LED
Mikroskop elektronowy transmisyjny
Aparat fotograficzny cyfrowy bez obiektywu (body)
Aparat fotograficzny kompaktowy
Szlifierka do szlifowania płaszczyzn
Przyrząd do inkludowania próbek
Mikroskop stereoskopowy 50x (bez systemu rejestracji)
Twardościomierz
Monitor z wejściem analogowym
Tensometr
Młotek
Papier ścierny o różnej granulacji
Polerka elektrolityczna
8.
Oprogramowanie do analizy obrazu
Lupa 10x
Luneta
Pierścień dystansowy do makrofotografii
Mikroskop elektronowy skaningowy
Kamera analogowa
Kamera cyfrowa
Karta grafiki z wejściem sygnału analogowego
Powiększalnik fotograficzny
Mikroskop metalograficzny (bez systemu rejestracji)
Mikroskop biologiczny (bez systemu rejestracji)
Termopara
Drążarka elektro-erozyjna
Odczynniki do trawienia
Napylarka do pokrywania próbek warstwą przewodzącą
Wstrząsarka
Szlifierko-polerka uniwersalna
Do analizy termicznej można wykorzystać stanowiska zestawione z różnych elementów. Wskaż czy stanowisko zestawione z elementów
zaznaczonych w kolumnie nadaje się (zaznacz-tak) bądź nie nadaje się (zaznacz-nie) do wykonania analizy termicznej stopu
Sn-Pb,
Tak Nie
Przykłady zestawów
Ni-Fe,
Hg-Ag
ZESTAW
termopara Pt-PtRo
miliamperomierz
karta pomiarowa do termopar
termometr oporowy
stoper
kalorymetr
mikromierz
próbki stopów
pirometr półprzewodnikowy
piec do nagrzewania stopu do temp 200˚C
chłodziarka półprzewodnikowa do -100˚C
spektroskop
rejestrator elektroniczny z podstawą czasu
(pisak)
termopara żelazo-konstantan
piec do nagrzewania stopu do temp 1600˚C
mikroskop
przetwornik analogowo-cyfrowy
piec do nagrzewania stopu do temp 500˚C
miliwoltomierz
uchwyt umożliwiający zanurzenie termopary w
stopie
termopara NiCr-NiAl
zestaw tygli
1
2
3
x
x
x
x
4
5
6
7
x
x
x
x
x
9
10
x
x
x
11
x
x
12
13
x
x
x
x
x
x
8
x
14
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
9.
Przypisz numer z tabeli opisujący parametry do odpowiedniego modelu sieci krystalograficznej:
Wpisz właściwy nr z tabeli
RŚC
RPC
HZ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Stopień
wypełnienia w
%
74
68
68
68
86
74
68
86
100
74
74
68
86
68
76
76
68
84
68
74
Wielkość luk
tetraedrycznych
Wielkość luk
oktaedrycznych
0,225d
0,291d
0,291d
0,225d
0,291d
0,291d
0,291d
0,291d
0,225d
0,291d
0,291d
0,291d
0,225d
0,291d
0,291d
0,225d
0,291d
0,225d
0,291d
0,225d
0,414d
0,155d
0,155d
0,155d
0,414d
0,155d
0,155d
0,414d
0,155d
0,155d
0,155d
0,414d
0,414d
0,414d
0,155d
0,155d
0,414d
0,414d
0,414d
0,414d
Obecność płaszczyzn
o najgęstszym
upakowaniu
tak
nie
tak
nie
nie
nie
tak
tak
nie
tak
nie
tak
tak
nie
tak
nie
tak
nie
nie
tak
10. W jakim metalu występuje sieć krystalograficzna:
regularna ściennie centrowana (RSC) w całym zakresie temperatur
regularna ściennie centrowana (RSC) tylko w wysokiej temperaturze
regularna ściennie centrowana (RSC) tylko w niskiej temperaturze
regularna przestrzennie centrowana (RPC) w całym zakresie temperatur
regularna przestrzennie centrowana (RPC) tylko w wysokiej temperaturze
regularna przestrzennie centrowana (RPC) tylko w niskiej temperaturze
heksagonalna zwarta (HZ) w całym zakresie temperaturze
heksagonalna zwarta (HZ) tylko w wysokiej temperaturze
heksagonalna zwarta (HZ) tylko w niskiej temperaturze
inna niż (RSC, RPC, HZ)
Nikiel
Wanad
Kobalt
Ferryt
Chrom
Żelazo
Wolfram
Miedź
Tytan
Magnez
Cyna
Magnes
Mangan
Aluminium
Ołów
Molibden
Niob
Cynk
11. Jeżeli dwa metale A i B tworzą układ równowagi z eutektyką, to jaka struktura z tego układu sprzyja:
dobrym właściwościom odlewniczym
dobrej podatności do odkształceń plastycznych.
wysokiej odporności na zużycie ścierne
niskiej wytrzymałości zmęczeniowej
wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej
dobrym właściwościom ślizgowym
wysokiej granicy plastyczności
niskiej twardości
wysokiej twardości
podatności do obróbki skrawaniem
możliwości umacniania wydzieleniowego
Eutektyka (A+B)
Roztwór stały ( )
Wydzielenia wtórne ( ’) w roztworze (β)
Metal A z eutektyką (A+B)
Metal B z eutektyką (A+B)
Eutetektoid ( )
Eutektyka (α+β)
Wydzielenia wtórne (β’) w roztworze stałym ( )
Roztwór stały (β)
Roztwór (α) z eutektyką (α+β)
Roztwór (β) z eutektyką (α+β)
12. Jaką budowę ma stop złożony z dwóch metali A i B w przypadku:
całkowitej rozpuszczalności:
braku rozpuszczalności w zakresie stężeń podeutektycznych
braku rozpuszczalności w zakresie stężeń nadeutektycznych
braku rozpuszczalności w zakresie stężenia eutektycznego
częściowej rozpuszczalności wzrastającej wraz ze wzrostem temperatury
częściowej rozpuszczalności spadającej wraz ze wzrostem temperatury
częściowej rozpuszczalności wzrastającej wraz ze wzrostem temperatury w zakresie stężeń nadeutektycznych
częściowej rozpuszczalności wzrastającej wraz ze wzrostem temperatury w zakresie stężeń podeutektycznych
częściowej rozpuszczalności wzrastającej wraz ze wzrostem temperatury w zakresie stężenia eutektycznego
częściowej rozpuszczalności wzrastającej wraz ze wzrostem temperatury w zakresie stężeń poniżej granicznej rozpuszczalności
rozpadu wysokotemperaturowego roztworu stałego
Eutektykę (A+B)
Roztwór stały ( )
Metal A z eutektyką (A+B)
Metal B z eutektyką (A+B)
Fazę międzymetaliczną (A2B)
Eutetektoid
Eutektykę (α+β)
Wydzielenia wtórne (β’) w roztworze stałym
Roztwór (α) z eutektyką (α+β)
Roztwór (β) z eutektyką (α+β)
13. Jak definiujemy następujące struktury układu żelazo-cementyt i jaką mają maksymalną zawartość węgla?
Zaznacz po jednym polu w kolumnach 1 i 2
AUSTENIT
FERRYT
CEMENTYT PIERWOTNY
PERLIT
CEMENTYT WTÓRNY
LEDEBURYT
CEMENTYT TRZECIORZĘDOWY
1
Eutektyka
Wydzielenia wtórne z FERRYTU
Roztwór stały
Eutektoid
Faza międzymetaliczna
Wydzielenia wtórne z AUSTENITU
2
0,0218%
0,77
2,11
4,3%
6,67
14. Narysuj schemat struktury końcowej z uproszczonego układu żelazo-cementyt miejscu jednej z narysowanych linii pionowych.
Schemat struktury
Zasady punktacji
I podejście
II podejście
(termin zgodny z planem zajęć)
(termin poza planem zajęć za wyjątkiem sytuacji nieobecności
na ćwiczeniu i zaliczania z inną grupą )
ndst < 7 pkt.
ndst < 8 pkt.
7-10 pkt. - dst
8-12 pkt. - dst
11-13 pkt. - db
13-14 pkt. - db
14 pkt. - bdb
ndst < 6 pkt. ndst
6-9 pkt. - dst
10-12 pkt. - db
13-14 pkt. - bdb
III podejście
Kolokwium II
Część 1 (podstawowa na ocenę dst) ( losuje się przedmiot wykonany ze stali)
A. Uzasadnij z jakiego rodzaju stali (staliwa, żeliwa) został wykonany wskazany (przez losowanie) przedmiot .
B. Uzasadnij jakim zabiegom obróbki cieplnej i w jakim celu poddawano materiał, z którego wykonano powyższy
(wylosowany) przedmiot.
Odpowiedzi bez uzasadnienia (na chybił-trafił) nie będą uwzględniane.
W uzasadnieniu (odp. A) należy podać rodzaj stali ( a jeśli to możliwe, to przykładowy gatunek), orientacyjną do 0,2%
zawartość węgla oraz wymienić pożądane i niewskazane dodatki stopowe.
W uzasadnieniu (odp. B) należy opisać jakim zabiegom obróbki cieplnej poddano materiał oraz jaki był wpływ tej obróbki na
właściwości stali.
Część 2 (podstawowa na ocenę dst) (zagadnienie wylosowane z poniższego zestawu)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
W jakim celu przeprowadza się obróbkę cieplną?
Na czym polega wyżarzanie ujednoradniające?
W jakich przypadkach przeprowadza się rekrystalizację metali?
Jakie zjawiska zachodzą podczas procesu rekrystalizacji metali?
Na podstawie jakiego eksperymentu wyznacza się temperaturę rekrystalizacji?
Co to jest zgniot krytyczny i jaki ma wpływ na właściwości materiału po rekrystalizacji?
W jakich przypadkach przeprowadza się normalizację stali?
Na czym polega skłonność stali do drobnoziarnistości podczas normalizowania?
Na czym polega i jaką strukturę uzyskuje się podczas sferoidyzacji stali?
Jakie parametry obróbki cieplej można odczytać z wykresu CTPc?
Czym różni się przemiana austenitu w perlit od przemiany austenitu w martenztyt?
Co to jest krytyczna szybkość hartowania?
Jaki jest wpływ węgla i dodatków stopowych na krytyczną szybkość hartowania?
Jak wyznaczamy temperaturę hartowania stali?
W jakim celu przeprowadza się odpuszczanie stali?
Jakie zjawiska zachodzą podczas odpuszczania stali?
Dlaczego w stalach o większej zawartości węgla obserwujemy wzrost twardości podczas odpuszczania w niskich
temperaturach?
Jak zawartość austenitu szczątkowego zależy od zawartości węgla?
Jaka jest zależność początku i końca przemiany martenzytycznej od zawartości węgla w stali?
Na czym polega obróbka podzerowa stali?
Jakie ośrodki chłodzące są stosowane podczas hartowania stali?
W jakim celu przeprowadza się wyżarzanie odprężające lub stabilizujące?
Jaką właściwość stali określa krytyczna szybkość hartowania Vk?
Jaką właściwość stali określa średnica krytyczna D0 i D50?
Na czym polega obróbka cieplno-plastyczna stali?
Jak definiujemy obróbkę cieplno-chemiczną?
Z czego wytwarza się atmosfery do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej?
Wymień zjawiska fizyczne zachodzące etapami podczas obróbki cieplno-chemicznej?
Wymień reakcje chemiczne prowadzące do powstania aktywnych atomów węgla i azotu?
Na czym polega nawęglanie stali, określ parametry procesu?
Jaką strukturą charakteryzuje się stal po nawęglaniu?
Na czym polega azotowanie stali?
Przedstaw najważniejsze etapy procesu wytwarzania stali?
Na czym polega konwertorowanie stali?
Na czym polega i jakie zabiegi obejmuje pozapiecowa obróbka stali?
Jakie są korzyści z wprowadzenia ciągłego odlewania stali?
Które z dodatków stosowanych w stalach stabilizują austenit?
Które z dodatków stosowanych w stalach stabilizują ferryt?
Jaka jest skłonność dodatków stopowych do wytwarzania węglików?
Przedstaw ogólną klasyfikację stali.
Jakie są różnice w znakowaniu stali wg nowych norm EN w stosunku do starych PN?
Jakie rodzaje struktur występują w stalach odpornych na korozję?
Jaki dodatek stopowy i w jakiej ilości zapewnia nierdzewność stali?
Czym różni się żaroodporność od żarowytrzymałości?
Jakie dodatki stopowe podwyższają żaroodporność stali?
Jakie stale nazywamy mikrostopowymi?
Jaki jest zakres stosowania stali mikrostopowych?
Jaka jest różnica pomiędzy stalami i staliwami?
Jakie cechy odróżniają żeliwa od stali?
Jak wygląda klasyfikacja żeliw?
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
Opisz jaki kształt przyjmują wydzielenia grafitu w różnych rodzajach żeliwa.
W jaki sposób wytwarza się żeliwa szare?
W jaki sposób wytwarza się żeliwa sferoidalne?
W jaki sposób wytwarza się żeliwa ciągliwe?
W jaki sposób znakowane są różne gatunki żeliw?
Jakie typowe części maszyn są wykonywane z żeliw?
W jaki sposób są znakowane żeliwa sferoidalne?
W jaki sposób są znakowane staliwa węglowe?
W jaki sposób są znakowane staliwa stopowe?
Jaki jest główny składnik stopowy i jaką pełni rolę w staliwie Hadfielda?
Za część 1 + część 2 ocena (4) db
Część 3 (rozszerzony dla osób, które uzyskały ocenę (4)- db, za zestaw podstawowy)
na ocenę (5) – bdb
(zagadnienie wylosowane z poniższego zestawu)
1. Przedstaw z uzasadnieniem trzy przykłady materiałów:
a) znanego od dawna (co najmniej od 200 lat) ale ujawniającego nowe cechy i w nowych zastosowaniach.
b) opracowanego dla szczególnego zastosowania, które pojawiło się wraz z nową techniką.
c) którego jeszcze nie ma, a który znacznie poprawiłby stan techniki w jakiejś dziedzinie.
2. Podaj przykłady doboru materiałów dokonanego tylko na podstawie kryteriów technologicznych (materiał poddaje się
obróbce tylko jedną metodą):
a. skrawalności
b. odlewnictwa
c. obróbce plastycznej
d. metalurgii proszków
e. polikondensacji
f. technologii wtrysku
3. Przeanalizuj jaki jest wpływ warunków pomiaru i wyposażenia aparatu na dokładność pomiaru w różnych metodach
badania twardości.
4. Jaki wpływ na strukturę stopu może wywołać większa od równowagowej prędkość chłodzenia w przypadku układu
równowagi z ograniczoną rozpuszczalnością w różnych strefach stężeń?
5. Jaki wpływ na strukturę stopu może wywołać większa od równowagowej prędkość chłodzenia w przypadku układu
równowagi z pełną rozpuszczalnością?
6. Dlaczego intensywność pełzania metali silnie zależy od temperatury.
7. W jaki sposób oddziaływanie dyslokacji z defektami punktowymi struktury wpływa na wykres rozciągania stali,
przedstaw hipotezę atmosfer Cotrella?
8. Dlaczego w warunkach dynamicznego rozciągania mogą wystąpić wielokrotne przewężenia próbki?
9. Dlaczego występuje większy rozrzut wyników pomiaru twardości na materiale gruboziarnistym (powierzchnia ziarna
większa od powierzchni odcisku) niż na materiale drobnoziarnistym?
10. Jakie hipotezy wyjaśniają zjawisko występowania progu kruchości stali w niskich temperaturach?
11. Przeanalizuj dlaczego metale wykazują skłonność do budowy różnych struktur krystalograficznych np. dlaczego Cu ma
sieć tylko RŚC a Fe, RPC lub RŚC?
12. Przeanalizuj jakie siły utrzymują atomy w równowadze na przykładzie różnych wiązań chemicznych.
13. Czy kształt orbitali na poszczególnych powłokach ma wpływ na kształt komórki elementarnej metali podaj przykłady.
14. Dlaczego niektóre metale w zależności od temperatury występują w różnych odmianach alotropowych a inne nie podaj
przykłady?
15. Opisz cztery podstawowe przemiany stali podczas obróbki cieplnej, uwzględnij w opisie kinetykę przemian struktury
krystalograficznej.
16. Opisz ja zmienia się wielkość ziaren, stan naprężeń i twardość podczas rekrystalizacji metali
17. Charakteryzuj co najmniej cztery ośrodki chłodzące stosowane przy hartowaniu i przeanalizuj do jakich grup stali należy
je stosować
18. Opisz eksperymenty prowadzący do wykreślenia wykresu CTPi i CTPc oraz wskaż trzy parametry obróbki jakie można
odczytać z wykresu CTPc
19. Przeanalizuj dlaczego stale o różnej zawartości węgla i dodatków stopowych wymagają różnych ośrodków chłodzących
podczas hartowania oraz dlaczego różnią się parametrem D50
20. Uzasadnij dlaczego temperatura hartowania zależy od zawartości węgla w stali.
21. Opisz co najmniej dwa sposoby obróbki cieplno-chemicznej wskazując korzyści i ograniczenia w ich zastosowaniu
22. Na podstawie wykresu Maurera przeanalizuj budowę strukturalną żeliw w zależności od stężenia węgla i krzemu
23. Opisz jak sposoby modyfikacji lub wyżarzania mogą wpływać na kształt wydzieleń grafitu oraz budowę osnowy żeliwa
24. Przeanalizuj dlaczego zawartość chromu powyżej 10,5% powoduje skokową zmianę odporności stali na korozję
25. Jak zmienia się odporność korozyjna i właściwości stali wraz ze wzrostem zawartości węgla chromu i niklu.
26. Przedstaw systemy klasyfikacji stali oraz przeanalizuj dlaczego niektóre gatunki klasyfikuje się tylko wg składu
chemicznego a inne wg przeznaczenia.
27. Przeanalizuj na podstawie przykładów dlaczego różne dodatki stopowe stosowane w stalach stabilizują austenit, ferryt
lub tworzą węgliki.