[Spawacz metali - Mistrz] 39. edycja - Rozwiązania

1. Jaki test służy do pomiaru zmian odkształcenia w czasie, które powstają po przyłożeniu określonego naprężenia do materiału?
◑ Próba pełzania (Creep test)

2. Wymień 5 właściwości mechanicznych, które można określić za pomocą próby rozciągania.
◑ Wytrzymałość na rozciąganie
◑ Granica plastyczności
◑ Wydłużenie
◑ Zmniejszenie powierzchni przekroju
◑ Granica sprężystości

3. Jaka metoda badań materiałowych jest najczęściej stosowana do materiałów takich jak żeliwo, stopy łożyskowe, cegła i beton, które są głównie używane do wytrzymywania ciśnienia?
◑ Próba ściskania

4. W teście twardości Rockwella, jeśli głębokość odcisku wynosi h, to jakie są: metoda określania twardości, materiał i kształt wklęsnika oraz obciążenie próby?

5. Idealny kryształ, w którym atomy lub cząsteczki są ułożone w regularny sposób bez defektów, nazywany jest kryształem doskonałym. Jednakże kryształy występujące w rzeczywistości posiadają różne defekty sieci krystalicznej z różnych przyczyn. Wymień 3 rodzaje takich defektów sieci krystalicznej.
◑ Defekty punktowe
◑ Defekty liniowe
◑ Defekty powierzchniowe
◑ Defekty objętościowe

6. Opisz właściwości części a) i b) na poniższym rysunku przedstawiającym proces hartowania.

7. Co powstaje w wyniku rozkładu roztworu stałego γ o zawartości 0,8%C w temperaturze 723°C, prowadzącego do powstania perlitu – warstwowej struktury złożonej z ferrytu (α) i cementytu (Fe3C)?
◐ Perlity (Pearlite)

8. Uporządkuj następujące struktury od najwyższej do najniższej twardości:
① sorbit ② perlit ③ martenzyt ④ trostyt
③ > ④ > ① > ②

☆ Od najmniejszej do największej twardości (fer, austenit, perl, sorbit, trostyt, martenzyt, cem)
◐ ferryt → austenit → perlit → sorbit → trostyt → martenzyt → cementyt

★ Od największej do najmniejszej twardości (cem, mart, trost, sorbit, perl, austenit, fer)
◐ cementyt → martenzyt → trostyt → sorbit → perlit → austenit → ferryt

9. Co to jest efekt masy?
◐ Efekt masy to zjawisko, w którym w materiale o dużej masie, podczas procesu nagrzewania, powstaje różnica temperatur pomiędzy zewnętrzną a wewnętrzną częścią materiału, co prowadzi do sytuacji, że mimo że zewnętrzna część ulega utwardzeniu, to wewnętrzna część nie ulega utwardzeniu.

10. Wymień 3 typowe właściwości stopów amorficznych.
◑ Właściwości mechaniczne
-. Wysoka ciągliwość, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na ścieranie, brak defektów krystalicznych
-. Bardzo dobra zależność od temperatury
-. Praktycznie nie występuje zjawisko umocnienia odkształceniowego
-. Posiadają wysoką odporność na kruche pękanie
-. Twardość i ciągliwość silnie zależą od temperatury
◑ Właściwości chemiczne
-. Bardzo dobra odporność korozyjna

11. Jak nazywa się obróbka cieplna, w której materiał jest podgrzewany w zakresie temperatur Ar" (między Ms a Mf) w strefie przemiany, a następnie szybko chłodzony do temperatury poniżej Ms (100-200°C), utrzymywany w tej temperaturze do momentu prawie całkowitego zakończenia przemiany przechłodzonego austenitu, a na koniec chłodzony na powietrzu, jak pokazano na poniższym rysunku?
◐ Martenzowanie izotermiczne (Martempering)

12. Wymień 3 etapy żarzenia metalu poddanego obróbce na zimno oraz siłę napędową każdego etapu.
◐ 3 etapy żarzenia: regeneracja → rekrystalizacja → wzrost ziarna
◐ Regeneracja: energia zgromadzona wewnątrz metalu
◐ Rekrystalizacja: energia odkształcenia nagromadzona podczas obróbki na zimno
◐ Wzrost ziarna: zmniejszenie energii powierzchniowej granic ziaren

13. Wymień 4 metody kulistyzacji cementytu (Fe3C).

◐ Metoda długotrwałego ogrzewania
Ogrzewanie tuż poniżej A1 (650-700°C) z późniejszym chłodzeniem.

◐ Metoda wielokrotnego ogrzewania
Powtarzające się ogrzewanie do temperatury granicznej punktu przemiany A1 z późniejszym chłodzeniem.

◐ Metoda rozpuszczania sieci karbidowej
Ogrzewanie powyżej temperatury A3 i Acm, rozpuszczenie Fe3C, a następnie szybkie chłodzenie, aby uniknąć wytrącania sieci Fe3C i umożliwić kulistyzację.

◐ Metoda powolnego chłodzenia
Ogrzewanie powyżej punktu przemiany A1, ale poniżej Acm, a następnie powolne chłodzenie do punktu przemiany A1.

◐ Metoda izochroniczna
Ogrzewanie powyżej punktu przemiany A1, ale poniżej Acm, a następnie utrzymanie w temperaturze poniżej punktu przemiany A1 do zakończenia przemiany i chłodzenie.

14. Wymień 3 metody analizy struktury, które pozwalają na określenie rodzajów faz obecnych w materiale oraz wielkości powierzchni międzyfazowych.
-. Rodzaje faz
◐ Austenit
◐ Ferryt
◐ Cementyt
◐ Perlity
◐ Beinit
◐ Martensyt

-. Metody pomiaru
◐ Metoda punktowa
◐ Metoda liniowa
◐ Metoda wagowa

15. Stal poddana działaniu amoniaku (NH3) w temperaturze 500-550°C przez 20-100 godzin ulega rozkładowi amoniaku na azot (2N) i wodór (3H2) zgodnie z reakcją 2NH3 → (2N) + (3H2). Azot wnika w powierzchnię stali i dyfunduje, tworząc warstwę utwardzoną. W metodzie nasycania azotem w stanie stałym najlepszym składem jest 60% węgla drzewnego + (30% BaCO3) + 10% NaCO3. Jednym z równań chemicznych opisujących reakcję w metodzie nasycania azotem w stanie stałym jest (C) + (CO2) → 2CO.

16. W przypadku przeprowadzenia procesu azotowania w temperaturze 930°C przez 4 godziny, głębokość azotowania wyniosła 2 mm. Jaki powinien być czas azotowania (t), aby głębokość azotowania (D) wyniosła 4 mm?
◐ Równanie
D = K * √t ------ ①
2 = K * √4
2 = K * 2
2 / 2 = K , K = 1

4 = 1 * √t ------- Podstawiając K=1 do równania ①
42 = t ------ Podnosząc obie strony do kwadratu, aby pozbyć się pierwiastka

◐Odpowiedź: 16 godzin

◐ Przykład: Jeśli azotowanie w temperaturze 920°C przez 9 godzin daje głębokość 1,2 mm, to jaka będzie głębokość azotowania przy tej samej temperaturze, ale czasie 16 godzin?
D=K√t 1,2=K√9 , 1,2=K x 3 , 1,2/3 = K = 0,4
D=0,4√16 = 0,4 x 4 = 1,6 Odpowiedź: 1,6 mm

17. Metoda nieniszcząca, która polega na rejestracji fal sprężystych emitowanych podczas procesu pękania lub odkształcenia plastycznego materiału, a następnie analizie tych fal. Stosowana jest do badań materiałowych, kontroli jakości procesu spawania oraz diagnostyki konstrukcji. Jaka jest nazwa tej metody?
◐ Metoda emisji akustycznej (AE)

18. Przewodniki elektryczne, takie jak miedź (Cu), wykazują opór elektryczny, który powoduje straty energii w postaci ciepła podczas przepływu prądu. Opór ten maleje wraz ze spadkiem temperatury, jednakże nawet w pobliżu zera bezwzględnego nie spada do zera. Jednakże niektóre materiały wykazują zjawisko, w którym opór elektryczny spada do zera w określonej temperaturze. Jak nazywa się to zjawisko i jaki stop jest faktycznie stosowany w praktyce?
◐ Zjawisko: Nadprzewodnictwo
◐ Stop: Stop Nb-Ti