[Spawacz metali - egzamin praktyczny] 36. edycja - rozwiązanie

1. Opisz cykl obróbki cieplnej HRC 6066, STB2 zapobiegający odkształceniom.
※ HRC 6066, STB2 (stal chromowa wysokowęglowa)
◑ Hartowanie (Q) – odpuszczanie (T) po procesie wygrzewania.
◑ Utrzymanie temperatury hartowania w okolicach 700°C przez około 3 godziny, następnie chłodzenie na powietrzu.
◑ 790-820°C przez 30 minut, 25 minut chłodzenia w wodzie, a następnie chłodzenie na powietrzu w temperaturze Ms (170-130°C).
◑ 150-180°C przez 40 minut, 25 minut, a następnie chłodzenie w wodzie.

2. W celu uzyskania struktury bainitu górnego w wrażliwym na odkształcenia wale silnika wysokoobrotowego, wybrano kąpiel solną z chlorkami. Podaj 3 składniki kąpieli solnej niskotemperaturowej (temperatura topnienia: 2360°C, temperatura pracy: 400°C).
◑ Kąpiel solna niskotemperaturowa: azotan sodu, azotan potasu, azotyn sodu, azotyn potasu.

3. Wymień metody określania krzywej S (3 metody określania krzywej CCT).
◐ Metoda metalograficzna
◐ Metoda analizy termicznej
◐ Metoda rozszerzalności cieplnej
◐ Metoda analizy magnetycznej

4. Oblicz liczbę stopni swobody w punkcie niezmienniczym, korzystając z reguły faz.
◐ F=C+1-P
◐ C = 2 , P = 3 , F = 0

5. Stosując stożek diamentowy o kącie 120° i obciążeniu 150 kg w teście twardości Rockwella oraz głębokości odcisku 0,045 mm, jaka jest twardość HRC?
◐ Wzór obliczeniowy
HRC = 100 - 500h (h = głębokość odcisku w mm)
100 - 500 x 0,045 = 77,5

◐ Odpowiedź
77,5

6. Zdefiniuj granicę zmęczenia i wyjaśnij, w jaki sposób określa się granicę zmęczenia w przypadku metali, takich jak Al, dla których trudno jest ją ustalić.
※ Definicja granicy zmęczenia
◑ Maksymalna wartość naprężenia, przy której materiał nie ulega trwałemu zniszczeniu pod wpływem obciążenia cyklicznego.

※ W przypadku aluminium (Al), gdy trudno jest określić granicę zmęczenia
◑ Granicę zmęczenia definiuje się jako amplitudę naprężenia przy 10⁷ cyklach (określająca użyteczną żywotność produktu lub części).

7. Stal węglowa o zawartości 0,25% C poddana została procesowi nawęglania w celu osiągnięcia docelowego stężenia węgla 0,8%. Po 7 godzinach procesu, w tym czasie dyfuzji, stężenie węgla na powierzchni wyniosło 1,15%. Jaki był czas nawęglania?
◑ Równanie Harrisa
Tc = czas nawęglania, Tt = czas nawęglania + czas dyfuzji
C = docelowe stężenie węgla na powierzchni (%), Co = stężenie węgla podczas nawęglania (%), Ci = początkowe stężenie węgla w materiale (%)

◑ Wzór obliczeniowy
Tc = Tt ((C - Ci) / (Co - Ci))²
Tc = 7 * ((0,8-0,25)/(1,15-0,25))²

◑ Odpowiedź
Tc = 2,6 godziny

8. W diagramie fazowym Fe-C, przy zawartości węgla 4,3% (①) punkt, liczba stopni swobody w punkcie eutektycznym (②), temperatura przemiany magnetycznej (③) w °C, oraz sieć krystaliczna żelaza γ i α (④).
◑ ① : Punkt eutektyczny
◑ ② : 0
◑ ③ : A2 (768°C)
◑ ④ : PPC

9. Opisz efekt masy.
◑ Dla tej samej stali, głębokość hartowania różni się w zależności od rozmiaru, grubości i kształtu przedmiotu.

10. Opisz hartowność.
◑ Dla tego samego rozmiaru przedmiotu, głębokość hartowania różni się w zależności od rodzaju stali. Ta zdolność stali do hartowania jest określana jako hartowność.

11. Rozróżnij metody magnetyzacji liniowej i kołowej w metodzie magnetyczno-proszkowej.
※ Magnetyzacja liniowa
◑ Metoda biegunowa (M)
◑ Metoda cewkowa (C)

※ Magnetyzacja kołowa
◑ Metoda przepływu strumienia magnetycznego (I)
◑ Metoda przepływu prądu przez oś (EA)
◑ Metoda sondy (P)

12. Podaj wymagania dotyczące termopar (Opisz termoparę - alternatywa).
※ Wymagania dotyczące termopar (ciepło, odporność na ciepło)
◑ Duża siła termoelektryczna
◑ Dobra odporność na wysokie temperatury
◑ Duża odporność na utlenianie
◑ Dobra odporność na korozję
◑ Niska przewodność cieplna

13. Podaj 3 cele przeprowadzania obróbki kriogenicznej stali łożyskowej, stali precyzyjnej i stali narzędziowej.
◑ Zapobieganie odkształceniom wymiarowym
◑ Zapobieganie starzeniu się
◑ Zwiększenie wytrzymałości stali
◑ Wzmocnienie warstwy nawęglanej
◑ Poprawa właściwości mechanicznych stali nierdzewnych
◑ Martensytyzacja pozostałej austenitu

14. Opisz metodę badania laminacji.
※ Laminacja
Wady wewnętrzne w materiale walcowanym, takie jak niemetaliczne wtrącenia, które rozciągają się równolegle do kierunku walcowania, tworząc strukturę warstwową.

15. Podaj 5 warunków i środków ostrożności dotyczących materiałów narzędzi do obróbki cieplnej.
◑ Dobra odporność na ciepło
◑ Bardzo mała deformacja w wysokiej temperaturze
◑ Łatwość produkcji
◑ Materiał odporny na korozję
◑ Utrzymanie wystarczającej twardości w celu zapobiegania deformacji

16. Podaj 4 zalety i 3 wady metody badań prądami wirowymi.
※ Zalety (wysoka prędkość, inspekcja, rejestracja)
◑ Możliwość badania w wysokiej temperaturze
◑ Bezkontaktowa i szybka metoda badania
◑ Możliwość zapisywania wyników badania
◑ Doskonała zdolność wykrywania wad powierzchniowych

※ Wady (wewnętrzna inspekcja, złożoność)
◑ Niewłaściwa do wykrywania wad wewnętrznych
◑ Trudności w badaniu złożonych kształtów
◑ Trudno jest bezpośrednio zidentyfikować rodzaj i kształt wady na podstawie wyników badania.

17. Opisz efekt masy w obróbce cieplnej.
◑ Efekt masy
Głębokość hartowania różni się w zależności od rozmiaru, wymiarów i grubości materiału dla tej samej stali.
Ocena wpływu rozmiaru i kształtu materiału na efekt obróbki cieplnej.