[Spawacz Metali i Materiałów - Część Praktyczna] 34. edycja - Rozwiązania

1. Narysuj schemat procesu obróbki kriogenicznej i wymień 5 zalet obróbki kriogenicznej.
※ Schemat procesu

◑ Jako czynnika chłodniczego stosuje się suchy lód + alkohol (-78°C), ciekły azot (-196°C) i przeprowadza się go bezpośrednio po hartowaniu, przed odpuszczaniem. Temperatura obróbki wynosi 60–80°C, a czas trwania wynosi 30 minut na każde 25 mm.

※ Zalety obróbki kriogenicznej
◑ Martenzotyzuje austenit szczątkowy
◑ Poprawa właściwości mechanicznych stali nierdzewnych
◑ Uczynienie stali bardziej odporną
◑ Zapobieganie starzeniu się
◑ Zapobieganie odkształceniom wymiarowym

2. Wyjaśnij, czym jest granica wytrzymałości zmęczeniowej.
◑ Największa wartość naprężenia, przy której materiał nie ulega trwałemu zniszczeniu pod wpływem obciążenia zmiennego.

3. Jaka jest nazwa struktury 75% stali Ni po obróbce cieplnej w temperaturze 48–120 godzin z późniejszym odpuszczaniem?

4. Wymień 5 cech charakterystycznych hartowania indukcyjnego.
◑ Szybkie nagrzewanie i chłodzenie
Możliwość bardzo szybkiego nagrzewania, a szybki proces chłodzenia skraca cykl obróbki cieplnej, zwiększając wydajność produkcji
◑ Precyzyjna kontrola obróbki cieplnej
Możliwość hartowania tylko wybranych obszarów przy jednoczesnym zachowaniu właściwości pozostałych części
◑ Oszczędność energii
Przeprowadzane za pomocą bezpośredniego przenoszenia ciepła, co ogranicza straty energii i zapewnia wysoką sprawność energetyczną
◑ Poprawa jakości powierzchni
Proces utwardzania powierzchni zwiększa odporność na zużycie części i zapewnia dłuższą żywotność
◑ Czyste i bezpieczne środowisko pracy
Brak użycia płomienia lub szkodliwych gazów, co zapewnia czystsze i bezpieczniejsze środowisko pracy
◑ Łatwość integracji z systemami automatycznymi
Łatwa integracja z systemami automatycznymi, co pozwala na efektywne wykorzystanie w procesach produkcji masowej

5. Opisz metodę nieniszczącą wykrywania mikropęknięć na powierzchni bloku silnika samochodu i uzasadnij jej wybór.
◑ Metoda penetracji fluorescencyjnej
◑ Ponieważ metoda ta umożliwia badanie elementów o złożonym kształcie i wykrywanie nawet mikroskopijnych pęknięć.

6. Podczas badania wtrąceń niemetalicznych metodą punktową, przy liczbie pól widzenia (f) równej 40, łączna liczba punktów siatki na polu widzenia (p) wynosi 20x20, a liczba punktów środkowych siatki zajętych przez wtrącenia niemetaliczne (n) wynosi 48. Oblicz procentową powierzchnię (czystość).
◑ Wzór obliczeniowy
d = n / (p * f) = 48 / (20 * 20 * 40) * 100 = 0,3%
Procentowa powierzchnia (czystość) = Liczba punktów środkowych siatki / (Liczba punktów w poziomie x Liczba punktów w pionie x Liczba pól widzenia)

7. Co oznaczają liczby 10/3000/30 w kontekście twardości Brinella?
◑ 10: Średnica kulki
◑ 3000: Obciążenie próby
◑ 30: Czas trwania próby

8. Jaka metoda nieniszcząca najlepiej nadaje się do wykrywania laminacji, a jednocześnie nie jest odpowiednia do wykrywania defektów o kształcie kulistym, takich jak pory?
◑ Badanie ultradźwiękowe

9. Wymień 5 rodzajów segregacji występujących w metodzie siarkowej.
◑ Segregacja normalna (Sn)
◑ Segregacja odwrócona (Si)
◑ Segregacja liniowa (Sl)
◑ Segregacja punktowa (Sd)
◑ Segregacja rdzeniowa (Sc)

10. Wymień rodzaje metod magnetycznych namagnesowania i opisz każdą z nich.
◑ Metoda przepływu prądu osiowego
Przeprowadzanie prądu elektrycznego bezpośrednio przez badaną część wzdłuż osi, wykorzystując powstałe w ten sposób kołowe pole magnetyczne do namagnesowania części.
​
◑ Metoda sondy
Umieszczenie dwóch elektrod na lokalnym obszarze badanego przedmiotu i przepuszczenie przez nie prądu w celu wygenerowania silnego pola magnetycznego w pobliżu elektrod.
​
◑ Metoda przepływu prądu prostopadłego
Przeprowadzanie prądu elektrycznego prostopadle do osi części.
Najlepiej wykrywa wady prostopadłe do osi, natomiast wady wzdłuż osi są trudne do wykrycia.

11. Reakcja azotowania to 2NH3 → (2N) + (3H3), a w przypadku metody utwardzania powierzchniowego metodą nasycania stałego 60% węgla drzewnego + 30% ( ) + 16% NaCO3 służy jako środek utwardzający powierzchnię. Uzupełnij puste miejsce.
◑ 30% BaCO3

12. Jaka stal charakteryzuje się dobrą skrawalnością?
◑ Stal łatwo skrawalna

13. Przy powiększeniu mikroskopu 100 razy i powierzchni zdjęcia mikroskopowego wynoszącej 5000 mm2, oblicz wielkość ziarna metodą Jeffersa.

14. Oblicz maksymalną głębokość warstwy utwardzonej w przypadku cementowania gazowego w temperaturze 630°C przez 5 godzin w warunkach standardowych.

15. Wymień 3 czynniki wpływające na krzywą S obróbki cieplnej stali.
◑ Naprężenia
◑ Segregacja
◑ Temperatura nagrzewania
◑ Elementy stopowe
◑ Prędkość nagrzewania

16. Wymień 5 właściwości metali.
※ Właściwości fizyczne
◑ W temperaturze pokojowej występują w stanie stałym
◑ Mają wysoką temperaturę topnienia i dużą wytrzymałość
◑ Posiadają określoną gęstość i zazwyczaj są ciężkie
◑ Charakteryzują się dobrą przewodnością cieplną i elektryczną
◑ Czas obróbki, urządzenia i koszty są wysokie.
​
※ Właściwości mechaniczne
◑ Charakteryzują się dużą twardością i odpornością na ścieranie
◑ Mają dobrą lejność i można je poddawać recyklingowi.

17. Wymień 3 powody, dla których martenzyt jest twardszy.
◑ Z powodu powstawania ślizgów w sieci krystalicznej i wzrostu naprężeń wewnętrznych
◑ Z powodu rozpuszczania węgla w sieci krystalicznej i tworzenia Fe3C, co prowadzi do powstawania nadsieci
◑ Z powodu zmian objętościowych podczas bezdyfuzyjnej przemiany

18. Podaj liczbę płaszczyzn (x).