Materiały Inżynierskie - Notatki - Materiałoznastwo - Część 2, Notatki'z Materiały Inżynieryjne. Warsaw University of Technology
mellow_99
mellow_9914 marca 2013

Materiały Inżynierskie - Notatki - Materiałoznastwo - Część 2, Notatki'z Materiały Inżynieryjne. Warsaw University of Technology

PDF (1 MB)
20 strona
684Liczba odwiedzin
Opis
W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: materiały Inżynierskie, pęknięcia.
20punkty
Punkty pobierania niezbędne do pobrania
tego dokumentu
Pobierz dokument
Podgląd3 strony / 20
To jest jedynie podgląd.
3 shown on 20 pages
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 shown on 20 pages
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 shown on 20 pages
Pobierz dokument
To jest jedynie podgląd.
3 shown on 20 pages
Pobierz dokument
Materiały Inżynierskie - Skrypt PW cz2.pdf

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 2.11

Schemat obci!"enia cyklicznego: a) obci!"enie wed ug krzywej harmonicznej o jednym maksimum i jednym minimum b)wed ug krzywej nieharmonicznej o jednym maksimum i jednym minimum c) wed ug krzywej o dwóch minimach.

Rys. 2.12

Schemat dwuetapowego wzrostu p#kni#cia zm#czeniowego zarodkuj!cego przy powierzchni.

21

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Temat 3:

SYSTEMATYKA P$KNI$%: PRZY OBCI&'ENIACH QUASISTATYCZNYCH, DYNAMICZNYCH, ZM$CZENIOWYCH, PE(ZANIU.

Wyk#ad 2.5h

1) Znaczenie procesu p#kania w eksploatacji materia ów.

2) Obci!"enie w trakcie pracy i rozk ad napr#"e) prowadz!cych do p#kania.

3) Klasyfikacja p#kni#* (zdefiniowanie podstawowych terminów tj. p#kni#cie: plastyczne,kruche, zm#czeniowe, przy pe zaniu, prze om: plastyczny, kruchy, mi#dzykrystaliczny, transkrystaliczny, zm#czeniowy).

4) Mechanizm p#kania (kruche p#kanie: ogólne podstawy obejmuj!ce zarodkowanie mikrop#kni#*, rozprzestrzenianie si# mikrop#kni#*, napr#"enie p#kania, sk onno+* materia ów do kruchego p#kania (K,c), p#kanie plastyczne - rodzaje plastycznego zniszczenia).

5) Wp yw czynników zewn#trznych na zjawisko p#kania materia ów (napr#"enia cieplne, stanpowierzchni, o+rodek otaczaj!cy).

6) Charakterystyka zjawiska p#kania w ró"nych materia ach (*) (metale, kompozyty, ceramika).

7) Pe zanie (wp yw temperatury na wytrzyma o+* i plastyczno+* materia ów, charakterystyka pe zania, konsekwencja procesu pe zania dla eksploatacji materia u, p#kanie przy pe zaniu, charakterystyka procesu p#kania dla ró"nych materia ów).

8) P#kanie zm#czeniowe (powstawanie i rozprzestrzenianie si# p#kania zm#czeniowego, czynniki wp ywaj!ce na wytrzyma o+* zm#czeniow!). (*) ze szczególnym omówieniem zjawiska p#kania w materia ach stanowi!cych g ówny

przedmiot zainteresowania obs ugiwanego wydzia u (kierunku studiów).

Zalecana literatura:1. M.F. Ashby i D.R.H. Jones, Engineering Materials, Pergamon, Oxford, 1993, wydana

w j#zyku polskim przez Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.2. A.G. Guy, Wprowadzenie do nauki o materia ach, PWN, Warszawa, 1977. 3. M.L. Benisztejn, W.W. Zajmowskij, Struktura i w asno+ci mechaniczne metali, Wyd.

Naukowo-Techniczne, Warszawa 1973.

4. L.A. Dobrza)ski, Metaloznawstwo i obróbka cieplna stopów metali, Wyd. Politechniki ,l!skiej, Gliwice, 1993. 5. S. Erbel, K. Kuczy)ski, Z. Marciniak, Obróbka plastyczna, PWN, Warszawa, 1986.

22

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 3.1

Zale"no+* energii uwalnianej I i poch anianej - II w wyniku wzrostu p#kni#cia.

Rys. 3.2

Schemat rozwoju p#kni#*: a) w warunkach zm#czenia, b)w warunkach zm#czenia i pe zania, c) w warunkach pe zania.

Rys. 3.3

Rozwój p#kni #cia upliwego

23

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 3.4

Rozrost p#kni#cia w wyniku plastycznego rozrywania

Rys. 3.5

Zmiany d ugo+ci p#kni#cia w wyniku pozornego i rzeczywistego rozprzestrzeniania si# p#kni#cia: a) schemat,

b)zale"no+* ca ki energii odkszta cenia u wierzcho ka p#kni#cia od przyrostu d ugo+ci p#kni#cia.

24

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 3.6

Kruszenie bloku cementu lub betonu na skutek +ciskania.

Rys. 3.7

Zale"no+* napr#"enie - odkszta cenie dla rozci!gania i +ciskania ceramiki

Rys. 3.9

Miejsce powstawania p#kni#* w warunkach zm#czenia wysokocyklowego.

25

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 3.10

Krzywa pe zania z odpowiadaj!cymi poszczególnym etapom pe zania strukturami.

26

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Temat 4:

CHARAKTERYSTYKA GRUP TWORZYW METALICZNYCH Z UWZGL$DNIENIEM M.IN. POZIOMU WSKA%NIKÓW WYTRZYMA O"CIOWYCH, ODPORNO"CI NA KOROZJ$, CENY.

Wyk#ad 6h

1)Klasyfikacja tworzyw metalicznych z przyk adami typowych zastosowa), w a+ciwo+ci i ceny (w postaci tabeli prezentuj!cej typowe w a+ciwo+ci, zastosowania i przyk adowe ceny grup stopów Fe, Cu, Al, Ni, Ti przedstawionych poni"ej): 1.1 Stopy "elaza (stale niskow#glowe, stale +redniow#g owe, stale niskostopowe, stale

wysokostopowe, "eliwa).

1.2 Stopy miedzi (mied- techniczna, mosi!dze, br!zy, miedzionikle). 1.3 Stopy aluminium (aluminium techniczne, stopy do obróbki cieplnej i plastycznej, stopy

odlewnicze z Si, stopy Al-Li).

1.4 Stopy Ni (techniczny Ni, monel, superstopy na bazie niklu). 1.5 Stopy Ti (stopy jednofazowe, stopy wielofazowe).

2) Wp yw struktury tworzyw metalicznych na ich w a+ciwo+ci: struktura krystaliczna, struktura roztworów sta ych, faz mi#dzymetalicznych i szkie metalicznych, defekty struktury krystalicznej (punktowe, liniowe, powierzchniowe i obj#to+ciowe), poj#cie fazy, materia y wielofazowe, kszta towanie struktury tworzyw metalicznych, uk ady równowagi faz jako narz#dzie pomocne w kszta towaniu mikrostruktury tworzyw metalicznych (uk ad Sn-Pb - przyk ad s u"!cy do omówienia idei uk adów równowagi, uk ady Cu-Ni i Cu-Zn - przyk ady ró"nego stopnia skomplikowania uk adów równowagi), przech odzenie, segregacja, podstawowe sposoby polepszania w a+ciwo+ci mechanicznych tworzyw metalicznych (umocnienie roztworowe, umocnienie

odkszta ceniem, rozdrobnienie ziarn, umocnienie wydzieleniami i cz!stkami) z uwzgl#dnieniem stabilno+ci wytworzonych struktur.

3) Stopy "elaza jako tworzywa metaliczne najcz#+ciej stosowane w technice (uk ad "elazocementyt, rola zawarto+ci w#gla i wynikaj!cy st!d podzia stali, hartowanie i odpuszczanie, wykresy CTP, hartowno+*, najcz#stsze b #dy pope niane przy obróbce cieplnej stali, stale szybkotn!ce, stale austenityczne, "eliwa).

4) Metody przetwarzania tworzyw metalicznych: odlewanie, przeróbka plastyczna na zimno,

przeróbka plastyczna na gor!co, spiekanie, skrawanie, !czenie (zgrzewanie i spawanie, strefa wp ywu ciep a).

5) Obróbki powierzchniowe.

6) Wp yw temperatury na w asno+ci tworzyw metalicznych: próg krucho+ci (stale w#glowe, stale niskostopowe), stale austenityczne jako przyk ad materia ów kriogenicznych, wytrzyma o+* w podwy"szonych temperaturach (temperatura homologiczna, wp yw struktury), pe zanie (wp yw struktury, stale w#glowe i niskostopowe, stale austenityczne, suprerstopy, materia y na bazie faz mi#dzymetalicznych), odporno+* korozyjna i erozyjna (pasywacja, obróbki powierzchniowe).

27

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Zalecana literatura: 1. M.F. Ashby i D.R.H. Jone, Engineering Materials 2, Pergamon, Oxforf, 1992, wydana

w j#zyku polskim przez Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1997. 2. M. Tokarski, Metaloznawstwo metali i stopów nie"elaznych w zarysie, Wyd. ,l!sk 1985.

3. A. Ciszewski, T. Radomski, A. Szumer, Metalowe tworzywa konstrukcyjne, WPW, Warsza

wa, 1980.

5. K. Przybylowicz, Metaloznawstwo, WNT, Warszawa, 1992.

6. A. Ciszewski, T. Radomski, A. Szumer, Materia oznawstwo, WPW, Warszawa, 1986. 7. S. Prowans, Metaloznawstwo, PWN, Warszawa, 1988.

8. S. Prowans, Struktura Stopów, PWN , Warszawa, 1998.

9. S. Rudnik, Metaloznawstwo, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa, 1994.

28

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.1

Rozk ad temperatur na p acie samolotu acie samolotu „Concorde” przy pr#dko+ciach 2,2 Ma i samolotu wojskowego przy 3,0 Ma

Rys. 4.2

Wytrzyma o+* i wzgl#dny koszt na jednostk# obj#to+ci ró"nych materia ów

29

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.3

Wspó czynnik intensywno+ci napr#"e) i wytrzyma o+* ró"nych materia ów

Rys. 4.4

Czasowa wytrzyma o+* na pe zanie R ró"nych metali i stopów "arowytrzyma ych w zale"no+ci od temperatury badania (wed ug ASM - Metals Handbook)

30

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

31

Rys. 4.5

Komórki elementarne podstawowych sieci w jakich krystalizuj! metale

Rys. 4.6

Uk ad ziarn w metalu

Rys. 4.7

Schemat struktury polikrystalicznej metali

Rys. 4.8

Sie* przestrzenna roztworu sta ego (model p aski): a) ró"now#z owego, b) mi#dzyw#z owego, c) pustow#z owego

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

32

Rys. 4.9

Typy mikrostruktur: a) ziarnista, b) p ytkowa, c) kulkowa, d) iglasta, c) dyspersyjna

Rys. 4.10 Uk ad Cu-Ni

Rys. 4.11

Schematyczne przedstawienie regu y d-wigni a) wykres równowagi, b) regu a d-wigni

Rys. 4.12

Uk ad równowagi fazowej o ów-cyna Rys. 4.13 Uk ad Cu-Zn

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.14

Zale"no+* twardo+ci HB (linie ci!g e) i przewodno+ci elektrycznej G (linie przerywane)od typu uk adu równowagi (schemat): a) roztwór sta y, b) mieszanina sk adników, c) mieszanina roztworów sta ych z eutektyka, d) uk ad z fazami mi#dzymetalicznymi

Rys. 4.15

Typowe mikrostruktury stopów metali: a) struktura jednofazowa (terryt, pow. 100x), b)

wydzielenia o owiu z mosi!dzu manganowo-o owiowo-"#lazowym MM47 (pow. 500x), c) struktura dendrytyczna mosi!dzu MKO80 (pow. 100x), d) faza a na tle mieszaniny entektycznej 2+Si (silumin, pow. 100x).

33

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.16

Krzywe ch odzenia czystego "elaza

Rys. 4.17

Uk ad "elazo-w#giel [13]

34

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

35

Rys. 4.18

Wp yw w#gla na w asno+ci mechaniczne stali w#glowych

Rys. 4.19

Schemat zmian wielko+ci ziania stali w wyniku nagrzewania do temperatury wy"szej od Ac1 i nast#pnego ch odzenia

Rys. 4.20

Zale"no+* szybko+ci zarodkowania (u), szybko+ci dyfuzji (D) i energii swobodnej (F) od przech odzenia

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.21

Schemat przebiegu przemiany perlitycznej tworzenie si# p ytek cementytu i ferrytu z przech odzonego austenitu,

Rys. 4.22

Schemat wzrostu czo owego p ytek perlitu (wed ug R.F. Mehla i W.C. Hagela)

Rys. 4.23

Fotomikrografia perlitu p ytkowego; '500

Rys. 4.24

Fragment wykresu Fe – Fe3 C z zaznaczonymi zakresami temperatury wy"arzania i hartowania staliw w#glowych

36

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

37

Rys. 4.25

Schemat stanowiska do prób hartowno+ci metod! ch odzenia od czo a; 1 - zbiornik z wod!, 2 - wanna, 3 - zawór, 4 - dysza wodna, 5 - przes ona, 6 - uchwyt próbki, 7 -próbka

Rys. 4.26

Pasmo hartowno+ci stali 35SG

Rys. 4.27

Zale"no+* twardo+ci od zawarto+ci w#gla 1 - martenzytu, 2 - stali hartowanej od temperatury Ac1,3 + 30

o C, 3 - struktury

pó martenzytycznej

Rys. 4.28

Wp yw temperatury odpuszczania na w asno+ci mechaniczne zahartowanej stali zawieraj!cej 0,4% C

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.29

Schematyczne wykresy przemian austenitu przech odzonego stali w#glowej podeutektoidalnej a) CTP przy ch odzeniu izotermicznym, b) CTPc przy ch odzeniu ci!g ym; g - austenit, a - ferryt, P - perit, B - bairiit, M - martenzyt

Rys. 4.30

Schemat powstawania napr#"e) cieplnych (bez strukturalnych) podczas ch odzenia w wodzie wa ka stalowego o +rednicy 100 mm (wed ug A. Rosse) a) zmiany temperatury, b) zmiany napr#"e), c) rozk ad napr#"e) na przekroju poprzecznym wa ka po och odzeniu, W - temperatura odpowiadaj!ca maksymalnym napr#"eniom rozci!gaj!cym na powierzchni

38

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

39

Rys. 4.31

Schemat wp ywu wydzielania w#glików typu M C na zmiany st#"enia w#gla i chromu w pobli"u granicy ziarn w stalach wysokochromowych a) uwra"liwionych na korozj# mi#dzykrystaliczn!, b) odpornych na ten rodzaj korozji w wyniku przed u"enia czasu i podwy"szenia temperatury wygrzewania (wed ug E. C. Baina)

Rys. 4.32

Schemat wp ywu przemian fazowych podczas odpuszczania na twardo+* stali szybkotn!cych (wed ug G. Stevena, A.E. Nehrenberga i T.H. Philipsa)

Rys. 4.33

Wp yw molibdenu oraz temperatury odpuszczania na twardo+* stali zawieraj!cej 0,35% C

Rys. 4.34

Zawarto+* w#gla w naw#glonej warstwie wierzchniej stali 20, w zale"no+ci od temperatury, naw#glania i odleg o+ci od powierzchni próbki; temperatura naw#glania: 1 -925°C, 2 - 900°C, 3 - 870°C

MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej

Rys. 4.35

Struktura "eliwa w zale"no+ci od !cznej zawarto+ci w#gla i krzemu oraz grubo+ci +cianki odlewu wg F. Greinera i T. Klingsensteina: pole I - "eliwo bia e, II - "eliwo pstre, III - "eliwo perlityczne, IV - "eliwo perlityczno-ferrytyczne, V - "eliwo ferrytyczne

Rys. 4.36

Wydzielenia grafitu w "eliwie: a) grafit p atkowy, b) grafit kulkowy, c) grafit gwiazdkowy, d) w#giel "arzenia. Pow. 100 '

40

komentarze (0)
Brak komentarzy
Bądź autorem pierwszego komentarza!
To jest jedynie podgląd.
3 shown on 20 pages
Pobierz dokument