N o w o c z e s n e M a t e r i a By K o n s t r u k c y j n e p y t a n i a z a l i c z e n i o w e .
1 . P o d z i a B m a t e r i a B w z e w z g l d u n a r o z m i e s z c z e n i e a t o m w , j o n w i c z s t e c z e k w
p r z e s t r z e n i .
a ) m a t e r i a By p o s i a d a j c e s i e k r y s t a l i c z n - m e t a l e i i c h s t o p y , a t o m y u Bo |o n e s w s p o s b
u p o r z d k o w a n y t w o r z c s i e k r y s t a l i c z n :
- R e g u l a r n i e Zc i e n n i e C e n t r o w a n R S C ( A 1 ) - ( A l . , F e - , A u , P t )
- R e g u l a r n i e P r z e s t r z e n n i e C e n t r o w a n R P C ( A 2 ) - ( F e - , M o , M b )
- H e k s a g o n a l n a Z w a r t a H Z ( A 3 ) - ( M g , B e )
b ) m a t e r i a By n i e p o s i a d a j c e s i e c i k r y s t a l i c z n e j , w k t r y c h a t o m y u Bo |o n e s w s p o s b
n i e u p o r z d k o w a n y c i a Ba a m o r f i c z n e n i e k r y s t a l i c z n e s z k Ba i p o l i m e r y
c ) p o l i m e r y a m o r f i c z n e u s z t y w n i o n e w B k n a m i k o m p o z y t y .
2 . P o d z i a B m a t e r i a B w z e w z g l d u n a d o m i n u j c e w i z a n i e p o m i d z y a t o m a m i , j o n a m i i
c z s t e c z k a m i .
a ) m e t a l e w y s t p u j e w n i c h w i z a n i e m e t a l i c z n e m i d z y a t o m a m i . W i z a n i e m e t a l i c z n e
w y s t p u j e w p r z y p a d k u a t o m w , p o s i a d a j c y c h n i e w i e l e a t o m w w a l e n c y j n y c h , k t r e u l e g a j
Ba t w e m u o d e r w a n i u s i o d a t o m u . W w y n i k u t e g o t w o r z s i d o d a t n i e j o n y i c h m u r a
e l e k t r o n w s w o b o d n y c h .
b ) c e r a m i k a w y s t p u j e w t y c h m a t e r i a Ba c h w i z a n i e k o w a l e n c y j n e ( a t o m o w e ) . W w i z a n i u
t y m p o w s t a j w s p l n e e l e k t r o n y w a l e n c y j n e . L i c z b a m o |l i w y c h d l a d a n e g o a t o m u w i z a D
k o w a l e n c y j n y c h z a l e |y o d l i c z b y e l e k t r o n w w a l e n c y j n y c h k o n i e c z n y c h d o u z u p e Bn i e n i a j e g o
p o z i o m u z e w n t r z n e g o . P r z y k Ba d e m m o |e b y d i a m e n t . K a |d y a t o m w g l a z a w i e r a n a s w y m
p o z i o m i e z e w n t r z n y m c z t e r y e l e k t r o n y , z a p o m o c k t r y c h t w o r z y p a r y z s s i e d n i m i
a t o m a m i . W s i e c i p r z e s t r z e n n e j k a |d y a t o m w g l a o t o c z o n y j e s t c z t e r e m a i n n y m i a t o m a m i
w g l a , r o z m i e s z c z o n y m i w n a r o |a c h p r a w i d Bo w e g o t e t r a e d r u . C i a Ba o t a k i m w i z a n i u m a j
w y s o k t e m p . t o p n i e n i a i w y s o k w y t r z y m a Bo [ m e c h a n i c z n .
c ) t w o r z y w a s z t u c z n e w y s t p u j e w n i c h w i z a n i e m i d z y c z s t e c z k o w e s i Ba m i v a n d e r
W a a l s a . S t o n a j s Ba b s z e w i z a n i a . yr d Be m s i B p r z y c i g a n i a w t e g o r o d z a j u w i z a n i a c h s
d i p o l e e l e k t r y c z n e , t j . c z s t e c z k i o p e w n e j b i e g u n o w o [c i . S s i e d n i e c z s t e c z k i i n d u k u j w
s o b i e w z a j e m n i e d i p o l e e l e k t r y c z n e c o j e s t zr d Be m s Ba b e g o p r z y c i g a n i a m i d z y t y m i
c z s t e c z k a m i .
d ) k o m p o z y t y m o g w n i c h w y s t p o w a w s z y s t k i e w y |e j w y m i e n i o n e r o d z a j e w i z a D.
3 . C o r o z u m i e s z p o d p o j c i e m c i g l i w o [c i m a t e r i a B w m e t a l o w y c h i j a k i e w i e l k o [c i
o k r e [l a j c i g l i w o [?
C i g l i w o [ z d o l n o [ m a t e r i a Bu d o u l e g a n i a d u |y m o d k s z t a Bc e n i o m p o d d z i a Ba n i e m s i B p r z y
j e d n o c z e s n y m n i e w i e l k i m u m o c n i e n i u . O k r e [l a j j : w y d Bu |e n i e A 5 , p r z e w |e n i e Z % ,
u d a r n o [ K V , t e m p e r a t u r a k r u c h o [c i T .
4 . P r z e d s t a w w p By w w i e l k o [c i z i a r n a n a w Ba [c i w o [c i s t a l i .
D r o b n o z i a r n i s t a s t r u k t u r a p o l e p s z a t a k i e w Ba s n o [c i m e c h a n i c z n e j a k :
s p a w a l n o [, c i g l i w o [, p l a s t y c z n o [, Ba t w o [ o b r b k i m e c h a n i c z n e j . J e d n a k w n i e k t r y c h
p r z y p a d k a c h w y m a g a n e s d u |e z i a r n a ( Bo p a t k i t u r b i n ) w c e l u z w i k s z e n i a
|a r o w y t r z y m a Bo [c i .
5 . C o t o j e s t a n i z o t r o p i a w Ba [c i w o [c i m e c h a n i c z n y c h i j a k i e c z y n n i k i w p By w a j n a j e j
p o w s t a w a n i e ?
A n i z o t r o p i a w Ba s n o [c i m e c h a n i c z n y c h t a k i c h j a k w y t r z y m a Bo [ , t w a r d o [, w y d Bu |e n i e i i n n e
j e s t t o z a l e |n o [ t y c h w Ba s n o [c i c i a B k r y s t a l i c z n y c h o d k i e r u n k u b a d a n i a . D z i e j e s i t a k
d l a t e g o , |e p r a w i d Bo w e r o z m i e s z c z e n i e a t o m w w k r y s z t a Ba c h p r o w a d z i d o r |n e j g s t o [c i
o b s a d z e n i a a t o m a m i p o s z c z e g l n y c h p Ba s z c z y z n i k i e r u n k w k r y s t a l o g r a f i c z n y c h . W
r e z u l t a c i e n i e k t r e w Ba s n o [c i k r y s z t a B w z m i e n i a j s i w r a z z k i e r u n k i e m b a d a D.
G r u b o z i a r n i s t e m e t a l e w y k a z u j p e w n k i e r u n k o w o [ w Ba s n o [c i . W y n i k i e m j e j j e s t n p .
p o f a Bd o w a n i e p o w i e r z c h n i p r b k i w y t r z y m a Bo [c i o w e j p o r o z c i g a n i u g r o s z k o w a t o [
p o w i e r z c h n i b l a c h y p o t o c z e n i u n a z i m n o .
A n i z o t r o p i a w Ba s n o [c i m e c h a n i c z n y c h m o |e b y w y n i k i e m p a s m o w e g o u Bo |e n i a
s p o w o d o w a n e g o o b r b k p l a s t y c z n . O a n i z o t r o p i i w Ba s n o [c i m e c h a n i c z n y c h s t a l i d e c y d u j
g B w n i e k r u c h e t l e n k i i s p i n e l e . W p By w s i a r c z k w i k r z e m i a n w j e s t m n i e j n i e k o r z y s t n y ,
g d y | w y k a z u j c w i k s z c i g l i w o [ o d t l e n k w u l e g a j o n e o d k s z t a Bc e n i u p l a s t y c z n e m u w r a z
z o b r a b i a n p l a s t y c z n i e o s n o w . N a a n i z o t r o p i w Ba s n o [c i b l a c h n a j s i l n i e j s z y w p By w
w y w i e r a j s i a r c z k i M n S . A b y u n i k n t e g o z j a w i s k a n a l e |y t u | p r z e d o d l a n i e m d o d a t a k i e
p i e r w i a s t k i j a k : w a p D, t y t a n , c e r , k t r e t w o r z z s i a r c z k a m i k r u c h e z w i z k i k o m p l e k s o w e .
6 . W y j a [n i j p o j c i e s p a w a l n o [c i s t a l i .
S p a w a l n o [ s t a l i j e s t t o p o d a t n o [ m a t e r i a Bu d o t w o r z e n i a w o k r e [l o n y c h w a r u n k a c h
s p a w a n e g o z Bc z a m e t a l i c z n i e c i g Be g o o w y m a g a n e j u |y t e c z n o [c i ( z Bc z a o w Ba s n o [c i a c h
z b l i |o n y c h d o w Ba s n o [c i m a t e r i a Bu r o d z i m e g o ) .
7 ( ? ) . P r z e d s t a w b u d o w p o Bc z e n i a s p a w a n e g o ( s c h e m a t , o p i s s t r u k t u r y p o s z c z e g l n y c h
s t r e f p o Bc z e n i a ) .
a ) p r z e d z i a B g r u b o z i a r n i s t y o m a Be j c i g l i w o [c i , z a c h o d z i a u s t e n i t y z a c j a w z a k r e s i e w y s o k i c h
t e m p e r a t u r c o s p r z y j a r o z r o s t o w i z i a r n a a u s t e n i t u , d u |a p r d k o [ c h Bo d z e n i a p o a u s t e n i t y z a c j i
s p r z y j a p o w s t a w a n i u k r u c h y c h s t r u k t u r i g l a s t y c h ( b a i n i t )
b ) p r z e d z i a B d r o b n o z i a r n i s t y , w k t r y m w y s t p u j t e m p e r a t u r y s p r z y j a j c e r o z d r o b n i e n i u
z i a r n a a u s t e n i t u o r a z p o w s t a j e s t r u k t u r a z n o r m a l i z o w a n a .
c ) p r z e d z i a B p r z e m i a n y c z [c i o w e j , w k t r y m p o d c z a s n a g r z e w a n i a t w o r z y s i s t r u k t u r a
m i e s z a n a f e r r y t u z a u s t e n i t e m .
d ) p r z e d z i a B m i k k i o o b n i |o n e j w y t r z y m a Bo [c i , w k t r y m z a c h o d z p r o c e s y w y d z i e l a n i a , w
w y n i k u c z e g o u z y s k u j e s i s t r u k t u r o d p u s z c z o n e g o m a r t e n z y t u i d o l n e g o b a i n i t u z l i c z n y m i
w y d z i e l e n i a m i w g l i k w p i e r w i a s t k w m i k r o s k o p o w y c h .
8 . C o t o s p k n i c i a z i m n e z Bc z y s p a w a n y c h i j a k i e c z y n n i k i s p r z y j a j i c h
p o w s t a w a n i u ?
P k n i c i a z i m n e t w o r z s i w z Bc z a c h s p a w a n y c h w t r a k c i e i c h w y k o n y w a n i a ( z w y k l e w
t e m p . p o n i |e j 2 0 0 o C ) l u b b e z p o [r e d n i o p o t e m p r z y b r a k u o b c i |e D r o b o c z y c h . P k n i c i a
z i m n e s n a z y w a n e r w n i e | p k n i c i a m i o p zn i o n y m i , p o n i e w a | w p e w n y c h p r z y p a d k a c h
t w o r z s i w y r a zn i e p zn i e j , p o z a k o Dc z e n i u s p a w a n i a w c i g u k i l k u n a s t u , a n a w e t
k i l k u d z i e s i c i u n a s t p n y c h g o d z i n . P o w s t a w a n i e p k n i z i m n y c h w p r o c e s i e s p a w a n i a j e s t
p o w o d o w a n e o d d z i a By w a n i e m n a s t p u j c y c h c z y n n i k w :
a ) h a r t o w a n i a s i s t a l i p o d w p By w e m p r o c e s w s p a w a n i a
b ) o b e c n o [c i m a r t e n z y t u w p o Bc z e n i a c h s p a w a n y c h
c ) w y s t p o w a n i e m w o d o r u w s p o i n a c h
d ) o d k s z t a Bc e D i n a p r |e D w y n i k a j c y c h z p r o c e s u s p a w a n i a p r o w a d z o n e g o w w a r u n k a c h
w i k s z e g o u t w a r d z e n i a ( n p . s p a w a n i e Ba t w k a d Bu b i e ) .
S k Bo n n o [ s t a l i d o p k a n i a z i m n e g o z w i k s z a s i z e w z r o s t e m g r u b o [c i e l e m e n t w
Bc z o n y c h , m a Be j e n e r g i i l i n i o w e j Bu k u , o b n i |e n i a s i t e m p . o t o c z e n i a . Z i m n e p k n i c i a
t w o r z s i c z [c i e j w p o Bc z e n i a c h s p a w a n y c h e l e k t r o d a m i r u t y l o w y m i i c e l u l o z o w y m i .
9 . P o d z i a B i c h a r a k t e r y s t y k a n i s k o s t o p o w y c h s t a l i s p a w a l n y c h .
Z u w a g i n a s t r u k t u r s t a l e t e m o |n a p o d z i e l i n a d w i e g r u p y :
a ) s t a l e p e r l i t y c z n e m a j w s t a n i e z n o r m a l i z o w a n y m s t r u k t u r f e r r y t y c z n o p e r l i t y c z n .
D o d a t k i s t o p o w e w y s t p u j w t y c h s t a l a c h w p o s t a c i r o z t w o r u s t a Be g o w f e r r y c i e l u b j a k o
w g l i k i w p e r l i c i e . M a j w y |s z e w Ba s n o [c i w y t r z y m a Bo [c i o w e o d s t a l i n i e s t o p o w y c h , o t e j
s a m e j z a w a r t o [c i w g l a z n a s t p u j c y c h p r z y c z y n :
- r o z p u s z c z o n e w f e r r y c i e d o d a t k i s t o p o w e p o d w y |s z a j j e g o t w a r d o [, w y t r z y m a Bo [ i
g r a n i c p l a s t y c z n o [c i
- d o d a t k i s t o p o w e z w i k s z a j i l o [ p e r l i t u w s t r u k t u r z e s t a l i
- d o d a t k i s t o p o w e p o w o d u j r o z d r o b n i e n i e z i a r n a s t a l i
J a k o d o d a t k i s t o p o w e w t y c h s t a l a c h w y s t p u j n a j c z [c i e j m a n g a n , m i e d z, k r z e m i
a l u m i n i u m . S z c z e g l n i e c z s t y m d o d a t k i e m s t o p o w y m j e s t m a n g a n ( 1 - 1 , 8 % ) , k t r y p o d n o s i
h t t p : / / n o t a t e k . p l / n o w o c z e s n e - m a t e r i a l y - k o n s t r u k c y j n e - p y t a n i a - z a l i c
g r a n i c p l a s t y c z n o [c i , o d p o r n o [ n a [c i e r a n i e i p o l e p s z a s p a w a l n o [.
b ) s t a l e b a i n i t y c z n e m a j w s t a n i e n o r m a l i z o w a n y m s t r u k t u r b a i n i t y c z n . D o d a t k i s t o p o w e
z e n i o w e ? n o t a t k a
w y s t p u j w t y c h s t a l a c h w r o z t w o r z e p r z e s y c o n e g o w g l e m f e r r y t u o r a z w p o s t a c i
w g l i k w . Z a w i e r a j o n e z w y k l e n i e w i e l k i e i l o [c i ( o k o Bo 1 % ) d o d a t k w s t o p o w y c h
z m n i e j s z a j c y c h t r w a Bo [ p r z e c h Bo d z o n e g o a u s t e n i t u w z a k r e s i e b a i n i t y c z n y m , j a k m o l i b d e n
o r a z b o r , i o p zn i a j c y c h p r z e m i a n d y f u z y j n n p . : m a n g a n i c h r o m , c o p o z w a l a u z y s k a n a
p o w i e t r z u w y t r z y m a Bo [ R m = 1 1 0 0 - 1 2 0 0 M P a .
1 0 ( ? ) . K i e r u n k i r o z w o j u s t a l i s p a w a l n y c h o p o d w y |s z o n e j i w y s o k i e j w y t r z y m a Bo [c i .
a ) z a s t o s o w a n i e c i g Be g o o d l e w a n i a ( m a z n a c z e n i e e k o n o m i c z n e , o b n i |e n i e k o s z t w
p r o d u k c j i , b o n i e t r z e b a p o n o w n i e n a g r z e w a w l e w k w )
b ) c z y s t o [ m e t a l u r g i c z n a u t r z y m a n i e c z y s t o [c i m e t a l u r g i c z n e j p o w o d u j e p o l e p s z e n i e
o d p o r n o [c i n a k o r o z j , c i g l i w o [c i , s p a w a l n o [c i , z m n i e j s z e n i e a n i z o t r o p i i w Ba s n o [c i
m e c h a n i c z n y c h . D o d a t k o w e z a b i e g i m e t a l u r g i c z n e t o :
- w s t p n e o c z y s z c z e n i e s u r w k i w k o n w e k t o r z e ( z m n i e j s z e n i e z a w a r t o [c i w g l a )
- p o w t r n e o c z y s z c z e n i e s t a l i w k a d z i .
- o b r b k a p o z a p i e c o w a ( p r z e d m u c h i w a n i e s t a l i a r g o n e m z d o d a t k i e m t o p n i k w ,
o d g a z o w y w a n i e p r |n i o w e )
c ) z a s t o s o w a n i e o b r b k i c i e p l n o - p l a s t y c z n e j d l a p o d w y |s z e n i a w y t r z y m a Bo [c i . O b r b k a t a
s k Ba d a s i z d w c h e t a p w :
- k o n t r o l o w a n e w a l c o w a n i e ( k o n t r o l o w a n a j e s t t e m p e r a t u r a p o d g r z e w a n i a
w l e w k w , t e m p . p o c z t k u i k o Dc a w a l c o w a n i a , w i e l k o [c i z g n i o t w i o d s t p w p o m i d z y
n i m i )
- p r z y s p i e s z o n e c h Bo d z e n i e
1 1 ( ? ) . J a k i e k o r z y [c i d a j e z a s t o s o w a n i e c i g Be g o o d l e w a n i a s t a l i ?
C i g Be o d l e w a n i e s t a l i o b n i |a k o s z t y p r o d u k c j i , c z y l i m a z n a c z e n i e e k o n o m i c z n e . C i g Be
o d l e w a n i e p o w o d u j e i | u n i k a m y p o w t r n e g o n a g r z e w a n i a w l e w k w .
1 2 . C o t o j e s t o b r b k a c i e p l n o - p l a s t y c z n a ( m e c h a n i c z n a ) ?
O b r b k a c i e p l n o - p l a s t y c z n a m a n a c e l u u m o c n i e n i e m a t e r i a Bu z a r w n o p r z e z z g n i o t j a k i
h a r t o w a n i e . O b r b k a c i e p l n o - p l a s t y c z n a p o l e g a n a p o Bc z e n i u t y c h d w c h o p e r a c j i :
o d k s z t a Bc o n y p l a s t y c z n i e a u s t e n i t h a r t u j e m y w t a k i s p o s b , a b y n i e z d |y B z a j [ p r o c e s
r e k r y s t a l i z a c j i . M a r t e n z y t , k t r y p o w s t a j e z o d k s z t a Bc o n e g o p l a s t y c z n i e a u s t e n i t u ,
d z i e d z i c z y p o n i m d e f e k t y s t r u k t u r y k r y s t a l i c z n e j , a p r z e d e w s z y s t k i m z w i k s z o n g s t o [
d y s l o k a c j i , c o p o w o d u j e , |e j e g o t w a r d o [, a z w Ba s z c z a w y t r z y m a Bo [, j e s t w y r a zn i e w y |s z a .
R w n o c z e [n i e d z i k i r o z d r o b n i e n i u z i a r n a m a r t e n z y t u l e p s z e s w Ba [c i w o [c i p l a s t y c z n e s t a l i .
O b r b k a c i e p l n o p l a s t y c z n a m o |e b y p r o w a d z o n a k i l k o m a s p o s o b a m i . N a j c z s t s z e t o :
a ) w y s o k o t e m p e r a t u r o w a o b r b k a c i e p l n o p l a s t y c z n a ( W O C P )
b ) n i s k o t e m p e r a t u r o w a o b r b k a c i e p l n o p l a s t y c z n a ( N O C P )
W O C P p o l e g a n a o d k s z t a Bc e n i u p l a s t y c z n y m s t a l i w t e m p . n i e c o w y |s z e j o d A , a w a r u n k i
3
o z i b i a n i a p o w i n n y b y t a k d o b r a n e , a b y p r z e m i a n a A - M z a s z Ba n a c a By m p r z e k r o j u
o b r a b i a n e g o p r z e d m i o t u w c z e [n i e j n i | r e k r y s t a l i z a c j a a u s t e n i t u . S t o s u j e s i j d o
p r z e d m i o t w o n i e z b y t d u |e j g r u b o [c i ( 4 0 - 5 0 m m ) .
N O C P m o |n a s t o s o w a d o s t a l i , k t r e w y k a z u j d u | t r w a Bo [ p r z e c h Bo d z o n e g o a u s t e n i t u , a
w i c d o s t a l i s t o p o w y c h . O d t e m p . a u s t e n i t y z a c j i o z i b i a m y s t a l d o t e m p . l e |c e j m i d z y
t e m p . r e k r y s t a l i z a c j i i t e m p . p o c z t k u p r z e m i a n y m a r t e n z y t y c z n e j . W t e m p . t e j o d k s z t a Bc a m y
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