1 materiałoznawstwo wejściówka

ziarno

pojedynczy kryształ w polikrystalicznej strukturze, posiada ściany

krystalit

pojedynczy kryształ bez wykształconych naturalnych ścian

struktura

rozmieszczenie elementów składowych oraz zespół relacji między nimi chrakterystyczny dla danego układu jako całości

mikrostruktura

zespół cech opisujących rozmieszczenie faz w przestrzeni materiału z uwzględnieniem, widocznych za pomocą mikroskopu defektów struktury krystalicznej

faza

część układu o wyraźnych krawędziach, na których przynajmniej niektóre makroskopowe własności ulegają skokowej zmianie

roztwór stały

faza składająca się z więcej niż jednego pierwiastka i zachowująca typ struktury krystalicznej rozpuszczalnika

faza międzymetaliczna

faza pośrednia (faza o właściwej sobie strukturze krystalicznej, utworzona m.in. z dwóch pierwiastków lub związków chemicznych), w której dominują wiązania metaliczne

zgład metalograficzny

próbka metalu umieszczona w formie z tworzywa sztucznego (np. wosku) o płaskiej, wypolerowanej powierzchni przeznaczona do badań metalografem i mikroskopem

wykres fazowy

wykres przedstawiający obszar występowania i skład poszczególnych faz, przedstawiony we współrzędnych: oś X - stężenie pierwiastków, oś Y - temperatura

cel badań mikroskopowych metali i ich stopów

powiększenie i obserwacja mikrostruktury niewidocznej gołym okiem oraz odkrywanie defektów tej struktury

różnica pomiędzy składem fazowym a chemicznym

skład chemiczny to wyszczególnienie pierwiastków i ich składu procentowego; skład fazowy określa jakie fazy występują w danej substancji

skład chemiczny siluminu

Al~90% ; Si~9%; Fe; Mg; Mn

silumin niemodyfikowany

silumin modyfikowany

faza alfa

roztwór stały krzemu w aluminium

faza beta

iglaste kryształy krzemu; wydzielenia iglaste

????obróbka cieplna siluminów (opis, parametry, cel)

utwardzanie dyspersyjne:

• przesycanie z temp. 500°C w wodzie

• starzenie w temp. 180°C przez 24h

celem jest wzost wytrzymałości przy niewielkim spadku właściwości plastycznych

modyfikacja siluminów (opis, parametry, cel)

do ciekłego stopu o temperaturze wyższej od temp. odlewania dodaje się sód; a gdy stop zawiera magnez NaCl+NaF w ilości 0,05-0,08%

celem jest zwiększenie właściwości wytrzymałościowych i plastycznych siluminów

wpływ modyfikacji na strukturę siluminów

• podeutektyczne (4-10% Si) - dodanie sodu;
  rozdrobnienie struktury, przesunięcie punktu eutektycznego w kierunku wyższych wartości Si i niższych temp.

• eutektyczne (10-13% Si) - dodanie sodu;
  utrudnia krystalizację,
  przesunięcie punktu eutektycznego w kierunku wyższych wartości Si i niższych temp;
  po zakrzepnięcu stop posiada strukturę drobnoziarnistej eutektyki

• nadeutektyczne (13-30% Si) - dodanie fosforu;
  tworzy dyspersyjne cząstki AlP stanowiące zarodki heterogeniczne w czasie krystalizacji cząstek roztworu beta (bogatego w Si)

właściwości siluminów

• bardzo dobre właściwości odlewnicze

• dobra lejność

• mały skurcz podczas krystalizacji

• niska temp. odlewnicza

• mała skłonność do pękania na gorąco

• dobra odporność na korozję

• wytrzymałośc na rozciąganie rzędu 160-300MPa

zastosowanie siluminów

w statkach powietrznych:

• głowice cylindrów silników tłokowych

• tłoki

• kadłuby pomp paliwowych

• kadłuby agregatów instalacji hydrauliczych i pneumatycznych

skład chemiczny duraluminium

Al~93%; Cu~2%; Fe; Si; Mg; Mn

CuAl2

w

faza międzymetaliczna;

roztwór stały miedzi w aluminium

obróbka cieplna duraluminium - utwardzanie dyspersyjne - etap 1- przesycanie - parametry i zmainy w strukturze/właściwościach

• nagrzewanie stopu do 500-520°C - powstaje jednorodna struktura roztworu stałego w (omega)

• szybkie chłodzenie w wodzie - miedź zostaje “uwięziona“ w roztworze stałym

właściowości wytrzymałościowe minimalnie większe od równowagowego roztworu stałego (nadal niska), miękki, dobra plastyczność - dlatego po przesyceniu jest obrabiany plastycznie na zimno

obróbka cieplna duraluminium - utwardzanie dyspersyjne - etap 2- starzenie - parametry i zmainy w strukturze/właściwościach

w tepm. powyżej 20°C roztwór w (omega) ulega starzeniu - proces długotrwały polegający na tworzeniu skupisk miedzi w roztworze

• naturalne - w temp. pokojowej przez kilka dni - wytrzymałość do 450MPa

• sztuczne - wygrzewanie w temp. 160°C przez kilka/kilkanaście godzin - wytrzymałość do 400MPa

wzrost wytrzymałości i twardości, obniżenie właściwości plastycznych

właściwości duraluminium

• mała gęstość

• słaba odporność na korozję

• duża wytrzymałość na rozciąganie

• dobre do przeróbki plastycznej

• podatność na pękanie

• wytrzymałość na rozciąganie rzędu 400-450MPa

• kruchość w podwyższonych temperaturach

zastosowanie duraluminium

do budowy płatowców:

• dźwigary

• podłużnice

• żebra

• wręgi

• pokrycie pracujące

aluminium techniczne

glin o czystości technicznej, zawierający różne ilości zanieczyszczeń, zależnie od metody otrzymywania

skład chemiczny aluminium technicznego

>=99% Al

aluminium rafinowane - 99,95-99,995%

aluminium hutnicze - 99,7-99,8%

właściwości aluminium technicznego

• miękkie

• plastyczne

• lekkie

• mała gęstość - 2,7 g/cm³

• odporne na korozję

zastosowanie aluminium technicznego

• budowa specjalistycznej aparatury chemicznej

• w elektronice i elektrotechnice

• folia kondensatorowa

• powłoki kablowe

• do platerowania