Zagadnienia na kolokwium z laboratorium materiałoznawstwa

Zbiór pojęć z zakresu obróbki plastycznej, wyżarzania, pomiaru twardości oraz statycznej próby rozciągania metali.

Umocnienie odkształceniowe

Zjawisko wzrostu wytrzymałości na rozciąganie ($R_m$) i granicy plastyczności ($R_e$) oraz twardości przy jednoczesnym spadku plastyczności, wywołane odkształceniem plastycznym na zimno.

Mechanizm umocnienia

Wzrost gęstość dyslokacji podczas odkształcenia, które oddziałują ze sobą i blokują swój ruch, co utrudnia dalsze odkształcenie materiału.

Temperatura rekrystalizacji

Najniższa temperatura, w której w określonym czasie (zwykle ok. $1\,\text{h}$) powstają nowe, wolne od odkształceń ziarna; zwykle wynosi ok. $0,3-0,5$ temperatury topnienia ($\text{K}$).

Powrót (recovery)

Pierwszy etap wyżarzania materiału odkształconego na zimno, charakteryzujący się częściową reorganizacją dyslokacji, spadkiem naprężeń wewnętrznych i niewielkim spadkiem twardości.

Rekrystalizacja (jako etap wyżarzania)

Etap wyżarzania, w którym powstają nowe, drobne i równoosiowe ziarna, co prowadzi do gwałtownego spadku twardości i odtworzenia struktury równowagowej.

Rozrost ziaren

Końcowy etap wyżarzania, podczas którego następuje powiększanie wielkości ziaren kosztem innych oraz dalszy, powolny spadek twardości.

Zgniot krytyczny

Minimalny stopień odkształcenia plastycznego, powyżej którego podczas wyżarzania zachodzi proces rekrystalizacji.

Metoda Vickersa

Metoda pomiaru twardości polegająca na wciskaniu diamentowego wgłębnika w kształcie piramidy o kącie $136^\circ$ między przeciwległymi ścianami i pomiarze przekątnych odcisku.

Własności wytrzymałościowe (próba rozciągania)

Parametry określające odporność na zniszczenie, do których należą granica plastyczności ($R_e$ lub $R_{p0,2}$) oraz wytrzymałość na rozciąganie ($R_m$).

Własności plastyczne (próba rozciągania)

Parametry określające zdolność materiału do odkształceń bez pęknięcia, takie jak wydłużenie względne ($A$) oraz przewężenie ($Z$).

Umowna granica plastyczności $R_{p0,2}$

Naprężenie, przy którym następuje trwałe odkształcenie o wartości $0,2\%$, wyznaczane przez przesunięcie prostej równoległej do zakresu sprężystego.

Próbki krotne

Próbki, w których długość pomiarowa ($L_0$) jest wielokrotnością średnicy ($d$), na przykład $L_0 = 5d$, co pozwala na uzyskanie porównywalnych wyników wydłużenia.

Naprężenie ($\sigma$)

Stosunek siły obciążającej do pola przekroju poprzecznego początkowego: $\sigma = F/S_0$.

Odkształcenie względne ($\epsilon$)

Stosunek przyrostu długości do długości początkowej: $\epsilon = \Delta L / L_0$.

Wytrzymałość na rozciąganie ($R_m$)

Maksymalne naprężenie osiągnięte przez materiał podczas próby rozciągania.

Przewężenie ($Z$)

Procentowe zmniejszenie pola przekroju w miejscu zerwania, obliczane wzorem: $Z = \frac{S_0 - S_u}{S_0} \times 100\%$.

Materiał plastyczny

Materiał charakteryzujący się wyraźnym zakresem odkształceń plastycznych, dużym wydłużeniem oraz powstawaniem szyjki (lokalnego przewężenia) przed zerwaniem.

Materiał kruchy

Materiał, który ulega nagłemu zerwaniu przy małym odkształceniu, nie wykazując wyraźnego zakresu plastycznego ani powstawania szyjki.

Szyjka

Lokalne przewężenie próbki powstające w materiałach plastycznych po przekroczeniu maksymalnego naprężenia ($R_m$) aż do momentu zerwania.