8.Jakie są cechy charakterystyczne przełomów zmęczeniowych w skali makro i mikro?
- karby (intruzja i ekstruzja),
- obecność stref zmęczeniowej i doraźnej,
- prążki zmęczeniowe,
- ogniska zmęczeniowe,
- obecność szyjki,
- wydłużenie próbki.
3. Co to są dyslokacje i jaka jest ich rola w odkształcaniu materiałów sprężysto-plastycznych?
DSYLOKACJE – liniowe defekty sieci krystalicznej spowodowanej nierównym ułożeniem komórek wzdłuż linii. Powodują one, że materiał osiąga mniejszą niż teoretyczną wytrzymałość i są nośnikami odkształcenia. Dyslokacja przemieszcza się po systemach poślizgu (kombinacja kierunku poślizgu i płaszczyzny poślizgu -płaszczyzny poślizgu są zwykle płaszczyznami najgęściej upakowanymi atomami),im więcej systemów poślizgu tym łatwiej zachodzi dyslokacja a co za tym idzie materiał szybciej ulega odkształceniom plastycznym.
2.Co to jest twardość i dlaczego traktowana jest jako przybliżona miara granicy plastyczności metali i stopów?
TWARDOŚĆ – miara oporu jaką stawia materiał podczas wciskania weń wgłębnika obciążonego siłą F. Im głębiej uda się wcisnąć wgłębnik, tym bardziej miękki jest materiał i odznacza się mniejszą granicą plastyczności. Granicę plastyczności można określić z zależności H=3Re.
9. Co rozumiesz przez umacnianie? Jaka jest ogólna zasada umacniania materiałów sprężysto- plastycznych?
Umacnianie jest to zwiększanie siły oporu która przeciwdziała odkształceniom. Umacnianie materiałów sprężysto-plastycznych polega na zablokowaniu ruchu dyslokacji.
14. W jaki sposób można zwiększyć odporność na pękanie materiałów kruchych, np. żywicy?
Poprzez dodawanie włókien węglowych lub szklanych które działają jako hamulce rozwoju pękniecia lub dodawanie wypełniacza.
15. Dlaczego wytrzymałość teoretyczna jest większa od rzeczywistej?
Ponieważ nie uwzględnia obecności defektów w sieci krystalicznej (dyslokacji), powodujących że wytrzymałość ustalona doświadczalnie jest niższa.
16. Które materiały nadają się bardziej do obróbki plastycznej?
Metale czyli materiały sprężysto plastyczne. Ceramika jest sprężysto krucha i ma niewielkie możliwości plastyczne, stosuje się metodę odlewniczą.
7.W płycie ze stopu Al o długości a = 2mm, które propaguje z prędkością 2µ (-6) m na cykl obciążenia. jest stała i wynosi σ=100MPa, liczba cykli N=10 1/min, zaś dułu sprężystości E=70GPa, a wiązkośćGc=20kJ/m2
σΠa=EGc
Po przekształceniu liczymy „a” przy którym płyta ulegnie zniszczeniu. Po podstawieniu a ≈0,446m (nie zapomnijcie o przedrostkach!)
a1 – obecne pęknięcie
a - a1 = 0,0444 m
teraz po podzieleniu 0,444 przez 2µm wychodzi 222000 cykli mamy 10 cykli na minutę czyli 22200 minut (zamieniamy na dni) Płyta ulegnie zniszczeniu po około 15 dniach i 10 godzinach.
13. Co rozumiesz przez pękanie katastroficzne? Dlaczego materiały sprężysto- plastyczne są generalnie bardziej odporne na pękanie katastroficzne niż sprężysto kruche?
Pękanie katastroficzne jest to nagłe pękanie materiału w spowodowane wzrostem – zachodzącym z prędkością propagacji dźwięku w materiale – istniejących pęknięć, które nagle stają się niestabilne. Materiały sprężysto-plastyczne są bardziej odporne na nagłe pękanie, ponieważ mają wyższą wiązkość (Gc) oraz krytyczny współczynnik intensywności naprężeń (Kc), niż materiały sprężysto-kruche.
12.Dlaczego granice ziaren w materiałach polikrystalicznych nie osłabiają lecz ają się do umocnienia materiałów sprężysto- plastycznych?
Granice ziaren – silne przeszkody dla ruchu dyslokacji – powierzchnia granic ziaren stanowi barierę dla poruszających się dyslokacji na całej długości płaszczyzny poślizgu – większy opór przeciw poślizgowi niż opór stawiany przez odosobnione przeszkody na płaszczyznach poślizgu.
11. Jakie znasz metody umacniania materiałów sprężysto-plastycznych? Wyjaśnij na czym polega umacnianie odkształceniowe.
Umocnienia: roztworowe, wydzielinowe, dyspersyjne i odkształceniowe, przez rozdrobnienie struktury (granice ziaren). //tak samo dla metali
Umacnianie odkształceniowe – dyslokacje poruszające się w przecinających się płaszczyznach oddziałują ze sobą wzajemnie sobie przeszkadzając i gromadzą się w coraz większych ilościach, rezultatem jest umocnienie.
10. Jaką rolę pełnią płaszczyzny i kierunki gęsto upakowane w odkształceniu plastycznym tworzyw metalowych?
Powodują umacnianie odkształceniowe materiału, poprzez utrudnianie poruszania się dyslokacji.
6. W materiale poddanym działaniu siły rozciągającej są dwa pęknięcia o jednakowej długości 2a, jednakowej orientacji osi obciążenia, r1<< r2?
δlokalne= δ + δa2r
Pękniecie w materiale powoduje że lokalne naprężenie w pobliżu jego krawędzi jest większe od średniego naprężenia przyłożonego do elementu. Naprężenie lokalne jest odwrotnie proporcjonalne do promienia krzywizny wierzchołka pęknięcia.
5.Jakie znasz metody umacniania tworzyw sztucznych? Opisz na czym polega umacnianie przez roztwór i od czego zależy jego efektywność.
- umacnianie odkształceniowe
- wydzieleniowe i dyspersyjne
-przez rozdrobnienie struktury (granice ziaren)
-przez roztwór- polega na wprowadzaniu do sieci krystalicznej atomów o różnych średnicach od atomów sieci rodzimej. Naprężenia wprowadzone do sieci w ten sposób powodują dodatkowy opór w ruchu dyslokacji. Skuteczność tej metody zależy od różnicy w wielkości atomów rodzimych i wprowadzonych.
4. Dlaczego metale o sieci RSC są generalnie bardziej plastyczne niż te o sieci heksagonalnej?
Ponieważ mają więcej systemów poślizgu (4 płaszczyzny* 3 kierunki) i mają luźniej upakowane atomy, w związku z czym oddziaływania między nimi są mniejsze, dzięki czemu stawiają mniejszy opór przemieszczaniu się dysloka
bobex10