1. Cele wprowadzania do stali pierwiastków stopowych? ODP.: Spowodowanie określonych zmian w strukturze stali Podwyższenie własności technologicznych, mechanicznych i fizycznych lub fizykochemicznych Zwiększenie hartowności, ułatwienie obróbki cieplnej
2. Od czego zależy odporność korozyjna stali? Odporność stali na korozję jest związana ze zdolnością stali do pasywacji. Pod hasłem pasywacji rozumiemy zdolność metalu do zwiększania odporności na korozję poprzez utlenianie jego powierzchni. Zakładamy że na powierzchni pasywngo metalu, znajduje się szczelna warstwa tlenków, która chroni metal przed oddziaływaniem środowiska. Warstwa pasywna, może szybko się regenerować wskutek uszkodzenia. Chrom
3. Co to jest żaroodporność i żarowytrzymałość stali? Żaroodporność: zdolność materiału do przeciwstawiania się korozji gazowej w podwyższonych temperaturach. W celu zwiększenia żaroodporności stosuje się dodatki stopowe takie jak: Chrom, krzem i aluminium. Żarowytrzymałość: Nazywa się zdolność stali do zachowania własności mechanicznych w temperaturach wyższych niż 500C pod działaniem obciążeń mechanicznych w długim czasie. Stale żaroodporne muszą być również żarowytrzymałe muszą być również żaroodporne.
4. Stale stopowe konstrukcyjne do pracy w podwyższonych temperaturach – główne dodatki stopowe, wymagania, obróbka cieplna, przykłady oznaczenia.

ODP.: Są to stale żaroodporne i żarowytrzymałe, Pierwiastki wpływające na żaroodporność: Chrom, krzem i aluminium. Wpływające na żarowytrzymałość: Nikiel, molibden, wolfram, wanad , kobalt. Wymagania: odporność na działanie czynników chemicznych zawartych w powietrzu i spalinach w temp. Wyższych niż 600*C, jak również wytrzymałość na duże obciążenia mechaniczne w podwyższonych temp. Hartowanie w powietrzu i wysokie odpuszczanie ( stale martenzytyczne) 5. Stale stopowe konstrukcyjne do ulepszania cieplnego – główne dodatki stopowe, wymagania, obróbka cieplna, oznaczenia. ODP.: Wymaga się wysokich własności wytrzymałościowych, odporności na pękanie oraz ciągliwości. Stale do ulepszania cielnego mają najlepszy zestaw własności wytrzymałościowych uzyskanych w wyniku obórbki cieplnej- hartowania i wysokiego odpuszczania, zwanej ulepszaniem cieplnym. Dodatki stopowe: Mn, Mo, Cr. Przykład oznaczenia: 34Cr4 6. Stale stopowe nierdzewne- główne dodatki stopowe, wymagania, obróbka cieplna, struktura przykłady oznaczenia. ODP.: Są to stale odporne na korozję atmosferyczną na powietrzu. Dodatki stopowe: Cu, P, Si, Cr. Fosfor. Wyroby walcowane na gorąco. S355J0WP 7. Dokonaj podziału metali nieżelaznych ze względu na ciężar właściwy i temp. Topnienia oraz podaj przykłady metali z danej grupy. ODP.: Nazwa techniczna metali innych nich żelazo i stopów metali niezawierających żelaza. Metale lekkie: Rodzaj Nazwa Temp topnienia Łatwo topliwe Magnez Aluminium 650 660 Trudno topliwe tytan 1820 Metale ciężkie Nazwa Temp topnienia Łatwo topliwe Cynk Kadm Cyna Ołów Bizmut 420 320 230 320 271 Trudno topliwe Cyrkon Kobalt Nikiel miedź 1852 1445 1455 1083 Bardzo trudno topliwe Molibden Tantal Wolfram 2665 2996 3410

8. Podział stopów miedzi ze względu na skład chemiczny i podstawowe zastosowanie. ODP.: Miedź znalazła powszechne zastosowanie przede wszystkim ze względu na swoją wysoką przewodność elektryczną i cieplną. Używany jest w elektornice na przewody oraz wymienniki ciepła.

Stopy: mosiądz (stopy z cynkiem), mosiądze wysokoniklowe (stopy z cynkiem i niklem), miedzionikle (stopy z niklem), Brązy (stopy z innymi poza cynkiem i niklem metalami), 9. Podaj def. Podstawowych stopów miedzi. ODP.: Przy zawartości pierwiastka stopowego nieprzekraczającego granicznej rozpuszczalności stopy miedzi mają budowę różno węzłowego roztworu o strukturze Cu, co zapewnia im własności zbliżone do miedzi: dobrą plastyczność, przewodność elektryczną i cieplną, odporność korozyjną , a jednocześnie wyższe własności wytrzymałościowe. 10. Obróbka cieplna brązów i mosiądzów. ODP.: Obróbka mosiądzów: Stosuje się międzyoperacyjne wyżarzanie rekrystalizujące. Stosuje się temp o 100-300*C większą od temp rekrystalizacji . 11. Przedstaw charakterystykę stopów aluminium do przeróbki plastycznej. ODP.: Stopy do przeróbki plastycznej są to przedewszytkim stopy z magnezem, manganem i miedzią oraz dodatkami Si, Ni, Fe, Zn, Cr i Ti. Wszsytkie te stopy przerabia się plastycznie na zimno lub gorąco na pręty, rury, blachy, taśmy. 12. Przedstaw charakterystykę odlewniczych stopów aluminium. ODP.: Odlewnicze stopy aluminium są to stopy, w których głownymi składnikami są krzem, miedź lub magnez. Opracowano również wiele nowych stopów, w których oprócz wymienionych składników wprowadzono nikiel, tytan, mangan, żelazo, cynk i cynę. W większości odlewniczych wieloskładnikowych stopach aluminium głównym dodatkiem stopowym jest krzem. 13. Co to są stopy łożyskowe, podaj wymagania oraz przykłady takich stopów. ODP.: Stopy łożyskowe są to stopy metali wykorzystywane do wylewania panewek łożysk ślizgowych charakteryzujące się zazwyczaj następującymi cechami: Niewielką rozszerzalnością cieplną w zakresie temp pracy łożyska Dobrą przewodnością termiczną Odpornością na ścieranie Małym współczynnikiem tarcia Zdolnością pochłaniania niewielkich cząsteczek Średnią odpornością na korozję

Np. Stopy łożyskowe cyny i ołowiu. 14. Wymień najważniejsze cechy polimerów. ODP.: Polimery to produkty organiczne wielocząsteczkowe, powstałe na bazie węglowodorów lub ich pochodnych w wyniku reakcji polimeryzacji, polikondensacji lub poliaddycji. Znane są również polimery naturalne jak kauczuk. Materiały polimerowe dzieli się ze względu na własności reologiczne tzn. odpowiedź materiału na przyłożone naprężenie, na elastomery i plastomery. 15. Co to są elastomery- podaj przykład. ODP.: Elastomery to materiały polimerowe, które wykazują duże odkształcenia sprężyste przy stosunkowo niedużych naprężeniach, gdyż ich temp zeszklenia jest niższa od temp pokojowej i zakres użytkowania zawiera się w stanie wysokosprężystym. Kauczuki silikonowe 16. Co to są plastomery- dokonaj ich podziału. ODP.: Plastomery to materiały polimerowe wykazujące bardzo małe odkształcenia sprężyste Do 1%. Wśród plastomerów rozróżnia się termoplasty amorficzne i krystaliczne oraz duroplasty chemoutwardzalne i termoutwardzalne. 17. Podaj właściwości i metody przetwórstwa termoplastów. ODP.: Materiał który w określonej temp i ciśnieniu przybiera postać lepkiego płynu. Tworzywa termoplastyczne można krzształtować poprzez tłoczenie i wtryskiwanie w podwyższonej temp. A następnie szybkie schłodzenie do temp użytkowej.

Termoplasty można przetwarzać wielokrotnie w przeciwieństwie do duroplastów , jednak po każdym przetworzeniu zazwyczaj pogarszają się i własności użytkowe i mechaniczne. 18. Podaj właściwości i metody przetwórstwa duroplastów. ODP.: Grupa tworzyw polimerowych przechodzących nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony w wyniku działania podwyższonej temp. Pod wpływem czynników chemicznych, bądź pod wpływem tego i tego. Zalety: sztywność, stabilność wymiarów, nierozpuszczalność, nietopliwość oraz dobre właściwości elektroizolacyjne. Wady: kruchość, oraz niemożliwość powtórnego kształtowania. Stosowane są w postaci mieszanek do: tłoczenia, laminatów, tworzyw piankowych, żywic piankowych, żywić technicznych, lakierów. 19. Co to jest guma i w jaki sposób się ją wytwarza. ODP.: Rozciągliwy materiał, elastomer chemicznie zbudowany z alifatycznych łańcuchów polimerowych które są w stosunkowe niewielkim stopniu usieciowane Prawie każdy gatunek gumy otrzymuję się z kauczuku poprzez proces wulkanizacji. Wulkanizacja powoduje tworzenie się stosunkowo niewielkiej liczby mostków chemicznych między tymi łańcuchami , na skutek czego powstaje przestrzenna sieć. 20. Jakimi metodami można nakładać metalowe powłoki ochronne. ODP.: Powłoki chemiczne- powstałe w wyniku reakcji chemicznej metalu z odpowiednimi roztworami bez udziału prądu elektrycznego. Powłoki czasowe- nakładane na metal lub powstałe na wskutek chemicznych reakcji Powłoki dyfuzyjne – otrzymywane przez dyfuzję atomów substancji chroniącej od chronionego metalu Powłoki elektrolityczne- wytwarzane metodą galwanizacji • Powłoki emaliarskie- emaliarskie – otrzymywane przez nałożenie na chroniony metal substancji niemetalicznej (najczęściej są to związki krzemianowe), która jest później stapiana przez wypalanie • katodowe – wykazujące w danym środowisku korozyjnym wyższy potencjał niż potencjał chronionego metalu • kondensacyjne – otrzymywane przez redukcję metalu bez stosowania zewnętrznego źródła prądu elektrycznego • konwersyjne – wytworzone na powierzchni metalu w wyniku obróbki chemicznej lub elektrochemicznej (np. fosforanowanie) • malarskie – otrzymywane przez lakierowanie wyrobów • metalizacyjne – otrzymywane na powierzchni metalu metodą metalizacji natryskowej oraz platerowanie • niemetaliczne izolujące – oddzielające metal od środowiska korozyjnego warstwą niemetaliczną • pasywacyjne - wytworzone na metalach szczelne warstwy produktów ich reakcji z substancjami aktywnymi chemicznie, występującymi w środowisku (proces pasywacji • smarowe – otrzymywane przez nałożenie na metal niewysychającej warstwy smaru • tlenkowo-anodowe – otrzymywane przez elektrochemiczne utlenianie metalu w procesie anodowania • zanurzeniowe (ogniowe) – otrzymywane przez zanurzenie chronionego wyrobu metalowego w innym roztopionym metalu chroniącym (np. cynk na wyrobach stalowych jest aktywną powłoką anodową, co oznacza, że po uszkodzeniu jej ciągłości podłoże nadal jest chronione jako katoda)

21. Wyjaśnij co to są powłoki katodowe i anodowe, podaj przykłady. ODP.: Metoda anodowa- jedna z metod ochrony metali przed korozją elektrochemiczną, polegająca na połączeniu wszystkich elementów chronionej konstrukcji w jeden zamknięty obwód elektryczny, w którym chroniony metal jest anodą. Na jego powierzchni zachodzą reakcje utleniania które prowadzą do wytworzenia produktów stałych w postaci warstw tlenków. Do ochrony aparatury chemicznej w środowisku silnie utleniającym. Np. w stężonym kwasie siarkowym.

Powłoka katodowa- jedna z elektrochemicznych metod ochrony metali przed korozją elektrochemiczną, która polega na tym że do chronionej konstrukcji dołącza się zewnętrzną anodę. Powierzchnia chronionego metalu staje się katodą – elektrodą, na której zachodzą reakcje depolaryzatora, a nie zachodzi utlenianie metalu , czyli jego korozja Do ochrony rurociągów w wodzie morskiej lub gruncie. Zbiorników zakopywanych w gruncie. Zbrojenia żelbetu. 22. W jaki sposób należy przygotować powierzchnię metalu do pokrywania zanurzeniowego i galwanicznego. ODP.: Powierzchnię przeznaczoną do pokrycia zanurzeniowego lub galwanicznego należy wpierw, odpowiednio oczyścić, odtłuścić i pozbawić warstwy tlenków. W przypadku zanurzeniowego proces wygląda następująco : usuwanie zanieczyszczeń, odtłuszczanie i trawienie, a następnie płukanie przedmiotów . Zgrubnie oczyszczone przedmioty wkłada się do alkalicznej kąpieli odtłuszczającej, następnie do kąpieli trawiącej i płuczenie strumieniem wody. 23. Omów sposób wytwarzania powłok zanurzeniowych.

1. Obróbki wstępnej, która obejmuje usuwanie zanieczyszczeń, odtłuszczanie, trawienie i płukanie pokrywanych przedmiotów. Zgrubnie oczyszczone wyroby wkłada się do alkalicznej kąpieli odtłuszczającej, następnie do kąpieli trawiącej (rozcieńczony kwas mineralny rozpuszcza rdzę i zgorzelinę, aż do uzyskania czystej metalicznej powierzchni) i płucze strumieniem wody. 2. Topnikowanie polega na zanurzeniu pokrywanych przedmiotów w roztworze odpowiednich związków chemicznych lub ich mieszanin. Topnik oczyszcza powierzchnię pokrywanego metalu z pozostałości tlenków, zapobiega jej utlenianiu przed wprowadzeniem do stopionej kąpieli. Topniki ułatwiają zwilżenie pokrywanych powierzchni przez ciekły metal oraz wspomagają reakcję miedzy powierzchnią stali a roztopionym nakładanym metalem. Pokrywane przedmioty mogą być topnikowane metodą suchą lub mokrą. W metodzie suchej przygotowany wyrób zanurza się w wodnym roztworze topnika, następnie wyjmuje i suszy. W metodzie mokrej oczyszczony i wypłukany mokry przedmiot wprowadza się do kąpieli metalowej przez warstwę spienionego topnika pokrywającego powierzchnię tej kąpieli. 3. Nakładanie powłoki metalowej uzyskuje się przez zanurzenie lub przeciąganie półwyrobów przez stopiony metal. Warunkiem uformowania ciągłej powłoki zanurzeniowej jest dobra zwilżalność pokrywanego metalu, zależna zarówno od jego właściwości jak i metalu nakładanego oraz od stanu powlekanej powierzchni. W wyniku zwilżania na powierzchni ciała stałego powstaje cienka warstwa adsorpcyjna cieczy. Jeżeli średnica atomu ciekłego metalu jest zbliżona do średnicy atomu metalu podłoża to tworzy się warstwa faz międzymetalicznych w wyniku dyfuzji reaktywnej, stąd nazywa się tę warstwę – dyfuzyjną. W odniesieniu do pokrywanych stopów żelaza warunek ten spełniają: Sn, Zn i Al. Wytworzenie warstwy dyfuzyjnej jest warunkiem dobrej i trwałej przyczepności powłoki do podłoża. Fazy międzymetaliczne są jednakże twarde i kruche, mogą być więc przyczyną łuszczenia się powłoki, jeżeli warstwa dyfuzyjna jest zbyt gruba. Grubość tej warstwy reguluje się przez czas zanurzenia w kąpieli. Na warstwie dyfuzyjnej krystalizuje po wyjęciu przedmiotu warstwa zewnętrzna o składzie kąpieli. Grubość tej warstwy reguluje się przez zgarnianie nadmiaru ciekłego metalu albo zdmuchiwanie strumieniem gazu, tuż powyżej miejsca wynurzania wyrobu z kąpieli. 4. Obróbka końcowa sprowadza się do wyrównania grubości nakładanej powłoki, wygładzenia jej oraz poprawy właściwości i wyglądu.

24.Omów sposób wytwarzania powłok galwanicznych. Proces elektrolizy można prowadzić w roztworach elektrolitów zawierających proste jony osadzanych metali, jak i w roztworach zawierających związki kompleksowe ( zespolone), przy czym wydzielanie powłok z kąpieli jonów kompleksowych zachodzi przy znacznie obniżonych potencjałach katod. Podczas elektrolizy możliwe jest jednoczesne wydzielanie na katodzie dwóch lub więcej metali, które tworzą powłoki stopowe, np. przez jednoczesne osadzanie miedzi i cynku wytwarza się powłokę mosiężną. Na elektrodach poza procesami podstawowymi wydzielania i rozpuszczania metalu mogą zachodzić niepożądane procesy uboczne, na katodzie np. wydzielanie gazowego wodoru, co nie tylko powoduje zużycie części prądu i zmniejszenie wydajności procesu, ale inne szkodliwe skutki, jak np. kruchość wodorową pokrywanego metalu. W elektrolicie, który jest zazwyczaj roztworem wodnym, każdy kation metalu otoczony jest określoną liczbą cząsteczek (dipoli) wody. W pobliżu katody w tzw. warstwie dyfuzyjnej elektrolitu rozmieszczenie cząsteczek wody wokół kationów ulega deformacji. Przy samej powierzchni metalu istnieje tzw. warstwa podwójna, gdzie jony metalu uwalniają się od otaczających je cząsteczek wody, a następnie adsorbują się na katodzie i zobojętniają swe ładunki elektronami pobieranymi z katody. Powstające atomy metalu dyfundują po powierzchni katody do miejsca pozwalającego na wbudowanie ich do sieci krystalicznej. Proces elektrokrystalizacji przebiega w dwóch etapach [2]: - tworzenie zarodków krystalizacji; - rozrost zarodków i formowanie powłoki; Szybkość tworzenia zarodków i szybkość wzrostu kryształów decydują o budowie powłoki galwanicznej. Pożądane powłoki drobnoziarniste otrzymuje się przy względnie większej szybkości tworzenia zarodków niż szybkość wzrostu kryształów. Wielkość kryształów osadzanego metalu, ich orientacja i kształt wpływają na niektóre własności powłok 25.Omów metody otrzymywania powłok natryskiwanych. Proces natryskiwania cieplnego (potocznie: natrysk cieplny) może przebiegać następująco:

• do specjalnie skonstruowanego palnika dostarczane są gazy techniczne ( tlen , acetylen , propan lub inne), które mieszając się w odpowiedniej proporcji, stapiają dostarczony w postaci proszku lub drutu materiał przyszłej powłoki;

• mieszanina nadtopionego proszku metalu, gazów i powietrza będącego jej nośnikiem pod odpowiednio wysokim ciśnieniem natryskiwana jest w postaci strumienia cząstek (HVOF) na właściwie przygotowaną powierzchnię wyrobu.

1. mechaniczne podawanie materiału powłokowego w stanie stałym (proszek, drut, taśma, pręt) lub w stanie ciekłym, do strefy topienia w urządzeniu do natryskiwania, 2. ciągłe topienie i rozpylanie materiału powłokowego. W czasie topienia następuje jednocześnie rozpylanie cząstek metalu za pomoc ą sprężonego gazu (np. powietrza) i ewentualnie gazów spalinowych (w wypadku urządzeń gazowych). Czas trwania procesu topienia i rozpylania jest bardzo krótki, rzędu 10-3 s, 3. lot stopionych cząstek kulistych wyrzucanych z dyszy palnika w kierunku pokrywanej powierzchni. Podczas lotu cząstki ulegaj ą utlenieniu tlenem z powietrza, co powoduje powstanie otoczek tlenkowych na ich powierzchni, 4. tworzenie się powłok, trwające od momentu zetknięcia się cząstek z natryskiwaną powierzchni ą do ostygnięcia powłoki do temperatury otoczenia.
2. Co to są powłoki konwersyjne i jak się je wytwarza. Powłoki konwersyjne tworzą się na powierzchni metalu w wyniku reakcji jego zewnętrznych warstw z anionem środowiska, jest to inaczej wywoływany i kontrolowany proces korozji. Na powierzchni metalu tworzy się nierozpuszczalna warstwa związana z metalem . Proces formowania się powłok konwersyjnych odbywa się przy udziale kilku innych procesów elektro-fizykochemicznych i chemicznych . W zależności od mechanizmu tworzenie powłok konwersyjnych, wyróżnia się podział na: powłoki konwersyjne i powłoki pseudokonwersyjne .

Do powłok konwersyjnych zalicza się powłoki: • Powłoki fosforanowe • Chromianowe • Tlenkowe • Szczawianowe

Powłoki tego typu powstają w wyniku reakcji atomów warstwy powierzchniowej z anionami odpowiednio dobranego środowiska . Reakcję taką w sposób ogólny można przedstawić.