Odgovori na pitanja za II parcijalni ispit iz predmeta
Materijali IIPitanja zaostala iz prve parcijale, koje treba znati
za zavrni ispit. 3) Razarajuim ispitivanjima se utvruju mehanike,
tehnoloke i ostale osobine materijala. Ispitivanjima bez razaranja
otkriva prosustvo greaka (povrinskih, untranjih). 4) Nerazarajua
ispitivanja su ona prilikom kojih ne dolazi do unitenja ispitivanog
materijala. Njima se utvruje se prisustvo greaka (povrinkih i
unutranjih), jer one naruavaju kontinuitet materijala, smanjuju
korisni presjek i djeluju kao koncntratori napona. Najee metode
ovakvog ispitivanja su: vizualno prisustvo povrinskih greaka,
odstupanje od oblika i dimenzija ultrazvukom prisustvo untranjih
greaka radiografsko prisustvo untranjih greaka magnetno prisustvo
povrinskih i untranjih greaka penetrantima prisustvo povrinskih
greaka 5) (Ovo je uto, ne moemo ga pobijeliti. Ako vi moete,
izvolite.) Metalografska ispitivanja su ispitivanja strukturne grae
materijala, prvenstveno metala. Vre se tako da se metal koji se
ispituje isijee na odgovarajuu veliinu, zatim se povrina koja e se
ispitivati ispolira. Nakon toga se na tu povrinu nanese kiselina
koja nagriza materijal, a zatim se upotrebom mikroskopa mjere
odreene osobine vezane za strukturnu grau (veliina kristalnih zrna,
koliina i vrste ukljuaka, izluevina i sl.). Koriste se za
odreivanje koliine pojedinih komponenti u leguri, a u cilju
predvianja mehanikih osobina materijala. 71) Jonizirajue zrake su
zrake elektromagnetnog zraenja koje imaju sposobnost jonizacije
materije kroz kroju prou. Jako su prodorne i mogu biti tetne za
ljudsko zdravlje. Dijele se na x-zrake (nastaju kada se elektroni
koji su se prethodno kretali velikim brzinama zaustave to se postie
bombardovanjem neke mete elektronima velikih brzina. Pri udaru u
metu, elektroni naglo koe i emituju x-zrake) i gama zrake (nastaju
prilikom radioaktivnog raspada nekog radioaktivnog materijala).
Koriste se u medicini i u industriji. Njihova industrijska primjena
je uglavnom u defektoskopiji, gdje se koriste za otkrivanje
unutranjih greaka u materijalu. 72) Ultrazvuk je naziv za mehanike
talase sa frekvencijama viim od frekvencije zvuka kojeg ovjekovo
uho moe uti (20 000 Hz). Najee se dobija na slijedea dva naina:
Magnetostrikcijom neki materijali mijenjaju dimenzije kada se
nau u magnetnom polju. Ova pojava se koristi tako to se neki
magnetostriktni materijal stavi u promjenljivo magnetno polje
(frekvencija promjene magnetnog polja odreuje frekvenciju zvuka
koji e nastati). Taj materijal se postavi uz neku povrinu i kada
doe do irenja dimenzija tog materijala on e udariti u spomenutu
povrinu i proizvesti mehaniki talas. Nakon toga e se skupiti
(usljed nove promjene magnetnog polja) i ovaj se proces ponavlja.
Piezoelektrinim efektom neki materijali mijenjaju dimenzije kada se
kroz njih propusti struja. Kroz piezoelektrini provodnik se proputa
naizmjenina struja (frekvencija struje odreuje frekvenciju zvuka
koji e nastati) i kao i kod magnetsostrikcije, doi e do periodinog
irenja i skupljanja tog provodnika. Svaki put kada se provodnik
proiri, udara u povrinu uz koju je postavljen i proizvodi mehanilki
talas. Time elektrine oscilacije provodnika postaju mehanike
oscilacije koje se ire kroz materijal = mehaniki talas. Koriste se
za: Otkrivanje unutranjih greaka u meterijalu Odreivanje osobina
materijala Mjerenje unutranjih napona Mjerenje debljine materijala
73) Postupak je na slici 1 u lekciji 27.1 Ispitivanje jonizirajuim
elektromagnetnim talasima Industrijska radiografija. (U staroj
skripti, lekcija je 37.1 a ime lekcije je isto, iste slike). Nain
dobijanja je objanjen u pitanju 71. Osnovne osobine x i gama zraka
su: Kreu se pravolinijski poput svjetlosti Ne mogu se skretati
pomou optikih instrumenata Prolaze kroz bilo koji materijal zavisno
od osobina materijala Pri prolasku kroz materijal mogu biti
apsorbovani, zavisno od talasne duine, gustine materijala, debljine
materijala itd. Djeluju na fotoemulziju (koja se nalazi na filmu za
radiografsko snimanje) poput svjetlosti Joniziraju materiju kroz
koju prolaze Radioaktivni su i nisu vidljivi tetno djeluju na ive
elije 74) Postupci su na slikama 7 i 8 u lekciji 27.2 Ispitivanje
ultrazvunim talasima. (U staroj skripti, lekcija je 37.2 a ime
lekcije je isto, iste slike). Dobijanje je objanjeno u pitanju 72.
Glavne karakteristike ultrazvuka su:
Pravolinijsko kretanje Mala talasna duina uslovljava
pravolinijsko kretanje i vrlo malo rasipanje. Refleksija Ultrazvuni
talasi se reflektuju iz prelaska iz jedne sredine u drugu (npr. iz
metala u zrak), i ta se osobina koristi prilikom kontrole
materijala. Apsorpcija Apsorpcija ovih talasa u vrstim tijelima je
vrlo mala to omoguava ispitivanja vrlo velikih debljina. (Ovo nije
dato kao pitanje, ali je vrlo mogue da doe). Radiografsko
ispitivanje Mogunost otkrivanja veoma sitnih greaka Geometrijska
tanost slike Dobijanje trajnog dokumenta o kvalitetu Jednostavna
interpretacija nalaza Potrebna odgovarajua oprema i zatita prilikom
ispitivanja Potreba da se ispitivanom tijelu moe pristupiti sa
najmanje dvije strane (sa jedne se postavlja izvor zraenja, a sa
druge film) Ipitivanje je due od ultrazvunog, jer se trebaju
postaviti i film i izvor zraka i zraenje treba da traje odreeno
vrijeme to je deblji materijal, to zraenje mora biti jae, a to
predstavlja veliku zdravstvenu opasnost (u sluaju gama zraka) X
zraci se mogu usmjeravati zbog naina nastanka (nastaju vjetaki i
kontrolisano), ali nemaju prodornu snagu kao gama zraci. Gama zraci
iako mogu biti jako prodorni, opasni su i izvori ovog zraenja se
moraju uvati u odgovarajuim spremnicima. ak i kada izvori ostare i
postanu neupotrebljivi za ispitivanja, jer ne daju dovoljno gama
zraka, ne smiju se odloiti van spremnika, jer su jo uvijek jako
tetni za iva bia. Ultrazvuno ispitivanje Velika osjetljivost Tanost
otkrivanja poloaja i veliine greke Nema trajnog dokumenta o
kvalitetu Dosta sloena interpretacija nalaza Potreban samo ureaj za
ispitivanje koji moe biti tako mali da ga jedan ovjek moe nositi sa
sobom i vriti ispitivanja na terenu Mogunost ispitivanja na osnovu
pristupa samo jednoj povrini Brzo ispitivanje
Velika mo prodiranja u homogenim materijalima (bez tetnih
posljedica) Ultrazvuni talasi nisu tetni za zdravlje ljudi. (Na
ivotinje mogu imati razliite efekte, npr. imie, kitove,
delfine).
Pitanja za ovu parijcalu 1) eljezni materijali su materijali
koji kao glavni hemijski element imaju eljezo. Dijele se na elike i
livena gvoa. elici se dalje dijele na ugljenine (koji se dijele na
konstrukcione i alatne) i legirane (koji se dijele na
konstrukcione, alatne i brzorezne). Livena gvoa se dijele na sivi
liv, bijeli liv, temper liv i nodularni liv. 2) Najvanije grupe
eljeznih materijala su elici i livena gvoa. elici su legure eljeza
sa ugljikom, pri emu je sadraj ugljika do 2,11% (s tim da se ugljik
ne nalazi samo u tragovima, jer je onda rije o tehnoloki istom
eljezu). Gvoa su legure eljeza sa ugljikom, pri emu ima 2% do 4% C
i 0,5% do 3% Si. 3) eljezo je hemijski element (broj 26 u periodnom
sistemu elemenata). Za definiciju elika i gvoa vidi pitanje 2. 4)
Sirovo gvoe je legura koja se dobija arenjem rude eljeza, krenjaka
i koksa u visokoj pei na temperaturi od 1650 C. U sastavu ima oko
4% C, 1,5% Si, 1% Mg, 0,04% S, 0,4% P. Ovo u utom nije 100%. Dijeli
se na sivo i bijelo gvoe. Sivo gvoe se odlikuje time to se ugljik
javlja u obliku grafita, dok se kod bijelog gvoa ugljik javlja u
vidu hemijskog spoja cementita Fe3C. Slui kao polazna osnova za
dobijanje elika, za izradu postolja maina, kuita mjenjaa, cijevi
(generalno elemenata koji nisu izloeni velikom optereenju), ali i
kao osnova za dobijanje nodularnog i temper liva. 5) Kljuna razlika
je prva u narednoj tabeli, a postoje i druge razlike. Sivi liv
Ugljik se javlja u vidu grafita Visok ugljikov ekvivalent (C.E.)
Visok sadraj Si Sadri Cu, Ni Sporo hlaenje Deblji odlivci Bijeli
liv Ugljik se javalja u vidu hemijskog spoja Fe3C Nizak ugljikov
ekvivalent (C.E.) Nizak sadraj Si Sadri Cr, Mo, V, Bi, Te Brzo
hlaenje Tanki odlivci
6) Metode poveanja vrstoe (tvrdoe) elika su: Rastvarajue
ojaavanje (ojaavanje vrstim rastvorom) Ojaavanje granicama zrna
(usitnjavanjem zrna) Ojaavanje sekundarnim fazama (precipitaciono
ojaavanje)
Ojaavanje dislokacijama (hladnom plastinom deformacijom)
Ojaavanje usljed transformacija 7) Osnovni postupak za proizvodnju
elika je prerada u: Visokim peima (to nisu Simens-Martinove pei kao
to je bilo napisano prvi put) Nakon ega se alje na dalju preradu u:
Simens-Martinovim peima Elektro peima Konvertorima Vakuumskim peima
elik se u elianama moe proizvoditi kao neumireni, poluumireni ili
umireni elik. elik se moe izljevati u obliku: Ingota (livenje u
kalupima) Gredica, blumova i slabova (kontinuirano livenje) Konani
proizvod eliane su slijedei polufabrikati: profili, ine, ipke, ice,
cijevi, profilne cijevi, debeli limovi, tanki limovi, trake. 8)
Glavni produkti visoke pei su velika koliina gasova (mnogo CO2),
sirovo gvoe i ljaka. CO2 slui da zatruje Zemlju, ljaka da se baci
ili eventualno iskoristi za neto, a sirovo gvoe za dalju preradu
ili livenje. Ukoliko govorimo o produktima koji nastaju od sirovog
gvoa, vidi pitanje 7. 9,10) Vidi pitanje 7. 11) Pratei elementi u
eliku su oni koji se javljaju u strukturi elika i prisutni su zbog
nemogunosti (i neisplativosti) njihovog potpunog uklanjanja iz
elika (npr. ruda eljeza moe sadravati fosfor i mi ga ne moemo
potpuno ukloniti ak ni u finalnom proizvodu). Stalni pratei
elementi su: silicijum, mangan, sumpor i fosfor. Za legirajue
elemente vidi pitanje 12. 12) Legirajui elementi su elementi koji
se u eliku nalaze u veim koliinama (preko 5% - ovo je vano znati,
iako se nalazi u zagradi), a tu su radi poboljanja osobina elika.
elik moemo legirati gotovo svim elementima, ali se u praksi
koriste: silicij, mangan, hrom, nikl, aluminij, volfram, vanadijum,
kobalt, molibden, bakar, sumpor, fosfor, ugljik. Legirajui elementi
se u eliku mogu nalaziti u obliku...vidi pitanje 13. 13) Legirajui
elementi se u eliku mogu: Nalaziti u slobodnom obliku
Primjer: olovo, srebro, rutinijum (elementi koji se ne
rastvaraju u eljezu) Rastvarati u eljezu i graditi vrste rastvore
Primjer: elementi koji se rastvaraju u eljezu, gradei
supstitucijske (nikl, silicij, kobalt, bakar, fosfor) ili
intersticijske (bor, azot, ugljik) vrste rastvore. Rastvarati u
Fe3C i stvarati slobodne karbide Primjer: samo elementi koji se
nalaze lijevo od eljeza u periodnom sistemu elemenata (titanij,
vanadij, hrom, mangan, cirkonij, niobij, molibden, hafnij, tantal,
volfram) Stvarati intermetalna jedinjenja (jedinjenja sa metalima)
ili jedinjenja sa nemetalima Primjer: pri veem sadraju, legirajui
elemenati sa eljezom mogu graditi jedinjenje (FeCr, Fe3W2, Fe2W,
Fe3Mo2, FeMo, FeV, Fe3Ti, Fe2Si2), a mogu graditi jedinjenje i sa
nemetalima (MnO, SiO2, TiO2, Al2O3). 14) Najee tetne primjese u
eliku su sumpor i fosfor i nazivaju se neistoe. Prema sadraju
sumpora, elici se dijele na: Obini maksimalni sadraj sumpora do
0,065% Kvalitetni maksimalni sadraj sumpora do 0,045% Plemeniti
maksimalni sadraj sumpora do 0,035% Visoko kvalitetni maksimalni
sadraj sumpora do 0,020% Ultra isti (premijum elici) maksimalni
sadraj sumpora do 0,007% Prave se i elici za automate (sadraj
sumpora od 0,5% do 0,2%), jer imaju dobru obradljivost rezanjem.
Sadraj fosfora u elicima je obino do 0,065%, a samo je kod nekih
prisutan u veim koliinama (do 0,3%). 15) Nikl u perlitnim elicima
poveava karakteristike vrstoe, a smanjuje karakteristike ilavosti.
U austenitnim poveava karakteristike ilavosti, ali smanjuje tvrdou
i granicu razvlaenja, sposobnost za kovanje, sposobnost skidanja
strugotine. Svim elicima, nikl poveava otpornost prema visokim
temperaturama (toplootpornost). Takoe, otvara gamageno podruje,
tako da se austenit kao struktura moe javiti i na sobnoj
temperaturi (on obara temperaturu eutektoidne transformacije, tj.
temperaturu prelaska iz alfa u gama fazu). Kao i svi legirajui
elementi, utie na to da se perlit javi pri niim procentima ugljika.
16) Uticaj ugljika na osobine: vrstoa - poveava Tvrdoa - poveava
Energija loma - smanjuje Plastinost - smanjuje Kritina brzina
hlaenja - smanjuje
Prokaljivost poveava 17) Karbidotvorni elementi u eliku su oni
koji grade jedinjenja sa ugljikom. To su titanij (Ti), vanadij (V),
cirkonij (Zr), niobij (Nb), tantal (Ta), hrom (Cr), mangan (Mn),
molibden (Mo), volfram (W), hafnij (Hf) elemetni koji se nalaze
lijevo od eljeza u periodnom sistemu elemenata. Postoje dvije grupe
karbida u eliku, a to su: Karbidi tipa MC (M-metal, C-ugljik) Kod
ovih, odnos radijusa aroma ugljika (Rc) i radijusa atoma metala
(Rm) je manji od 0,59, tj. Rc/Rm0,59. Nisu postojani i lahko se
rastvaraju u austenitu pri zagrijavanju. Grade ih mangan, hrom i
eljezo. Postoje i dvojni karbidi koje grade molibden i volfram, a
imaju oblik M2C i M6C (M-metal, Cugljik). 18) Na ovo pitanje nemamo
odgovor i mislimo da nee biti. Da polje za odgovor 18. pitanja ne
bude prazno, rei emo neto o tome ta su niskolegirani, a ta
visokolegirani elici. Kod niskolegiranih elika, udio nijednog
legirajueg elementa ne prelazi 5%. Visokolegirani elici imaju bar
jedan element, pored eljeza, iji je udio vei ili jednak 5%. 19)
Nelegirani elici sa: Manje od 0,8% C podeutektoidna struktura
(struktura moe biti alfa-ferit ili mehanika smjesa alfa-ferita i
perlita) 0,8% C eutektoidna struktura (struktura je perlit) Preko
0,8% C nadeutektoidna struktura (struktura moe biti mehanika smjesa
perlita i cementita). 20) Struktura elika na sobnoj temperaturi
zavisi od sadraja ugljika, ali i od legirajuih elemenata koji su i
koliko ih je. Vidi pitanje 19 o tome koje strukture postoje. 21)
Dodavanjem odreenih legirajuih elemenata mogue su slijedee
sturkture: Podeutektoidna (ferit, ferit+perlit) Eutektoidna
(perlit) Nadeutektoidna (perlit+cementit)
Ledeburitna (perlit+cementit+ledeburit) Feritna (legirani ferit)
Austenitna (legirani austenit sa dvojnicima arenja) 22) Vidi
pitanja 20 i 21. Struktura se utvruje metalografskim ispitivanjem
isijeci, poliraj, nagrizi kiselinom, pod mikroskop. Vidi pitanje 5
koje je ostalo sa prole parcijale. 23) elici za termiku obradu su
oni koji se nakon ovravanja planiraju podvrgnuti nekoj termikoj
obradi, a dijele se prema tome kojom termikom obradom e biti
tretirani: elici za poseban termiki tretman elici za cementaciju
elici za poboljanje elici za povrinsku termiku obradu elici za
nitriranje 24) elici za cementaciju su oni kod kojih se vri obrada
pod nazivom cementacija. Cementacija je termika i hemijska obrada
kojom dolazi do poveavanja vrstoe povrinskog sloja elika tako to se
pri povienoj temperaturi dri u okruenju bogatom ugljikom. Pri ovome
ugljik difuzijom ulazi u povrinski sloj elika. Zatim se elik kali i
dobija se elik koji je u jezgri manje vie isti - ilav, ali je
njegov povrinski sloj znatno tvri (nakon kaljenja struktura povrine
je martenzita). Cementiraju se elici sa niskim sadrajem ugljika.
25) Brzorezni alatni elici su alatni elici namijenjeni za obradu
rezanjem pri velikim brzinama (pri emu nastaju velike temperature)
i oni imaju veliku tvrdou i na povienim temperaturama. Ovi elici su
visoko legirani. Postoje dvije grupe: Volframski Glavni legirajui
elementi su: W, V, Cr, Co i C. Sadre mnogo karbida otpornih na
habanje. Ovi elici su otporni i na toplotu. Molibdenski Glavni
legirajui elementi su isti kao kod volframskih brzoreznih elika, uz
dodatak Mo (molibdena). Slini su po osobinama, ali zahtijevaju
manju koliinu legirajuih elemenata. Jeftiniji bar 30%. Imaju veu
ilavost od volframskih brzoreznih elika, pri istoj tvrdoi, ali
volframski brzorezni elici mogu imati vee maksimalne tvrdoe koje
molibdenski brzorezni elikci ne mogu ostvariti. Zato se koriste
molibdenski brzorezni elici dok mogu, ali iza odreene granice
tvrdoe, primorani smo koristiti volframske. Brzorezni elici obino
nisu tvri od tvrdih metala, ali su znatno ilaviji, pa su pogodniji
za odreene situacije (npr. kod rezanja sa prekidima).
26) Vidi pitanje 25. 27) Toplootporni elici su elici koji imaju
veliku otpornost prema toploti, tj. vrstoa i tvrdoa im se ne
smanjuju mnogo pri velikim temperaturama. To se postie legiranjem
sa elementima koji grade karbide otporne na toplotu (ti karbidi
zadravaju tvrdou i pri velikkim temperaturama). Takoe, ne smije doi
do otputanja elika (otputanje je proces razlaganja martenzita -
koji je jako vrst - na manje tvrde strukture), a to sprjeavaju
legirajui elementi. Toplootporni elici se koriste tamo gdje je
neophodno da vrstoa ostane velika i pri velikim temperatruama elici
za izradu: Alati kovanje i vrue presovanje Alati za izradu valjaka,
matica, zakovica itd. Alati za presovanje ipki i cijevi Alati za
livenje pod pritiskom Noevi za vrue rezanje Valjci za toplo
valjanje 28) Nehrajui elici su elici otporni na koroziju, pogotovo
na koroziju uzrokovanu vodom. Otpornost nehrajuih elika prema
koroziji potie od velikog sadaja hroma najmanje 12%. Na sobnoj
temperaturi mogu biti: feritni (struktura je preteno feritna,
sastoje se od dvojne legure hrom-eljezo, ne sadre nikl, mala
cijena, otpornost prema koroziji manja nego kod austenitnih)
austenitni (trojna legura eljezo-hrom-nikl, ima najbolju optornost
prema koroziji) martenzitni (nakon austenitizacije i kaljenja
legure eljezo-hrom dobiju se ovi, potrebno je od 0,15% do 1%
ugljika da se dobiju ovi elici) Postoje i talono ojaani nehrajui
elici. 29) Vidi pitanje 28. Jedan nehrajui elik: X6CrAl13,
X12CrS13, X39Cr13, X6Cr13 itd. 30) Sitnozrnasti elici su elici sa
sitnozrnastom strukturom. Prednost im je to to imaju i osobine
vrstoe (zatezna vrstoa, granica razvlaenja, tvrdoa itd.), ali i
osobine ilavosti (prekidno izduenje, prekidno suenje, udarna
ilavost). Jedan sitnozrnasti elik: S255N, P255, P355N, S355N itd.
31) Osnovna razlika nodularnog i lamelarnog liva je u obliku u
kojem se javlja grafit. Naime, kod oba se ugljik javlja u vidu
grafita, ali u lamelarnom livu, grafit je u vidu lamela traka, dok
je kod nodularnog u vidu nodula.
Nodularni liv ima veu tvrdou i vrstou (generalno ima bolje
mehanike osobine), ali i plastinost i ilavost. Ima vei ugljikov
ekvivalent (C.E.), mnogo nii sadraj sumpora i fosfora. Sadri
magnezij (da bi se dobile nodule umjesto lamela). 32) Sivi liv je
liveno gvoe kod kojeg se cjelokupan ugljik nalazi u slobodnom
stanju u vidu grafita, ili se jedan, vei, dio nalazi u vidu
grafita, a drugi, manji, vezan u jedinjenju Fe3C. Naziva se i liv
sa lameralnim grafitom, zbog morfologije grafita koji se u njemu
nalazi. Prednosti u odnosu na metalne materijale: Dobra otpornost
prema koroziji (bolja od elika) Dobra otpornost na habanje Dobra
toplotna provodljivost Priguuju vibracije (bolje od elika) Niska
temperatura topljenja (nia od elika) Mali temperaturni interval
ovravanja (manji od elika) Mali koeficijent skupljanja (manji od
elika) Dobra teljivost na temperaturi livenja (bolja od elika)
JEFTINIJI OD SVIH OSTALIH METALA (mnogo bolja cijena od elika)
Nedostaci: Mala zatezna vrstoa i ilavost (dosta manja nego kod
elika) Izduenje samo 1% i manje (dosta manje nego kod elika) 33)
Vidi pitanje 32. Koristi se za manje optereene dijelove: Postolja
maina Kuite mjenjaa Kanalizacioni i sanitarni elementi Vodovodne
cijevi Armature Cijevi pod pritiskom Blokovi SUS motora (Sa
Unutranjim Sagorijevanjem) Dijelovi turbina i kompresora Osobine
zavise od strukture metalne osnove, kao i od vrste, rasporeda i
koliine grafita. to je manje grafita, to su grafite lamele sitnije
i u veem stepenu izolovane, to su vea i mehanika svojstva. Grafitne
lamele sa otrim krajevima predstavljaju izvor koncentracije napona
pri zatezanju, pa imaju malu zateznu vrstou i ilavost.
34) Ugljik u sivom livu je u vidu grafita, sa lamelarnom
strukturom. Sivi liv najee ovsrava kao legura koja ima eutektiku
koncentraciju ili je veoma blizu te koncentracije, pa takav liv ima
skoro uvijek C.E. = 4,3%. Ovo znai da e se eutektika struktura
javiti i pri sadraju ugljika niem od 4,3% ukoliko postoje drugi
legirajui elementi (silicij se gotovo uvijek javlja u sivom livu,
tako da je sadraj ugljika nii od 4,3%). 35) Temper liv je liveno
gvoe kod kojeg je ugljik izdvojen u vidu temper grafita. Proces
dobijanja temper liva (temperovanje) sastoji se iz dvije faze:
grafitizacije i hlaenja Grafitizacija U ovoj fazi odlivci bijelog
livenog gvoa, koja se sastoji iz perlita, Fe3C i ledeburita, se
zagrijavaju lagano iznad eutektoidne temperature 940C. U ovoj fazi
dolazi do razlaganja karbida eljeza livenog gvoa na austenit i
temper grafit. Hlaenjem se dobija mikrostruktura koja se sastoji iz
temper grafita i metalne osnove koja moe biti feritna ili perlitna,
to zavisi od naina hlaenja. Dakle, razlikuju se feritni temper liv
i perlitni temper liv. 36) Vidi pitanje 35. 37) Primjeri za elike.
Prvi broj koji se javi u oznaci se odnosi na ugljik, a kada ga
podijelimo sa 100, dobijemo koliko % ugljika ima u eliku. Ako u
oznaci elika nema slova X, brojeve iza legirajuih elemenata trebamo
podijeliti sa odreenim faktorima da bismo znali udio tih elemenata
u procentima (te faktore nalazimo u tablicama, za svaki element
pojedinano, npr. za nikl taj faktor je 4). Ako u oznaci elika ima
slovo X, brojevi iza legirajuih elemenata jednki su udjelu tih
elementa u procentima. Opti konstrukcioni elik: S185, S235JR S275JR
Niskolegirani elik: o 14NiCr10 (Sadraj ugljika 0,14%, legirajui
elementi nikl i hrom, nikla ima 10/ (faktor za nikl)%, udio hroma
nije naveden) o 18CrNi8 (Sadraj ugljika 0,18%, legirajui elementi
hrom i nikl, hroma ima 8/ (faktor za hrom)%, udio nikla nije
naveden) o 13Cr2 (Sadraj ugljika 0,13%, legirajui element hrom sa
udjelom 2/(faktor za hrom)%) Visokolegirani elik: o X120Mn12
(Sadraj ugljika 1,2%, legirajui element mangan sa udjelom12%) o
X108CrMo17 (Sadraj ugljika 1,08%, legirajui elemetni hrom i
molibden, udio hroma 17%, a molibdena nije naveden) o
X2CrMnMoNNb21-15-7-3 (Sadraj ugljika 0,02%, legirajui lementi su
hrom, mangan, molibden, azot, niobij, pri emu je sadraj hroma 21%,
mangana 15%, molibdena 7% i azota 3%)
38) Osnovna sirovina za proizvodnju aluminija je ruda boksit.
Proces proizvodnje se dijeli u 3 faze: Bayerov proces dobivanja
glinice (dobivanje glinice iz boksita) Redukcija glinice u aluminij
elektrolizom (dobivanje aluminija iz glinice) Rafinacija (dobivanje
elektrolitikog aluminija iz aluminija) 39) Al-legure se dijele na:
Legure aluminija za gnjeenje (plastinu preradu) o Termiki obradive
(kaljive): AlMgSi, AlCuMg, AlSiCu, AlZnMg, AlZnMgCu o Termiki
neobradive (nekaljive): AlMn, AlSi, AlMgMn, AlMg Legure aluminija
za livenje o Termiki obradive (kaljive): AlSiMg, AlSiNiCuMg,
AlZnMgCr, AlCuTiMg o Termiki neobradive (nekaljive): AlSi, AlSiCu,
AlMg 40) Legure aluminija prema namjeni se dijele na: Legure
aluminija za gnjeenje Legure aluminija za livenje Legure aluminija
prema termikoj obradivosti dijele se na: Legure koje ojavaju
termikim taloenjem Legure koje ne ojaavaju termikim taloenjem, ve
rastvarajim, deformacionim i disperzionim ojaavanjem 41) Prednosti
titana u odnsu na elik su: Mala specifina teina Visoka taka
topljenja Velika otpornost na koroziju u oksidirajuim sredinama
Nizak koeficijent toplotnog irenja Nemagnetian Znatno bolji odnos
trajne dinamike vrstoe prema zateznoj vrstoi Koristi se u avionskoj
i raktetnoj industriji zbog vrlo povoljnog odnosa teine i vrstoe
(rotori gasnih turbina i kompresora, ramovi mlaznih motora,
zavrtnji i drugi mainski elementi u vazduhoplovstvu). Koristi se i
u hemijskoj industriji za izradu koroziono optereenih posuda i
cjevovoda. Koristi se i u PVC industriji.
42) Dva najvanija podruja primjene titana su avioindustrija i
hemijska industrija. U prvom podruju se koriste legure PITATI PROF,
a u drugom PITATI PROF. 43) Pored ve spomenutih karakteristika:
Dobre mehanike osobine Niska elektrina i toplotna provodljivost Kod
povienih temperatura (preko 400C) prima velike koliine N, O i H
Burno reaguje sa vatrostalnim materijalima (ne moe se liti u kalupe
od pijeska ili kokile uobiajenim metodama) 44) Bakar gradi dvije
osnovne grupe legura: Mesing (legure bakra sa cinkom) Bronze
(legure bakra sa drugim elementima) o Legure bakra sa kalajem (Sn)
kalajne bronze, sadre do 13% kalaja imaju dobra livaka svojstva,
upotrebljavaju se za livenje dijelova sloenog oblika o Legure bakra
sa aluminijumom (Al) aluminijske bronze imaju neto slabija livaka
svojstva u odnosu na kalajne, ali se i one koriste za dobijanje
odlivaka sloenih oblika o Legure bakra sa berilijumom (Be)
berilijumova bronza koristi se za opruge, zupanike, membrane,
ventile, dijelove izloene habanju, za dijelove maina i ureaja kod
kojih se zahtjeva da u toku rada na varnie o Legure bakra sa olovom
(Pb) olovne bronze koristi se za izradu kliznih leajeva koji rade
prvi velikim brzinama i povienim pritiscima 45) Duraluminij je
legura aluminija i bakra, pri emu je aluminij osnovni materijal
(spada u grupu legura aluminija za obardu gnjeenjem). Aluminijske
bronze su legure bakra i aluminija, pri emu je osnovni materijal
bakar. 46) Kermeti su kompozitni materijali (grupa esticama ojaanih
kompozita) sainjeni od keramike (preko 50%), kao nosioca tvrdoe i
metala kao vezivnog sredstva. Kao sastojci kermeta, koriste se teko
topljive keramike faze, zajedno sa teko topljivim metalima. Kermeti
se koriste za alate za rezanje, jer keramike faze daju izrazitu
tvrdou, dok metalna matrica (osnova) uvezuje estice keramike i
poveava otpornost na udare (jer da nije metalne matrice, prilikom
udarnih optereenja, keramika bi mogla pui izrazito krto). 47)
Keramike su neorganski, nemetalni materijali koji se sastoje od
jedinjenja metalnih i nemetalnih elemenata povezanih jonskim i/ili
kovalentnim vezama. Prednosti keramikih materijala su velika
tvrdoa, velika pritisna vrstoa, otporni na habanje i koroziju,
visoka temperatura topljenja, mala specifina teina (generalno, laki
su od metala).
Mane keramikih materijala su izraena krtost, mala plastinost,
osjetljivost na termike okove. Osobine koje su nekada poeljne, a
nekada ne: dobri elektrini i toplotni izolatori. 48) Tradicionalne
keramike su jedinjenja gline, kvarca (SiO2, tj. silicijumoksida) i
feldsplata. Koriste se za: Konstrukcioni glineni proizvodi:
graevinske cigle, kanalizacione cijevi, crijepovi, podne i zidne
ploice Proizvode bijele robe: elektroporcelan, porcelansko posue,
sanitarna roba (umivaonik, tj. lavabo, WC olja, kada) Umjetnine
Industrijske (tehnike) keramike su ista jedinjenja pretno oksida,
karbida i nitrida, a koriste se za: Elektrine i elektronske
primjene: elektrini izolatori, elektrini kondenzatori,
piezoelektrini efekt (neke keramike su piezoelektrine) Vatrostalni
materijali (to su oni koji mogu podnijeti remperaturu 1600C bez
deformisanja): metalna, hemijska, staklarska i keramika industrija
49) Polimeri ne pokazuju otre fazne prelaze kao metalni materijali.
Karakteristiki fazni (fiziki) prelazi kod polimera su temperatura
ostakljavanja i temperatura topljenja. Razlikujemo: Polimere sa
amorfnom strukturom - nemaju odreenu taku topljenja, ali jasno
pokazuju promjene mehanikih svojstava u uskom temperaturnom
intervalu Polimera sa djelimino kirstalnom strukturom imaju jasno
odreenu temperaturu topljenja 50) Polimeri su materijali izraeni od
polimerne baze i niskomolekularnih dodataka koji joj poboljavaju
svojstva. Zbog svojih izuzetnih i razliitih svojstava sve vie
zamjenjuju dijelove koji su izraivani od metala. U odnosu na
tradicionalne materijale imaju slijee prednosti: Manju gustinu
Dijelove od ovih materijala najee nije potrebno doraivati Ne
podlijeu koroziji, otporni su na hemikalije Dobri su izolatori U
optikom pogledu mogu biti providni ako je to potrebno Nedostatci
ovih materijala su: Slaba mehanika svojstva Slaba termika otpornost
Sklonost ka starenju
51) Kompozitni materijali su kombinacija dva ili vie materijala
sa razliitim fizikomehanikim osobinama u mikro i/ili makroskopskoj
razmjeri. (Kada kaemo kompoziti, najee mislimo na makroskopske
kompozite, jer bi i elik po ovoj definiciji bio kompozit, s obzirom
da ima u sebi eljezo, ugljik i razne druge legirajue elemente).
Kompoziti se dijele na: esticama ojaane (kermeti, razni polimerni
kompoziti) Vlaknasto ojaane Neprekidna jedosmjerna orijentisana
vlakna Proizvoljno orijentisana isprekidana vlakna Upravno
orijentisana neisprekidana vlakna Mnogostruko isprevijana
proizvoljno orijentisana vlakna
Laminate (per ploa, aral) Sendvi konstrukcije 52) Vlaknima
ojaani kompoziti su kompoziti dobijeni sjedinjivanjem vrstih,
krutih i krtih vlakana (prekidna i disprezna faza) sa mehkom i
plastinom matricom (neprekidna faza). Matrica slui da prenosi silu
sa vlakna na vlakno, da obezbjeuje plastinost ilavost i sposobnost
oblikovanja, dok vlakna prenose optereenje. Kao matrica, obino se
koriste: aluminijum, aluminijum-litijum, magnezijum, titan, veliki
broj polimernih materijala (i termoplastini i termostabilni
polimeri). Za vlakna se koriste: staklo, aramid, najlon,
ugljenik(grafit), aluminijum oksid, silicijum karbid, bor(bor sa
volframom i berilijumom). Vlaknima ojaani kompoziti u zavisnosti od
komponenata vlakno-matrica, svrstani su u tri sistema:
Vlakno-polimerna matrica Vlakno-metalna matrica Vlakno-keramika
matrica 53) Osobine vlaknasto ojaanih kompozita zavise od: Osobina
vlakana i matrice i od njihovog meusobnog omjera Omjera duine i
prenika vlakana (duga vlakna daju vee ojaavanje od kratkih)
Orijentacije vlakana (generalno, osobine su bolje u pravcu vlakana)
54) Korozija nee biti na ispitima. 55) ta je stepen kristalinosti i
kako utie na osobine polimera?
Stepen kristalinosti polimera je odnos zapremine svih kristalnih
oblasti polimera i zapremine itavog polimera. Stepen kristalinosti
jako utie na mehanika i fizika svojstva polimera. Sa porastom
stepena kristalinosti rastu vrstoa, krutost i tvrdoa, gustoa,
otpornost na agresivne tenosti i toplotu, a opada plastinost.
Optika svojstva zavise od stepena kristalinosti, jer je indeks
prelamanja proprocionalan gustini. Generalno, to je vei stepen
kristalinosti, manja je providnost (transparentnost). 56) ta je
polikondenzovanje? To je vrsta polimerizacije (procesa nastanka
polimera, tj. uvezivanja monomera u polimere). U toku reakcije
polikondenzovanja dolazi do meusobnog reagovanja funkcionalnih
grupa monomera, pri emu nastaje i sporedan proizvod, najee voda.
Nusprodukti reakcije kondenzuju se, pa odatle naziv kondenzacijska
polimerizacija - polikondenzovanje. 57) ta je mer, a ta polimer?
Mer oznaava najmanju ponovljenu jedinicu polimernog lanca, kao to
je elementarna reetka kod kristalne strukture metala. Polimer
predstavlja veliki broj mera, ponovljenih stotinama i hiljadama
puta u lancu. Polimeri nastaju spajanjem monomera, a mogu biti
prirodni polimeri, modifikovani prirodni polimeri ili sintetiki
polimeri (zadnja dva tipa se ne nalaze u prirodi). 58) Nabrojati i
nacrtati molekularnu strukturu polimera. (Vidi sliku 2 u lekciji o
polimerima) Linearni polimer Razgranati polimer Popreno povezani
polimer Umreeni polimer 59) Primjeri polimera i monomera. Neki
polimeri: polietilen, polivinil hlorid, teflon, polipropilen,
polistiren, poliester. Neki monomeri: etilen (eten), propilen
(propen), stiren, vinil hlorid. 60) ta je termoplast, a ta
duroplast? Termoplasti su polimeri koji nakon zagrijavanja,
oblikovanja i ponovnog ovravanja imaju prvobitne vrijednosti tvrdoe
i vrstoe. Kod ovih polimera, navedeni ciklus se moe ponavljati
neogranieno, bez znaajnih promjena osobina. Duroplasti su polimeri
koji imaju dobre osobine vrstoe i tvrdoe, ali kod kojih dolazi do
pada navedenih osobina nakon zagrijavanja i hlaenja. 61) ta je
homopolimer, a ta kopolimer?
Homopolimer je polimer kod kojeg se sve ponovljene jedinice u
polimernom lancu sastoje od jednve vrste monomera. (Drugim rijeima:
homopolimer je polimer koji se sastoji od istih mera.) Kopolimer je
polimer koji se sastoji od dva ili vie hemijski razliitih
monomernih jedinica. (Drugim rijeima: kopolimer je polimer koji se
sastoji od dva ili vie razliitih mera.)
