TOB EGZAMIN.docx

1. Podaj definicję wyraźnej i umownej granicy plastyczności.
a) Wyraźna granica plastyczności Re jest to naprężenie rozciągające, po którego osiągnięciu występuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki, bez wzrostu lub nawet przy krótkotrwałym spadku obciążenia
Re=FeS0 MPa
Dla niektórych metali wykazujących płynięcie plastyczne można wyznaczyć górną ReH i dolną granicę plastyczności ReL.

b) Umowna granica plastyczności przy wydłużeniu nieproporcjonalnym Rp0,2
Zarówno dla wielu stali, jak i większości metali nie stwierdza się występowania wyraźnej granicy plastyczności. W takim przypadku dla praktycznej oceny ciągliwości materiałów, jako kryterium porównawcze norma wprowadza pojęcie umownej granicy plastyczności przy wydłużeniu nieproporcjonalnym Rp, która wyznacza się dla umownej wartości wydłużenia nieproporcjonalnego np. 0,2%. Przez umowną granicę plastyczności Rp0,2 rozumiemy wówczas taką wartość siły, która wywołuje w próbce umowne wydłużenie trwałe równe 0,2% pierwotnej długości pomiarowej próbki L0.
Rp0,2=F0,2S0 [MPa]

2. Podaj warunek przejścia metalu w stan plastyczny przy prostym i złożonym stanie naprężenia.

Warunkiem przejścia ze stanu sprężystego w stan plastyczny jest osiągnięcie pewnej krytycznej wartości naprężeń, zwanej granicą plastyczności – w jednoosiowym stanie naprężeń, lub naprężeniem uplastyczniającym – w płaskim i przestrzennym stanie naprężeń, uzależnionych od rodzaju tworzywa i historii poprzednich odkształceń, oraz warunków obecnego procesu odkształceń plastycznych, tj. jego temperatury, stopnia i prędkości odkształcenia.

3. Wymień jakie czynniki decydują o wartości energii potrzebnej do plastycznego odkształcenia metali.

Szybkość i temp w jakiej następuje odkształcenie, siły oddziaływania miedzy atomami sieci, typu sieci.

4. Wyjaśnij znaczenie normalizacji prób wyznaczania własności mechanicznych materiałów.

Próby statycznego rozciągania, statycznego ściskania i plastycznego skręcania pozwalają na wyznaczenie podstawowych parametrów danego materiału, które charakteryzują materiał i są podstawą do obliczeń wytrzymałościowych. Normalizacja prób wyznaczania własności mechanicznych pozwala na porównanie i klasyfikacje według przewidywanych zastosowań oraz dokonanie oceny skuteczności przeprowadzonych procesów technologicznych.

5. W pewnym procesie przeróbki plastycznej naprężenia główne osiągnęły wartość A MPa, B MPa, C Mpa. Naprężenie uplastyczniające obrabianego stopu jest równe D MPa. Podaj czy materiał przejdzie w stan plastyczny.

Warunek plastyczności H-M-H

  12(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2 ?=? σp

6. Podaj znane Ci miary odkształceń i związki pomiędzy nimi.

λ=l1l0- współczynnik wydłużenia
β=b1b0- współczynnik poszerzenia
γ=h1h0- współczynnik gniotu

εl=l1-l0l0- względne wydłużenie
εb=b1-b0b0- względne poszerzenie
εh=h1-h0h0- względny gniot

Δl=l1-l0- bezwzględne wydłużenie
Δb=b1-b0-bezwzględne poszerzenie
Δh=h0-h1-bezwzględny gniot

δl=lnλ=lnl1l0=ln1+εl-rzeczywiste wydłużenie
δb=lnβ=lnb1b0=ln1+εb-rzeczywiste poszerzenie
δh=lnγ=lnh1h0=ln1+εh-rzeczywisty gniot

δl+δb+δh=0

7. Masz dwa przedmioty o tych samych wymiarach i kształcie, jeden uzyskany na drodze odlewania, a drugi w procesie przeróbki plastycznej. Czy ich własności są również takie same, czy też różne. Jeżeli różne to na czym ta różnica polega.

W siódmym mam tak: w procesie przeróbki plastycznej jest możliwe nadanie materiałowi żądanych własnosci mechanicznych i wytrzymałościowych.
Odlew jest kruchy, posiada naprężenia odlewnicze.
Przedmiot obrobiony plastycznie zdolny do odkształcenia plastycznego, umocniony.
Odlew charakteryzuje się dużą chropowatoscią, obrobiony plastycznie małą (hydroforming)
Róznica w kształcie wyrobów (promienie odlewnicze)

8. Jaką technologię obróbki plastycznej zastosujesz aby z regularnego walca o średnicy D0 i wysokości h0 uzyskać taki sam walec lecz o średnicy D1 (D1 < D0) i wysokości h1.
Walcowanie na walcarce redukcyjnej
W czasie walcowania redukowana jest średnica oraz poprawiany jest kształt – regularność walca. W konsekwencji otrzymujemy taki sam walec tylko o mniejszej średnicy.
Ciągnienie swobodne
Podczas ciągnienia w matrycy stożkowej lub łukowej otrzymujemy pręt o bardzo regularnym kształcie oraz dużym umocnieniu.

9. Znając rzeczywiste wydłużenie δl = 0,47 wylicz współczynnik wydłużenia i wydłużenie względne.

δl=0,47

δl=lnl1l0=lnl0+Δll0=ln1+εl  
⇒ eδl-1=εl
⇒ eδl=l1l0=λ

εl=   eδl-1=   e0,47-1=0,600-wydłużenie względne

λ=l1l0=1,600-współczynnik wydłużenia

10. Scharakteryzuj procesy kucia (zakres stosowania, zalety, ograniczenia).

Kucie swobodne – proces polegający na odkształceniu metalu między narzędziami umożliwiającymi płynięcie w kilku dowolnych kierunkach.

Zakres stosowania:
- przy produkcji jednostkowej, kiedy wykonanie matrycy jest nieopłacalne

- przy wykonywaniu odkuwek, których ciężar i wymiary przekraczają możliwości produkcyjne najcięższych dysponowanych zespołów matrycowych

- przy wstępnej obróbce plastycznej wlewków ze stali stopowych lub stopów o specjalnych własnościach na kęsiska i kęsy kute

- przy produkcji prętów kutych ze stali stopowych lub stopów o specjalnych własnościach, jak również ze stali z gatunków normalnych w tych przypadkach, gdy przekrój danego pręta nie jest objęty programem walcowania

- przy szeroko pojętej regeneracji narzędzi i sprzętu warsztatowego

- przy wykonywaniu części zamiennych do celów remontowych

Kucie półswobodne – płynięcie jest częściowo ograniczone narzędziami przez co minimalizuje się naddatki technologiczne i naddatki na obróbkę skrawanie.

Kucie matrycowe – kształt odkuwki jest odwzorowaniem kształtu wykroju roboczego matrycy - polega na kształtowaniu wyrobu w wykroju matrycy składającej się z dwóch części

Zalety w porównaniu z kuciem swobodnym

- możliwość stosowania mniejszych naddatków technologicznych

- większa dokładność wykonania odkuwek

- możliwość nadania kształtów odkuwce, jakich nie modna nadać przez kucie swobodne

- możliwość łatwego i szybkiego odkuwania przedmiotów o kształtach skomplikowanych, małą pracochłonność oraz dużą wydajność

- znaczną oszczędność w kosztach robocizny

- możliwość zatrudnienia pracowników mniej wykwalifikowanych

- duża powtarzalność kształtu odkuwek

- łatwość określenia czasu wykonania odkuwki, co umożliwia dokładną kalkulację kosztów

Wady kucia matrycowego

- konieczność stosowania maszyn kuźniczych o podwyższonej  dokładności prowadzenia matryc

- dodatkowe koszty związane z prasami do okrawania wypływki

- duży koszt oprzyrządowania

- opłacalność przy dużych seriach odkuwek

- niewielki wymiar wykonywanych odkuwek

11. Scharakteryzuj procesy walcowania wyrobów długich (zakres stosowania, zalety, ograniczenia).

- Stal budowlana:

- Profile/Kształtowniki wysokość > 80

- Szyny wysokość > 80

- Specjalne kształtowniki/profile wysokość > 80

- Pręty handlowej jakości:

- Profile wysokość < 80

- Pręty okrągłe

- Pręty kwadratowe/prostokątne i o różnych przekrojach poprzecznych

- Pręty płaskie grubość > 5mm, szerokość < 150

- Grodzice

- Walcówka

12. Scharakteryzuj procesy walcowania wyrobów płaskich (zakres stosowania, zalety, ograniczenia).

- Płaskowniki szerokie

- Blachy grube/blachy cienkie:

- Blachy grube g > 3 mm

- Blachy cienkie g = 0,5 – 3 mm

- Blachy cienkie czarne/cienkie ocynowane g < 0,5 mm

- Taśma:

- Taśma szeroka gorąco walcowana szerokość > 600 mm

- Taśma stalowa (wąska) szerokość < 600 mm

Zakres stosowania:

- motoryzacja – taśmy na elementy karoseryjne i poszycia samochodów ciężarowych, blachy na

cysterny

- budownictwo, zużywające m.in. gięte na zimno kształtowniki otwarte – o różnych profilach,

i zamknięte – o profilach: okrągłym, kwadratowym, i prostokątnym, zgrzewane i spawane,

wykonywane z taśmy czarnej lub ocynkowanej oraz powłoką niemetaliczną

- przemysł spożywczy – taśmy ocynowane do produkcji puszek konserwowych i na różnorodne

napoje

- przemysł artykułów gospodarstwa domowego – taśmy na obudowy lodówek, pralek, czy odkurzaczy

- przemysł okrętowy – blachy grube okrętowe i inne

- energetyka – taśmy elektrotechniczne: prądnicowe i transformatorowe, blachy grube na walczaki

kotłów grzewczych

13. Wymień podstawowe wymagania stawiane blachom karoseryjnym.

- Niewielka waga

- Odporność na korozję

- Odporność na środki chemiczne

- Duża wytrzymałość przy niewielkiej grubości

- Aerodynamiczne kształty dla samochodów sportowych

- Kanciaste dla samochodów terenowych (częste naprawy, łatwiejsza wymiana)

- Gładka powierzchnia

- Jednorodna struktura przy często niejednakowej grubość

- Łatwość kształtowania plastycznego

14. Scharakteryzuj procesy tłoczenia (zakres stosowania, zalety, ograniczenia).

Tłoczenie obejmuje sposoby przeróbki plastycznej blach, taśm i folii (głównie na zimno) polegające na kształtowaniu ich w przestrzenne wyroby typu: powłoki blaszane, kształtowniki gięte (otwarte lub ze szwem ) i innych. Tłoczenie obejmuje szeroka gamę zabiegów, a czynności tłoczenia w zakresie procesów technologicznych różniących się sposobem działania sił, rodzajem zmienny kształtu oraz stosowanymi urządzeniami i narzędziami.

Odmiany tłoczenia:
- odcinanie, wycinanie, dziurkowanie, nacinanie, okrawanie, wykrawanie, wytłaczanie, przetłaczanie

Zjawiska ograniczające proces wytłaczania:
- pękanie obwodowe
- fałdowanie kołnierza

17. Narysuj schemat ułożenia walców w walcarce Sendzimira. Wyjaśnij sens takiej konstrukcji.

Stosowana jest do walcowania do walcowania taśm bardzo cienkich oraz folii. Ugięcie sprężyste walców roboczych, dzięki ich małym średnicom i dużej sztywności walców oporowych zostaje prawie całkowicie wyeliminowane.

18. Narysuj schemat ułożenia walców w walcarce kwarto. Wyjaśnij sens takiej konstrukcji.

Klatki kwarto. W celu zmniejszenia nierównomierności grubości walcowanej blachy należy wyeliminować bądź znacznie ograniczyć sprężyste uginanie się walców. Można to częściowo uzyskać przez zwiększenie średnicy walców, ale jednocześnie z tym następuje powiększenie się powierzchni styku materiału z walcami. Powoduje to szybki wzrost całkowitego obciążenia walców, które zwiększa się wraz z wielkością powierzchni styku walec – materiał i naciskiem jednostkowym p. ...