4

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Piotr Kruk
Badanie materiałów stosowanych w przemyśle okrętowym
311[05].O1.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

1
Recenzenci:
mgr inż. Andrzej Zych
mgr inż. Grzegorz Śmigielski
Opracowanie redakcyjne:
mgr Piotr Kruk
Konsultacja:
mgr inż. Henryk Stańczyk
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[05].O1.04
„Badanie materiałów stosowanych w przemyśle okrętowym”, zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik budownictwa okrętowego.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 5
2. Wymagania wstępne 7
3. Cele kształcenia 8
4. Materiał nauczania 9
4.1. Klasyfikacja właściwości materiałów technicznych 9
4.1.1. Materiał nauczania 9
4.1.2. Pytania sprawdzające 11
4.1.3. Ćwiczenia 11
4.1.4. Sprawdzian postępów 12
4.2. Badanie właściwości mechanicznych: statyczna próba rozciągania 13
4.3. Statyczne metody pomiaru twardości 20
4.4. Badanie udarności 25
4.5. Właściwości technologiczne metali i stopów 30
4.6. Badania makroskopowe metali i stopów 36
4.7. Badania nieniszczące metali 40
4.8. Metalurgia żelaza 45
4.8.1.Materiał nauczania 45
4.8.2.Pytania sprawdzające 46
4.8.3.Ćwiczenia 47
4.8.4.Sprawdzian postępów 47

3
4.9. Otrzymywanie stali 48
4.10. Stale stopowe i niestopowe (węglowe) 52
4.11. Stale kadłubowe 56
4.12. Staliwo: ogólna charakterystyka staliw, znakowanie staliw 61
4.13. Żeliwo: ogólna charakterystyka żeliw, znakowanie żeliw 64
4.14. Metale nieżelazne i ich stopy 74
4.14.3.Ćwiczenia 75
4.15. Materiały z proszków spiekanych 76
4.16. Tworzywa sztuczne 78
4.17. Materiały ceramiczne 81

4
4.18. Kompozyty 84
4.19. Materiały uszczelniające 87
4.20. Przepisy bhp podczas wykonywania badań 91
5. Sprawdzian osiągnięć 95
6. Literatura 100

5
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu badania materiałów
stosowanych w przemyśle okrętowym.
W poradniku zamieszczono:
− wymagania wstępne,
− cele kształcenia,
− materiał nauczania,
− pytania sprawdzające,
− ćwiczenia,
− sprawdziany postępów,
− sprawdzian osiągnięć,
− literaturę.
Poradnik zawiera niezbędny materiał nauczania i ćwiczenia wraz ze wskazówkami,
potrzebnymi do zaliczenia jednostki modułowej. Przed rozpoczęciem nauki zapoznaj się
z celami tej jednostki. Dowiesz się na tej podstawie, co będziesz umieć po jej zakończeniu.
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i umiejętności z zakresu badania
materiałów stosowanych w przemyśle okrętowym.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczeń sprawdź, czy jesteś do nich odpowiednio
przygotowany. W tym celu odpowiedz na zestaw pytań sprawdzających zamieszczony po
materiale nauczania do każdego z tematów. Na końcu opracowania każdego z tematów, po
ćwiczeniach znajduje się sprawdzian postępów, który pozwoli Ci określić swoje osiągnięcia
w zakresie poznawanej wiedzy. Jeśli uzyskasz pozytywne wyniki, będziesz mógł przejść do
następnego rozdziału, a jeśli nie, to wiadomości i umiejętności powinieneś powtórzyć
i uzupełnić przy pomocy nauczyciela. Ponadto ćwiczenia będą tak skonstruowane, by pomóc
Ci ocenić stopień opanowania wiedzy. W poradniku zamieszczony został sprawdzian osiągnięć
w postaci zestawu zadań testowych. Rozwiązanie tych zadań pozwoli Ci przygotować się do
zaliczenia jednostki modułowej

6
Schemat układu jednostek modułowych
311[05].O1
Podstawy zawodu
311[05].O1.01
Stosowanie przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy, ochrony
przeciwpożarowej oraz ochrony
środowiska
311[05].O1.03
Odwzorowywanie części maszyn
311[05].O1.04
Badanie materiałów stosowanych
w przemyśle okrętowym
311[05].O1.07
Stosowanie układów elektrycznych
i elektronicznych oraz układów sterowania
i regulacji
311[05].O1.06
Stosowanie podstawowych technik
wytwarzania elementów maszyn
311[05].O1.02
Wyznaczanie obciążeń i naprężeń
w elementach maszyn i urządzeń
311[05].O1.05
Wykonywanie pomiarów warsztatowych

7
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− korzystać z różnych źródeł informacji,
− posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu statyki, dynamiki, kinematyki, takimi
jak: masa, siła, prędkość, energia,
− stosować prawa i zależności matematyczne opisujące związki między wielkościami
fizycznymi,
− stosować układ SI,
− interpretować wykresy, a także odczytywać wielkości z wykresów,
− korzystać z instrukcji urządzeń,
− dobierać i obsługiwać przyrządy pomiarowe,
− współpracować w grupie,
− uczestniczyć w dyskusji, prezentacji,
− organizować stanowisko pracy.

8
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− sklasyfikować właściwości materiałów technicznych,
− przygotować stanowisko do wykonywania badań zgodnie z wymaganiami ergonomii,
− dobrać metody badań,
− dobrać urządzenia i przyrządy pomiarowe,
− wykonać statyczną próbę rozciągania i ściskania,
− zinterpretować wykres rozciągania,
− wykonać pomiar twardości metodą Brinella, Rockwella, Vickersa, młotkiem Poldiego,
− wykonać próbę udarności,
− scharakteryzować badania makroskopowe,
− rozróżnić metody badań nieniszczących,
− zinterpretować wyniki badań,
− rozróżnić procesy otrzymywania podstawowych stopów technicznych,
− sklasyfikować stopy żelaza z węglem,
− scharakteryzować stale niestopowe i stopowe, żeliwa oraz staliwa w stosowane
w budownictwie okrętowym,
− rozróżnić gatunki stali kadłubowych,
− określić gatunek stali na podstawie podanego oznaczenia,
− sklasyfikować materiały spawalnicze i inne materiały technologiczne,
− sklasyfikować stopy metali nieżelaznych,
− określić możliwości zastosowania metali i stopów nieżelaznych w budownictwie
okrętowym,
− scharakteryzować wymagane próby materiałowe wg przepisów towarzystw
klasyfikacyjnych,
− sklasyfikować tworzywa sztuczne i określić ich właściwości,
− określić zastosowanie tworzyw sztucznych w przemyśle okrętowym,
− rozróżnić materiały ceramiczne, spieki i kompozyty,
− określić właściwości, rodzaje i zastosowanie materiałów niemetalowych,
− uzasadnić dobór materiałów pod względem właściwości mechanicznych, technologicznych
i rodzaju produkcji.
− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony
środowiska podczas wykonywania badań.

9
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Klasyfikacja właściwości materiałów technicznych
4.1.1. Materiał nauczania
Właściwości materiałów technicznych są bardzo liczne, niemniej można je podzielić na
4 grupy. Są to właściwości:
− fizyczne i chemiczne,
− mechaniczne,
− eksploatacyjne,
− technologiczne.
Właściwości fizyczne i chemiczne poznaliście na lekcjach fizyki i chemii.
Właściwości mechaniczne – są to cechy, które decydują o odporności metali i stopów na
działanie różnego rodzaju obciążeń.
Właściwości technologiczne charakteryzują przydatność materiału do procesów
technologicznych (odlewania, tłoczenia, spawania, obróbki skrawaniem i innych).
Właściwości eksploatacyjne to cechy materiału określające jego trwałość w warunkach
użytkowania.
Materiały konstrukcyjne posiadają różnorodne własności, zależne od takich czynników,
jak: rodzaj tworzywa, technologia ich wytwarzania, obróbka cieplna, kształt części i rodzaj
obciążenia.
Zachowanie się materiałów pod wpływem różnych form obciążenia zewnętrznego można
określić na podstawie ich właściwości mechanicznych, do których należy wytrzymałość,
twardość, udarność, ciągliwość, sprężystość i inne.
Pod działaniem obciążenia materiał ulega odkształceniu. Jeżeli po ustaniu obciążenia
materiał wraca do pierwotnego kształtu i wymiarów jest to odkształcenie sprężyste. Po
przekroczeniu pewnego granicznego obciążenia występują w materiale odkształcenia trwałe,
nie znikające po ustąpieniu działania obciążenia – tę zdolność do utrzymania odkształceń
nazywa się plastycznością. Materiały plastyczne są ciągliwe, w przeciwieństwie do materiałów
nie mających własności plastycznych, które nazywa się kruchymi.
Najważniejszą właściwością tworzyw, decydującą o ich praktycznym zastosowaniu jest
ich wytrzymałość, przez którą rozumie się:
Zdolność materiałów do przenoszenia obciążeń do pewnych granicznych wartości, po
przekroczeniu których materiał ulega zniszczeniu. Tę graniczną wartość nazywa się
wytrzymałością. Naprężenia, które mogą wystąpić w materiale bez obawy naruszenia warunku
wytrzymałości, nazywa się naprężeniami dopuszczalnymi. Wartość naprężeń dopuszczalnych
ustala się głównie w zależności od własności materiałów, inne kryteria przyjmując dla
materiałów plastycznych i kruchych. Za podstawę doboru naprężeń dopuszczalnych przy
obciążeniach stałych przyjmuje się: Re – granicę plastyczności dla materiałów plastycznych (np.
dla stali) oraz Rm – granicę wytrzymałości dla materiałów kruchych.
Naprężenie dopuszczalne k jest to iloraz wytrzymałości materiału R i współczynnika
bezpieczeństwa n:

10
w których:
ne – współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów plastycznych,
nm – współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów kruchych.
Przeciętne wartości współczynników bezpieczeństwa podaje poniższa tabela.
Tabela 1. Przeciętne wartości współczynników bezpieczeństwa
Materiał ne nm
Stale, staliwo, żeliwo ciągliwe 2–2,3 –
Żeliwa szare – 3,5
Stopy miedzi 3–4 –
Stopy aluminium 3,5–4 –
Naprężenia chwilowe, powstające pod wpływem działających obciążeń zewnętrznych
muszą być zawsze mniejsze lub równe naprężeniom dopuszczalnym. Wyraża to wzór:
gdzie:
F – oznacza siłę wyrażoną w N, a S – oznacza przekrój niebezpieczny,
σ – oznacza naprężenia normalne, wywołane siłą działającą prostopadle do
rozpatrywanego przekroju, np. rozciąganie σr, ściskanie σc, zginanie σg.
Ponieważ zginanie zostaje wywołane momentem gnącym, oblicza się je ze wzoru:
gdzie:
Mg – moment gnący, Wx – wskaźnik przekroju na zginanie, dla przekroju kołowego
o średnicy d wynosi około 0,1 d3
.
Τ – oznacza naprężenia styczne, wywołane siłą działającą stycznie do
rozpatrywanego przekroju, np. ścinanie xt,, skręcanie; skręcanie wywołuje
moment skręcający Ms, wobec czego stosuje się wzór podobny jak przy zginaniu:
gdzie:
Wo – wskaźnik wytrzymałości przekroju na skręcanie, dla przekroju kołowego
o średnicy d wynosi około 0,2 d3
Celem badań wytrzymałościowych jest określenie wartości własności wytrzymałościowych
przy różnych obciążeniach, jakim poddajemy badane materiały. Rozróżnia się obciążenia
statyczne, działające w sposób stały oraz obciążenia dynamiczne działające w sposób zmienny.
Wszystkie wymienione obciążenia mogą powodować rozciąganie, ściskanie, zginanie, ścinanie
i skręcanie.

11
Metody badawcze pozwalające określić wartości właściwości mechanicznych materiałów
konstrukcyjnych są określone odpowiednimi normami. Najczęściej stosuje się następujące
rodzaje badań właściwości mechanicznych:
− statyczna próba wytrzymałości na rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie oraz próba
twardości,
− próby dynamiczne określające udarność,
− badania przy zmiennym obciążeniu z określeniem wytrzymałości zmęczeniowej.
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz cztery grupy właściwości materiałów technicznych?
2. Jakie czynniki wpływają na różnorodność własności tworzyw konstrukcyjnych?
3. Jakie są właściwości mechaniczne tworzyw konstrukcyjnych?
4. W jakich okolicznościach powstają odkształcenia sprężyste?
5. Co nazywa się plastycznością materiału?
6. Co to jest wytrzymałość materiału?
7. W jakich jednostkach wyraża się naprężenia dopuszczalne?
8. Czym się charakteryzują obciążenia statyczne?
9. Czym się charakteryzują obciążenia dynamiczne?
10. Jakie rodzaje naprężeń powstają na skutek działania dowolnego rodzaju obciążeń?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz naprężenia dopuszczalne na rozciąganie dla stali niskowęglowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) znaleźć w tablicach wytrzymałościowych wartość granicy plastyczności,
2) dobrać współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów plastycznych,
3) obliczyć naprężenia dopuszczalne na rozciąganie,
4) wynik przedstawić w Pa, kPa, MPa.
Wyposażenie stanowiska pracy:
− Polska Norma PN–/H– 84020,
− Mały Poradnik Mechanika,
− kalkulator,
− tablice wytrzymałościowe.

12
Ćwiczenie 2
Oblicz: naprężenia dopuszczalne na rozciąganie dla żeliwa szarego, porównaj wynik
z naprężeniami dopuszczalnymi na rozciąganie materiału plastycznego.
1) odczytać wartość R w tablicach wytrzymałościowych dla żeliwa szarego,
2) dobrać współczynnik bezpieczeństwa dla materiałów kruchych,
3) obliczyć naprężenia dopuszczalne na rozciąganie,
4) wynik przedstawić Pa, kPa, MPa,
5) porównać wynik z wartością naprężeń dopuszczalnych dla stali St3.
− Polskie Normy PN–/H–84020, PN–/H–83101,
− Mały Poradnik Mechanika,
− kalkulator,
− tablice wytrzymałościowe.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zdefiniować pojęcia właściwości materiałów technicznych?  
2) obliczyć naprężenia dopuszczalne?  
3) zdefiniować rodzaje obciążeń?  
4) zdefiniować plastyczność materiału?  
5) wymienić rodzaje naprężeń wywołanych różnymi obciążeniami?  
6) podać najważniejsze rodzaje badań wytrzymałościowych?  

13
4.2. Badanie właściwości mechanicznych: statyczna próba
rozciągania
Jedną z najważniejszych właściwości materiałów konstrukcyjnych jest ich wytrzymałość na
rozciąganie. Podstawową próbą wytrzymałościową jest próba rozciągania. Zaletą tej próby jest
prostota wykonania przy jednoczesnej możliwości wyznaczenia dużej ilości wskaźników
wytrzymałościowych i plastycznych. Próbę przeprowadza się na maszynie wytrzymałościowej,
rejestrującej zależność między obciążeniem i odkształceniem. Wymiary próbek i warunki
przeprowadzenia próby przedstawiono na Rys. 1 i w tabeli 1.
Rys. 1. Próbki okrągłe na rozciąganie
Objaśnienia oznaczeń na rysunkach i w tabeli 1:
d – średnica próbki, [ mm],
a – grubość próbki, [ mm],
b – szerokość próbki, [ mm],
Lc – długość cylindrycznej równoległej części próbki, [ mm],
L0 – początkowa długość pomiarowa, [ mm],
R – promień zaokrąglenia, [ mm],
S0 – początkowe pole przekroju, [ mm2
],
D – średnica zewnętrzna rury. [ mm],
t – grubość wyrobu (ścianki), [ mm].
Próbki proporcjonalne powinny mieć przekrój okrągły i Lo = 5·d lub przekrój prostokątny
i Lo = 5,65·√S0 Podstawowe wymiary próbek na rozciąganie w zależności od ich typu podano
w tabeli 2.
a
b
c
d

14
Tabela 2.
Lp. Nazwa wyrobu Rodzaj i wymiary próbki
1 2 3
1 Odkuwki, odlewy
(z wyjątkiem
odlewów z żeliwa
szarego)
1. Próbka okrągła (rys. 1a)
d= 10÷20 mm (zalecana średnica próbki d=14 mm)
L = 5 ·d; Lc ≥ L0 + d/2
L0 – powinna być większa niż 20 mm.
R = 10 mm (R ≥1,5 • d dla materiałów o A5 ≤ 10% i że
sferoidalnego).
2 Blachy, taśmy
i kształtowniki
1. Próbka plaska (rys. 1 b):
a = t; b = 25 mm;
L0 = 5,65 √S0;
Lc ≡ L0 + 2√ S0; R = 25 mm
(Uwaga: Jeżeli zakres pomiarowy maszyny nie pozwala na
zerwanie próbki o pełnej grubości t, próbkę można
jednostronnie obrobić mechanicznie do żądanej grubości)
2. Próbka standardowa (rys. 1b):
a = t; b = 25 mm; L0
=
200 mm: Lc = 225 mm: R = 25 mm
3. Próbka okrągła o wymiarach jak w lp. 1, pobierana tak, aby
jej wzdłużna oś symetrii leżała w płaszczyźnie równoległej
do powierzchni wyrobu i była od niej oddalona o ¼ t lub
zajmowała miejsce blisko tej płaszczyzny (dotyczy wyrobów
o grubości t ≥ 40 mm).
3 Rury 1. Odcinek rury o pełnym przekroju (rys. 1d):
L0 = 5,65√ S0 ; LC ≡ L0 + D;
(jako Lc przyjmuje się odległość między uchwytami maszyny lub
końcami trzpieni – w zależności, która z nich jest mniejsza)
2. Próbka plaska, wycięta wzdłużnie ze ścianki rury (rys. 1c)
a = t, b≥ 12 mm
L0 = 5.65 ∙ √S0 ; Lc=Lo + 2b; R = 10 mm
Nie jest wymagane spłaszczanie próbki na długości pomiarowej,
lecz może ono mieć miejsce w główkach w celu zaciśnięcia w
uchwytach maszyny wytrzymałościowej
3. Próbka okrągła (rys. 1a):
jak w lp. 1 (próbki okrągłe mogą być użyte pod warunkiem, że
grubość ścianki jest wystarczająca, aby je obrobić mechanicznie
do wymiarów" podanych na rys. 1a. Ich osie powinny być
umieszczone w środku grubości ścianki)
4 Pręty i druty Odcinek pręta lub drutu o pełnym przekroju (rys. 1 c): Lo= 200
mm; Lc≡ L0 + 50 mm

15
Wytrzymałością na rozciąganie nazywa się naprężenie rozciągające odpowiadające
największej sile rozciągającej Fm, uzyskanej w czasie próby rozciągania, odniesionej do
pierwotnego przekroju So próbki. Za pomocą urządzenia piszącego zrywarki otrzymuje się
wykres przebiegu próby. Wykres ten umożliwia wyznaczenie charakterystycznych punktów
występujących w próbie rozciągania. W początkowym okresie rozciągania zachodzi
proporcjonalny wzrost wydłużenia i wykres ma charakter prostoliniowy zgodnie z prawem
Hooke'a. Jest to etap odkształcenia sprężystego.
Przy próbie rozciągania mogą być wyznaczone następujące własności mechaniczne:
Re, [MPa]; R0,2(Re0,5 do 1,0), [MPa]: Rm, [MPa]; A (A5, A10, A200), [%] oraz Z [%].
Przy próbach rozciągania metali w podwyższonej temperaturze wyznaczone wielkości
powinny być dodatkowo zaopatrzone w indeks informujący o temperaturze w °C(np. Rm
350
,
Re
400
, A5
200
, Z300
).
Badanie granicy plastyczności Re powinno być przeprowadzone przy następujących
ograniczeniach w zakresie odkształceń sprężystych:
Tabela 3.
Prędkość przyrostu naprężenia [MPa x s–1
]Moduł sprężystości
podłużnej
E
[MPa]
min. max.
< 150 000 2 20
≥150 000 6 60
Dla stali austenitycznych i stali duplex poza umowną granicą plastyczności (R0,2) lub
wyraźną granicą plastyczności (Re) może być określona dodatkowo umowna granica
plastyczności R1,0.
Po osiągnięciu granicy plastyczności wyraźnej lub umownej dla materiałów plastycznych,
prędkość maszyny podczas próby rozciągania nie może być większa od prędkości
odpowiadającej prędkości odkształcenia 0.008 s–1
. Dla materiałów kruchych, takich jak żeliwo,
prędkość przyrostu naprężenia me może przewyższać 10 MPa · s–1
.
Do wyznaczenia wytrzymałości na rozciąganie Rm żeliwa szarego należy stosować próbkę
o przekroju okrągłym, przedstawioną na rys. 2.
Rys. 2. Próbka do badania wytrzymałości żeliwa szarego

16
Do badania wytrzymałości na rozciąganie spoiny należy stosować próbkę płaską
z nadlewem usuniętym przy pomocy obróbki mechanicznej równo z powierzchnią blachy.
Próbka powinna mieć wymiary jak na rys. 3
Rys. 3. Próbka do badania spoiny
Do badania stopów aluminium powinny być stosowane próbki płaskie o grubości do
12,5 mm włącznie. Dla większych grubości winna być zastosowana próbka okrągła. Przy
grubości do 40 mm oś wzdłużna próbki okrągłej powinna być usytuowana w połowie grubości
wyrobu. Dla grubości powyżej 40 mm oś wzdłużna próbki okrągłej powinna być usytuowana
w odległości równej ¼ grubości od powierzchni.
Na podstawie wykresu rozciągania można określić następujące wskaźniki
wytrzymałościowe:
− granica proporcjonalności RH jest naprężeniem granicznym stosowalności prawa
Hooke'a,
− granica sprężystości Rsp jest naprężeniem granicznym, poniżej którego odkształcenia są
sprężyste. Obie granice są wielkościami umownymi, stosuje się praktycznie tzw. umowną
granicę sprężystości, tj. takie naprężenie, które wywołuje w próbce wydłużenie trwałe
równe 0,05% długości pomiarowej Lo próbki:
Wyraźna granica plastyczności Re jest to naprężenie, po osiągnięciu którego występuje
wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki bez wzrostu, a nawet przy spadku obciążenia –
nazywa się to płynięciem próbki:
Granica plastyczności jest jednym z najważniejszych wskaźników charakteryzujących
własności wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych, ale nie dla wszystkich materiałów
można ją wyznaczyć, dlatego wprowadzono, tzw. umowną granicę plastyczności. Umowna
granica plastyczności R0,2 jest naprężeniem granicznym wywołującym trwałe wydłużenie
równe 0,2% długości pomiarowej Lo próbki.
Wytrzymałość na rozciąganie Rm jest to naprężenie odpowiadające największej sile
rozciągającej Fm uzyskanej podczas prowadzonej próby rozciągania, odniesionej do przekroju
pierwotnego próbki: Rm = Fm / So.
Naprężenie rozrywające Ru jest to naprężenie rzeczywiste, występujące w przekroju
poprzecznym próbki bezpośrednio przed rozerwaniem, obliczone z ilorazu siły w chwili
rozerwania Fu i najmniejszego przekroju próbki Su po rozerwaniu:
Badanie wytrzymałości na rozciąganie pozwala także na określenie wielkości
charakteryzujących właściwości plastyczne materiału:
− wydłużenie względne A,
− przewężenie Z.

17
Wytrzymałość na rozciąganie Rm może przybierać różne wartości dla tego samego
materiału w różnych warunkach pracy, np. w temperaturze podwyższonej lub obniżonej. Wraz
ze wzrostem temperatury obniżają się właściwości wytrzymałościowe materiałów
konstrukcyjnych.
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś gotowy do wykonania ćwiczeń.
1. Jak nazywa się urządzenie na którym wykonuje się statyczną próbę wytrzymałości na
rozciąganie?
2. Jaki kształt i wielkości powinny mieć stosowane próbki?
3. Jaka jest zależność między średnicą próbki a jej długością pomiarową?
4. Jak narysować wykres rozciągania materiału sprężysto–plastycznego?
5. Co przedstawia prostoliniowa część wykresu?
6. Co to jest umowna granica sprężystości?
7. Co to jest umowna granica plastyczności?
8. Co to jest wytrzymałość na rozciąganie?
9. Co to jest naprężenie rozrywające?
10. Jakie wielkości charakteryzują plastyczność materiału?
11. Jak wpływa temperatura na własności wytrzymałościowe materiału konstrukcyjnego?
12. Jak można zinterpretować wykresy rozciągania materiałów konstrukcyjnych bez wyraźnej
granicy plastyczności?
13. Do jakich materiałów stosuje się statyczną próbę ściskania?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Określ rodzaj próbki przygotowanej do wykonania próby wytrzymałościowej.
1) rozpoznać części próbek służące do mocowania w maszynie wytrzymałościowej,
2) określić przekrój poprzeczny próbki,
3) zmierzyć średnicę próbki i jej długość pomiarową,
4) nazwać mierzoną próbkę.
− Katalog Polskich Norm (norma PN–91/H–04310),
− suwmiarka.

18
Ćwiczenie 2
Przeprowadź statyczną próbę wytrzymałości na rozciąganie materiału sprężysto-
plastycznego.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej,
2) dobrać próbkę wytrzymałościową do zamocowanych w maszynie szczęk chwytowych,
3) zmierzyć dobraną próbkę,
4) zamontować próbkę w uchwycie maszyny,
5) dobrać właściwą skalę obciążenia maszyny,
6) włączyć obciążenie maszyny,
7) wyłączyć maszynę po zerwaniu próbki,
8) wyjąć próbkę z uchwytów maszyny i dokonaj potrzebnych pomiarów,
9) obejrzeć dokładnie przełom próbki,
10) wyjąć narysowany przez maszynę wykres,
11) wykonując sprawozdanie z przeprowadzonej próby.
− uniwersalna maszyna wytrzymałościowa wraz z instrukcją obsługi,
− próbka wytrzymałościowa do badań,
− instrukcja do obsługi maszyny,
− lupa do obserwacji makroskopowych przełomu próbki.
Ćwiczenie 3
Wyznacz na podstawie wykresu rozciągania: wytrzymałość na rozciąganie, granicę
proporcjonalności, granicę sprężystości, granicę plastyczności.
1) zmierzyć przy pomocy suwmiarki średnicę do próbki przed wykonaniem badania,
2) przerysować wydrukowany przez maszynę wykres na papier milimetrowy, zachowując
odpowiednią podziałkę,
3) odczytać z wykresu wartości sił odpowiadających punktom FH, Fe, Fm,
4) obliczyć wartość przekroju poprzecznego próbki So,
5) skorzystać z podanych wzorów Rm , RH, R0,05, Re,
6) wykonać obliczenia stosując układ SI,
7) porównać otrzymane wyniki z tabelami wytrzymałościowymi Poradnika Mechanika.
− próbka wytrzymałościowa,
− papier milimetrowy,
− suwmiarka,
− poradnik Mechanika,
− kalkulator.

19
Ćwiczenie 4
Określ wielkości charakteryzujące własności plastyczne materiału.
1) złożyć zerwaną próbkę,
2) zmierzyć długość próbki po zerwaniu Lu,
3) zmierzyć średnicę próbki w miejscu rozerwania,
4) obliczyć przekroje próbki So i Su,
5) obliczyć wydłużenie względne A [%],
6) obliczyć przewężenie próbki Z [%],
7) porównać wyniki z tabelami własności plastycznych w Poradniku Mechanika.
Wyposażenie stanowiska:
− zerwana próbka,
− suwmiarka,
− kalkulator,
− Poradnik Mechanika.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) opisać statyczną próbę wytrzymałości na rozciąganie?  
2) scharakteryzować rodzaje próbek stosowanych do próby?  
3) określić zależność między średnicą próbki a jej długością?  
4) opisać punkty charakterystyczne wykresu rozciągania?  
5) odróżnić wykres rozciągania materiału plastycznego od
materiału kruchego?  
6) nazwać podstawowe wielkości wytrzymałościowe uzyskane na
podstawie wykresu?  
7) obliczyć właściwości plastyczne materiału?  
8) podać wpływ temperatury na własności wytrzymałościowe
materiałów konstrukcyjnych?  
9) wyjaśnić do jakich materiałów stosuje się próbę ściskania?  
10) opisać próbki stosowane do próby ściskania?  

20
4.3. Statyczne metody pomiaru twardości
Twardością H materiału nazywamy opór, jaki stawia materiał podczas wciskania weń
innego materiału, lub zarysowania materiału ostrzami. Pomiar twardości jest bardzo ważną
metodą określania właściwości mechanicznych, prostą i szybką do wykonania, dodatkową
zaletą jest fakt występowania niekiedy zależności między twardością a innymi własnościami
materiału.
Metody statyczne pomiaru twardości polegają na wgniataniu penetratora (wgłębnika)
w badany materiał z siłą zapewniającą uzyskanie trwałego odcisku. Są to metody Brinella,
Rockwella i Vickersa.
Metoda Brinella (HB) polega na wgniataniu z siłą F w badany materiał twardej kulki
stalowej o średnicy D za pomocą specjalnego aparatu, tzw. twardościomierza Brinella (PN–
/H–04350). Twardość w stopniach Brinella oznacza się przez HB i wyznacza ze wzoru:
HB= F /Scz [MPa]
gdzie:
F – siła obciążająca,
Scz – powierzchnia czaszy kulistej.
Rys. 4. Schemat metody Brinella
Im mniejsza jest twardość materiału, tym przy określonej sile nacisku kulka bardziej się
w niego zagłębi i pozostawi odcisk o większej średnicy. Pomiar przeprowadza się zgodnie
z normą PN–91/H–0435. Zależnie od badanego materiału można zmieniać siłę nacisku
i średnicę kulki. Stosuje się kulki o średnicach 10, 5, 2,5, 1 mm, a obciążenia od 10N do 30kN.
Uzyskane wyniki pomiaru podaje się w zapisie wartości HB,
np. 250 HB 5/2500/15 oznacza twardość Brinella równą 250, wyznaczoną za pomocą kulki
o średnicy D = 5 mm, obciążonej siłą F =500N w czasie 15 s. Symbol HB bez dodatkowego
zapisu oznacza, że pomiaru dokonano kulką o średnicy D = 10 mm, obciążoną siłą
F = 30000N w czasie 15 s. Metoda Brinella jest dokładna i łatwa do przeprowadzenia, jej
zakres jest jednak ograniczony do materiałów o twardości poniżej 650HB.

21
Metoda Rockwella (HRC, HRB, HRA). Pomiar twardości metodą Rockwella polega na
wciskaniu stożka diamentowego o kącie wierzchołkowym 120º w badany materiał
(PN–/H–04355) przy dwukrotnym obciążeniu 0,1kN i 1,4kN – skala C, lub kulki stalowej
o średnicy1/16" i obciążeniu 0,1+0,9kN. Określenie twardości to pomiar głębokości odcisku, a
jej wartość odczytuje się bezpośrednio na czujniku twardościomierza, który posiada skalę C –
dla stożka, skalę B (czerwoną) dla kulki. Jeżeli pomiaru dokonuje się stożkiem diamentowym i
obciążeniem 0,6kN to tak zmierzoną twardość określa się HRA. Metoda Rockwella jest jedną
z najpopularniejszych metod pomiaru twardości, służącą do pomiaru dla małych przedmiotów,
powierzchni utwardzonych obróbką cieplną, generalnie do materiałów twardych.
Rys. 5. Kolejne etapy metody Rockwella
Metoda Vickersa (HV) polega na wciskaniu w badany materiał piramidki diamentowej
o podstawie kwadratowej i kącie wierzchołkowym między przeciwległymi ścianami równym
136º (PN–/H–04360). Twardość Vickersa stanowi stosunek siły obciążającej F, która wynosi
2–1000N do powierzchni odcisku. Istnieje podobieństwo między metodą Brinella i Vickersa.
Metoda Vickersa umożliwia badanie twardości metali i ich stopów, przedmiotów o małej
grubości oraz cienkich warstw. Wynik pomiaru nie zależy od zastosowanego obciążenia.
Rys. 6. Zasada pomiaru
Metoda udarowa – młotek Poldi
Metoda badania twardości opracowana w hucie Poldi w Kladnie (Czechy). Jest to
porównawcza metoda udarowa polegająca na porównaniu odcisków na elemencie badanym
i na wzorcu po uderzeniu młotkiem 0,5 kg.
Badanie twardości młotkiem Poldi przebiega poprzez równoczesne wgniatanie kulki
z hartowanej stali (najczęściej o średnicy d = 10 mm) w materiał badany i płytkę wzorcową
o twardości 203+/–6HB. W skutek uderzenia młotkiem powstają równocześnie dwa odciski,
w przedmiocie badanym i płytce wzorcowej. Po zmierzeniu średnic d i dW obu odcisków
poprzez lupę x10 i wyznaczeniu ich pól można obliczyć wartość siły nacisku oraz twardość
badanego przedmiotu. Jest to metoda porównawcza, dynamiczna polegająca na porównaniu
odcisków na elemencie badanym i na wzorcu po uderzeniu młotkiem.

22
Twardość obliczamy ze wzoru:
Dokładność pomiaru twardości tym sposobem zależy w znacznym stopniu od różnicy
twardości materiału badanego i pręta wzorcowego. Im mniejsza jest różnica między tymi
twardościami tym większa jest dokładność pomiaru.
1. Co to jest twardość?
2. Na czym polega pomiar twardości?
3. Jakie są statyczne metody pomiaru twardości?
4. Co jest penetratorem w metodzie Brinella?
5. Jakie są średnice kulek pomiarowych?
6. Ile wynosi obciążenie w metodzie Brinella?
7. Do jakich materiałów stosuje się metodę Brinella?
8. Jak opisuje się penetratory w metodzie Rockwella?
9. Jakie obciążenia stosuje się w metodzie Rockwella?
10. Jakie są skale pomiarowe w metodzie Rockwella?
11. Do jakich materiałów stosuje się metodę Rockwella?
12. Co to jest twardość Vickersa?
13. Jaki kształt ma wgłębnik w metodzie Vickersa?
14. Do jakich pomiarów stosuje się metodę Vickersa?
15. W której z wymienionych metod powstaje największy odcisk?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj przy pomocy twardościomierza Brinella pomiar twardości stali o małej
zawartości węgla.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi twardościomierza Brinella,
2) nałożyć na talerzyk jarzma ciężarki odpowiadające wymaganemu obciążeniu,
3) zamocować odpowiednią kulkę,
4) położyć badaną próbkę na stoliku,
5) podnieść stolik z próbką do zetknięcia się z kulką,
6) pompować olej zwiększając nacisk do momentu uzyskania właściwego nacisku na
manometrze,
7) utrzymać ciśnienie przez wymagany dla próby czas,

23
8) zmierzyć średnicę odcisku w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach z dokładnością do
0,01 mm,
9) obliczyć twardość wg podanego wyżej wzoru.
− twardościomierz Brinella,
− instrukcja obsługi urządzenia,
− mikroskop lub lupa odczytowa,
− kalkulator.
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiar twardości materiału twardościomierzem Rockwella przy użyciu stożka
diamentowego.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi twardościomierza Rockwella,
2) zamocować w trzpieniu twardościomierza stożek diamentowy i założyć odpowiednie
obciążniki,
3) wykonać kilka pomiarów na płytkach kontrolnych,
4) sprawdzić czas osiągnięcia przez obciążenie żądanej wartości (4–5 s przy obciążeniu
980N),
5) ustawić badany przedmiot na stoliku urządzenia,
6) obciążać próbkę i wyzerować skalę C,
7) wyłączyć obciążenie po 2–3 sekundach,
8) odczytać twardość na czujniku.
- instrukcja obsługi twardościomierza Rockwella,
- twardościomierz Rockwella,
- płytki wzorcowe.
Ćwiczenie 3
Wykonać pomiar twardości metodą Vickersa.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi twardościomierza Vickersa,
2) odchylić obiektyw zabezpieczając go zapadką,
3) na trzpień pomiarowy nałożyć końcówkę z diamentowym ostrosłupem,
4) przedmiot badany umieścić na stoliku przyrządu,
5) zwalniając zapadkę spowodować powolne zagłębianie się penetratora w badany materiał,
6) opuścić stół, przesunąć obiektyw w położenie pomiarowe,
7) nastawić ostrość ekranu,
8) śrubą mikrometryczną dokonać pomiaru długości przekątnych odcisku,
9) obliczyć twardość ze wzoru:
HV = 0,189 · F/D²

24
− instrukcja obsługi twardościomierza Vickersa,
− twardościomierz Vickersa.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) podać definicję twardości?  
2) opisać, na czym polega pomiar twardości?  
3) nazwać statyczne metody pomiaru twardości?  
4) opisać zasadę pomiaru twardości metodą Brinella?  
5) opisać rodzaje penetratorów stosowanych w metodzie Rockwella?  
6) opisać pomiar twardości metodą Vickersa?  
7) opisać materiały, do których stosuje się metodę Vickersa?  
8) porównać stosowane metody pomiaru twardości?  
9) dobrać metodę pomiaru twardości do materiału miękkiego?  
10) dobrać metodę pomiaru do materiału twardego?  
11) dobrać metodę pomiaru do powierzchni utwardzonej?  

25
4.4. Badanie udarności
Materiały konstrukcyjne w czasie pracy narażone są na obciążenia zmienne, dlatego
konieczna jest znajomość własności charakteryzujących zachowanie się materiału w przypadku
występowania nagłych zmian obciążenia. Dla określenia tych własności stosuje się próby
udarowe, pozwalające zbadać odporność na uderzenie, a jednocześnie zbadać kruchość na
zimno i gorąco. W praktyce stosuje się najczęściej udarową próbę zginania, która nosi nazwę
badania udarności.
Udarność, czyli odporność na uderzenia, jest miarą kruchości materiału. Materiał, który
charakteryzuje się niewielkim wydłużeniem i małą udarnością, jest materiałem kruchym. Próba
udarności charakteryzuje się gwałtownym wzrostem obciążenia. Polega ona na złamaniu
próbki o znormalizowanych wymiarach i kształtach uderzeniem wahadłowo zawieszonego
młota.
Miarą udarowej próby zginania jest praca zużyta do zniszczenia (złamania) próbki.
Stosunek tej pracy do pola przekroju poprzecznego zginanej udarowo próbki nazywa się
udarnością.
K = LU / SO [J/m2
]
gdzie:
LU – wartość pracy zużytej na złamanie próbki,
SO – pole powierzchni przekroju próbki przed wykonaniem próby. Uwaga: 1 J = 1N·1m –
jednostka pracy.
Oprócz określenia wskaźnika udarności K w próbie udarności obserwuje się odkształcenie
plastyczne próbki. Jest ono mniejsze niż odkształcenie w próbie statycznej. Spowodowane jest
to tym, że odkształcenie plastyczne zachodzi znacznie wolniej niż odkształcenie sprężyste, a
próba udarności trwa bardzo krótko. Jednak z charakterystyki przełomu próbki można
wnioskować o własnościach plastycznych materiału.
Celem wyznaczenia udarności materiału przeprowadza się udarową próbę zginania
wg Charpy'ego. W tej metodzie próbkę stanowi belka dwustronnie swobodnie podparta
(PN–69/H–04370) dla stali i staliwa. Polska Norma przewiduje trzy typy próbek do badań,
z karbem w kształcie litery U lub V i bez karbu. Próbki mogą być gładkie walcowe (żeliwo
szare), prostopadłościenne z karbem dla stali i staliwa. Próba udarności charakteryzuje się
gwałtownym wzrostem obciążenia. Polega ona na złamaniu próbki o znormalizowanych
wymiarach i kształcie uderzeniem wahadłowo zawieszonego młota i wyznaczeniu pracy
uderzenia, odpowiadającej energii zużytej przez młot na złamanie próbki. Po złamaniu próbek
analizuje się ich przełomy. Między wartością pracy złamania próbki a rodzajem jej przełomu
istnieje pewna zależność, która potwierdza otrzymane wyniki i dostarcza informacji
o własnościach materiału próbki oraz wadach wewnętrznych.
Udarność w dużym stopniu zależy od struktury materiału, jednak nawet wówczas gdy
materiał posiada tę samą strukturę fazową, to może mieć różną udarność, w zależności od
wielkości ziarna. Im większe jest ziarno stopu, tym mniejsza jego udarność. Udarność
zmniejszają również wady materiałowe, np. wtrącenia niemetaliczne, pęknięcia. Udarność
metali i stopów lanych jest mniejsza niż tych samych materiałów poddanych obróbce
plastycznej.
Na udarność materiału duży wpływ ma temperatura, dlatego materiały przeznaczone do
pracy w podwyższonych lub obniżonych temperaturach (szyny kolejowe, łopatki turbin)
poddaje się badaniom w tych zmieniających się temperaturach. Stwierdzono, że obniżenie

26
temperatury obniża udarność (np. stal węglowa), przy podwyższanej temperaturze ta
zależność ma zmienny przebieg, najpierw rośnie, do ok. 150ºC, następnie nie zmienia się, dalej
gwałtownie spada.
Dużą pomoc w określeniu kruchości materiału stanowi przełom próbki, szczególnie
w miarę obniżania temperatury, gdy udarność maleje, obserwuje się charakterystyczny
błyszczący przełom, w odróżnieniu od matowego przełomu ciągliwego.
Rozróżnia się trzy charakterystyczne rodzaje przełomu próbki:
- przełom rozdzielczy – próbka została zgięta, pęknięcie nastąpiło po przekroczeniu granicy
plastyczności, tj. przy znacznym odkształceniu trwałym,
- przełom kruchy – próbka pęka nie wykazując widocznych odkształceń plastycznych,
- przełom z rozwarstwieniem – wskazujący na to, że materiał był poddany przeróbce
plastycznej (np. zgniot) lub posiada pasma zanieczyszczeń.
Dla poprawnego wyznaczenia wskaźnika udarności K należy poddać badaniu trzy próbki.
Wszystkie spostrzeżenia dotyczące wyglądu próbki po odbytym badaniu odbiegające od
standardowego przełomu, dyskwalifikują próbę i wymagają jej powtórzenia.
Udarność (pracę łamania) KU, [J], należy badać na próbkach z karbem w kształcie litery U
(typu ISO–Charpy U), wykonanych zgodnie z rys.7 i tabelą 4.
Rys.7. Próbka z karbem U
Tabela 4. Wymiary próbek do prób udaności
Oznaczenie wielkości Wymiar
nominalny
Dopuszczalne
odchyłki
L 55 mm ±0,60 mm
L/2 27,5 mm ±0.42 mm
a 10 mm ±0,06 mm
10 mm ±0,11 mm
7.5 mm ±0,11 mmb
5 mm ±0,06 mm
U 5 mm ±0,09 mmh
dla próbek z karbem w kształcie litery: V 8 mm ±0,06 mm
U 1 mm ±0,07 mmr
dla próbek z karbem w kształcie litery: V 0,25 mm ±0,025 mm
γ 45° ±2°
θ 90° ±2°

27
Udarność (pracę łamania) KV, [J]. należy badać na próbkach z karbem ostrym w kształcie
litery V (typu ISO-Charpy V), wykonanych zgodnie z rys. 8 i tabelą 5.
Rys. 8. Próbka z karbem V
Wymiary próbek do próby udarności podano w tabeli 4.
Próbki o szerokości 7,5 i 5 mm z karbem w kształcie litery V należy stosować tylko
w przypadku wyrobów, z których nie można wyciąć próbek o szerokości 10 mm. Wartości
pracy łamania uzyskane na takich próbkach powinny odpowiadać wymaganiom podanym
w tabeli 5.
Tabela 5. Wartości łamania próbek
Wymiary próbki
[mm]
Średnia wartość pracy łamania
KV1)
[J]
10 x 10 x 55
10 x 7,5 x 55
10 x 5 x 55
KV
5/6 KV
2/3 KV
1)
KV – wymagana wartość pracy łamania.
Na próbkach pobranych z blach, płaskowników i kształtowników karb powinien być
nacięty prostopadle do powierzchni zewnętrznej wyrobu, pozostawiając co najmniej jedną
z tych powierzchni w stanie surowym.
Pracę łamania KU lub KV należy określać na trzech próbkach, przy czym jedna z trzech
uzyskanych wartości może być mniejsza od wartości wymaganej, lecz nie więcej niż o 30%.
Wyznaczanie pracy łamania KU na próbkach o zmniejszonym przekroju wymaga
uprzedniego uzgodnienia z PRS.
Próbę udarności należy przeprowadzać na młotach wahadłowych typu Charpy
o początkowej energii uderzenia 300 lub 150J.
Odległość między podporami młota powinna wynosić: 40±5 mm. Uderzenie młota
powinno następować w płaszczyźnie symetrii karbu próbki od strony przeciwnej karbu, przy
czym odległość między płaszczyznami symetrii karbu i noża wahadła młota nie powinna
przekraczać 0,5 mm.
W przypadku badania udarności w obniżonej temperaturze – próbki należy pozostawić
w ośrodku oziębiającym przez co najmniej 15 min od chwili ustalenia się temperatury ośrodka.
Przy temperaturze próby do –60°C wielkość przechłodzenia może wynosić do –4°C, przy
czym w momencie łamania próbki odchyłka od wymaganej temperatury próby nie powinna
przekraczać ±2°C.

28
1. Do czego stosuje się próby udarowe?
2. Jak działa obciążenie w próbach udarowych?
3. Ile trwa próba udarowa?
4. Co to jest udarność?
5. Miarą czego jest udarność?
6. Na czym polega próba udarności?
7. Jak oblicza się wskaźnik udarności?
8. Jaką metodą przeprowadza się próbę udarności?
9. Jak mocuje się próbkę do przeprowadzenia próby udarności?
10. Jaki wpływ ma temperatura na zmianę udarności?
11. Jakie znasz rodzaje przełomów próbek?
12. Jakie cechy materiału próbki można określić na podstawie przełomu próbki?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj próbę udarności.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi młota Charpy'ego,
2) sprawdzić wymiary próbki w miejscu karbu z dokładnością 0,05 mm,
3) sprawdzić temperaturę. Temperatura próby powinna wynosić 15–30º C,
4) sprawdzić młot. Po swobodnym opuszczeniu wahadła młotka z położenia wyjściowego
i wykonaniu przez wahadło jednego wahnięcia wskazówka młota powinna wskazywać na
podziałce zero z dokładnością do 1J,
5) próbkę ułożyć na podporach młota w taki sposób, aby:
- płaszczyzna symetrii karbu próbki leżała w płaszczyźnie pionowej, w połowie
odległości pomiędzy podporami,
- uderzenie młota nastąpiło w płaszczyźnie symetrii karbu próbki,
6) po uderzeniu i złamaniu próbki odczytać wartość pracy uderzenia zużytej na złamanie
próbki,
7) obliczyć wskaźnik udarności K.
− młot Charpy'ego,
− komplet próbek,
- mikrometr lub inny przyrząd pozwalający mierzyć z dokładnością do 0,05 mm,
- termometr.

29
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić dlaczego stosuje się próby udarowe?  
2) wyjaśnić jaki rodzaj obciążenia wystąpi w próbie udarowej?  
3) wyjaśnić co to jest udarność?  
4) wyjaśnić co jest miarą udarności?  
5) wyjaśnić jak wykonuje się próbę udarności?  
6) wyjaśnić jakie rodzaje próbek stosuje się do badań?  
7) wyjaśnić jak oblicza się wskaźnik udarności?  
8) wyjaśnić jak mocuje się próbki?  
9) wyjaśnić jak obniżenie temperatury wpływa na udarność?  
10) wyjaśnić jakie przełomy próbek mogą wystąpić?  
11) wyjaśnić jak powiązane są cechy materiału z rodzajem
przełomu?
 

30
4.5. Właściwości technologiczne metali i stopów
Właściwości technologiczne określają zachowanie się materiału w różnych procesach
wykonania wyrobu. Do właściwości tych zaliczamy:
- plastyczność,
- skrawalność,
- dobre własności odlewnicze,
- spawalność.
Plastyczność, to właściwość określająca możliwość zmiany kształtu materiału za pomocą
wywieranego na niego ciśnienia, a więc za pomocą walcowania, tłoczenia, kucia. Plastyczność
materiału zależy od jego budowy wewnętrznej, twardości i temperatury.
Rys. 9. Próba spęczania
Materiały miękkie są plastyczne na zimno – podczas nagrzewania ich plastyczność rośnie.
Materiały kruche nie mogą być poddane obróbce plastycznej, bo w czasie tego procesu pękają.
Elementy stalowe wykonane z tego samego gatunku stali mogą posiadać różne własności
eksploatacyjne, gdyż zależnie od sposobu walcowania i od zastosowanej obróbki cieplnej
można uzyskać dobrą lub złą jakość tych materiałów. Plastyczność materiałów określa się
stosując różne próby technologiczne.
Próba spęczania (rys. 9) ma na celu określenie plastycznych własności materiału oraz
wykrycie ewentualnych wad materiałowych. Polega ona na zgniataniu próbki między dwiema
płaskimi płytami do chwili pojawienia się pęknięć na powierzchni swobodnej próbki. Wymiary
próbek i warunki stosowania reguluje norma PN–83/H–04411.
Jedną z miar plastyczności jest wartość kąta o jaki można zgiąć próbkę bez spowodowania
pęknięcia. Materiały bardzo plastyczne poddaje się próbie wielokrotnego przeginania, miarą
plastyczności jest liczba przegięć wykonanych do chwili pojawienia się pierwszych pęknięć.
Technologiczne próby zginania
Średnicę wałka (trzpienia) zginającego i kąt o jaki należy zgiąć próbkę – jeżeli nie
określono – należy dobierać według norm.
Próby zginania blach i kształtowników oraz złączy spawanych należy przeprowadzać na
próbkach o wymiarach:
a = t, (gdzie t – grubość wyrobu);
b = 30 mm.
Przy próbie zginania złączy spawanych, rozciąganiu należy poddać oddzielnie lico i grań
spoiny, przy czym nadlewy należy obrobić mechanicznie równo z powierzchnią blachy.
Jeżeli grubość wyrobu jest większa od 25 mm, próbka może być z jednej strony obrobiona
mechanicznie do grubości 25 mm. W tym przypadku podczas próby wałek zginający powinien
być umieszczony po stronie powierzchni obrobionej. Próby zginania odkuwek, odlewów itp.
wyrobów należy przeprowadzać na próbkach o wymiarach przekroju:

31
a = 20 mm;
b = 25 mm.
Próbka na zginanie powinna być wykonana zgodnie z rys. 10. Krawędzie próbki po stronie
rozciąganej powinny być zaokrąglone promieniem 1÷2 mm.
Rys. 10. Technologiczna próba zginania
Podane wyżej wymiary próbek dotyczą próbek do próby zginania poprzecznego złączy
spawanych. Do zginania bocznego złączy spawanych należy stosować próbki o wymiarach:
a = 10 mm,
b = t
W przypadku, gdy grubość złączy spawanych t ≥ 40 mm, to próbka do zginania bocznego
może być podzielona na części o szerokości b ≥ 20 mm.
Próbki do zginania wzdłużnego złączy spawanych mają być wykonane zgodnie
z wymaganiami normy PN–EN 910.
Próbie spłaszczania należy poddać rury o średnicy zewnętrznej D nie większej niż 406.4
mm i grubości ścianki t nie większej niż 0,15D.
Próbkę powinien stanowić odcinek rury o długości L = 1,5 D, przy czym powinien być
spełniony warunek: 10 mm ≤ L ≤ 100 mm.
Jeżeli przepisy lub normy nie stanowią inaczej – odcinek rury należy spłaszczać do
momentu, gdy odstęp H między płytkami ściskającymi maszyny wytrzymałościowej będzie
wynosił:
D – średnica zewnętrzna rury, [ mm];
t – nominalna grubość ścianki rury, [ mm];
c – współczynnik zależny od gatunku materiału.
Jeżeli wymaga się, aby próba spłaszczania była wykonywana aż do zetknięcia się
wewnętrznych powierzchni ścianek rury – odstęp H między płytkami ściskającymi powinien
być nie większy niż 2,25 t.
Przy próbie spłaszczania rur spawanych spoina powinna znajdować się w płaszczyźnie
usytuowanej prostopadle do kierunku spłaszczania i przechodzącej przez środek próbki.
Wynik próby należy uznać za zadowalający, jeżeli po badaniu na próbce nie ma pęknięć lub
naderwań.
Proste i wygładzone końce próbki należy przycinać prostopadle do osi rury. Szczegóły
próby podano w normie ISO 8492.
Próbie roztłaczania należy poddać rury o średnicy zewnętrznej do 150 mm i o grubości
ścianki do 9 mm. W próbkę wtłacza się pionowo trzpień stożkowy aż do osiągnięcia
wymaganego stopnia roztłoczenia. Długość próbki L powinna być równa dwóm średnicom
zewnętrznym D rury, jeżeli kąt zbieżności stożka β jest równy 30°, lub równa 1,5D, jeśli kąt β

32
jest równy 45° lub 60°. Próbka może być krótsza, pod warunkiem, że po zakończeniu próby
pozostała część cylindryczna jest nie mniejsza niż 0.5 D. Prędkość przesuwu trzpienia nie może
być większa niż 50 mm/min. Wynik próby należy uznać za zadowalający, jeśli po badaniu
próbka nie ma pęknięć lub naderwań. Szczegóły próby podano w normie ISO 8493.
Próbie rozciągania pierścieni należy poddać rury stalowe o średnicy zewnętrznej
D wynoszącej 110 do 510 mm, o grubości ścianki t nieprzekraczającej 30 mm i o stosunku
t/D nie większym niż 0,13.
Próbkę powinien stanowić odcinek rury o długości ~15 mm. Pierścień należy rozciągać aż
do zerwania przy pomocy dwóch sworzni o średnicach nie mniejszych od potrójnej grubości
ścianki rury.
W przypadku badania rur spawanych – podczas próby rozciągania pierścienia spoina
powinna znajdować się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku rozciągania i przechodzącej
przez środek próbki. Wynik próby należy uznać za zadowalający, jeżeli po badaniu na obu
powierzchniach nie występują wady powierzchniowe, a na przełomie – rozwarstwienia
i objawy kruchości.
Prędkość przesuwu nie może przekraczać 5 mm/s. Pierścień powinien mieć równe
i gładkie końce, cięte prostopadle do osi rury. Szczegóły próby podano w normie ISO 8496.
Próbę Pelliniego (DWT) należy wykonywać zgodnie z wymaganiami normy ASTM–E–
208, przy czym próbki stosowane do badań powinny mieć wymiary w mm:
25 x 90 x 360,
19 x 50 x 130
lub
16 x 50 x 130.
W przypadku wycinania próbek przy pomocy płomienia gazowego, ich wymiary należy
zwiększyć o 25 mm, lecz nie mniej niż o grubość blachy.
Przynajmniej jedna strona próbki powinna mieć zachowaną, powierzchnię surową po
walcowaniu. Jeżeli w normach nie ustalono inaczej – orientacja próbki w stosunku do kierunku
walcowania może być dowolna.
Próbka do wywijania kołnierzy powinna mieć długość L równą w przybliżeniu 1,5D.
Może ona być krótsza, pod warunkiem, że pozostały po próbie odcinek cylindryczny ma
długość nie mniejszą niż 0,5D. Prędkość przesuwu trzpienia nie może przekraczać
50 mm/min. Szczegóły próby podano w normie PN–EN 10235 (ISO 8494).
Próbka do próby roztłaczania pierścienia powinna mieć długość od 10 do 16 mm.
Prędkość przesuwu trzpienia nie może przekraczać 30 mm/min. Próba polega
na równomiernym i nieprzerwanym wtłaczaniu w próbkę trzpienia stożkowego o zbieżności
1:10 lub 1:5 aż do momentu osiągnięcia stopnia roztłoczenia określonego w normie
PN–EN 10236 (ISO 8495).
Następną często stosowaną próbą jest próba tłoczności cienkich blach metodą
Erichsena, polegająca na powolnym wtłaczaniu kuliście zakończonego stempla stalowego
w próbkę z blachy, umocowaną w matrycy (rys. 11). Miarą tłoczności w tej metodzie jest
głębokość wtłoczonego w blasze wgłębienia, do chwili wystąpienia w niej pierwszych oznak
pęknięcia. Głębokość ta zależy od własności odkształcalnej blachy oraz od jej grubości.
Zastosowany do pomiarów aparat Erichsena powinien spełniać wymagania nory PN–EN ISO
20482, także próby powinny być wykonywane zgodnie z tą normą.

33
Rys. 11. Próba tłoczności blach: a) widok aparatu, b) blacha podczas próby . Źródło: C. Struzik:
Pracownia techniczna. WSiP, Warszawa 1990
Skrawalnością nazywa się podatność materiału do obróbki narzędziami skrawającymi,
zależy ona od wewnętrznej budowy materiału i jego składu chemicznego. Skrawalność
określają: opór skrawania, gładkość powierzchni obrabianej oraz postać wióra.
Materiały twarde i kruche skrawają się trudniej niż materiały plastyczne. Jednak materiały
miękkie nie odznaczają się dobrą skrawalnością, gdyż zalepiają ostrza narzędzi.
Zwykle dobra skrawalność występuje w materiałach nie posiadających dobrych
właściwości mechanicznych.
Właściwości odlewnicze charakteryzują przydatność materiału do wykonywania
odlewów. Podstawowe właściwości odlewnicze to:
1. lejność, czyli zdolność do dobrego wypełnienia formy ciekłym metalem. Lejność zależy od
temperatury ciekłego metalu, jego rzadkopłynności po roztopieniu, rozpuszczalności
gazów i od składu chemicznego natomiast miarą lejności jest odległość na jaką popłynie
ciekły metal w znormalizowanej formie mającej kształt spirali.
2. skurcz odlewniczy ,czyli właściwość decydująca o powstaniu w odlewie naprężeń
mogących spowodować jego pęknięcia, powstanie jam skurczowych, niedolewów,
porowatości itp.
Spawalność jest miarą przydatności do wykonania połączeń spawanych i stopnia
trudności wykonania spoiny. Ocenę spawalności przeprowadza się na podstawie różnorodnych
technologicznych prób pękania oraz odkształceń materiału w miejscu wykonania spoin.
Na własności użytkowe materiału lub gotowego wyrobu mają duży wpływ wady powstałe
w czasie wytwarzania elementów, czyli w czasie trwania procesów technologicznych, są to
najczęściej: pęknięcia, wtrącenia niemetaliczne, korozja i inne.
1. Jakie znasz technologie wykonania elementów maszyn?
2. Co określają właściwości technologiczne materiału?
3. Jakie znasz właściwości technologiczne?
4. Co określa plastyczność materiału?
5. Od czego głównie zależy plastyczność?
6. Jak wpływa wzrost temperatury na zmianę plastyczności?
7. Czy materiały kruche mogą być poddane obróbce plastycznej?
8. Jakie znasz sposoby zmierzenia plastyczności?
9. Co to jest próba tłoczności blach?

34
10. Jak określa się skrawalność?
11. Czy materiały kruche skrawają się lepiej niż materiały miękkie?
12. Co charakteryzuje właściwości odlewnicze?
13. Co to jest lejność?
14. Co powoduje skurcz odlewniczy?
15. Na czym polega spawalność?
16. Jakie są najczęstsze wady powstałe w czasie procesów technologicznych?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj próbę tłoczności blach metodą Erichsena.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi aparatu Erichsena,
2) próbę tłoczności należy przeprowadzić w temp. wyższej niż 10ºC,
3) dokonać oględzin próbki i jej pomiaru,
4) docisnąć próbkę pierścieniem dociskowym w urządzeniu,
5) docisnąć pierścień siłą równą 10kN,
6) ustalić na podziałce początkowe zero,
7) wtłaczać stempel równomiernie i bardzo powoli,
8) zmierzyć głębokość wtłoczenia z dokładnością 0,1 mm,
9) porównać powierzchnię próbki po próbie z powierzchnią przed próbą.
− przyrząd Erichsena,
− próbki z różnych materiałów zgodne z PN–79/H–04400.
Ćwiczenie 2
Wykonaj próbę nawijania drutu.
1) umocować w uchwycie tokarskim trzpień do nawijania drutu,
2) ustawić tokarkę na minimalną prędkość obrotową,
3) włączyć tokarkę,
4) nawinąć 5–10 zwojów drutu,
5) przeprowadzić oględziny nawiniętego drutu nieuzbrojonym okiem.
− trzpień do nawijania drutu,
− tokarka,
− drut do nawijania,
− Norma PN–EN ISO 7882.

35
Ćwiczenie 3
Wykonaj próbę przeginania drutu.
1) zamocować próbkę w szczękach w położeniu pionowym,
2) zginać próbkę na przemian w jedną i w drugą stronę o kąt 90º z prędkością około jednego
przegięcia na sekundę,
3) w czasie próby obserwować powierzchnię próbki w miejscu zgięcia; zginanie przerwać
w chwili pojawienia się pęknięcia (jako jedno przegięcie uważa się zgięcie o kąt 90º
i powrót do położenia wyjściowego).
− urządzenie do przewijania.
− próbki.
− Norma PN–EN ISO 77 99.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) nazwać operacje technologiczne wykonania elementów?  
2) określić właściwości technologiczne materiałów konstrukcyjnych?  
3) wyjaśnić, co to jest plastyczność?  
4) określić od czego zależy plastyczność materiału?  
5) wyjaśnić, czy temperatura ma wpływ na plastyczność?  
6) opisać sposoby zmierzenia plastyczności?  
7) określić, na czym polega skrawalność?  
8) wyjaśnić, w jaki sposób kruchość materiału wpływa na skrawalność?  
9) wyjaśnić, co opisuje własności odlewnicze?  
10) wyjaśnić, jakie wady powoduje skurcz odlewniczy?  
11) powiedzieć, na czym polega spawalność?  
12) objaśnić co określa próba Erichsena?  
13) wyjaśnić, na czym polega próba przeginania?  
14) wyjaśnić, co jest miarą gięcia próbki?  
15) wyjaśnić, co to jest próba nawijania drutu?  

36
4.6. Badania makroskopowe metali i stopów
Próby technologiczne najczęściej opierają się na obserwacji przełomu lub powierzchni
próbki. Takie obserwacje nieuzbrojonym okiem lub przy niewielkim powiększeniu
maksymalnie do 20 razy nazywa się badaniami makroskopowymi. Można je przeprowadzić
bezpośrednio na powierzchni metalu (np. na odlewach, odkuwkach), na przełomach lub na
specjalnie przygotowanych przekrojach badanego elementu. Przy tych badaniach można
obserwować większe przekroje i powierzchnie, a tym samym mieć wyobrażenie o ogólnej
budowie metali i stopów, o rozmieszczeniu różnego rodzaju wad i zanieczyszczeń. Często
badania te traktuje się jako wstępne do dokładniejszych badań mikroskopowych. Na podstawie
wyników uzyskanych z tych badań pobiera się próbki, które następnie obserwuje się pod
mikroskopem. Badania makroskopowe pozwalają określić:
1. Naruszenie spójności metali takie, jak: pęcherze gazowe, pory i jamy skurczowe,
niedolewy, powierzchniowe zażużlenia, pęknięcia w odlewach, przedmiotach hartowanych
i spawanych.
2. Budowę metali i stopów; jeśli kryształy nie są zbyt małe można po wytrawieniu określić
ich wielkość, kształt i rozmieszczenie, a także można stwierdzić dendrytyczną budowę
odlewów.
3. Niejednorodność składu chemicznego, a więc likwację kryształów powstałą podczas
krzepnięcia stopu.
4. Niejednorodność budowy metali i stopów, wywołaną obróbką plastyczną, a więc
włóknistość, linie zgniotu.
5. Niejednorodność metali i stopów, wywołaną obróbką cieplną, cieplno-chemiczną, jak
grubość warstwy zahartowanej powierzchniowo, nawęglonej itp.
6. Jakość spoin połączeń spawanych.
7. Wyniki badań makroskopowych są bardzo przydatne do oceny jakości materiału, ustalenia
przyczyn awarii oraz określenia jakości wykonanych zabiegów technicznych.
Badania przeprowadza się na powierzchni przekrojów elementów, które z wyjątkiem
przełomów obserwowanych bezpośrednio po wykonanej próbie, bez żadnego przygotowania,
w większości przygotowuje się przez szlifowanie i trawienie. Odczynniki do trawienia dobiera
się zależnie od rodzaju materiału i celu badania. Odczynnikami są zwykle roztwory wodne
kwasów nieorganicznych lub soli. Ogólnie odczynniki te można podzielić na dwie grupy:
− do głębokiego trawienia,
− do powierzchniowego trawienia.
Stosowaną z dużym powodzeniem wykrycia najgroźniejszych zanieczyszczeń stali siarką
i fosforem jest próba Baumanna. Jest to metoda pośrednia wykrywania tych zanieczyszczeń,
polegająca na wykonaniu odbitek stykowych na papierze fotograficznym. Jednakże próba
Baumanna nie umożliwia ilościowego określenia zawartości siarki i fosforu, ujawnia tylko
rozłożenie siarczków przełomów fosforków. Na przygotowany zgład próbki przeznaczonej do
badań nakłada się papier fotograficzny bromosrebrowy, zanurzony uprzednio w roztworze
wodnym kwasu siarkowego. Powierzchnia zgładu musi szczelnie przylegać do powierzchni
papieru. Wydzielający się siarkowodór reaguje z papierem, powodując powstanie na nim
zaciemnień, wielkością i kształtem odpowiadającym skupieniom siarczków w stali. Także
fosfor reaguje z emulsją papieru fotograficznego powodując powstanie jasnożółtych punktów
odpowiadających skupieniu fosforków.
Wielkość ziarna próbki określa się przez porównanie przełomu ze skalą wzorcową
Jernkontoreta. Skala ta obejmuje 10 stopni ziarnistości. Rozmiary ziaren oznaczono

37
od 1– ziarno największe do 10 – ziarno najmniejsze. Próbki pobiera się z materiału
obrobionego plastycznie wymiar 25x25x100 mm, na środku próbki nacina się ostry karb
przełomów głębokości ok. 3 mm. Przed wykonaniem właściwej próby próbki poddaje się
wstępnej obróbce cieplnej, a następnie hartuje się je w wodzie lub oleju w czterech różnych
temperaturach (np. 760, 800, 840, 880ºC). Po złamaniu próbek określa się rozmiary ziarna na
przełomie w skali Jernkontoreta, głębokość warstwy zahartowanej oraz liczbę pęknięć na
przełomie. Wyniki zapisuje się na przykład: 6/3 – 2P, gdzie licznik określa rozmiary ziaren, wg
skali Jernkontoreta, mianownik głębokość warstwy zahartowanej w mm, natomiast symbol 2P
oznacza, że w przełomie zaobserwowano dwa pęknięcia.
Obserwacje przełomów próbek wytrzymałościowych i udarnościowych oraz
uszkodzonych elementów maszyn umożliwiają określenie charakteru zniszczenia, to znaczy
przełom doraźny czy zmęczeniowy może wyjaśnić przyczyny awarii. Można zdiagnozować
jakość materiału – przełom ciągliwy lub kruchy, grubo lub drobnoziarnisty. Ocena jakości
materiału wg wyników obserwacji makroskopowej wymaga dużego doświadczenia.
Niewłaściwa ocena może spowodować dopuszczenie do produkcji i eksploatacji materiału
wadliwego, lub odwrotnie zdyskwalifikować z tego samego powodu materiał dobry. Dlatego
do precyzyjniejszego określenia jakości materiału badania te należy uzupełnić o np. badania
mikroskopowe.
1. Co to są badania makroskopowe?
2. Jakich maksymalnych powiększeń używa się przeprowadzając te badania?
3. Jaka jest próbka w badaniach makroskopowych?
4. Jakie są rodzaje wad, które można wykryć stosując te badania?
5. Czy na podstawie badań makroskopowych można wstępnie ocenić jakość badanego
materiału?
6. Czy próbki do badań makroskopowych muszą być odpowiednio przygotowane?
7. Jaką obróbkę stosuje się aby przygotować próbki?
8. Od czego zależy dobór odczynników chemicznych do badań?
9. Jakie znasz grupy stosowanych odczynników chemicznych?
10. Czy można na podstawie badań makroskopowych ocenić, czy materiał badany jest kruchy
lub ciągliwy?
11. Czy badania makroskopowe mogą być traktowane jako wstępne do badań
mikroskopowych?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przygotuj próbki do badań makroskopowych przeznaczone do badania rozmieszczenia
siarczków, pobranych z nitu, śruby, kątownika.
1) szlifować przygotowaną powierzchnię na szlifierce tarczowej, zmieniając położenie o 90º,
dopóty aż znikną poprzednie rysy od wycinania materiału,
2) przemyć próbki bieżącą wodą,

38
3) szlifować próbkę papierem ściernym, zaczynając od gruboziarnistego, przechodząc do
drobnoziarnistego. Pamiętać o zmianie kierunku szlifowania o 90º,
4) każdorazowo po zmianie papieru ściernego przemywać próbkę wodą,
5) po zakończeniu szlifowania i opłukaniu wodą należy osuszyć próbkę w strumieniu
ciepłego powietrza,
6) próbek przeznaczonych do badań makroskopowych nie polerować,
7) dobrać z tabeli odpowiedni odczynnik chemiczny.
− piłka do metali,
− szlifierka,
− komplet papierów ściernych,
− płyty szklane o wymiarach 200x 300x5 mm, stożek z watą, pręcik szklany.
Ćwiczenie 2
Wykryj zanieczyszczenia stali siarką i fosforem, stosując próba Baumanna.
1) na powierzchnię zgładu próbki nałożyć papier fotograficzny bromo-srebrowy zanurzony
uprzednio w 2% roztworze wodnym kwasu siarkowego, w taki sposób, aby powierzchnia
zgładu szczelnie przylegała do powierzchni papieru,
2) po dwóch minutach papier zdjąć, opłukać w wodzie, a następnie zanurzyć w utrwalaczu
fotograficznym na 10 min. Po czym ponownie przemyć w wodzie i suszyć na powietrzu
albo suszarce. Reakcja chemiczna zachodząca między papierem fotograficznym,
zanieczyszczeniami siarką i fosforem oraz kwasem siarkowym powoduje powstanie
zaczernień na wykonanych odbitkach, zaczernienia pokazują siarczki, natomiast fosforki
obrazują jasnożółte punkty.
− papier fotograficzny bromo-srebrowy,
− wodny roztwór 2% kwasu siarkowego,
− utrwalacz,
− bibułka,
− próbki do badania.
Ćwiczenie 3
Określ wielkość ziaren na przełomie.
1) zahartować próbkę w czterech różnych temperaturach stopniowanych co 40ºC, zaczynając
od temp. 760ºC wzwyż, hartować w wodzie lub oleju,
2) określić wielkości ziaren na przełomie warstwy zahartowanej porównując z wzorcami
wielkości ziaren w atlasie, wg skali Jernkontoreta, gdzie 1 oznacza najgrubsze ziarno,
10 najdrobniejsze,
3) określić głębokość warstwy zahartowanej.

39
− piec do nagrzewania próbek,
− prasa do łamania próbek,
− skala wzorców z atlasu ziaren wg skali Jernkontoreta.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować badania makroskopowe?  
2) wyjaśnić, do czego służą badania makroskopowe?  
3) wymienić trzy rodzaje wad materiałowych, które można wykryć dzięki
tym badaniom?  
4) wyjaśnić, jak przygotowuje się próbki w badaniach makroskopowych?  
5) wyjaśnić, jak dobiera się odczynniki do badań?  
6) wyjaśnić, na czym polega próba Baumanna?  
7) wyjaśnić, jakie zanieczyszczenia można zlokalizować dzięki próbie
Baumanna?  
8) wyjaśnić, w jaki sposób można określić wielkość ziaren w przełomie?  
9) wyjaśnić, czy badania makroskopowe wystarczają, aby określić jakość
materiału?  

40
4.7. Badania nieniszczące metali
Przedstawione dotychczas metody badań metalograficznych, mechanicznych
i technologicznych miały charakter badań niszczących, ponieważ dla ich przeprowadzenia
konieczne jest wycinanie z badanych elementów odpowiednich do badań próbek. Z tego
względu ich zastosowanie do kontroli produkowanych elementów może mieć charakter
wyrywkowy. W przypadku elementów odpowiedzialnych i drogich, trzeba posłużyć się takimi
metodami badań, które nie byłyby związane ze zniszczeniem i uszkodzeniem badanych
elementów, czyli badaniami nieniszczącymi. Wprowadzaniu takich metod badawczych sprzyjał
rozwój przemysłu, wyższe wymagania jakościowe stawiane przed maszynami. Zaowocowało
to powstaniem takich metod kontroli, które bez zniszczenia materiału, czy elementu
dostarczają informacji o jego stanie i właściwościach.
Spośród wielu znanych i stosowanych metod nieniszczących wykrywania wad
w materiałach, najczęściej stosuje się badania:
- radiologiczne,
- ultradźwiękowe,
- magnetyczne.
W badaniach tych wykorzystano różne poznane wcześniej zjawiska fizyczne.
W badaniach radiologicznych przedmioty prześwietla się promieniami X lub γ, które
przechodząc przez materiał ulegają rozpraszaniu i pochłanianiu. Promienie przechodzą przez
przedmiot, przy czym natężenie promieniowania jest inne w materiale jednorodnym oraz inne
w materiale z wadą. Wiązka promieniowania przepuszczona przez przedmiot daje na ekranie
fluoroscencyjnym lub kliszy fotograficznej (umieszczonej pod badanym przedmiotem) obraz.
Przekroje jednorodne dają obraz jaśniejszy, natomiast przekroje zanieczyszczone lub pęcherze
gazowe dają obraz ciemniejszy. Badania radiologiczne są bardzo proste w wykonaniu, jednak
ocena wad, dokonywana przez porównanie z odpowiednimi wzorcami podanymi w normach
wymaga doświadczenia. Pojedynczy radiogram pozwala na określenie rodzaju wady
wewnętrznej oraz jej położenia w płaszczyźnie równoległej do kliszy. Nie da się jednak na tej
podstawie ustalić głębokości położenia wady. Jeśli takie ustalenie jest konieczne, należy
wykonać kilka zdjęć, przy różnym ustawieniu lampy od przedmiotu.
Podczas przeprowadzania tych badań należy zachować szczególne środki ostrożności
zabezpieczające przed szkodliwym promieniowaniem.
Badania ultradźwiękowe
Ultradźwięki są to fale mechaniczne pobudzone w danym ośrodku, np. metalu. Dźwięk
rozchodzi się z różną prędkością w różnych substancjach, szybciej w ośrodkach gęstych niż
rozrzedzonych, np. w powietrzu prędkość dźwięku wynosi ok. 340 m/s a w stali 6000 m/s.
Ultradźwięki, to dźwięki wywołane przez drgania o częstotliwości większej niż 20 kHz, czyli
poza zakresem słyszalności przez ludzi. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w ośrodkach
stałych, ciekłych lub gazowych, uginają się wokół przeszkód występujących na ich drodze, a na
granicy dwóch ośrodków ulegają załamaniu lub odbiciu. Właściwości te wykorzystano przy
badaniu metodami:
− przenikania,
− echa.

41
Rys. 12. Badania radiologiczne
W metodzie przenikania stosuje się do badań dwie sondy: nadawczą i odbiorczą,
umieszczone po obu stronach przedmiotu. Przebieg różnych sytuacji przedstawia rys. 13.
W przedmiocie bez wady na ekranie oscyloskopu impuls 2 jest duży, z małą wadą impuls
wyjścia 2 jest słaby, a z dużą wadą impuls 2 zanika.
W metodzie echa obie sondy znajdują się po jednej stronie przedmiotu, materiał bez wady
daje na ekranie dwa impulsy, natomiast materiały z wadą dają dodatkowe impulsy. Zjawisko to
obrazuje rys. 14.
Rys. 13. Metoda przenikania

42
Rys. 14. Metoda echa
Metody ultradźwiękowe dają najlepsze wyniki przy wykrywaniu wad wewnętrznych.
Stosowane są do oceny jakości wykonania odkuwek, odlewów lub konstrukcji spawanych,
które ze względu na duże gabaryty nie mogą być prześwietlane promieniami X. Metoda ta jest
również stosowana do badania jakości wyrobów z tworzyw sztucznych lub gumy i do pomiaru
grubości ścianek.
Badania magnetyczne umożliwiają wykrycie wad wewnętrznych i powierzchniowych
w materiałach ferromagnetycznych, czyli w stopach żelaza. Polegają one na wykorzystaniu
różnic między przenikalnością magnetyczną stali a przenikalnością przez wady takie jak:
pęknięcia, rysy, wtrącenia niemetaliczne, pęcherze gazowe. Linie sił pola magnetycznego
przebiegające drogą o największej przenikalności omijają wady, zagęszczając się na ich granicy
– rys. 15.
Ocena przebiegu linii sił pola magnetycznego na powierzchni badanego przedmiotu
wymaga ich uwidocznienia. Przedmiot przed badaniem spryskuje się zawiesiną proszku
ferromagnetycznego w nafcie lub oleju. Po włączeniu pola magnetycznego cząstki proszku
układają się na powierzchni przedmiotu w linie równoległe, zagęszczające się na krawędzi
wady.
Metoda magnetyczna daje bardzo dobre wyniki przy wykrywaniu wad powierzchniowych,
stosuje się ją do wykrywania rys, pęknięć, pęcherzy gazowych, zawalcowań itp.
Badania nieniszczące pozwalają na nawet 100% kontrolę jakości maszyn i urządzeń
w zakresie wykrywania wad zewnętrznych (rysy, pęknięcia, korozja) i wewnętrznych
(wtrącenia niemetaliczne, pęcherze gazowe, rozwarstwienia). Obok omówionych metod badań
nieniszczących stosuje się metody penetracyjne, termowizyjne, dźwiękowe i inne.
Zwiększające się wymagania co do jakości materiałów i urządzeń a przy tym szybki rozwój
techniki sprzyjają unowocześnianiu metod badawczych.
Rys. 15. Rozkład sił pola magnetycznego w ferromagnetyku

43
1. Czym się różnią badania nieniszczące od badań wcześniej poznanych?
2. Czy potrafisz wymienić trzy popularne rodzaje badań nieniszczących?
3. Czy potrafisz opisać badania, w których przedmioty są prześwietlane promieniami X lub γ?
4. Jaki obraz otrzymuje się po przepuszczeniu wiązki promieni przez przedmiot?
5. Czy opisane badania są bezpieczne dla badanego przedmiotu i człowieka?
6. Ile razy prędkość dźwięku jest większa w metalu niż w powietrzu?
7. Czy ultradźwięki są słyszalne przez ludzi?
8. Jakie znasz metody badania za pomocą ultradźwięków?
9. Do badania jakich przedmiotów szczególnie nadaje się ta metoda?
10. Jakie materiały można badać metodą nieniszczącą?
11. Jaką metodę badań nieniszczących stosuje się wyłącznie do stopów żelaza?
12. Na czym polega metoda magnetyczna?
4.7.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Porównaj wyniki defektoskopii ultradźwiękowej uzyskane podczas pomiaru metodami
przenikania i echa przedstawione na ekranach oscyloskopu.
1) zapoznać się z zasadami badań defektoskopowych metodą echa i metodą przenikania,
2) skorzystać z rys. nr 13 i 14 niniejszego poradnika,
3) zinterpretować wyniki przedstawionych typowych obrazów,
4) sformułować wnioski,
5) narysować inny typ wady wewnętrznej i przedstaw prawdopodobne obrazy, które
mogłyby zostać wskazane przez oscyloskopy podczas badań w metodzie przenikania
i echa.
− poradnik dla ucznia,
− przyrządy do rysowania,
− poradnik mechanika
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie magnetyczne małych elementów, np. śruba stalowa M10, nit stalowy,
sworzeń.
1) zapoznać się z instrukcją obsługi stanowiska do badań magnetycznych,
2) wybrać elementy do badań,
3) posypać badane przedmioty drobnym proszkiem magnetycznym, względnie podać je

44
zawiesiną takiego proszku w nafcie lub oleju,
4) umieścić badane przedmioty w polu magnetycznym,
5) naszkicować zaobserwowany rozkład linii sił pola magnetycznego,
6) wykonać ponowną próbę, obracając te same przedmioty o 90º w polu magnetycznym,
7) naszkicować ponownie zaobserwowany rozkład linii sił pola magnetycznego,
8) zinterpretować i porównać otrzymane obrazy z obu położeń próbek,
9) opisać rodzaj zaobserwowanych wad.
- instrukcja obsługi stanowiska do badań magnetycznych,
- defektoskop magnetyczny,
- próbki z materiałów ferromagnetycznych,
- proszek magnetyczny lub jego zawiesina w nafcie lub oleju,
- foliogramy dotyczące wad materiałowych,
- wzorce wad.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić, czym się charakteryzują badania nieniszczące materiałów?  
2) wyjaśnić, jakie wady materiałów można wykrywać w tych badaniach?  
3) wyjaśnić, na czym polegają badania radiologiczne?  
4) wyjaśnić, w jaki sposób ocenia się zaobserwowane wady?  
5) wyjaśnić, na czym polegają metody ultradźwiękowe wykrywania
wad?  
6) wyjaśnić, jakie rodzaje wad można wykryć posługując się tymi
metodami?  
7) wyjaśnić, jakie rodzaje materiałów można badać metodami
ultradźwiękowymi?  
8) wyjaśnić, do jakiego rodzaju wyrobów przeznaczone są metody
ultradźwiękowe?  
9) wyjaśnić, na czym polegają badania magnetyczne?  
10) wyjaśnić, do jakich materiałów stosuje się badania magnetyczne?  
11) wyjaśnić, jakie rodzaje wad można wykrywać stosując tę metodę?  
12) wyjaśnić, jakie środki bezpieczeństwa należy zachować stosując
badania radiologiczne?  

45
4.8. Metalurgia żelaza
Metalurgia żelaza polega na przeróbce rud żelaza, czyli tlenków żelaza, wodorotlenków
i węglanów, rzadziej siarczków. Wszystkie rudy w mniejszym lub większym stopniu są
zanieczyszczone piaskiem, gliną, tlenkami wapnia, magnezu i innymi. W procesie
otrzymywania surówki należy zredukować związki żelaza oraz usunąć inne zanieczyszczenia.
Proces redukcji odbywa się w wielkim piecu, do którego doprowadza się rudę żelaza,
koks i topniki oraz powietrze, które wspomaga spalanie paliwa. Te materiały nazywane są
materiałami wsadowymi.
W wyniku tej operacji technologicznej otrzymujemy surówkę, która zawiera znaczne ilości
domieszek i zanieczyszczeń. Dzieje się tak, ponieważ zanieczyszczenia tworzą w trakcie
spalania tzw. skałę płonną, którą trudno jest usunąć z surówki. W celu umożliwienia stopienia
skały płonnej do rud żelaza trudno topliwych dodaje się do wielkiego pieca specjalne topniki.
Ale istnieją również rudy żelaza, w których stopienie skały płonnej jest łatwe i wtedy mówimy
o rudach łatwo topliwych. Niekiedy w ogóle nie potrzeba dodawać topników i wtedy taką
rudę nazywamy samo topliwą.
W zależności od składu chemicznego skały płonnej rozróżniamy rudy kwaśne
i zasadowe. W rudach kwaśnych przeważa krzemionka (SiO2), a w zasadowych CaO, MgO
i inne składniki zasadowe.
Rudami o największym znaczeniu przemysłowym są:
− magnetyt (Fe3O4) – zawierającym około 70% Fe,
− hematyt (Fe2O3) – zawierającym ok. 50÷60% Fe,
− limonit (2Fe2O3 · 3H2O) – zawierającym ok. 30÷52% Fe,
− syderyt (FeCO3) – zawierającym 30÷40% żelaza.
Rudy przed obróbką w wielkim piecu poddawane są sortowaniu, rozdrabnianiu lub
spiekaniu. W procesie wytapiania surówki ważną rolę odgrywa koks – gdyż jest głównym
dostawcą ciepła. Dobry koks powinien być wytrzymały na ściskanie i ścieranie, powinien
odznaczać się dobrą przepuszczalnością gazów. Nie powinien zawierać dużych ilości siarki.
Koks używany do wytopu surówki nazywamy hutniczym.
Również topniki są ważnym elementem wsadu pieca. Istnieje reguła, że do rud kwaśnych
dodajemy topniki zasadowe (CaCO3 – wapń) lub magnezyt (MgCO3), a do rud zasadowych
dodajemy topniki kwaśne – najczęściej są to ubogie w żelazo rudy kwaśne (tzn. zawierające
znaczne ilości krzemionki (SiO2)).
Rys. 16. Schemat wielkiego pieca Źródło: Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP,
Warszawa 1995

46
Wielki piec: piec szybowy do wytapiania surówki ze wsadu składającego się z rudy żelaza
z dodatkiem koksu i topników. Wielki piec ma gruszkowaty kształt dwóch stożków ściętych
złączonych podstawami. Cała konstrukcja ma około 40 metrów wysokości. Wsad zasypuje się
od góry, przez zamykany otwór zwany gardzielą. Część pieca tworzona przez górny stożek
nazywa się szybem i jest zasobnikiem surowca. Koks pełni rolę paliwa oraz reduktora tlenków
żelaza. Proces palenia podtrzymywany jest powietrzem wtłaczanym szeregiem dysz
usytuowanych na poziomie złączenia podstaw stożków. Topniki ułatwiają oddzielenie od
metalu zawartych w rudzie zanieczyszczeń i skały płonnej. Stopiony metal zwany surówką
zbiera się w części tworzonej przez stożek dolny zwanej garem. Niepożądane składniki wsadu
w wyniku reakcji z topnikami i tlenem z atmosfery pieca tworzą żużel, który również spływa
do gara i, jako lżejszy, unosi się na powierzchni surówki. Co pewien czas surówka i żużel
odprowadzane są z pieca przez oddzielne otwory spustowe. Wydajność wielkiego pieca to 2
do ponad 10 tysięcy ton surówki na dobę. Oprócz żużla produktem ubocznym jest gaz
wielkopiecowy, będący mieszaniną tlenku węgla, azotu i dwutlenku węgla. Gaz ten, spalany w
nagrzewnicach, służy do ogrzewania wdmuchiwanego powietrza, co znacznie podnosi
efektywność procesu.
Wielki piec pracuje w procesie ciągłym, od rozpalenia do wygaszenia pieca upływa kilka
lat, a przerwanie pracy jest zwykle wymuszone uszkodzeniem wyłożenia ogniotrwałego.
Procesy zachodzące w wielkim piecu można podzielić na chemiczne i fizyczne. W trakcie
procesów chemicznych następuje redukcja tlenków żelaza za pomocą tlenku węgla lub węgla.
Oprócz tego zachodzą między innymi reakcje węgla z tlenem, nawęglanie żelaza. Do procesów
fizycznych należą parowanie wilgoci, topienie żelaza, topienie skały płonnej. I tak, np. w
wyniku reakcji chemicznej FeO + CO = Fe + CO2, otrzymamy dwutlenek węgla oraz żelazo,
lub FeO + C = Fe + CO, gdzie otrzymamy tlenek węgla i żelazo.
Pierwsza z reakcji nazywana jest reakcją pośrednią, a druga bezpośrednią, bo na tlenek żelaza
działamy czystym węglem.
1. Na czym polega metalurgia żelaza?
2. Co otrzymujemy w wyniku redukcji rud żelaza?
3. Czym jest skała płonna?
4. Jakie znasz podstawowe rodzaje rud żelaza?
5. Jakie wymagania stawiamy koksowi hutniczemu?
6. Jaką regułę stosuje się przy redukcji rud żelaza?
7. Co to są topniki i do czego służą?
8. Z jakich elementów składa się wielki piec?
9. Jakie procesy zachodzą w wielkim piecu?
10. Jakim wstępnym operacjom poddajemy rudy żelaza?

47
4.8.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Narysuj i opisz zasadę działania wielkiego pieca.
1) narysować schemat wielkiego pieca,
2) opisać elementy wchodzące w skład wielkiego pieca,
3) opisać procesy zachodzące podczas wytopu.
− Poradnik Mechanika,
− komputer z dostępem do Internetu.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) stosować nazwy i określić zawartość żelaza w rudach żelaza?  
2) rozróżnić rodzaje skały płonnej?  
3) scharakteryzować urządzenia wielkiego pieca?  
4) wyjaśnić procesy zachodzące w wielkim piecu?  
5) scharakteryzować redukcję rud żelaza?  

48
4.9. Otrzymywanie stali
Stalą nazywamy stop żelaza i węgla, gdy zawartość węgla nie przekracza około 2%,
który w dalszym procesie jest obrobiony plastycznie. Norma PN–EN 10020:2003 podaje
klasyfikację stali ze względu na skład chemiczny:
– stale niestopowe,
– stale odporne na korozję Cr≥10,5%, C≤1,2%,
– inne stale stopowe.
Ze względu na podstawowe zastosowanie stale niestopowe dzielimy na:
– stale jakościowe,
– stale specjalne.
Ze względu na podstawowe zastosowanie stale odporne na korozję dzielimy na:
– stale charakterystyczne pod względem zawartości niklu,
– stale charakterystyczne ze względu na posiadane własności.
Inne stale stopowe dzielimy na:
– stale jakościowe,
– stale specjalne.
Stale niestopowe jakościowe dzielą się na:
– stale o ograniczonych maksymalnych własnościach mechanicznych. Stosowane na wyroby
płaskie do kształtowania na zimno,
– stale o wymaganych minimalnych własnościach mechanicznych (konstrukcyjne
i przeznaczone na zbiorniki ciśnieniowe, do zbrojenia betonu, szynowe),
– stale o określonej zawartości węgla (automatowe, do ciągnienia drutu, do spęczania na
zimno, do ulepszania cieplnego, sprężynowe, narzędziowe),
– stale o wymaganych właściwościach magnetycznych i elektrycznych (stale na magnesy,
stale na druty oporowe, stale na rdzenie transformatorów),
– stale o określonym zastosowaniu (do produkcji opakowań, do produkcji elektrod).
Stale niestopowe specjalne dzielą się na:
– stale o wymaganych minimalnych własnościach mechanicznych (konstrukcyjne
i przeznaczone na zbiorniki ciśnieniowe, stale do sprężania betonu),
– stale o określonej zawartości węgla (do ciągnienia drutu, do spęczania na zimno, do
ulepszania cieplnego, do nawęglania, sprężynowe, narzędziowe),
– stale o wymaganych właściwościach magnetycznych i elektrycznych (stale na magnesy,
stale na druty oporowe, stale na rdzenie transformatorów),
– stale o określonym zastosowaniu (do produkcji elektrod).
Stale odporne na korozję dzielą się na:
– stale nierdzewiejące,
– stale żaroodporne,
– stale żarowytrzymałe.
Stale stopowe jakościowe dzielą się na:
– stale stopowe konstrukcyjne (do produkcji rurociągów, zbiorników ciśnieniowych),
– stale stopowe do produkcji szyn,
– stale stopowe do produkcji wyrobów płaskich walcowanych na gorąco i na zimno,
– stale stopowe z dodatkiem miedzi,
– stale stopowe elektrotechniczne.

49
Stale stopowe specjalne dzielą się na:
– stale stopowe konstrukcyjne,
– stale stopowe odporne na korozję mechaniczną,
– stale stopowe do budowy maszyn,
– stale stopowe narzędziowe,
– stale stopowe na łożyska toczne,
– stale stopowe o szczególnych własnościach fizycznych.
Aby otrzymać stal z surówki stosuje się różne metody. Najbardziej rozpowszechnioną jest
metoda konwertorowa. Wytapianie stali w konwertorach polega na przedmuchiwaniu
powietrza lub tlenu przez roztopioną surówkę w specjalnych zbiornikach wykonanych ze stali
oraz wyłożenia ceramicznego (ogniotrwałego) o kwaśnym lub zasadowym odczynie. W trakcie
procesu utleniają się wówczas krzem, mangan i węgiel, rzadko fosfor i siarka, zawarte w
surówce.
Powstałe w ten sposób tlenki przechodzą do żużla lub w postaci gazu opuszczają
konwertor.
Między innymi rozróżniamy metodę Bessemera i Thomasa. W konwerterze Bessemera
wyłożenie ma odczyn kwaśny, a w Thomasa zasadowy. Wyłożenie zasadowe pozwala na
redukcję fosforu, który nie był usuwany w konwerterze Bessemera. W obu konwertorach od
dołu wdmuchiwane jest powietrze.
Źródło: Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 1995
Rys. 17. Konwertor Thomasa

50
W metodzie konwertorowo – tlenowej (LD) dmuch usytuowany jest u góry i dzięki temu
możliwe jest stosowanie czystego tlenu. Metoda ta jest najbardziej rozpowszechniona. Procesy
zachodzące w konwertorach nazywamy świeżeniem surówki.
Oczyszczenie surówki odbywa się w piecach elektrycznych. Najczęściej używa się pieców
elektrodowych oraz indukcyjnych. Wyłożenie pieca najczęściej jest zasadowe.
Do zasilania pieca stosuje się prąd przemienny trójfazowy. Spust stali odbywa się poprzez
nachylenie pieca.
Tak otrzymaną stal nazywa się często stalą szlachetną ze względu na jej wielką czystość.
Wytopioną stal zlewa się do kadzi wyłożonej cegłą szamotową. Następnie wykonuje się
dodatkowe odtlenianie. Z kadzi stal zlewa się do form zwanych kokilami. Można robić to
z góry lub na zasadzie naczyń połączonych z dołu.
W zależności od rodzaju odtleniacza rozróżniamy stal uspokojoną – wtedy odtleniaczem
jest żelazokrzem lub, gdy jest to żelazomangan, otrzymujemy stal nieuspokojoną, gdyż
podczas stygnięcia stal wrze i wydzielają się z niej gazy.
Klasyczny proces wielki piec/zasadowy konwertor tlenowy jest jak dotychczas najbardziej
złożonym procesem przebiegającym w dużych przemysłowych kompleksach określanych jako
zintegrowane huty, które zajmują obszary o powierzchni do kilku kilometrów kwadratowych.
Zintegrowane huty charakteryzują się siecią współzależnych przepływów materiałów i energii
pomiędzy różnymi jednostkami produkcyjnymi takimi, jak: spiekalnie, grudkownie, koksownie,
wielkie piece i stalownie konwertorowe z systemem odlewania stali. Ogólnie można opisać
proces powstawania stali następująco:
Wielki piec jest ładowany od góry wsadem składającym się z naprzemiennie układanych
warstw koksu, mieszanki spieku i/lub grudek, rudy kawałkowej i topników. Żelazo w piecu
poddawane jest stopniowej redukcji, a ciekłe żelazo (surówka) i żużel zbierane są na dnie
wielkiego pieca, gdzie następuje spust.
Żużel z wielkiego pieca jest poddawany granulacji, grudkowaniu lub jest spuszczany do
dołów żużlowych. Granulki żużlu lub grudki są zwykle sprzedawane do zakładów
produkujących cement. Żużel z dołów żużlowych może być również wykorzystany do budowy
dróg.
Surówka z wielkiego pieca jest transportowana do zasadowego konwertora tlenowego,
gdzie zawartość węgla (około 4%) jest obniżana do poniżej 1%, w wyniku czego powstaje
stal. W celu wyprodukowania stali o wymaganej jakości przeważnie stosuje się odsiarczanie
surówki przed procesem konwertorowym oraz rafinację stali w kadzi (obróbka pozapiecowa).
Ciekła stal z zasadowego konwertora tlenowego jest odlewana do wlewnic lub za pomocą
ciągłego odlewania. W niektórych przypadkach stosowane jest odgazowanie próżniowe w celu
poprawienia jakości stali.
Wyroby odlewane, takie jak wlewki, kęsy lub kęsiska płaskie, są następnie przerabianie na
walcowniach i liniach wykańczających na wyroby gotowe do sprzedaży.
Odpowiadając na pytanie, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co nazywamy stalą?
2. Jakiego rodzaju stale możemy rozróżnić?
3. Na czym polega metoda konwertorowa otrzymywania stali?
4. Jakie konwertory rozróżniamy?
5. W jakich urządzeniach oczyszczamy stal?
6. Po jakiej metodzie oczyszczenia stali nazywamy ją szlachetną?
7. W jaki sposób najczęściej produkowana jest stal?

51
4.9.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Opisz proces powstawania stali w hucie zintegrowanej.
1) korzystając ze schematu przebiegu procesu otrzymywania stali w hucie zintegrowanej
opisać procesy zachodzące podczas wytopu stali.
− Poradnik Mechanika,
− komputer z dostępem do Internetu.
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) zdefiniować pojęcie stali?  
2) wskazywać rodzaje konwertorów?  
3) wykazać różnice w metodzie Thomasa a Bessemera?  
4) wykazać różnice między stalą uspokojoną a nieuspokojoną?  

4

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (14)

Similar to 4

Similar to 4 (20)

More from Emotka

More from Emotka (20)

4