Λύσεις στις 22 ερωτήσεις κατανόησης της ενότητας 1.4 (σελ. 114): θερμικές κατεργασίες σιδηρούχων (σκλήρυνση, επαναφορά, ανόπτηση, εξομάλυνση, επιφανειακή σκλήρυνση) και μη σιδηρούχων μετάλλων (βαφή, ανόπτηση, γήρανση), σκληρόμετρα.
Ερώτηση: Πώς ορίζεται η θερμική κατεργασία;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ως η διαδικασία ελεγχόμενης θέρμανσης και ψύξης (κυρίως) κραμάτων, με σκοπό την επίτευξη των επιθυμητών ιδιοτήτων (σκληρότητα, ελαστικότητα, ευπλαστότητα, κατεργασιμότητα, αντοχή) για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τις θερμικές κατεργασίες του χάλυβα.
Απάντηση:
Σύνοψη: Σκλήρυνση, επαναφορά, ανόπτηση, εξομάλυνση και επιφανειακή σκλήρυνση (ενανθράκωση, εναζώτωση).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε τι αποσκοπεί η θερμική κατεργασία;
Απάντηση:
Σύνοψη: Αποσκοπεί στη μεταβολή/βελτίωση ιδιοτήτων του υλικού όπως η σκληρότητα, η ελαστικότητα, η ευπλαστότητα, η κατεργασιμότητα και η αντοχή σε εφελκυσμό/κρούσεις, ώστε να ανταποκρίνεται καλύτερα στην εφαρμογή του.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τον εξοπλισμό που απαιτείται για θερμικές κατεργασίες.
Απάντηση:
Σύνοψη: Κλίβανοι (ηλεκτρικοί ή καυσίμου, για τη θέρμανση) και μανία (δοχεία με υγρά ψύξης/βαφής, τοποθετημένα κοντά στους κλίβανους).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τα υγρά ψύξης στα μπάνια θερμικών κατεργασιών.
Απάντηση:
Σύνοψη: Αλατόνερο, καθαρό νερό και λάδι (αλατόνερο/νερό για ανθρακούχους χάλυβες, λάδι για χαλυβοκράματα).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ένα εξάρτημα μετά τη θέρμανση στον κλίβανο εμβαπτίζεται σε αλατόνερο. Πώς θα ονομάζεται η θερμική αυτή κατεργασία;
Απάντηση:
Σύνοψη: Βαφή (απότομη ψύξη με εμβάπτιση σε μέσο βαφής) — αν στόχος είναι η αύξηση σκληρότητας, πρόκειται συγκεκριμένα για σκλήρυνση με βαφή σε αλατόνερο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι επιτυγχάνεται με τη σκλήρυνση ενός χαλύβδινου εξαρτήματος;
Απάντηση:
Σύνοψη: Αυξάνεται η σκληρότητα και η μηχανική αντοχή του εξαρτήματος (με αντίτιμο μείωση της ολκιμότητας και ανάπτυξη εσωτερικών τάσεων).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε τι αποσκοπεί η επαναφορά του χάλυβα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Αποσκοπεί στη μαλακοποίηση ενός ήδη σκληρυμένου χάλυβα, με ταυτόχρονη αύξηση της μηχανικής του αντοχής (μείωση της υπερβολικής ευθραυστότητας που προκάλεσε η σκλήρυνση).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ένας χαλύβδινος άξονας είναι σκληρός. Ποια θερμική κατεργασία πρέπει να υποστεί για να γίνει μαλακός και εύκολα κατεργάσιμος;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ανόπτηση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι επιδιώκεται με την ανόπτηση του χάλυβα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Επιδιώκεται η μαλακοποίηση του υλικού (ευκολότερη μηχανουργική κατεργασία/διαμόρφωση/κοπή), η μείωση της σκληρότητας, η απάλειψη εσωτερικών τάσεων και η ομογενοποίηση του κράματος.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Πώς ονομάζεται η θερμική κατεργασία με την οποία αυξάνουμε τη σκληρότητα της εξωτερικής μόνο επιφάνειας ενός εξαρτήματος;
Απάντηση:
Σύνοψη: Επιφανειακή σκλήρυνση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι επιδιώκεται με την εξομάλυνση του χάλυβα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Επιδιώκεται η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων και αύξηση της σκληρότητας, με τον χάλυβα να γίνεται πιο όλκιμος και καταλληλότερος για συγκολλήσεις και μετέπειτα κατεργασίες σκλήρυνσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τις βασικές μεθόδους επιφανειακής σκλήρυνσης.
Απάντηση:
Σύνοψη: Ενανθράκωση (εμπλουτισμός επιφάνειας με άνθρακα) και εναζώτωση (εμπλουτισμός επιφάνειας με άζωτο, σχηματισμός νιτριδίων σιδήρου).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ένα χαλύβδινο εξάρτημα θερμαίνεται σε κλίβανο με ατμόσφαιρα μονοξειδίου του άνθρακα. α) Πώς ονομάζεται η θερμική κατεργασία; β) Τι αλλάζει στο εξάρτημα;
Απάντηση:
Σύνοψη: α) Ενανθράκωση. β) Εμπλουτίζεται με άνθρακα μόνο η εξωτερική επιφάνεια του εξαρτήματος (χωρίς να επηρεάζεται ο πυρήνας του), με αποτέλεσμα να αυξάνεται η σκληρότητα της επιφάνειας ενώ το εσωτερικό παραμένει πιο όλκιμο/ανθεκτικό σε κρούση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τις συνήθεις μεθόδους βαφής των κραμάτων αλουμινίου.
Απάντηση:
Σύνοψη: Βαφή σε κρύο νερό, βαφή σε θερμό νερό και βαφή με ψεκασμό.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι χαρακτηρίζει η τεχνητή γήρανση στα κράματα αλουμινίου;
Απάντηση:
Σύνοψη: Χαρακτηρίζεται από την επιτάχυνση της γήρανσης με θέρμανση/παραμονή σε κλίβανο στους 100-200 °C για 1-3 ημέρες, με αποτέλεσμα αύξηση της μηχανικής αντοχής/σκληρότητας και μείωση της ελατότητας/κατεργασιμότητας.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε τι διαφέρει η φυσική από την τεχνητή γήρανση;
Απάντηση:
Σύνοψη: Η φυσική γήρανση συντελείται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, φυσιολογικά, μέσα στις πρώτες οκτώ ημέρες. Η τεχνητή γήρανση επισπεύδεται τεχνητά με θέρμανση και παραμονή στον κλίβανο (100-200 °C, 1-3 ημέρες), πετυχαίνοντας γρηγορότερα το αποτέλεσμα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ένα εξάρτημα κράματος αλουμινίου είναι πολύ σκληρό. Ποια θερμική κατεργασία πρέπει να υποστεί για να γίνει μαλακό και κατεργάσιμο;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ανόπτηση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε τι αποσκοπεί η ανόπτηση κραμάτων αλουμινίου;
Απάντηση:
Σύνοψη: Αποσκοπεί στο να γίνουν τα υλικά καταλληλότερα για ψυχρή μηχανική κατεργασία (μαλάκωμα πριν από τη διαμόρφωση). Επειδή κατά την ψυχρή κατεργασία τα υλικά σκληραίνουν, ορισμένες φορές απαιτούνται διαδοχικές ανοπτήσεις για να μη δημιουργηθούν ρωγμές.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Πώς ορίζεται η σκληρότητα ενός μεταλλικού αντικειμένου;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ως η αντίσταση που προβάλλει το υλικό στη διείσδυση/παραμόρφωση της επιφάνειάς του από έναν εντυπωτή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Αναφέρατε τις βασικές μεθόδους ελέγχου σκληρότητας.
Απάντηση:
Σύνοψη: Brinell, Rockwell, Vickers και Barcol.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ένα έλασμα κράματος αλουμινίου έχει εσωτερικές τάσεις που πρέπει να εξαλειφθούν. Ποια θερμική κατεργασία πρέπει να υποστεί;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ανόπτηση (αποτατική ανόπτηση), η οποία απαλείφει τις εσωτερικές τάσεις.
Κριτήρια αξιολόγησης: