KWALIFIKACJA MEC8 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 19.
Na podstawie informacji w zamieszczonej tabeli, jako materiał zastępczy za żeliwo ZL400, dla którego Rm=400 MPa, Re=600 MPa, należy zastosować stal. Zaleca się, aby własności wytrzymałościowe i plastyczne były nie mniejsze niż materiału zastępowanego. Który rodzaj stali spełnia te warunki?
Ilustracja przedstawia tabelę z danymi dotyczącymi różnych rodzajów stali, które mogą być używane jako zamienniki dla żeliwa
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wybór opiera się na danych z tabeli: stal zastępcza ma mieć własności nie mniejsze od materiału zastępowanego, więc należy porównać jednocześnie Rm i Re z wartościami wymaganymi dla żeliwa ZL400. Z podanych gatunków tylko 20H spełnia w tabeli warunek minimalny dla obu parametrów.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano kryterium doboru: jako materiał zastępczy należy wybrać stal, której własności wytrzymałościowe i plastyczne nie będą mniejsze niż własności materiału zastępowanego (żeliwa ZL400). W praktyce oznacza to konieczność sprawdzenia w tabeli co najmniej dwóch wielkości:

  • Rm (wytrzymałość na rozciąganie) – parametr opisujący maksymalne naprężenie, jakie materiał może przenieść w próbie rozciągania,
  • Re (granica plastyczności) – parametr określający moment, od którego zaczynają się trwałe odkształcenia plastyczne.

Warunek "zaleca się, aby własności ... były nie mniejsze" należy rozumieć jako warunek łączny: oba parametry odczytane z tabeli dla stali muszą być co najmniej równe wartościom wymaganym dla żeliwa. Nie wystarczy, że stal ma tylko wysokie Rm, jeśli ma zbyt niskie Re (albo odwrotnie), bo wtedy część mogłaby wcześniej ulec trwałemu odkształceniu lub nie spełnić wymagań wytrzymałościowych.

Na podstawie danych zestawionych w dołączonej tabeli, spośród odpowiedzi: 20H, St4S, St6, 55 tylko 20H spełnia jednocześnie wymagania dotyczące minimalnych wartości Rm i Re przyjęte w treści zadania.

Pozostałe odpowiedzi są błędne, ponieważ w tabeli nie spełniają przynajmniej jednego z warunków minimalnych (mają za niskie Rm lub za niskie Re w porównaniu z wymaganiem). Typowy błąd na egzaminie polega na sprawdzeniu tylko jednego parametru lub na odczycie niewłaściwej kolumny w tabeli.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rm to wytrzymałość na rozciąganie, a Re to granica plastyczności. W doborze zamiennika porównujesz je z wartościami wymaganymi: Rm mówi o nośności przy zerwaniu, a Re o tym, kiedy pojawią się trwałe odkształcenia.
To warunek minimalny: wartości z tabeli dla materiału zastępczego muszą być co najmniej równe wymaganiom. Jeśli w kryterium są podane dwie cechy (np. Rm i Re), w praktyce sprawdza się je łącznie, a nie wybiórczo.
1) Odczytaj wymagania (tu: minimalne Rm i Re).
2) Sprawdź w tabeli Rm dla każdej stali i odrzuć zbyt niskie.
3) Z pozostałych sprawdź Re i odrzuć niespełniające.
4) Jeśli zostanie jedna pozycja, to jest poprawny wybór.
Bo materiał może mieć wysoką wytrzymałość maksymalną (Rm), ale niską granicę plastyczności (Re). Wtedy element może się trwale odkształcić "za wcześnie", mimo że nie pęknie. W konstrukcji maszyn liczy się i nośność, i odporność na odkształcenia.
Nie zawsze. Same Rm i Re to ważne, ale nie jedyne kryteria. W praktyce dochodzą m.in. skrawalność, spawalność, odporność na zużycie, tłumienie drgań czy podatność na pękanie. Egzaminowo zwykle ogranicza się wybór do parametrów podanych w tabeli.
Najczęstsze to: odczyt z niewłaściwego wiersza/kolumny, pomylenie Rm z Re, nieuwzględnienie warunku łącznego (sprawdzenie tylko jednego parametru) oraz przeoczenie dopisku "minimalnie"/"nie mniejsze". Pomaga zaznaczenie wymagań i porównywanie punkt po punkcie.
Granica plastyczności (Re) określa, od jakiego naprężenia pojawiają się trwałe odkształcenia. W maszynach jest kluczowa, bo element może przestać spełniać funkcję (np. luz, bicie, utrata pasowania) dużo wcześniej niż dojdzie do pęknięcia.
Wytrzymałość w tym ujęciu wiąże się z Rm (kiedy materiał osiąga maksimum i może ulec zniszczeniu). Plastyczność odnosi się do zachowania po przekroczeniu Re (czyli skłonności do trwałych odkształceń). Zadanie każe dobrać stal, by oba aspekty nie były gorsze.
Zwykle nie. To zadanie jest typowo "tabelaryczne": porównujesz wartości podane w treści z wartościami w tabeli i wybierasz opcję, która spełnia warunek minimalny. Obliczenia pojawiają się dopiero wtedy, gdy trzeba przeliczać jednostki lub wyznaczać naprężenia z obciążenia.
Ćwicz: (1) interpretację Rm/Re oraz innych cech (twardość, wydłużenie), (2) szybkie odczytywanie tablic materiałowych, (3) rozumienie sformułowań "nie mniejsze", "najniższe", "minimalne". Rób zadania na eliminację materiałów niespełniających kryteriów.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 54% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Wybór opiera się na danych z tabeli: stal zastępcza ma mieć własności nie mniejsze od materiału zastępowanego, więc należy porównać jednocześnie Rm i Re z wartościami wymaganymi dla żeliwa ZL400."

Materiały:

  • Podręcznik do materiałoznawstwa dla kierunków mechanicznych (rozdziały o stalach i żeliwach)
  • Tablice materiałowe i zestawienia własności mechanicznych stali konstrukcyjnych
  • Materiały szkoleniowe z interpretacji prób rozciągania (Rm, Re, wydłużenie)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego