KWALIFIKACJA MTL4 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 31.
Na rysunku przedstawiono próbę technologiczną w kształcie odlewu kraty stosowaną do badania
Ilustracja przedstawia techniczny rysunek odlewu kraty, używanego do badania naprężeń własnych w odlewie.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Próba technologiczna w kształcie odlewu kraty służy do oceny występowania i skutków naprężeń własnych (resztkowych) w odlewie, które mogą powodować paczenie lub odkształcenia elementów po wybiciu z formy. Lejność, skurcz liniowy i pękanie na gorąco bada się innymi próbami o innej geometrii.

Pełne wyjaśnienie:

Próby technologiczne w odlewnictwie mają z góry określoną geometrię, ponieważ kształt odlewu próbnego wymusza określony sposób krzepnięcia i chłodzenia, a to pozwala uwidocznić wybrane zjawiska procesu. W przypadku odlewu w kształcie kraty celem jest ujawnienie i ocena naprężeń własnych (resztkowych) powstających w trakcie krzepnięcia i stygnięcia, wynikających m.in. z nierównomiernego skurczu, ograniczeń geometrycznych oraz różnic temperatur w przekroju.

Odpowiedź "naprężeń własnych w odlewie" jest właściwa, ponieważ tego typu próbka pozwala obserwować efekty naprężeń (np. skłonność do odkształceń/paczenia po wyjęciu z formy lub po operacjach technologicznych). Taki rezultat jest bezpośrednio związany z tym, jak odlew "pracuje" pod wpływem wewnętrznych naprężeń.

Pozostałe odpowiedzi odnoszą się do innych właściwości technologicznych, które zwykle bada się innymi, bardziej wyspecjalizowanymi próbami:

  • "lejności ciekłego metalu" — lejność ocenia się próbami, w których kluczowe jest wypełnienie wąskich kanałów lub odcinków o określonej długości; sama krata nie jest typową próbą nastawioną na pomiar zdolności płynięcia i wypełniania.
  • "skurczu liniowego" — skurcz liniowy wymaga możliwości jednoznacznego odniesienia długości przed i po krzepnięciu (zwykle na prostych odcinkach pomiarowych); złożona geometria kraty utrudnia jednoznaczny pomiar tej wielkości jako głównego celu próby.
  • "odporności na pękanie na gorąco" — pękanie na gorąco ocenia się na próbkach, które celowo generują wysokie naprężenia podczas końcowej fazy krzepnięcia (ograniczenie skurczu w strefie półciekłej). Choć zjawisko jest powiązane z naprężeniami, to nie jest to to samo co ogólna ocena naprężeń własnych w odlewie.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu pojawia się charakterystyczna geometria próbki, warto kojarzyć ją z tym, jakie zjawisko ma się "ujawnić" na gotowym odlewie (odkształcenie, pęknięcia, niedolewy, itp.), a nie tylko z samą nazwą właściwości.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Naprężenia własne (resztkowe) to naprężenia pozostające w odlewie po krzepnięciu i stygnięciu, bez działania zewnętrznych obciążeń. Powstają m.in. przez nierównomierne chłodzenie i skurcz oraz przez ograniczenia geometryczne, co może skutkować paczeniem lub pękaniem.
Próby technologiczne wykonuje się, aby szybko ocenić zachowanie stopu i procesu (np. skłonność do wad, odkształceń czy pęknięć) w kontrolowanych warunkach. Dzięki temu można dobrać parametry procesu, materiał formy i układ wlewowy oraz ograniczyć ryzyko braków produkcyjnych.
Kształt próbki jest projektowany tak, by uwidocznić konkretne zjawisko (np. płynięcie w wąskich kanałach, koncentrację naprężeń, zablokowanie skurczu). Na egzaminie warto łączyć geometrię z oczekiwanym efektem: odkształceniem, pęknięciem, niedolewem lub zmianą wymiarów.
Lejność to zdolność ciekłego metalu do przepływu i wypełnienia formy przed zakrzepnięciem. Bada się ją zwykle próbami, w których metal ma wypełnić kanał o określonej geometrii i długości, a wynik odnosi się do stopnia wypełnienia. To inny typ próby niż ukierunkowana na naprężenia własne.
Skurcz liniowy to zmniejszenie wymiaru w jednym kierunku, wynikające z kurczenia się metalu podczas stygnięcia i przemiany z cieczy w ciało stałe. Jest istotny przy wyznaczaniu naddatków i skali modelu. Do jego oceny stosuje się próby umożliwiające jednoznaczny pomiar długości.
Paczenie często wynika z nierównomiernego rozkładu temperatur i skurczu w różnych częściach odlewu, co generuje naprężenia własne. Gdy odlew zostanie uwolniony z formy, wewnętrzne naprężenia mogą się "odprężyć" przez odkształcenie. Wpływ mają też grubości ścianek i geometria.
Pękanie na gorąco to pęknięcia powstające pod koniec krzepnięcia, gdy metal jest jeszcze częściowo ciekły, a skurcz jest mechanicznie ograniczony. Sprzyjają mu m.in. duże gradienty temperatury, niekorzystna geometria oraz skład stopu. Do oceny stosuje się próby celowo wymuszające to zjawisko.
Skutkami mogą być odkształcenia (paczenie), pęknięcia, problemy podczas obróbki mechanicznej oraz zmiana wymiarów w czasie eksploatacji. Naprężenia mogą też ujawniać się po obróbce cieplnej lub po zdjęciu naddatków. Dlatego ich kontrola jest ważna w nadzorze procesu odlewniczego.
W praktyce egzaminacyjnej rysunek jest kluczowy, bo wskazuje konkretny typ próbki. Bez niego można mieć trudność z jednoznacznym skojarzeniem próby z badaną cechą, jeśli uczeń nie pamięta nazwy/wyglądu próby. Dlatego warto uczyć się typowych kształtów próbek technologicznych.
Ucz się zestawów: wygląd próbki → badana cecha → typowy wynik (np. odkształcenie, pęknięcie, stopień wypełnienia). Pomaga tworzenie fiszek z rysunkiem i krótkim opisem. Trenuj też rozróżnianie pojęć: lejność, skurcz, pękanie na gorąco, naprężenia własne.
info

Statystycznie 49% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Lejność, skurcz liniowy i pękanie na gorąco bada się innymi próbami o innej geometrii."

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z technologii odlewnictwa dotyczące prób technologicznych i właściwości technologicznych stopów
  • Skrypty szkolne/branżowe o wadach odlewów i ich przyczynach (naprężenia, pęknięcia na gorąco, skurcz)
  • Instrukcje zakładowe kontroli procesu i kontroli jakości odlewów (wewnętrzne procedury)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego