KWALIFIKACJA MTL5 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 20.
Określ na podstawie tabeli, który sposób wytwarzania stali wysokomiedziowej gwarantuje otrzymanie materiału o największej wytrzymałości na zginanie.
Ilustracja przedstawia tabelę porównawczą właściwości spiekanych stali wysokomiędziowych o zawartości 0,8% węgla.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Największą wytrzymałość na zginanie należy wskazać, porównując wartości Rg w tabeli dla obu metod i wszystkich zawartości Cu. Maksimum Rg wynosi 1400 MPa i występuje dla metody infiltracji przy 25% Cu, co odpowiada infiltracji miedzią spieku żelaza o porowatości ok. 25%.

Pełne wyjaśnienie:

Zadanie wymaga wybrania wariantu technologii, który daje największą wytrzymałość na zginanie Rg. Kluczowe jest więc porównanie wszystkich wartości Rg z tabeli, a nie kierowanie się intuicją o procesie.

W tabeli występują dwie metody wytwarzania stali wysokomiedziowej:

  • Spiekanie mieszanki proszków (Fe+Cu) – wartości Rg są relatywnie niskie (np. 640 MPa dla 15% Cu, 600 MPa dla 20% Cu, ok. 400 MPa dla 25–30% Cu).
  • Infiltracja spieku – najpierw otrzymuje się porowaty spiek żelaza, a następnie pory wypełnia ciekła miedź; wartości Rg są znacznie wyższe (1160 MPa dla 15% Cu, 1280 MPa dla 20% Cu, 1400 MPa dla 25% Cu, 1150 MPa dla 30% Cu).

Najwyższa liczba w całej kolumnie Rg to 1400 MPa. Jest ona przypisana do wariantu infiltracji przy 25% Cu. W praktycznym zapisie odpowiedzi egzaminacyjnej wariant ten opisuje się jako "infiltracja miedzią spieku żelaza o porowatości ok. 25%", bo taka porowatość umożliwia wypełnienie objętości porów miedzią odpowiadającą ~25% udziału.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Warianty "spiekanie mieszanki proszków …% Cu" nie mogą być poprawne, bo ich Rg w tabeli jest wyraźnie niższe od maksimum (nawet najlepszy wynik spiekania to 640 MPa).
  • "Infiltracja … porowatości ok. 15%" daje wysokie Rg, ale nadal mniejsze niż maksimum (1160 MPa vs 1400 MPa), więc nie spełnia warunku "największej".

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw zidentyfikuj właściwą kolumnę (tu: Rg, nie gęstość ρ) i dopiero potem znajdź globalne maksimum w całej tabeli.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rg to parametr opisujący, jakie naprężenia materiał może przenieść podczas próby zginania, zanim ulegnie zniszczeniu. W zadaniach z tabelą najważniejsze jest, aby porównywać te same jednostki i tę samą kolumnę (Rg w MPa), bo obok może występować np. gęstość ρ.
Najpierw zaznacz właściwą kolumnę (tu: Rg), potem przejrzyj wszystkie wiersze i obie metody, szukając największej liczby. Dopiero na końcu dopasuj tę wartość do opisu technologii w odpowiedziach. To minimalizuje ryzyko pomyłki kolumn.
W infiltracji najpierw powstaje porowaty szkielet żelazny, a potem pory są wypełniane ciekłą miedzią. Taki układ sprzyja uzyskaniu ciągłej, nośnej struktury żelaza przy jednoczesnym wypełnieniu porów, co zwykle podnosi Rg. W spiekaniu mieszanki struktura bywa bardziej niejednorodna.
Porowatość ok. 25% oznacza, że około 25% objętości spieku stanowią pory. W infiltracji te pory mogą zostać wypełnione ciekłą miedzią, dlatego porowatość jest praktycznie powiązana z ilością miedzi, która może wejść do struktury. W zadaniu pomaga to dopasować wariant procesu.
Nie. W tabeli widać, że po osiągnięciu pewnego optimum (tu maksimum Rg przy 25% Cu w infiltracji) dalsze zwiększenie zawartości miedzi może obniżać Rg (np. spadek przy 30% Cu). Na egzaminie nie zgaduj po procentach – zawsze sprawdzaj wartość Rg.
Najczęstsze pomyłki to: porównanie tylko jednej metody (np. tylko "spiekanie"), odczytanie gęstości ρ zamiast Rg, albo wybór odpowiedzi z "największym % Cu" zamiast z największym Rg. Pomaga systematyczne skanowanie tabeli: kolumna → wszystkie wiersze → wybór maksimum.
Infiltrację stosuje się wtedy, gdy chce się znacząco poprawić własności (np. wytrzymałość na zginanie) w porównaniu do zwykłego spiekania mieszanki. Proces polega na wytworzeniu porowatego spieku i późniejszym wypełnieniu porów ciekłym metalem. W zadaniu infiltracja wyraźnie podnosi Rg.
Decydujące są wartości liczbowe Rg w tabeli, bo pytanie dotyczy wariantu "gwarantującego największą wytrzymałość". Znajomość mechanizmu (spiekanie vs infiltracja) pomaga jedynie poprawnie nazwać wariant i uniknąć pomylenia odpowiedzi o podobnym brzmieniu.
Sformułowania typu "największa wytrzymałość" lub "gwarantuje otrzymanie materiału o największej…" oznaczają, że masz znaleźć najwyższą wartość spośród wszystkich podanych wariantów. Nie wystarczy maksimum w jednym podzbiorze (np. tylko dla infiltracji) – trzeba porównać całą tabelę.
Wystarczy odczyt i porównanie wartości – bez przeliczeń. Trzeba znaleźć najwyższą wartość Rg w MPa i wskazać odpowiadającą jej metodę wytwarzania. Jedyne "działanie" to logiczne porównanie liczb i dopasowanie opisu technologii z odpowiedzi do wiersza tabeli.
info

Statystycznie 58% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Największą wytrzymałość na zginanie należy wskazać, porównując wartości Rg w tabeli dla obu metod i wszystkich zawartości Cu."

Źródła:

  • Ilustracja w zadaniu: tabela "Porównanie właściwości spiekanych stali wysokomiedziowych (0,8% C)" – wartości Rg dla spiekania i infiltracji, w tym maksimum 1400 MPa dla infiltracji przy 25% Cu (źródło: załączona grafika egzaminacyjna).

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z metalurgii proszków (spiekanie, infiltracja) – rozdziały o własnościach mechanicznych
  • Materiały dydaktyczne z technologii wytwarzania stali i stopów oraz interpretacji tabel technologicznych
  • Zestawy zadań egzaminacyjnych z odczytu danych tabelarycznych (porównywanie parametrów Rm/Rp0,2/Rg/ρ)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego