Detail předmětu

Struktura a vlastnosti materiálů

FSI-3SV Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr

Fázové přeměny při tepelném zpracování kovů a slitin. Základní poznatky o konstrukčních materiálech (slitiny na bázi železa a neželezných kovů, keramika, polymery, kompozity) – vztah jejich chemického složení a technologického zpracování ke
krystalografickým,substrukturním, strukturním a mechanickým charakteristikám, degradační procesy při použití těchto materiálů. Základní zásady volby materiálu pro strojírenské konstrukce.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství

Výsledky učení předmětu

Technologům poskytne kurz znalosti o vztazích mezi strukturou, substrukturou a zpracovatelskými vlastnostmi konstrukčních materiálů.
Konstruktérům poskytne znalosti pro plné využívání užitných vlastností konstrukčních materiálů. Pro všechny materiály (běžných i vysokých parametrů) vymezuje kurz zásady pro jejich technicky a ekonomicky vhodnou aplikaci.

Prerekvizity

1. Stavba atomu, základy krystalografie
2. Základní pojmy z fyzikální chemie (entropie, volná energie, volná entalpie,
fáze, fázové rovnováhy, chemické rovnováhy)
3. Struktura reálných krystalů (poruchy krystalické mřížky a jejich vlastnosti)
4. Termodynamika pevných látek
5. Difuse, difusní procesy
6. Fáze v kovových a keramických soustavách. Rovnovážné diagramy
7. Fázové přeměny
8. Deformační a lomové vlastnosti , zkoušení mechanických vlastností konstrukčních
materiálů

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části
zkoušky student zpracuje čtyři otázky z témat, která byla přednesena v 
průběhu semestru.Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se
písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.

Učební cíle

Kurz má poskytnout znalosti o složení, struktuře a zpracování materiálů ve vztahu k jejich vlastnostem směrodatným pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití. Umožňuje pochopit podstatu výše uvedených jevů a příčinné souvislosti mezi nimi.
Předmět vytváří teoretické i praktické znalosti základních metod
nedestruktivního zkoušení materiálu a provozní diagnostiky.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Podmínky udělení zápočtu. Účast ve všech cvičeních je povinná, neúčast musí být řádně omluvena.Základní podmínkou pro udělení zápočtu je
absolvování všech cvičení, zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele.
Neúčast na cvičeních musí být omluvena. V případě neúčasti dostane student náhradní zadání a formou písemného protokolu prokáže, že dané téma zvládnul.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský, povinný

Program B-PDS-P: Průmyslový design ve strojírenství, bakalářský, povinný

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, volitelný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace KSB: Kvalita, spolehlivost a bezpečnost, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace MTI: Materiálové inženýrství, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
specializace SSZ: Stavba strojů a zařízení, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Osnova

1. Základy hutnické výroby železa a oceli.
2. Doprovodné a přísadové prvky ve slitinách železo – uhlík.
3. Fázové přeměny při tepelném zpracování slitin železa.
4. Postupy tepelného zpracování.
5. Konstrukční oceli nízkouhlíkové: pro svařované konstrukce cementační, pro hluboký tah a oceli k zušlechťování
6. Oceli korozivzdorné, žáruvzdorné, žáropevné
7. Nástrojové oceli a slitiny.
8. Litiny.
9. Neželezné kovy a slitiny I – nízkotavitelné kovy, slitiny Al,Mg, Ti
10.Neželezné kovy a slitiny II . slitiny Cu, Ni, Co
11.Konstrukční keramické materiály.
12.Konstrukční polymery.
13.Kompozitní materiály.
14.Volba konstrukčních materiálů.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Doležal, Ph.D.
Ing. Petr Havlík, Ph.D.
Ing. Simona Hutařová, Ph.D.
Ing. Dina Kičmerová, Ph.D.
Ing. Zina Pavloušková, Ph.D.
prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.
Ing. Jakub Poloprudský, Ph.D.
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D.
Ing. Roman Štěpánek, Ph.D.
prof. Ing. Stanislav Věchet, CSc.
Ing. Josef Zapletal, Ph.D.
Ing. Martin Zelený, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní cvičení. Organizační záležitosti, školení bezpečnosti práce, opakování.
2. Normy,
3. Struktura a vlastnosti slitin železa.
4. Austenitizace, diagramy IRA, ARA.
5. Základní typy tepelného zpracování
6. Chemicko-tepelné zpracování.
7. Nízkouhlíkové oceli.
8. Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli.
9. Nástrojové oceli.
10.Grafitické litiny.
11.Neželezné kovy I – pájky a slitiny.
12.Neželezné kovy II – slitiny Cu.
13.Polymery.