Technologické vlastnosti materiálů (FSI-WTV)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s poznatky z oblasti slévatelnosti, tvařitelnosti, svařitelnosti a obrobitelnosti zejména kovových materiálů, s přednostním respektováním materiálových aspektů a interakcí.
Výstupy studia a kompetence:
Znalosti a dovednosti v oblasti posuzování, ovlivňování a aplikace základních technologických vlastností kovů a slitin, zejména při volbě materiálů a následných výrobních technologií. Schopnost tvůrčí práce nebo spolupráce v oblasti konkrétní výrobní technologie.
Prerekvizity:
Absolvování bakalářsého studia oboru "Materiálové inženýrství", základní znalosti technologií obrábění, tváření, slévárenství a svařování.
Obsah předmětu (anotace):
Technologické vlastnosti strojírenských materiálů, vysvětlené zejména na základě materiálové problematiky. Zahrnuty jsou technologické vlastnosti kovových materiálů (slévatelnost, tvařitelnost, svařitelnost, obrobitelnost). Technologické vlastnosti nekovových konstrukčních materiálů jsou začleněny do výuky jim věnovaných specielních předmětů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorními cvičeními.
Způsob a kritéria hodnocení:
Semestrální zkouška (písemka, pokrývající celou šíři uvedené problematiky). Hodnocení pomocí kriterií ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrola nabytých znalostí, dovedností a schopností po ukončení jednotlivých tématických oblastí (kontrola protokolů, písemný test)
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Přednášky

Obrobitelnost (prof. M. Píška)

1. Definice obrobitelnosti, ovlivňující faktory, kriteria a normativy
2. Skupiny a třídy obrobitelnosti strojírenských materiálů
3. Řezání jako dynamický proces plastické deformace a lomu, plastický tok materiálu při vysoké deformační rychlosti, účinky na opotřebení řezného nástroje a integritu obrobeného povrchu.

Slévatelnost (doc. J. Roučka)

4. Fyzikální vlastnosti roztavených kovů a slitin, povrchové napětí kapalin, měření povrchového napětí, vliv chemického složení kovu a teploty na povrchová napětí tavenin.
5. Ideální a reálná kapalina, proudění kapalin, turbulence při proudění kapalin, viskozita roztavených kovů a slitin, ztráty při proudění kapalin.
6. Smáčivost forem, tepelná akumulace forem, penetrace kovů a slitin, zabíhavost, zkoušky zabíhavosti, objemové změny kovů a slitin v průběhu tuhnutí.

Tvařitelnost (Ing. K. Podaný, Ph.D.)
7. Fyzikální podstata plastické deformace. Tvářitelnost kovů a slitin– definice, základní kriteria, proměnné (chemické složení, struktura, napěťový stav, teplota a rychlost deformace)
8. Teorie plastických deformací, podmínky vzniku plastické deformace.
9. Rozbor procesů deformace-mezní diagramy tvářitelnosti.

Svařitelnost (doc. V. Jan, prof. R. Foret)

10. Definice svařitelnosti. Teplotní a deformační cyklus při svařování. Klasifikace trhlin při svařování.
11. Struktura a vlastnosti svarových spojů a jejich tepelné zpracování
12. Svařitelnost vybraných skupin ocelí a litin
13. Svařování vybraných slitin neželezných kovů (slitiny hliníku, mědi, niklu, titanu)
    Laboratorní cvičení 1. Obrábění – učení kinetické obrobitelnosti materiálu pomocí dlouhodobých a krátkodobých zkoušek.
2. Slévárenství – technologické zkoušky zabíhavosti, stanovení hustoty kovů a slitin, ověření vlivu rychlosti ochlazování a atmosférického tlaku na hustotu hliníkových slitin.
3. Tváření 1
4. Tváření 2
5. Vyhodnocení konkrétního svarového spoje (integrita, struktura, tvrdost)
6. Zkoušky svařitelnosti – přehled
Literatura - základní:
1. MIELNIK, Edw.M.: Metalworking Science and Engineering. 1st.ed. New York, London, Mc Graw-Hill, 1991, 976p. ISBN 0-07-041904-3.
2. ASM International. ASM Handbook : Metalworking: Bulk Forming. S.L. Semiatin. 1st edition. Materials Park Ohio : ASM, 2005. ISBN 0-87170-708-X.
8. ASM Handbook, Vol. 6A: Welding Fundamentals and Processes, ASM International, Ohio,2011, 920 s.
Literatura - doporučená:
1. FOREJT, M., PÍŠKA, M. Teorie obrábění, tváření a nástrojů. VŠ skriptum. Brno: CERM, 2006. s. 230. 1. vyd.. ISBN 80-214-2374-9.
2. VETIŠKA, A., Teoretické základy slévárenské technologie. SNTL Praha / Alfa Bratislava 1972, 388 str., 04-221-72
3. PETRŽELKA,J., SONENEK, P.: Tvařitelnost kovových materiálů (upravená verze III). Učební texty, VŠB-TU Ostrava, 2007
4. HRIVŇÁK, I.: Zváranie a zvaritelnosť materiálov, STU Bratislava, 2009, 486 s.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 2 Z
N-SLE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Volitelný 2 1 Z