Kapitoly z materiálového inženýrství (FSI-0ME)

Akademický rok 2020/2021
Garant: prof. Ing. Martin Trunec, Dr.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem studia předmětu Kapitoly z materiálového inženýrství je překlenout rozdíly ve znalostech absolventů bakalářského studia oboru materiálového inženýrství a ostatních oborů. Vytvořit u těchto studentů předpoklady pro úspěšné zvládnutí magisterského stupně studia oboru.
Výstupy studia a kompetence:
Předmět Kapitoly z materiálového inženýrství umožňuje studentům doplnit si znalosti o vybraných konstrukčních materiálech, způsobech jejich přípravy i tepelného zpracování. Student bude v průběhu studia daného předmětu seznámen s výrobními i provozními degradačními procesy materiálů. Dalším výstupem je získání posledních poznatků z experimentální techniky pozorování a hodnocení struktury a zjišťování mechanických vlastností materiálů.
Prerekvizity:
Předmět navazuje na znalosti získané v těchto předmětech bakalářského studia oboru Základy strojního inženýrství:
Úvod do materiálových věd a inženýrství, Struktura a vlastnosti materiálů, Fyzika materiálů nebo Mezní stavy materiálů, Výrobní technologie a Technologie.

Obsah předmětu (anotace):
Předmět Kapitoly z materiálového inženýrství má studentům poskytnout potřebné doplňující znalosti pro studium magisterského studia materiálového inženýrství. Je určen pro absolventy oborů bakalářského studia obecného typu mimo obor materiálové inženýrství. Je koncipován jako souhrn základních poznatků, které zahrnují oblast kovových i nekovových materiálů a technologii jejich výroby včetně jejich tepelného zpracování. Studenti získají znalosti o degradačních procesech ve strojírenských materiálech a o moderních experimentálních metodách studia a zkoušení materiálů. Absolvování předmětu je předpokladem pro tvůrčí činnost v oboru materiálového inženýrství.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna praktickým procvičením látky v laboratorních cvičeních.
Způsob a kritéria hodnocení:
Stoprocentní účast ve cvičeních, odevzdání všech protokolů z laboratorních cvičení na odpovídající věcné i grafické úrovni.Při zkoušce jsou prověřovány znalosti především písemnou formou z tematických okruhů, se kterými jsou studenti na začátku semestru seznámeni. V ústní části zkoušky student zodpoví dotazy k ověření dílčích znalostí. Výsledná klasifikace zahrnuje: hodnocení protokolů z laboratorních cvičení, výsledek písemné zkoušky a ústního pohovoru.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast ve cvičeních je povinná, neúčast musí být řádně omluvena. Kontrolována bude účast ve cvičeních a případná neúčast musí být řádně omluvena. Povinností studenta je průběžné odevzdávání protokolů z laboratorních cvičení. Znalosti z probírané látky budou prověřovány formou krátkých testů. V případě omluvené neúčasti ve cvičeních bude dané téma nahrazováno formou individuálních zadání.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Přednášky:
1.Vybrané skupiny tvářených a litých slitin železa
2.Vybrané skupiny slitin neželezných kovů
3.Struktura a vlastnosti nekovových materiálů
4.Technologie přípravy nekovových materiálů
5.Řízené aktivní atmosféry pro tepelné a chemicko-tepelné zpracování
6.Vakuové a nízkotlaké technologie pro tepelné a chemicko-tepelné zpracování
7.Objasnění pojmu degradace materiálů. Výrobní degradace
8.Provozní degradace materiálů
9.Základy světelné mikroskopie a příprava preparátů
10.Elektronová mikroskopie, chemická i rentgenostrukturní fázová analýza a dilatometrie
11.Mikrostrukturní parametry. Hodnocení povrchových vrstev a svarů
12.Vysokocyklová a nízkocyklová únava kovových materiálů
13.Křehký lom materiálů.
    Laboratorní cvičení Laboratorní cvičení:
1.Hodnocení struktury a vlastností vybraných konstrukčních a nástrojových ocelí
2.Hodnocení struktury a vlastností vybraných typů slitin neželezných kovů
3.Termochemie – energetická bilance
4.Technologie výroby a použití skla, keramiky a polymerů a souvislost s jejich vlastnostmi
5.Kalicí prostředí a jeho měření
6.Měření teploty a složení atmosfér
7.Presentace příkladů výrobní degradace včetně vad
8.Presentace příkladů provozní degradace
9.Metodika přípravy preparátů a vyhodnocování struktur na světelném mikroskopu
10.Aplikace lokální chemické mikroanalýzy v REM (EDS a WDS)
11.Vyhodnocování mikrostrukturních parametrů
12.Únava materiálů a její zkoušení
13.Zkouška rázem v ohybu a lomové houževnatosti
Literatura - základní:
1. Ashby, F.M., Jones, D.R.H. Engineering Materials I, II, Pergamon Press, Ltd., England 1989
2. Callister, W.D., Jr. Materials Science and Engineering, John Willey & Sons, Inc; New York, 2004
3. Ptáček L. a kol.: Nauka o materiálu II, CERM, Brno 2002
4. FREMUNT, P., PODRÁBSKÝ ,T. Konstrukční oceli. CERM, Brno, 1996.
5. M.W.Barsoum: Fundamentals of Ceramics, IOP Publishing, London 2003
6. Wulpi, D.J.: How Components Fail, 2nd ed., ASM International 2001
7. Brandon,D., Kaplan,W.D.: Microstructural Character.of Materials
8. Hanke, L.D.: Handbook of analytical methods for materials, Materials evaluation andEngineering, Inc. 2001
Literatura - doporučená:
1. FREMUNT, P., PODRÁBSKÝ ,T. Konstrukční oceli. CERM, Brno, 1996.
2. FREMUNT, P. KREJČÍK, J. PODRÁBSKÝ, T. Nástrojové oceli. Dům techniky Brno, Brno, 1994.
3. Richerson, D.W.: Modern Ceramic Engineering, 2nd edition, Kluwer Academic Publishers, Boston 2000
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- kl 4 Volitelný 2 1 Z