Praktická metalografie (FSI-0PM)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámení se s metodikou hodnocení reálných výrobních problémů.
Osvojení si základních metod přípravy, pozorování a vyhodnocení makro a mikro struktury kovových a nekovových materiálů pomocí moderních metod světelné a elektronové mikroskopie.
Implementace teoretických znalostí z oblasti materiálových věd do reálných analýz příčin poškození.
Hodnocení reálných výrobních problémů souvisejících s poškozením součásti po provozním namáhání, případně v průběhu technologie jeho výroby.
Výstupy studia a kompetence:
Osvojení si metodiky hodnocení reálných problémů z technické praxe souvisejících s materiálem a jeho jakostí a technologií jeho zpracování.
Prerekvizity:
Všeobecné znalosti a základní znalosti matematiky, fyziky a chemie ze střední školy. Znalosti z oblasti materiálových věd odpovídající úrovni vyučovaných předmětů BUM , 3SV, atp.
Obsah předmětu (anotace):
Studium řešení reálných výrobních problémů a konkrétních poškození (selhání) součástí na základě komplexní strukturní a fázové analýzy materiálu.
Seznámení se s materiálovými analýzami souvisejícími s použitím nevhodného materiálu, mikrostruktury, chemického složení, tepelného či chemicko-tepelného zpracování nebo neoptimálního technologického procesu výroby. Řešení záměny materiálu či dodavatelsko-odběratelských rozepří při specifikaci materiálových charakteristik.
Konfrontace nabytých znalostí z oblasti materiálových věd se skutečnými potřebami technické praxe.
Množství a rozmanitost řešených problematik i materiálů vychází z víc než dvacetileté intenzivní spolupráce garantky předmětu s průmyslem.
Metody vyučování:
Předmět je veden iterativní formou diskuze nad konkrétní problematikou a doplněním potřebných teoretických znalostí nutných k jejímu zdárnému řešení.
V případě zájmu je prováděna příprava metalografických preparátů a vlastní mikroskopické pozorování, případně další doplňkové analytické metody potřebné pro řešení dané problematiky.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení na základě aktivního přístupu během výuky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška Studium řešení reálných výrobních problémů a konkrétních poškození (selhání) součástí na základě komplexní strukturní a fázové analýzy materiálu.
Seznámení se s materiálovými analýzami souvisejícími s použitím nevhodného materiálu, mikrostruktury, chemického složení, tepelného či chemicko-tepelného zpracování nebo neoptimálního technologického procesu výroby. Řešení záměny materiálu či dodavatelsko-odběratelských rozepří při specifikaci materiálových charakteristik.
    Laboratorní cvičení 1.Bezpečnost práce v metalografických laboratořích. Predikace vlastností na základě strukturních charakteristik.
2.Odběr vzorků pro metalografický rozbor. Výběr místa odběru vzorku. Orientace vzorku, plocha výbrusu. Technologické aspekty vhodnosti výběru vzorku. Ovlivnění struktury metodou odběru.
3.Broušení a leštění vzorků pro světelnou mikroskopii. Mechanické leštění, elektrolytické leštění, chemické leštění. Laboratorní technika poloautomatické a automatické přípravy metalografických preparátů. Leptání, barevné leptání.
4.Pozorování strukturních objektů v neleptaném stavu. Stanovení čistoty oceli. Baumannův otisk. Pozorování naleptaných preparátů (výběr). Makroskopické leptání a pozorování.
5.Příprava replik. Příprava folií. Vzorky pro rastrovací elektronovou mikroskopii.
6.Výběr nejfrekventovanějších typů oceli a druhů litin a jejich hodnocení struktury z hlediska ČSN.
7.Samostatná práce. Příprava vzorku a hodnocení struktury ( volba metody) zadaného materiálu ze slitiny železa.
8.Specifika přípravy preparátu ze slitin mědi(Cu, bronzy lité a tvářené, mosazi lité a tvářené).
9.Příprava výbrusu ze slitin hliníku slévárenských a tvářených, vytvrditelných i nevytvrditelných.
10.Studium koroze ( hlavní zásady). Studium kavitace. Možnosti studia únavových procesů. Studium likvací, segregací a dalších nehomogenit.
11.Metalografie bimetalů a sendvičových kompozitů. Základní aspekty přípravy kovokeramických materiálů, SAPů a slinutých karbidů.
12.Systemizace a klasifikace lomů. Metody studia lomových ploch.
13.Metody kvantitativního hodnocení struktury. Prostorové uspořádání strukturních složek (stereologické modely).
Literatura - základní:
1. ASM INTERNATIONAL. ASM handbook. Volume 12, Fractography. 2nd ed. Materials Park: ASM International, 1992, xiii, 517 s. : il., čb. fot., tabulky. ISBN 0-87170-018-2.
2. ASM INTERNATIONAL. ASM handbook. Volume 9, Metallography and microstructures. Materials Park, Ohio: ASM International, 2004, xiii, 1184 s. : il., čb. a bar. fot., tabulky, grafy. ISBN 0-87170-706-3.
3. Metals Handbook 10: Failure Analysis and Prevention. Ohio: American Society for Metals-Metals Park, 1975, 604 s.
4. JONES, David R.H. Engineers Materials 3: Materials Failure Analysis. Oxford: Pergamon Press, 1993, 464 s. ISBN 0-08-041905-4.
5. AFRICAN INTERQUADRENNIAL ICF CONFERENCE ON DAMAGE AND FRACTURE MECHANICS AIQ-ICF2008 ALGERIA, Algiers) June 1-5, Taoufik BOUKHAROUBA, Mimoun ELBOUJDAINI a Guy PLUVINAGE. Damage and fracture mechanics: failure analysis of engineering materials and structures. New York]: Springer, 2009, xxv, 611 s. : il. ISBN 978-90-481-2668-2.
6. JONES, D. R. H. Failure analysis case studies II: a sourcebook of case studies selected from the pages of engineering failure analysis 1997-1999. Amsterdam: Pergamon, 2001, ix, 444 s. : il. ISBN 0-08-043959-4.
7. JONES, D. R. H. Failure analysis case studies III: a sourcebook of case studies selected from the pages of engineering failure analysis2000-2002. Amsterdam: Elsevier, 2004, 460 s. : il. ISBN 0-08-044447-4.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 1 3 Z
B-VTE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 1 3 Z
B3S-P prezenční studium B-STI Základy strojního inženýrství -- zá 2 Volitelný 1 3 Z