Materiálové vědy pro strojní inženýrství (FSI-0M0-A)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Kurz poskytuje informaci o vnitřní stavbě, struktuře a fyzikální podstatě procesů technologického zpracování materiálů. Výuka je vedena tak, aby student pochopil vztahy mezi chemickým složením, zpracováním, strukturou a vlastnostmi materiálu, směrodatnými pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití. Vědomostním výstupem je pochopení vztahů působ ícíchj mezi strulturou, jejím ovlivňováním tepelným zpracováním a mechanickou odezvou krystalických materiálů
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o podstatě fyzikálně chemických procesů, které se rozhodující měrou podílejí na komplexu užitných vlastností materiálů. Tyto znalosti jsou nezbytné pro kopetentní práci v oborech strojního inženýrství.
Prerekvizity:
Všeobecné znalosti z matematiky, fyziky a chemie ze střední školy. Základní všeobecné znalosti o chování materiálů.
Obsah předmětu (anotace):
Studenti získají přehled o podstatě fyzikálně chemických procesů, které se rozhodující měrou podílejí na komplexu užitných vlastností materiálů. Tyto znalosti jsou nezbytné pro kompetentní práci v konstrukčních a technologických oborech.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech cvičení. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje otázky z témat, která jsou součástí obsahové náplně předmětu. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Zameškaná výuka v rámci cvičení bude nahrazena po dohodě s příslušným vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Stavba atomů, meziatomové vazby, struktury krystalických látek, poruchy krystalové stavby
2. Mechanické vlastnosti materiálů I - vliv mikrostruktury na mechanické vlastnosti, druhy deformace – statické zkoušky, zkouška rázem v ohybu
3. Mechanické vlastnosti materiálů II – lomová mechanika, únava materiálu, creep, relaxace
4. Úvod do termodynamiky
5. Úvod do kinetiky a difuze
6. Fázové diagramy jednoduchých binárních soustav
7. Fázové diagramy soustav s intermediárními fázemi a soustav s polymorfními složkami, metastabilní soustavy
8. Tuhnutí a krystalizace
9. Fázové přeměny v tuhém stavu, tepelnéí zpracování slitin na bázi železa
10. Uhlíkové konstrukční oceli, korozivzdorné, žáruvzdorné oceli
11. Nástrojové oceli a litiny, grafitické litiny
12. Neželezné kovy a slitiny
13. Kompozitní materiály a Keramika
14.Volba konstrukčních materiálů
    Laboratorní cvičení 1. Úvodní cvičení. Organizační záležitosti, školení bezpečnosti práce.
2. Mikroskopie
3. Krystalografie
4. Základní binární rovnovážné diagramy I.
5. Základní binární rovnovážné diagramy II.
6. Struktura a vlastnosti slitin železa.
7. Austenitizace, diagramy IRA, ARA.
8. Základní typy tepelného zpracování
9. Zkouška tahem.
10. Nízkouhlíkové oceli.
11. Zkouška rázem v ohybu.
12. Neželezné kovy
13. Kompozity, Keramiky
Literatura - základní:
1. Callister WD, Rethwisch DG. Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, 5th Edition. Wiley; 2016.
Literatura - doporučená:
1. Tilley, R.J.D.: Understanding Solids: The Science of Materials 9780470026465; 2005; Wiley
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-STI-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 1 1 L