Struktura a vlastnosti materiálů (FSI-3SV)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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.
Výstupy studia a kompetence:
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
Obsah předmětu (anotace):
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.
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:
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.
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.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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 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.
Literatura - základní:
1. Ashby, F.M., Jones, D.R.H. Engineering Materials I, II, Pergamon Press, Ltd., England 1989
2. Ohring M.: Engineering Materials Science, Academie Press, New York, 1995
3. Callister, W.D., Jr. Materials Science and Engineering, John Willey & Sons, Inc; New York, 1994
Literatura - doporučená:
1. Callister, W.D., Jr. Materials Science and Engineering, John Wil... 2004 -
2. Ptáček L. et al. Materials science II (in Czech), CERM, Brno 2002
4. Pluhař, J. et al. Material science (in Czech), SNTL, Praha, 1989
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-MET-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 5 Volitelný 1 2 Z
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 1 Z
B-VTE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-ZSI-P prezenční studium STI Základy strojního inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-ZSI-P prezenční studium MTI Materiálové inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-PDS-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-STR-P prezenční studium KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z
B-STR-P prezenční studium SSZ Stavba strojů a zařízení -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z