330-0307/03 – Nauka o materiálu (NM)
| Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 2 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Radim Halama, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. František Fojtík, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2021/2022 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Naučit studenty základní postupy a metody používané při řešení úloh
nauky o materiálu. Zajistit pochopení probírané látky. Aplikovat získané zkušenosti v praxi.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět seznamuje posluchače se základními poznatky o vlastnostech a struktuře nejpoužívanějších konstrukčních materiálů. Náplní přednášek je jak vysvětlení zákonitostí atomové a molekulární struktury a stavby krystalických respektive amorfních látek, tak výklad napěťově-deformačního chování a degradačních procesů. Zvláštní důraz je kladen na zkoušení mechanických vlastností jednotlivých materiálů a výklad použití jednotlivých materiálů v technické praxi.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Pluhař, J. a kol.: Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989, 552 s.
Kopec, B.: Nedestruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí, Česká společnost pro nedestruktivní testování, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2008. 569 s.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Odevzdání a ústní obhajoba 3 programů během semestru a písemná a ústní zkouška.
E-learning
ne
Další požadavky na studenta
návštěva cvičení, nejsou další požadavky
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Úvod – základní skupiny konstrukčních materiálů. Vazby v pevných látkách. Krystalická a amorfní struktura. Skupiny kovů a krystalové struktury. Značení rovin a směrů v krystalografii.
2. Bodové a čárové mřížkové poruchy a jejich interakce. Pohyb dislokací. Difůze v kovech. Fázové přeměny a základní binární diagramy.
3. Zpevnění monokrystalu a polykrystalického kovu. Teoretická pevnost krystalických materiálů. Tahová zkouška a mechanické vlastnosti materiálu. Hookeův zákon. Elastické, plastické, viskoelastické a viskoplastické chování materiálu. Další zkoušky napěťově deformačního chování materiálu. Zkoušky tvrdosti.
4. Vztah vnějších a vnitřních sil. Metoda řezu. Koncept napětí a koncept deformace. Poissonův zákon. Obecný Hookeův zákon pro elastický izotropní materiál. Druhy anizotropie a návaznost na strukturu materiálu. Rozměry charakteristického elementu různých materiálů.
5. Koncentrace napětí. Faktor intenzity napětí. Křehký a tvárný lom materiálů, lomová houževnatost. Tranzitní teplota. Zkouška vrubové houževnatosti.
6. Časově proměnné namáhání vedoucí k únavě materiálu. Fáze únavového poškození. Mez únavy. Zkoušky vysokocyklové a nízkocyklové únavy materiálu. Křivky životnosti. Vliv vrubu a funkčních parametrů. Přístupy pro stanovení životnosti.
7. Mechanismy iniciace creepového poškození. Zkoušky tečení a relaxace. Životnost konstrukčních prvků při creepu.
8. Zbytková napětí. Destruktivní a nedestruktivní metody měření zbytkových napětí. Základy defektoskopie. Nedestruktivní metody: vizuální, ultrazvukové, magnetické, elektromagnetické a kapilární.
9. Základní typy koroze a mechanismy opotřebení funkčních povrchů. Klasifikace důsledků degradačních procesů.
10. Rovnovážný metastabilní a stabilní diagram železo uhlík. Rozdělení ocelí a litin. Tepelné zpracování ocelí.
11. Neželezné kovy. Slitiny Al, Mg a Ti. Vlastnosti, struktura, způsoby zpracování, technické aplikace. Superplastické materiály.
12. Keramické materiály. Vlastnosti a využití technické a porézní keramiky. Příčiny křehkosti. Skla – vlastnosti, zkoušení a využití.
13. Polymery – základní rozdělení, chemické složení struktura a vlastnosti. Reologické modely napěťově-deformačního chování. Využití ve strojírenství.
14. Kompozity. Částicové a vláknové kompozity. Výhody kompozitů. Obecné zásady volby materiálu.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky