636-0072/03 – Heat Treatment (TZ)

Gurantor departmentDepartment of Material EngineeringCredits7
Subject guarantorprof. Dr. Ing. Jaroslav SojkaSubject version guarantorprof. Dr. Ing. Jaroslav Sojka
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year4Semestersummer
Study languageCzech
Year of introduction1991/1992Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFMTIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
SOJ33 prof. Dr. Ing. Jaroslav Sojka
BET37 doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+3
Combined Credit and Examination 22+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

- Define the importance and the classification of heat treatments of metallic materials; - Outline the principal equilibrium heat treatments of steels – annealing; - Clarify the principal non-equilibrium heat treatments of steels – quenching and tempering; - Describe processes of oxidation and decarburization during heat treatment of steels; - Differentiate and define the principal procedures of thermo chemical treatment of steels; - Outline the essential heat treatments of cast irons and non-ferrous metals; - Compare the internal structure and properties of metallic materials after heat treatments; - Propose the appropriate heat treatment for the selected kind of material.

Teaching methods

Summary

General survey of heat treatments (metals, glasses, ceramics). Heating. Annealing and homogenizing. Normalizing. Spheroidizing. Recrystallization annealing. Strain and quench aging. Stress relieving. Quenching. Hardenability. Tempering. Temper embrittlement. Special heat treatments. Surface hardening. Heat treatments of stainless steels, tool steels, cast irons and nonferrous metals.

Compulsory literature:

[1] Kraus, G: Steels: Heat Treatment and Processing Principles, ASM Int.,1990. [2] Thelning, K. E.:Steels and its heat treatment, Butterworths, 1984.

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: - Fyzikálně metalurgická podstata tepelného zpracování kovových materiálů; podstata ovlivnění pevnostních a technologických vlastností, rozdělení tepelných zpracování. - Ohřev ocelí pro tepelné zpracování, teplotní cyklus ohřevu, technologické zásady ohřevu, Biottovo kritérium, vznik pnutí při ohřevu, stanovení parame- trů ohřevu těles jednoduchých geometrických tvarů. - Žíhání ocelí, základní rozdělení, jednotlivé druhy žíhání bez překrystalizace a s překrystalizací; teplotní cykly jednotlivých způsobů žíhání, výsledné struktury a vlastnosti. - Ochlazování v průběhu tepelného zpracování ocelí, diagramy IRA, ARA, rovnovážná vs nerovnovážná tepelná zpracování. - Kalení ocelí; jednotlivé druhy kalení, kalicí prostředí - charakteristiky, vliv na vlastnosti ocelí. Kalitelnost, prokalitelnost - způsoby stanovení. Využití diagramů IRA, ARA. Popouštění ocelí - podstata, teplotní cykly popouštění. Povrchové kalení. - Termochemické zpracování ocelí. Obecně platné principy - disociace, adsorpce, absorbce, difuze. Zakladní reakce při cementaci, technologické postupy, tepel- né zpracování, výsledné vlastnosti. Nitridace - základní reakce, technologie, vlastnosti. Nitrocementace. Difuzní pokovování. - Termomechanické tepelné zpracování. Podstata, základní technologické postupy, konečné vlastnosti. - Tepelná zpracování speciálních ocelí. Tepelná zpracování nerezavějících oce- lí -austenitické oceli, martenzitické oceli. Martenzitické vytvrditelné oceli. - Tepelné zpracování litin. Uhlík v litinách. Krystalizace litin. Bílé a šedé litiny. Tepelná zpracování bílých a grafitických litin. Temperovaná litina. Tvrzená litina. Tvárná litina. - Tepelné zpracování neželezných kovů. Změny vlastností legováním a následným tepelným zpracováním. Princip vytvrzování neželezných kovů. Stárnutí. - Závěr, shrnutí významu tepelného zpracování kovových materiálů. Cvičení: - Seznámení s náplní cvičení, odbornou literaturou, bezpečností práce. - Základní charakteristiky tepelných zpracování, vliv materiálu, rovnovážná- nerovnovážná tepelná zpracování. - Ohřev ocelí- hlavní zásady ohřevu, stanovení základních charakteristik ohřevu. - Prokalitelnost ocelí - základní pojmy hlavní způsoby stanovení prokalitel- nosti: experimentálně - U-křivky, Jominyho zkouška; výpočtem. - Využití diagramů IRA a ARA v praxi tepelného zpracování, příklady diagramů pro uhlíkové, nízko- a středně legované oceli; práce s diagramy, určení kritických rychlostí ochlazování, odhad mikrostruktur aj. - Konstrukce ARA diagramů ocelí - způsoby získání ARA diagramů, princip dilato- metrických měření, ochlazovací křivky, využití strukzurního rozboru. - Chemicko-tepelné zpracování - cementace, rovnováha v systémech CO/CO2, C/H2, tepelné zpracování po cementaci. - Kompleyní návrh tepelného zporacování součástí daných rozměrů z materiálu dané jakosti s cílem dosáhnout zadaných vlastností. - Zhodnocení cvičení a zápočet.

Conditions for subject completion

Combined form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2008/2009 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2007/2008 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2007/2008 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2006/2007 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2006/2007 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2000/2001 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství K Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T022) Slévárenství (04) Slévárenství P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2000/2001 (M2109) Metallurgical Engineering (2109T030) Tváření materiálů (05) Tváření materiálů P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 4 Compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 4 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner