636-0301/01 – Nauka o materiálu (NOM)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2007/2008 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
a
Vyučovací metody
Anotace
Přednáška seznamuje posluchače se základními aspekty vztahů mezi strukturou, vlastnostmi a technickými aplikacemi nosných skupin konstrukčních materiálů, kovů, keramiky a skel, polymerů a kompozitních materiálů. Náplň přednášky se rozpadá do tří bloků. První blok je věnován zákonitostem atomové a molekulové struktury, principům stavby krystalických a amorfních látek a experimentálním
metodám studia struktury. Na výklad napěťově deformačního chování materiálů a degradačních procesů, jakými jsou křehký a tvárný lom, únava, creep, koroze a opotřebení funkčních povrchů, je zaměřena druhá část přednášky. Třetí část přednášky se zabývá technologickými zásadami zvyšování pevnosti a houževnatosti materiálů. Závěr přednášky je orientován na design materiálů vzhledem k bezpečnosti a spolehlivosti konstrukčních částí za vybraných podmínek jejich funkce. Celý výklad je doplněn řadou příkladů využití poznatků o chování materiálů v technické praxi strojního inženýrství.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Úvodní přednáška – základní skupiny konstrukčních materiálů a jejich
vlastnosti
2. Atomová a molekulová struktura pevných látek, vazby mezi atomy
3. Krystalové a amorfní struktury, vícefázové struktury materiálů.Bodové a
čárové poruchy struktury, jejich interakce a pohyb, difúze
5. Fázové transformace, rozpad přesyceného tuhého roztoku, základní binární
diagramy.
6. Experimentální metody studia struktury materiálu a některé vybrané
fyzikální vlastnosti
7. Napěťově deformační chování konstrukčních materiálů, elastické plastické a
viskoelastické deformace, mechanické vlastnosti a tahová zkouška
8. Základní mechanismy zpevnění a zkoušky tvrdosti materiálů
9. Křehký a tvárný lom konstrukčních materiálů, lomová houževnatost,zkouška
vrubové houževnatosti, tranzitní teplota
10. Únavové poškození konstrukčních částí při působení časově proměnlivého
namáhání, vlivy funkčních a tvarových parametrů na iniciaci a šíření
únavových trhlin, mez únavy
11. Mechanismy iniciace creepového poškození a parametry mikrostruktury
konstrukčních materiálů, které je nejvíce ovlivňují, životnost
konstrukčních částí při tečení. Mez tečení, pevnost při tečení. Relaxace
napětí.
12. Mechanismy korozního napadení, základní typy koroze, možnosti omezení
jejího působení, korozní praskání a vodíkové zkřehnutí
13. Základní mechanismy opotřebení funkčních povrchů, adhezivní opotřebení,
abraze, únavové opotřebení, eroze a kavitace, hodnocení účinků opotřebení
ve vztahu k tvrdosti materiálu
14. Klasifikace důsledků degradačních procesů, obecné hodnocení snížení
předpokládané životnosti konstrukčních částí při působení degradačních
procesů, příklady hodnocení spolehlivosti konstrukčních částí v technickém
provozu
15. Konstrukční oceli širšího technického použití, vztah struktury,
mechanických a technologických vlastností, oceli o vyšší mezi kluzu, s
vysokou otěruvzdorností, tvárné litiny a moderní typy korozivzdorných
ocelí a jejich technické využití
16. Technologické pochody tepelného zpracování konstrukčních uhlíkových a
mikrolegovaných ocelí
17. Neželezné kovy, moderní vytvrzované slitiny Al, slitiny Mg a slitiny
Ti, struktura, způsoby zpracování, vlastnosti a technické aplikace,
základní typy intermetalických sloučenin, jejich vlastnosti a technické
aplikace, superplastické materiály
18. Keramické materiály, porézní a technická keramika, základní typy technické
keramiky, příčiny křehkosti a mechanismy zhouževnatění. Skla a skelně
krystalické materiály na bázi SiO2, kovová skla, struktura na krátkou a
dlouhou vzdálenost, vlastnosti a perspektivy využití
19. Polymery, jejich chemické složení, struktura a vlastnosti, viskoelasticita,
reologické modely napěťově deformačního chování, technologie výroby,
technické využití, polymerní pěny a jejich vlastnosti
20. Zásady designu struktury a vlastností kompozitních materiálů, kompozity
s kovovou, keramickou a polymerní matricí, vlastnosti, technologie výroby a
použití, výroba a vlastnosti vláken
21. Zásady, postupy a kritéria navrhování materiálu, materiálové a rozměrové
normy, označování materiálů podle ČSN, EN, ISO.
Cvičení:
1. Obsah cvičení, podmínky pro zápočet, literatura, bezpečnost práce
2. Krystalová struktura pevných látek, velikosti atomů, měrná hmotnost –
příklady
3. Krystalografie, indexy směrů a rovin - řešení úloh, protokol (program
za domácí úkol)
4. Bodové a čárové poruchy struktury, jejich hustota, energie, difúze –
řešení příkladů
5. Základní typy binárních diagramů, pákové pravidlo, precipitace – příklady,
protokol
6. Napěťově-deformační charakteristiky materiálů, Hookův zákon, moduly
pružnosti - úlohy
7. Tahová zkouška, stanovení mechanických vlastností – praktické cvičení,
protokol
8. Zkouška rázem v ohybu, lomová houževnatost, tranzitní teplota – praktické
cvičení, protokol
9. Zkoušky tvrdosti, vtiskové metody, stanovení tvrdosti - praktické
cvičení, protokol
10. Kontrolní písemná práce
11. Rovnovážný metastabilní a stabilní diagram železo–uhlík, rozdělení ocelí a
litin, struktury – příklady
12. Diagramy IRA a ARA, struktury (bainit, martenzit), způsoby kalení,
prokalitelnost
13. Test. Metalografie, neželezné kovy, hodnocení struktury, velikosti zrna –
praktické cvičení
14. Zápočty, náhradní a opravné písemky
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.