636-0301/01 – Materials Science (NOM)
| Gurantor department | Department of Material Engineering | Credits | 6 |
| Subject guarantor | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 1 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1999/2000 | Year of cancellation | 2007/2008 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
a
Teaching methods
Summary
Crystal structure of solids substances and the faults compatible with stressdeformation behaviour of metals. Phase composition of metal systems. Pure metals, binar systems, equilibrium systems of binary alloys. Basic theories of phase transformations. Iron alloys, their heat treatment and the resulting
structure. Non-iron metals, heat treatment and structure. Non-destructive defectoscopic methods. Mechanical and technological properties of materials and their testing. Non-conventional mechanical properties and testing. The degrada-tion of materials in the practical use. Evaluation of reliability and life
expectancy. Practical use of fracture mechanics at the evaluation of reliabilityand life expectancy. Basic remarques to material design.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Additional study materials
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
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
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.