636-0301/02 – Nauka o materiálu (NOM)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
GRE30 doc. Ing. Miroslav Greger, CSc.
KON57 Ing. Kateřina Konečná, Ph.D.
KRA58 Ing. Martin Kraus, Ph.D.
RUC045 Ing. Zdeňka Kunčická
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
MAZ37 prof. Ing. Eva Mazancová, CSc.
REP042 Ing. Pavel Řepka
STR50 prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
STR439 Ing. Lucie Střílková
TIT008 Ing. Kamil Titz
WEN001 Ing. Andrea Wenglorzová
ZID0009 Ing. Pavel Židlík
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+4

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:

[1] Strnadel, B.: Nauka o materiálu: konstrukční materiály a jejich degradační procesy, VŠB-TU Ostrava, 1993. 180 s., ISBN 80-7078-207-2 [2] Strnadel, B.: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava, 1998 [3] Pluhař, J., Koritta, J.: Strojírenské materiály, SNTL, Praha, 1981

Doporučená literatura:

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

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2008/2009 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 15
                Projekt Projekt 15  0
                Písemka Písemka 15  0
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 60  36
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr P čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R037) Technologie provozu letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R038) Technologie údržby letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R036) Technologie letecké dopravy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství K čeština Uherský Brod 1 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R037) Technologie provozu letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R038) Technologie údržby letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství P čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství K čeština Třinec 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství K čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství K čeština Uherský Brod 1 povinný stu. plán
2008/2009 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R036) Technologie letecké dopravy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr P čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr K čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr K čeština Uherský Brod 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2341R999) Bakalářské strojírenství / 1-3 semestr (00) Bakalářské strojírenství / 1 - 3 semestr K čeština Třinec 1 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (3708R028) Technologie dopravy (70) Technologie údržby letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku