636-0303/01 – Materials in Air Traffic (MvL)
Gurantor department | Department of Material Engineering | Credits | 4 |
Subject guarantor | prof. Ing. Eva Mazancová, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Miroslav Tvrdý, DrSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
Year | 1 | Semester | summer |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 2002/2003 | Year of cancellation | 2007/2008 |
Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
The students are able to orient themselves among various metallic and non-metallic materials, considered for design of airplanes or for their maintenance. The ultrahigh strength steels used for landing gears are defined by chemical composition, manufacturing technology, the properties and by market. The same may be specified at Al-alloys,Mg-alloys and Ti-alloys. Also, the basic knowledge about the technical ceramics, composites and plastic materials is demonstrated.
Teaching methods
Lectures
Tutorials
Experimental work in labs
Summary
Steels, high strength and ultrahigh strength steels, austenitic, ferritic,
martensitic, duplex and superduplex stainless steels. Nickel, nickel alloys
and superalloys, aluminium and its alloys, titanium and its alloys, the
composites and non-metals. Structure and microstructure, mechanical properties,
non-destructive testing, defectoscopie, evaluation of life, reliability and
safety against brittle fracture. Evaluation of plane and local corrosion,
stress corrosion cracking , hydrogen embrittlement , fatigue and corrosion
fatigue. Optimization of aircraft material properties and their quality
controll.
Compulsory literature:
1. Steel – a handbook for material research and engineering, Verein Deutcher
Eisenhüttenleute, Vol. 2, Springer Verlag, 1993
2. Advanced materials and processes; Vol. 159, No. 12, ASM International, 2001
3. ASM Handbook, Vol. 13 – Corrosion, ASM, 1992
Recommended literature:
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. Úvod do problematiky materiálových řešení v letecké dopravě. Popis
základních typů letadel(dopravní, průmyslová, vojenská) a kosmického
raketoplánu.
2. Vysokopevné a středněpevné oceli typu 4330, 4340, M300, D6AC a jejich
konvenční a nekonvenční charakteristiky (pevnostní a plastické vlastnosti,
vrubová a lomová houževnatost, únavové vlastnosti, kinetika růstu trhlin při
vodíkovém zkřehnutí, při korozním praskání podnapětím a korozní únavě.
3. Nerezavějící austenitické, austenitické stárnoucí a martensitické
stárnoucí oceli. Jejichpevnostní a plastické charakteristiky, vrubová a lomová
houževnatost, únava a kinetika růstu při působení vodíku a dalších agresivních
prostředí.
4. Procesní charakteristiky vysokopevných ocelí, výrobní možnosti,
technologie výroby oceli, jejího lití, tváření, tepelného zpracování,
svařování a zkoušení. Příklady aplikace v letecké výrobě.
5. Hliník a vysokopevné varianty jeho slitin. Slitiny, používané v
letectví. Pevnostní a plastické vlastnosti, vrubová a lomová houževnatost a
únavové charakteristiky slitin typu Al-Li, Al-Li-Mg-Mn, Al-Mg-Mn, Al-Mg.
6. Procesní charakteristiky hliníku a jeho slitin. Technologie tepelného
zpracování. Nedestruktivní zkoušení. Hodnocení životnosti, spolehlivosti a
bezpečnosti proti křehkému porušení.
7. Titan a slitiny titanu. Hodnocení mikrostruktur alfa, alfa + beta a
beta. Optimalizace vlastností těchto slitin tepelným zpracováním. Popis slitin
Ti-6Al-4V (Ti-6-4), Ti-6-22-22, Ti-6242, Ti-10-2-3, Ti-15-3 a Ti-3-2,5 a
způsobu jejich použití na bojovém letounu F-22.
8. Procesní charakteristiky titanu a titanových slitin. Technologie
tepelného zpracování a související mikrostrukturní charakteristiky. Životnost,
spolehlivost a bezpečnost proti křehkému porušení.
9. Hořčík a jeho slitiny. Vlastnosti slitin hořčíku ve vztahu k chemickému
složení, mikrostruktuře a chemickému složení. Uplatnění hořčíkových slitin v
letectví. Popis slitin Mg-Al, Mg-Al-Mn-Zn, Mg-Al-Mn-Zn-Zr a Mg-Th-Zr
10. Nikl a superslitiny niklu. Popis chemického složení, mechanických
vlastností a nekonvenčních vlastností niklu a slitin typu Inconel, Udimet,
Nimonic a Hastelloy.
11. Procesní charakteristiky niklu a jeho superslitin. Technologie tavení,
odlévání, tváření, tepelného zpracování a svařování. Hodnocení životnosti,
spolehlivosti a bezpečnosti proti křehkému porušení.
12. Kompozity a nekovy. Charakteristiky, vlastnosti a způsob označování
jednotlivých kompozitů a nekovových materiálů, používaných ke konstrukci
letadel.
13. Povrchové inženýrství u leteckých konstrukcí. Povlaky a povrchové
nástřiky. Plátované materiály, materiály s navařeným povrchem. Ochrana proti
plošné a lokalizované korozi. Metody povrchové ochrany.
14. Příklady vzniku havarií mechanismem koroze a lokalizované koroze.Volba
technologií svařování a pájení. Vhodné spojovací materiály. Způsoby hodnocení
svarových a pájenýách spojů.Obecné zásady nedestruktivníhozkoušení
konstrukčních součástí a celků. Popis metod při metalografickém,
fraktografickém a elektronomikroskopickém zkoušení.
Cvičení:
1. Úvod do předmětu Materiály v letectví
2. Oceli a vysokopevné oceli. Hodnocení vlivu tepelného zpracování na
pevnostní charakteristiky ocelí.
3. Oceli a vysokopevné oceli. Metodika nedestruktivního zkoušení u
konstrukčních součástí a celků.
4. Hodnocení přítomnosti povrchových trhlin u výrobků pro letectví.
5. Hodnocení přítomnosti vnitřních trhlin a vad .
6. Stanovení vytvrzovacích charakteristik u slitin hliníku a titanu
7. Hodnocení lomové houževnatosti u niklových superslitin a slitin hliníku
a titanu.
8. Hodnocení únavových charakteristik a charakteristik kinetiky růstu
trhlin únavovým mechanismem.
9. Návrh technologie tepelného zpracování konkrétní letecké součásti ze
slitiny Al-Mg
10. Návrh technologie tepelného zpracování součásti z titanové slitiny.
11. Povrchová ochrana proti korozi u niklových superslitin. Materiálové
hodnocení kompozitů a nekovových součástí.
12. Metalografické hodnocení vybraných slitin hliníku, titanu, hořčíku a niklu.
13. Hodnocení tvrdosti a mikrotvrdosti u svarového spoje z niklové superslitiny.
14. Hodnocení tvrdosti a mikrotvrdosti u svarového spoje z hliníkové slitiny.
Závěrečné hodnocení posluchačů a udělení zápočtu
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.