636-0303/02 – Materiály v letectví (MvL)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Eva Mazancová, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Miroslav Tvrdý, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
TIT008 Ing. Kamil Titz
TVR37 prof. Ing. Miroslav Tvrdý, DrSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se po absolvování předmětu mohou orientovat mezi různými kovovými a nekovovými materiály, přicházejícími v úvahu při konstrukci a údržbě letecké techniky. Jsou to oceli, zejména o ultravysoké pevnosti, kde kromě chemického složení získají představu o tepelném zpracování, o svařování a o trhu těchto ocelí. Další kovové materiály jsou hliníkové slitiny, kde kromě chemického složení, jsou rovněž definovány podmínky tepelného zpracování, konečné hodonoty pevnosti a tažnosti a odolnosti proti korozní únavě a korozním praskání pod napětím. Další materiály jsou titanové slitiny hořčíkové slitiny a slitiny mědi. Základní znalosti o technické keramice, kompozitních materiálech a plastech jsou demonstrovány.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Oceli, oceli o vysokých a velmi vysokých pevnostech, nerezavějící oceli austenitického, feritického, martensitického, duplexního a superduplexního typu, niklové slitiny a superslitiny, hliník a jeho slitiny, titan a jeho slitiny, komposity a nekovy. Hodnocení mikrostruktury a mechanických vlastností, nedestruktivní defektoskopie, hodnocení životnosti, spolehlivosti a bezpečnosti proti křehkému porušení, hodnocení plošné a lokalizované koroze, korozního praskání pod napětím, vodíkové křehkosti, únavy a korozní únavy. Optimalizace vlastností konstrukčních leteckých materiálů, jejich kontrola jakosti.

Povinná literatura:

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

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. 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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2009/2010 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R038) Technologie údržby 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

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku