636-0303/03 – Materiály v letectví (MvL)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Eva Mazancová, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Eva Mazancová, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2010/2011 | Rok zrušení | 2012/2013 |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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
nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky