636-0303/03 – Materiály v letectví (MvL)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Eva Mazancová, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Eva Mazancová, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení2012/2013
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KRA58 Ing. Martin Kraus, Ph.D.
MAZ37 prof. Ing. Eva Mazancová, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 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

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

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr, platnost do: 2012/2013 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2011/2012 (B3712) Technologie letecké dopravy (3708R038) Technologie údržby letecké techniky P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2010/2011 (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