636-0501/01 – Kovy I (KOV I)
Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 3 |
Garant předmětu | doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2020/2021 |
Určeno pro fakulty | USP, HGF | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- Definovat význam studia struktury a vlastností technických materiálů;
- Charakterizovat krystalovou strukturu kovů a jejich slitin, definovat poruchy krystalové mříže;
- Popsat základní mechanické zkoušky;
- Definovat základní technologické zkoušky;
- Popsat základní typy rovnovážných binárních fázových diagramů;
- Charakterizovat binární diagramy soustavy Fe-C a klasifikovat slitiny na bázi železa;
- Objasnit základy tepelného zpracování kovů a slitin;
- Charakterizovat technicky významné neželezné kovy a jejich slitiny;
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Přednášky poskytují posluchačům základní poznatky o složení, struktuře,
vlastnostech a použití kovů a slitin. První část je věnována meziatomovým
vazbám a krystalové struktuře kovů. Druhá část předmětu se zabývá působením
vnějších sil na materiály, zkoušením mechanických a technologických vlastností
materiálu a je doplněna poznatky z oblasti degradace materiálu (tečení, únava,
koroze, opotřebení). Třetí část je zaměřena na binární systémy, zejména na
rovnovážný diagram železo – uhlík, jako teoretický základ pro oceli a litiny. V
této části posluchači získají také poznatky o legování, tepelném zpracování a
vlastnostech ocelí. Další část předmětu poskytuje základní poznatky o
neželezných kovech a jejich slitinách (Al, Cu, Ni, Ti), hlavně o jejich
vlastnostech a použití. Přednášky jsou zde rozšířeny o slinuté kovy a
progresivní materiály, jako intermetalika, kovová skla a kompozity. Poslední
část přednášky je orientována na volbu materiálů podle účelu použití a zdrojů
informací, norem a databází. Výklad je doplněn příklady o chování materiálů v
technické praxi. V návaznosti na přednášky mají cvičení převážně laboratorní a
kontrolní charakter.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Programy, testy, písemná kontrola studia (viz. osnova, cvičení)
E-learning
Sojka, J., Základy progresivních konstrukčních materiálů. VŠB-TU Ostrava, 2012, 194 s. (www.person.vsb.cz)
Další požadavky na studenta
Povinná účast na cvičení, vypracování protokolů na PC, dodržení termínů odevzdání zadaných protokolů,
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Obsah předmětu, význam kovových materiálů. Zadání literatury. Základní
rozdělení materiálů, meziatomové vazby. Krystalografie, indexy směrů a
rovin.
2. Poruchy krystalové mřížky: bodové, čárové a plošné, jejich vlastnosti.
Procesy difúze, Fickovy zákony. Zotavení a rekrystalizace, související
diagramy.
3. Vliv vnějších sil na kovy, mechanická napětí a deformace (elastické,
plastické), Hookův zákon. Tahová zkouška.
4. Zkoušky pevnosti v tlaku, ohybu, kroucení a střihu. Mechanické vlastnosti
za vyšších teplot, tečení a relaxace. Únava, opotřebení a koroze materiálů
5. Zkoušky tvrdosti, zkoušení a hodnocení vrubové a lomové houževnatosti,
tranzitní teploty. Trhliny a lomy. Technologické zkoušky, defektoskopie a
diagnostika.
6. Krystalizace kovů a slitin, související termodynamika a kinetika.
Segregace,rozdělovací koeficienty.Strukturaingotu,dendritická,polyedrická
zrna, stabilita fází.
7. Základní typy binárních diagramů, rozpustnost a precipitace ve slitinách.
Fázové přeměny (eutektická, peritektická, eutektoidní, peritektoidní),
křivky chladnutí, pákové pravidlo.
8. Rovnovážný metastabilní a stabilní systém železo-uhlík. Rovnovážné
struktury ocelí a litin. Vliv legujících prvků a nečistot na strukturu a
vlastnosti ocelí. Přehled výroby ocelí.
9. Technologie tepelného zpracování ocelí: žíhání, kalení, popouštění.
Perlitická, bainitická a martenzitická přeměna austenitu. Diagramy IRA a
ARA. Vliv TZ na vlastnosti ocelí.
10. Chemicko-tepelné zpracování ocelí: cementace, nitridace. Tepelně-
mechanické zpracování. Přehled tvářených konstrukčních a nástrojových
ocelí. Oceli na odlitky, litiny.
11. Slitiny neželezných kovů, hlavně Al, Cu, Ni,jejich zpracování,vlastnosti a použití. Označování slitin podle norem.
12. Další neželezné kovy: slitiny titanu, hořčíku, nízkotavitelné kovy,
vysokotavitelné kovy, ušlechtilé kovy, polokovy. Intermetalika, kovová
skla. Kovové kompozitní materiály.
13. Slinuté kovy, výhody práškové metalurgie. Výroba, příprava, zhutnění a
slinování prášků. Důležité slinuté materiály, porézní materiály,
kovokeramické materiály.
14. Hlavní zásady, postupy a kritéria při volbě kovových materiálů, polotovarů a výrobků. Použití norem, příruček, databází. Ekonomické i ekologické aspekty volby materiálu.
Cvičení:
1. Náplň cvičení, podmínky pro udělení zápočtu, bezpečnost práce v
laboratořích KMI 636. Krystalová geometrie – procvičení.
2. Tahová zkouška a zkouška vrubové houževnatosti – program č.1 (2-4 body.)
3. Zkoušky tvrdosti a technologické zkoušky – program č. 2 (1-3 b.)
4. Písemná kontrola studia (z krystalografie, zkoušení kovů a defektoskopie).
5. Diagram železo-uhlík, rovnovážné struktury typických ocelí a litin, použití
metalografického mikroskopu – program č. 3. (2-4 b.)
6. Vybrané neželezné kovy, sledování struktury, stanovení velikosti zrna –
program č. 4.(2-4b.)
7. Test z binárních diagramů a ocelí. Zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.