636-2002/03 – Nauka o materiálech (NOM)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | USP, FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student je schopen:
- Vysvětlit základní termodynamické pojmy a jejich význam při studiu materiálů;
- Charakterizovat základní děje – tuhnutí a fázové přeměny v pevném stavu – v jednosložkových soustavách;
- Rozlišit chování dvousložkových soustav a popsat eutektickou, eutektoidní, peritektickou a peritektoidní reakci;
- Analyzovat složitější binární diagramy a binární diagramy s intermediárními fázemi;
- Popsat chování metastabilní i stabilní soustavy železo – uhlík a odvodit vlastnosti typických slitin.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Základy termodynamiky pevných látek; jednosložkové soustavy; dvousložkové soustavy – eutektická, eutektoidní, peritektická, peritektoidní reakce; soustavy s intermediárními fázemi; soustava železo – uhlík.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžné ověření studijních výsledků:
2 písemné testy, 2 programy zpracované v průběhu semestru.
Závěrečné ověření studijních výsledků: písemná zkouška.
E-learning
LMS Moodle
Další požadavky na studenta
Nejsou žádné další zvláštní požadavky.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Vnitřní stavba pevných látek, poruchy krystalové stavby.
2.-3. Základy termodynamiky pevných látek; soustavy, složky, fáze; stavy termodynamických soustav; Gibbsův zákon fází. Jednosložkové soustavy; tuhnutí v jednosložkové soustavě, nukleace pevné fáze, kritická velikost zárodku (stabilní, nestabilní zárodek), homogenní vs. heterogenní nukleace; fázové přeměny v pevném stavu.
4.-7. Dvousložkové soustavy a jejich rovnovážné diagramy, základní typy – soustava s neomezenou rozpustností v pevném stavu, soustava s eutektickou, peritektickou reakcí; soustava s eutektoidní, peritektoidní reakcí.
8. Složitější dvousložkové soustavy s fázovými přeměnami v pevném stavu a s intermediárními fázemi.
9.-11. Soustava železo – uhlík (Fe-C); metastabilní diagram; základní druhy reakcí; fázový a strukturní popis metastabilního diagramu; základní struktury v metastabilní soustavě Fe-C; výpočty fázového a strukturního složení v metastabilní soustavě Fe-C.
12. Stabilní soustava Fe-C, rozdíly oproti metastabilní soustavě; grafitické litiny, rozdělení, základní charakteristiky.
13. Fázové přeměny austenitu při ochlazování – přeměny difúzní, bezdifúzní, částečně difúzní; základní charakteristiky martenzitu, bainitu.
14. Aplikace diagramu Fe-C při tepelném zpracování ocelí.
Cvičení:
1. Úvodní cvičení – osnova, podmínky zápočtu, bezpečnostní školení, základy metalografie (teorie).
2. Základy metalografie – příprava vzorků (broušení, leštění, leptání – principy), metalografické mikroskopy (princip, zvětšení, rozlišení) - prohlídka laboratoře s ukázkami.
3. Základní mechanické zkoušky – tahová zkouška, zkoušky tvrdosti, zkouška rázem v ohybu podle Charpyho (princip, vzorky, vyhodnocení) – exkurze v mechanické zkušebně.
4. Základy krystalografie – zakreslování směrů a rovin v kubické mřížce, výpočet úhlů mezi směry a rovinami – PROGRAM č. 1 (6 bodů).
5. Popis základních binárních diagramů, ochlazovací křivky (diagramy s eutektickou a eutektoidní přeměnou).
6. Základní binární diagramy – výpočet podílů fází a strukturních součástí pomocí pákového pravidla.
7. Složitější typy binárních diagramů – PROGRAM č. 2 (6 bodů).
8. Vyhodnocování vzorků binárních slitin – aplikace binární diagram, mikrostruktura (siluminy, mosazi, bronzy).
9. TEST 1 (8 bodů), začít metastabilní diagram Fe-C, ochlazovací křivky.
10. Metastabilní diagram Fe-C – výpočty podílu strukturních součástí.
11. Příprava metalografického výbrusu oceli, pozorování mikrostruktury ocelí s různým obsahem uhlíku.
12. Stanovení podílu fází bodovou metodou, vyhodnocení obsahu C, stanovení velikosti zrna oceli (aktivita 2 body).
13. Stabilní diagram Fe-C, mikrostruktura litiny (srovnání bílé a grafitové).
14. TEST 2 (8 bodů), zápočty.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.