636-2005/01 – Základy tepelného zpracování (ZaklTZ)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BET37 doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Definovat význam a rozdělení tepelných zpracování kovových materiálů; - Charakterizovat základní rovnovážná tepelná zpracování ocelí – žíhání; - Objasnit základní nerovnovážná zpracování ocelí – kalení a popouštění; - Popsat procesy oxidace a oduhličení během tepelného zpracování ocelí; - Rozlišit a definovat základní postupy termochemického zpracování ocelí; - Charakterizovat hlavní tepelná zpracování litin a neželezných kovů; - Srovnat strukturu a vlastnosti kovových materiálů po tepelném zpracování; - Navrhnout vhodné tepelné zpracování pro vybraný typ materiálu.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Základy tepelného zpracování kovových materiálů, vztah k užitným vlastnostem. Principiální informace o fázových přeměnách v pevném stavu – difúzní, bezdifúzní, částečně difúzní. Systém Fe-C, údaje o fázových přeměnách, diagramy IRA, ARA. Rovnovážná vs nerovnovážná tepelná zpracování ocelí. Základní druhy žíhání oceli. Kalení a popouštění ocelí. Základy chemicko-tepelného zpracování ocelí (cementace, nitridace). Principy tepelného zpracování litin, neželezných kovů.

Povinná literatura:

VÁŇOVÁ, P. Základy tepelného zpracování. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2011. Dostupné z: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Vanova_ZTZ.pdf PTÁČEK, L. Nauka o materiálu II. 2. opr. a rozš. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2002. ISBN 80-7204-248-3. TOTTEN, G. E., ed. Steel heat treatment: metallurgy and technologies. 2. vyd. Boca Raton: CRC/Taylor & Francis, 2007. ISBN 978-0-8493-8455-4.

Doporučená literatura:

PÍŠEK, F., et al. Nauka o materiálu. I, Nauka o kovech. 2. rozš. a zcela přeprac. vyd. Praha: Academia, 1975.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další zvláštní požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Význam tepelných zpracování, základní rozdělení – tepelná, chemicko - tepelná, termomechanická zpracování; rovnovážná – nerovnovážná tepelná zpracování. 2. Diagram železo – uhlík, přeměny austenitu při ochlazování – přeměna řízená difúzí – ferit, perlit atd., přeměna řízená difúzí a smykem – bainit, přeměna řízená smykem – martenzit (princip, průběh, vlastnosti fází nebo strukturních složek). 3. Diagramy izotermického rozpadu austenitu (IRA), diagramy anizotermického rozpadu austenitu (ARA) – princip, konstrukce, použití. 4. Nežádoucí děje při tepelném zpracování ocelí – oxidace ocelí - vliv teploty a času, základní reakce pro oxidaci ocelí; oduhličení oceli – základní reakce; ochranné atmosféry – princip, základní druhy ochranných atmosfér. 5. Žíhání oceli bez překrystalizace – žíhání na snížení pnutí, rekrystalizační žíhání, žíhání na měkko – důvody, princip, průběh – režim, vlastnosti oceli po provedeném tepelném zpracování. 6. Žíhání oceli s překrystalizací – normalizační žíhání, homogenizační žíhání - důvod, princip, průběh – režim, vlastnosti oceli po provedeném tepelném zpracování. 7. Zušlechťování oceli – kalení a popouštění, obecně - důvod, princip, průběh – režim, základní pojmy – kalitelnost, prokalitelnost; zkoušky prokalitelnosti – „U“ křivky, Jominyho zkouška prokalitelnosti. 8. Kalicí média, srovnání – voda, olej, vodné roztoky polymerů, vzduch, roztavené soli, atd.; používaná kritéria – Grosmannův faktor, křivky drasticity; základní etapy při kalení oceli do vody (oleje). 9. Technologické postupy kalení – důvody; přímé kalení, lomené kalení voda – olej, termální kalení, izotermické zušlechťování (průběh, vlastnosti oceli po provedeném tepelném zpracování); popouštění oceli – důvod, základní etapy (děje) při popouštění ocelí, vlastnosti oceli po popouštění. 10. Pnutí při kalení oceli – rozdělení pnutí z hlediska velikosti objemu, v němž pnutí působí – makroskopické, mikroskopické, submikroskopické pnutí; rozdělení pnutí z hlediska existence fázové přeměny – tepelné, strukturní pnutí; průběh tepelných pnutí při kalení válcového tělesa; průběh tepelných a strukturních pnutí při kalení válcového tělesa; kritické údobí z hlediska možného vzniku kalicích trhlin. 11. Chemicko-tepelné zpracování ocelí: základní děje – disociace, adsorpce, absorpce, difúze; důvody – proč se chemicko-tepelné zpracování provádí; cementace – základní reakce, průběh, vlastnosti cementovaných ocelí, výběr ocelí pro cementaci; nitridace – základní reakce, průběh, vlastnosti, výběr oceli pro nitridaci; srovnání chemického složení ocelí pro cementaci a nitridaci; srovnání vlastností cementovaných a nitridovaných vrstev. 12. Tepelné zpracování litin: základní rozdělení litin – bílé litiny, grafitické litiny – šedé, tvárné, temperované litiny; hlavní tepelná zpracování litin (rozdíly oproti ocelím); temperování litiny – důvod, princip, výsledná struktura a vlastnosti. 13. Tepelná zpracování neželezných kovů – precipitační vytvrzování, princip, základní etapy, vlastnosti slitin po precipitačním vytvrzování, příklady v soustavách na bázi Al a Cu. Cvičení: 1. Seznámení s náplní cvičení, odbornou literaturou, bezpečností práce. 2. Základní charakteristiky tepelných zpracování, vliv materiálu, rovnovážná - nerovnovážná tepelná zpracování. 3. Ohřev ocelí - hlavní zásady ohřevu, stanovení základních charakteristik ohřevu. 4.-5. Prokalitelnost ocelí - základní pojmy hlavní způsoby stanovení prokalitelnosti: experimentálně - U-křivky, Jominyho zkouška; výpočtem. Program č. 1. Prezentace výsledků. 6. Využití diagramů IRA a ARA v praxi tepelného zpracování, příklady diagramů pro uhlíkové, nízko- a středně legované oceli; práce s diagramy, určení kritických rychlostí ochlazování, odhad mikrostruktur aj. Program č. 2. Prezentace výsledků. 7.-8. Konstrukce ARA diagramů ocelí - způsoby získání ARA diagramů, princip dilatometrických měření, ochlazovací křivky, využití strukturního rozboru. Program č. 3. Prezentace výsledků. 9. Chemicko-tepelné zpracování - cementace, rovnováha v systémech CO/CO2, CH4/H2. 10.-11. Komplexní návrh tepelného zpracování součástí daných rozměrů z materiálu dané jakosti s cílem dosáhnout zadaných vlastností. 12. Exkurze do provozu s tepelným zpracováním. 13. Zhodnocení cvičení a zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  21
        Zkouška Zkouška 65  30
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (B3923) Materiálové inženýrství (3911R036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku