636-3003/01 – Fyzikální metalurgie (FyzMet)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 6 |
| 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 | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FEI, USP, FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti jsou schopni řešit reálné problémy, které mohou být odvozeny z fyzikální metalurgie, a to zejména:
jsou schopni analyzovat a řešit problémy difúze v kovových soustavách – intersticiální difúze, substituční difúze – autodifúze, difúze nečistot, interdifúze, difúze v ternárních soustavách, zrychlené difúze poruchami krystalové mřížky;
jsou schopni analyzovat a navrhovat režimy zpevnění kovových materiálů – zpevnění plastickou deformací, zpevnění hranicemi zrn, zpevnění tuhého roztoku, zpevnění precipitační, zpevnění fázovou přeměnou;
jsou schopni řešit problémy segregačních dějů v kovových materiálech – makrosegregace, mikrosegregace, segregace na hranicích zrn včetně konkurenční segregace apod.
jsou schopni analyzovat a řešit problémy restauračních procesů v kovových materiálech – zotavení, primární rekrystalizace, hrubnutí zrna, sekundární a terciární rekrystalizace.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Problémy difúze v kovových soustavách – intersticiální difúze, substituční difúze – autodifúze, difúze nečistot, interdifúze, difúze v ternárních soustavách, zrychlené difúze poruchami krystalové stavby;
Mechanismy zpevnění kovových materiálů – zpevnění plastickou deformací, zpevnění hranicemi zrn, zpevnění tuhého roztoku, zpevnění precipitační, zpevnění fázovou přeměnou;
Segregační děje v kovových materiálech – makrosegregace, mikrosegregace, segregace na hranicích zrn včetně konkurenční segregace apod.
Restaurační procesy v kovových materiálech – zotavení, primární rekrystalizace, hrubnutí zrna, sekundární a terciární rekrystalizace.
Aplikace a modelování v konkrétních kovových systémech.
Povinná literatura:
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
Průběžné ověření studijních výsledků:
prezenční forma studia – 2 písemné testy, 4-6 zadaných programů v průběhu semestru;
kombinovaná forma studia – 1 semestrální projekt.
Závěrečné ověření studijních výsledků: ústní nebo písemná zkouška.
E-learning
LMS Moodle
Další požadavky na studenta
Nejsou další zvláštní požadavky. Znalost práce s MS Excel.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. - 4. Problémy difúze v kovových soustavách – mechanismy difúze, odvození 1. a 2. Fickova zákona pro intersticiální difúzi; teorie náhodných přeskoků a střední kvadratické přemístění; substituční difúze – autodifúze, difúze nečistot; interdifúze – Kirkendallův jev, pohyb rozhraní při interdifúzi, Darkenova rovnice; difúze v ternárních soustavách; zrychlená difúze poruchami krystalové mřížky – difúze na volném povrchu, difúze po hranicích zrn, difúze podél dislokací; řešení difúzních úloh pro vybrané příklady – stanovení difúzního koeficientu příměsí v kovových materiálech; stanovení aktivační energie difúze; difúze z konstantního zdroje (např. cementace ocelí, oduhličení ocelí), difúze z nekonstantního zdroje (difúze z tenké povrchové vrstvy); difúze při homogenizačním žíhání (snížení míry dendritické segregace), aj.
5. - 6. Mechanismy zpevnění kovových materiálů – základní pojmy, zpevnění plastickou deformací (tvářením za studena), zpevnění hranicemi zrn, zpevnění tuhého roztoku, zpevnění precipitační, zpevnění fázovou přeměnou. Metody výpočtů přírůstků zpevnění pro jednotlivé zpevňující mechanismy.
7. - 8. Segregační děje v kovových materiálech – makrosegregace, mikrosegregace, segregace na hranicích zrn včetně konkurenční segregace apod., segregace na mezifázových rozhraních, důsledky segregačních procesů na vlastnosti kovových materiálů (segregace síry a fosforu na hranicích zrn v ocelích, vodíková křehkost ocelí apod.).
9. - 11.Restaurační procesy v kovových materiálech – charakteristika materiálu po tváření za studena, stádia rekrystalizačního procesu – zotavení bodových poruch, zotavení dislokací, mechanismy vzniku zárodků rekrystalizovaných zrn, primární rekrystalizace, její kinetika – Avramiho rovnice, hrubnutí zrna, sekundární a terciární rekrystalizace, deformační textury, rekrystalizační textury.
12. – 13. Aplikace a modelování fyzikálně-metalurgických principů v konkrétních kovových systémech (mikrolegované oceli, nízkolegované konstrukční oceli, nerezavějící oceli, Ni-Al slitiny, Cu-slitiny, Al-slitiny).
14. Shrnutí, příklady z praxe
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky