636-3003/03 – Fyzikální metalurgie (FyzMet)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMT, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
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 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

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:

SOJKA, J. Fyzikální metalurgie. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2013. Dostupné z: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/Fyz_metalurgie.pdf PLUHAŘ, J. et al. Fyzikální metalurgie a mezní stavy materiálu. Praha: SNTL, 1987. ABBASCHIAN, R., L. ABBASCHIAN a R. E. REED-HILL. Physical metallurgy principles. 4. vyd. Stamford: Cengage Learning, 2009. ISBN 978-0-495-08254-5.

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, 2 zpracované programy v průběhu semestru; kombinovaná forma studia – 1 semestrální projekt. Závěrečné ověření studijních výsledků: písemná zkouška.

E-learning

LMS Moodle

Další požadavky na studenta

Nejsou další zvláštní požadavky.

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

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 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: 78% účast na cvičeních. Vypracování zadaných projektů.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2021/2022 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství BDM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství BDM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2020/2021 (N0719A270004) Materiály a technologie pro energetiku P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství BDM P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0715A270002) Materiálové inženýrství SPO K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku