653-2005/02 – Základy tepelného zpracování (ZaklTZ)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrství a recyklaceKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PAL0193 Ing. Renáta Palupčíková
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 16+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
Exkurze

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: LMS Moodle 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

Průběžné ověření studijních výsledků: prezenční forma studia - 1 písemný testy, 3 programy zpracované v průběhu semestru; kombinovaná forma studia - 1 semestrální projekt. Závěrečné ověření studijních výsledků: prezenční i kombinovaná forma studia - ústní, popř. 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

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: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  21
        Zkouška Zkouška 65  30 3
Rozsah povinné účasti: Min. 80% povinná účast na cvičeních. Vypracování zadaných projektů.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (B0715A270004) Materiálové inženýrství SVP K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0715A270004) Materiálové inženýrství SVP P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (B0713A070001) Tepelně energetické inženýrství K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (B0715A270004) Materiálové inženýrství SVP K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0715A270004) Materiálové inženýrství SVP P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2023/2024 letní
2022/2023 letní