18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D. valach@fd.cvut.cz
Informace o předmětu http://mech.fd.cvut.cz/education/bachelor/18mty Popis předmětu Témata přednášek Pokyny k provádění cvičení Informace ke zkoušce
Literatura V. Machek: Struktury kovových materiálů. 1. část. Vydavatelství ČVUT 2013 V. Machek: Vlastnosti kovových materiálů. 2. část. Vydavatelství ČVUT 2014 Machek, Sodomka: Nauka o materiálu, části 1-4, vydavatelství ČVUT
Machek Sodomka: Nauka o materiálu
Doplňková četba J. Pluhař: Nauka o materiálech, SNTL L. Ptáček: Nauka o materiálu I a II, CERM M. Raab: Materiály a člověk, Encyklopedický dům M. Miodownik: Neobyčejné materiály, Argo
W. Callister: Materials science and engineering. An introduction
Materiál a historická období lidstva
Materiály - vize Letadlo s trupem z kompozitů Keramický motor Samoléčivé materiály
Praktické využití znalostí
Vlastnosti materiálů Vazby Struktura Poruchy Vlastnosti
Základní schéma nauky o materiálech Struktura Zpracování (technologie) Vlastnosti
Zkoumání vlastností podnět OBJEKT účinek
Reakce předmětu na působení síly Galileo
Základní pojmy Poměrné prodloužení, průhyb, skutečná deformace, příčná deformace, Poissonovo číslo Deformace pružná (vratná) a plastická (tvárná) Síla a napětí, tah a tlak a smyk a krut Pružnost, elasticita, Hookův zákon Youngův modul pružnosti, tuhost x poddajnost, (abstrakce: absolutně tuhé těleso) Pevnost, mez pevnosti, mez kluzu Tvrdost, měkkost Houževnatost, křehkost
Klasifikace zkoušení materiálu Nauka o materiálu (studium vlastností a struktury) Zkoušení materiálu Konstruování a výpočty (zjišťování materiálových charakteristik) Výroba a provoz (kontrola kvality materiálu, posouzení výrobní a provozní degradace, analýza havárií)
Univerzální zkušební zařízení
Tahová zkouška Krátké a dlouhé normové zkušební těleso
Tahová zkouška pokr.
Tvrdost Technické materiály 5 zubní sklovina 4.5-5 hřebík 2.5 zlato
Zkoušky tvrdosti
Zkoušky tvrdosti HB = F π D 2 (D D2 d 2, F[kp], d[mm2 ] Vickers Rm 3*HB
Zkoušky rázem v ohybu, Charpyho kladivo
Rázové zkoušky Vruby U a V
Zkušební okruhy Rozdíl mezi elastickou a plastickou deformací Hookeův zákon Tahová zkouška Zkoušky tvrdosti Rázová zkouška
Plán přednášek # téma Mechanické vlastnosti materiálů, mechanické zkoušky, vliv materiálů na společnost, epochy lidstva určené převládajícím 1. materiálem, pokročilé materiály- chytré, "samoléčivé" materiály. 2. 3. 4. Struktura materiálu atomy a valenční elektronové orbity, Mendělejevova periodická soustava prvků, elektronegativita, vazebné síly (kovové, kovalentní, iontové a molekulové). Rekapitulace základních skupenství, krystalická a amorfní struktura, poruchy mřížky, elastická a plastická deformace, křehký a tvárný lom. Tuhé roztoky, difúze, termodynamika, binární fázové diagramy, homogenní a heterogenní krystalizace, velikost zrn, dosahování maximální pevnosti materiálů řízením jejich struktury, precipitace, segregace. 5. Ocel a litina, jejich struktury a fáze, tepelné zpracování kalení a popouštění, žíhání, tepelně mechanické zpracování ocelí. 6. Významné fáze a body v Fe-C diagramu, logika EN systému vysvětlená na účelu a odlišnostech jednotlivých skupin ocelí. Speciální kovové materiály pro automobilový a letecký průmysl. 7. Neželezné kovy, kovové pěny, kovová skla, prášková metalurgie, slitiny s tvarovou pamětí. 8. Polymery struktura: polymerace, tvar makromolekul - zesítění, kopolymery; krystalinita, typy polymerů, hlavní zástupci. 9. Polymery - mechanické a tepelné vlastnosti, viskoelastické chování, přechodová teplota, příměsi, technické zpracování polymerů. 10. Keramika a sklo - příčiny pevnosti a křehkosti, technicky významné příklady keramiky: především technická, beton, žáruvzdorné m., abraziva,... 11. Kompozity mechanické vlastnosti, rozhraní složek, efektivní vlastnosti, synergie odpor proti šíření trhlin. 12. Kompozity struktura, dlouho/krátko vláknové k., kritická délka vlákna, materiály matric a vláken, pravidlo směsí, lamináty. 13. Degradační mechanismy: tečení, únava, koroze, stárnutí, radiační poškození, defektoskopie a NDT.