Detail předmětu

Degradační procesy ve strojírenských materiálech

FSI-EDEAk. rok: 2024/2025

Kurs "Degradační procesy ve strojírenských materiálech" by měl seznámit studenty se základními mechanismy výrobní a provozní degradace vlastností strojírenských materiálů, zejména ocelí a ostatních kovů. Získané znalosti umožní přesněji určit mezní stav a efektivněji využít používané materiály na straně jedné a kvalifikovaně odhadnout příčiny porušení na straně druhé.
Výrobní degradace (metalurgie, čistota, chemická a strukturní heterogenita a vlivy svařování jako příklad vlivu vlastního technologického procesu). Problematika výrobních degradací bude doplněna o přehled vad vyskytujících se v odlitcích, tvářených polotovarech a ve svarových spojích
Provozní degradace (koroze vodíková křehkost, opotřebení, radiační zkřehnutí, strukturní stabilita - podstata, vliv především na mechanické vlastnosti, metody zkoušení resp. hodnocení).
Metodika analýz příčin poruch strojních částí, včetně praktických příkladů

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

9

Garant předmětu

doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Vstupní znalosti

Znalosti matematiky a fyziky na úrovni základních kurzů probíhajících na vysokých školách technického a přírodovědeckého zaměření. Základní znalosti z oboru materiálového inženýrství a souvisejících výrobních technologií (metalurgie, slévárenství, tváření, svařování). Dále se předpokládá znalost těchto experimentálních metod: metalografie, rastrovací a transmisní elektronová mikroskopie, rtg. spektrální mikroanalýza (EDS, WDS).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky pro udělení zápočtu: Presence ve cvičeních, prokázání základních znalostí probírané tematiky v průběhu cvičení při řešení příkladů, či modelových problémů.
Zkouška. Zkouškou jsou prověřovány znalosti pojmů, definic a podstaty probrané tematiky. Důraz je kladen na ověření schopnosti aplikovat získané znalostí. Zkouška je ústní, v případě třetího termínu písemná i ústní.
Kontrolovanou výukou je účast na cvičení, presenci vede cvičící V případě zjištění základních neznalostí a v případě neomluvené absence cvičící zadá téma samostatné písemné práce.

Učební cíle

Cílem uvedeného kurzu je seznámit studenty s problematikou výrobních a provozních degradací strojírenských materiálů na takové úrovni, aby byli schopni posoudit vliv použitých technologií a podmínek exploatace na vlastnosti materiálů součástí a konstrukcí.
Daný kurs umožní studentům získat základní informace o provozních a výrobních degradacích strojírenských materiálů. Studenti se naučí pohlížet na materiál jako na chemicky a strukturně heterogenní těleso, jehož stavy mohou být výrazně ovlivňovány podmínkami exploatace.

Základní literatura

ČSN 42 0015 - Vady tvářených ocelových hutních výrobků. Názvosloví a třídění vad (CS)
ELBEL, Tomáš. Diagnostika a řízení kvality odlitků: studijní opora. VŠB-Technická universita Ostrava, 2014, 179 s. ISBN 978-80-248-3584-6 (dostupné z https://www.fmmi.vsb.cz/export/sites/fmmi/modin/cs/studijni-opory/resitelsky-tym-2-metalurgie/diagnostika-a-rizeni-kvality-odlitku/Elbel_Diagnostika-a-rizeni-kvality-odlitku.pdf) (CS)
KUTZ, M. Handbook of Environmental Dagradation of Materials: Second Edition. Elsevier, 2012. DOI: 10.1016/C2010-0-66227-4. ISBN 9781437734560. (EN)
STRNADEL Bohumil. Nauka o materiálu II: Degradační procesy a design konstrukčních materiálů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008, 280 s. ISBN 978-80-248-1842-9. (CS)
Wulpi, D.J. How Components Fail, 2nd ed., ASM International 2001, 293 s. ISBN 0-87170-631-8. (EN)

Doporučená literatura

STRNADEL, B. Nauka o materiálu II, Degradační procesy a design konstrukčních materiálů (učební text) VŠB TU:Ostrava 2011. (CS)
BOYD, Geoffrey M. (ed).Brittle fracture in steel structures. Elsevier, 2016, 136 s. ISBN 9781483192505. (EN)
COLLINS, Jack A. Failure of materials in mechanical design: analysis, prevention. John Wiley & Sons, 1993, 672 s. ISBN 9780471558910. (EN)
STRNADEL, Bohumír. Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava 1998, 334 s. ISBN 80-238-3082-1. (CS)
WULPI Donald J. How Components Fail, Second Edition, ASM International 2001, 293 s. ISBN 0-87170-631-8. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-ZSI-P bakalářský

    specializace MTI , 3 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.

Osnova

1. Fraktografie kovových materiálů (základní mechanismy, některé typy defektních lomů).
2. Vliv metalurgie na vlastnosti ocelí.
3. Čistota a její vliv na vlastnosti materiálů.
5. Chemická a související strukturní heterogenita.
6. Výrobní a provozní degradace svarových spojů, strukturní stabilita
7. Vady odlitků a svarových spojů
8. Vady tvářených polotovarů.
9. Poškození vyvolaná korozí
10. Vodíková křehkost.
11. Poškození způsobená radiací.
12. Opotřebení materiálů.
13. Analýzy příčin poruch strojních částí.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.

Osnova

1. Fraktografie - základní mechanismy porušování.
2. Fraktografie - některé typy defektních lomů.
3. Desoxidace ocelí hliníkem (bodliny, lasturové lomy, typy sulfidických vměstků).
4. Dendritická segregace, mikrosegregace - výpočet, vliv na vlastnosti.
5 Vady odlitků a svarů, ukázky.
6. Vady tvářených polotovarů, ukázky.
7. Exkurze do metalurgického podniku (ŽĎAS).
8. Presentace případů vodíkové křehkosti.
9. Opotřebení materiálů, výpočty.
10. Opotřebení materiálů, presentace.
11. Presentace případů korozního poškození.
12.Analýzy příčin poruch strojních částí, metodika
13. Závěrečné konzultace, zápočet

6. .