Detail předmětu

Struktura a vlastnosti materiálů

FSI-3SV-AAk. rok: 2025/2026

Fázové přeměny při tepelném zpracování kovů a slitin. Základní poznatky o konstrukčních materiálech (slitiny na bázi železa a neželezných kovů, keramika, polymery, kompozity) - vztah jejich chemického složení a technologického zpracování ke
krystalografickým,substrukturním, strukturním a mechanickým charakteristikám, degradační procesy při použití těchto materiálů. Základní zásady volby materiálu pro strojírenské konstrukce.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Vstupní znalosti

1. Stavba atomu, základy krystalografie
2. Základní pojmy z fyzikální chemie (entropie, volná energie, volná entalpie,
fáze, fázové rovnováhy, chemické rovnováhy)
3. Struktura reálných krystalů (poruchy krystalické mřížky a jejich vlastnosti)
4. Termodynamika pevných látek
5. Difuse, difusní procesy
6. Fáze v kovových a keramických soustavách. Rovnovážné diagramy
7. Fázové přeměny
8. Deformační a lomové vlastnosti , zkoušení mechanických vlastností konstrukčních
materiálů

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zkouška. Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části
zkoušky student zpracuje čtyři otázky z témat, která byla přednesena v
průběhu semestru.Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se
písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.
Podmínky udělení zápočtu. Účast ve všech cvičeních je povinná, neúčast musí být řádně omluvena.Základní podmínkou pro udělení zápočtu je
absolvování všech cvičení, zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele.
Neúčast na cvičeních musí být omluvena. V případě neúčasti dostane student náhradní zadání a formou písemného protokolu prokáže, že dané téma zvládnul.

Učební cíle

Kurz má poskytnout znalosti o složení, struktuře a zpracování materiálů ve vztahu k jejich vlastnostem směrodatným pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití. Umožňuje pochopit podstatu výše uvedených jevů a příčinné souvislosti mezi nimi.
Předmět vytváří teoretické i praktické znalosti základních metod
nedestruktivního zkoušení materiálu a provozní diagnostiky.
Technologům poskytne kurz znalosti o vztazích mezi strukturou, substrukturou a zpracovatelskými vlastnostmi konstrukčních materiálů.
Konstruktérům poskytne znalosti pro plné využívání užitných vlastností konstrukčních materiálů. Pro všechny materiály (běžných i vysokých parametrů) vymezuje kurz zásady pro jejich technicky a ekonomicky vhodnou aplikaci.

Základní literatura

Ashby, F.M., Jones, D.R.H. Engineering Materials I, II, Pergamon Press, Ltd., England 1989
Callister, W.D., Jr. Materials Science and Engineering, John Willey & Sons, Inc; New York, 1994
Ohring M.: Engineering Materials Science, Academie Press, New York, 1995

Doporučená literatura

Pluhař, J. - Koritta J. Engineering materials (in Czech), SNTL/ALFA, Praha, 1977
Pluhař, J. et al. Material science (in Czech), SNTL, Praha, 1989
Ptáček L. et al. Materials science II (in Czech), CERM, Brno 2002

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STI-A bakalářský 2 ročník, zimní semestr, povinný
  • Program N-ENG-A magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Osnova

1. Základy hutnické výroby železa a oceli.
2. Doprovodné a přísadové prvky ve slitinách železo - uhlík.
3. Fázové přeměny při tepelném zpracování slitin železa.
4. Postupy tepelného zpracování.
5. Konstrukční oceli nízkouhlíkové: pro svařované konstrukce cementační, pro hluboký tah a oceli k zušlechťování
6. Oceli korozivzdorné, žáruvzdorné, žáropevné
7. Nástrojové oceli a slitiny.
8. Litiny.
9. Neželezné kovy a slitiny I - nízkotavitelné kovy, slitiny Al,Mg, Ti
10.Neželezné kovy a slitiny II . slitiny Cu, Ni, Co
11.Konstrukční keramické materiály.
12.Konstrukční polymery.
13.Kompozitní materiály.
14.Volba konstrukčních materiálů.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Jan, Ph.D.

Osnova

1. Úvodní cvičení. Organizační záležitosti, školení bezpečnosti práce, opakování.
2. Normy,
3. Struktura a vlastnosti slitin železa.
4. Austenitizace, diagramy IRA, ARA.
5. Základní typy tepelného zpracování
6. Chemicko-tepelné zpracování.
7. Nízkouhlíkové oceli.
8. Korozivzdorné a žáruvzdorné oceli.
9. Nástrojové oceli.
10.Grafitické litiny.
11.Neželezné kovy I - pájky a slitiny.
12.Neželezné kovy II - slitiny Cu.
13.Polymery.