Nauka o materiałach

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 36/x, C 8/+

Brak przedmiotów wprowadzających

Dr inż. Andrzej Dębski

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach /36.

2. Udział w laboratoriach /0

3. Udział w ćwiczeniach /8.

4. Udział w seminariach / 0.

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów /36.

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 0

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 12.

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0.

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 8.

11. Przygotowanie do egzaminu / 15.

12. Przygotowanie do zaliczenia /0

13. Udział w egzaminie / 2.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 117 godz./4. ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 54 godz./2 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 4. ECTS

Podstawy inżynierii materiałowej. Zasady właściwego doboru materiałów i ich wpływ na bezpieczeństwo w eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych. Rodzaje materiałów inżynierskich. Sposoby oznaczania gatunków wg norm UE. Związek pomiędzy właściwościami fizycznymi i użytkowymi materiałów konstrukcyjnych a ich składem chemicznym i stanem obróbki

Wykład / metoda werbalna z wykorzystaniem eksponatów typowego zastosowania materiałów

1. Rola i zadania inżynierii materiałowej / 2

Podział i techniczne kryteria doboru materiału na podstawie: właściwości mechanicznych, właściwości technologicznych i wymagań konstrukcyjnych. Podział materiałów pod względem specyficznych właściwości fizycznych. Podstawy analizy materiałów pod kątem lekkości konstrukcji i zdatności do wykorzystania w technice lotniczej i rakietowej. Sposoby wyszukiwania informacji o materiałach.

2. Sposoby wyznaczania właściwości materiałów / 4

Sposoby wyznaczania: wytrzymałości na rozciąganie, granicy sprężystości, granicy plastyczności, wydłużenia i modułu Younga. Kształt i wymiary próbek zgodnie w wymaganiami PN-EN. Badanie wytrzymałości zmęczeniowej, odporności na pełzanie i udarności Badanie twardości metodami: Vickersa, Brinella i Rockwella. Uproszczone metody pomiaru twardości. Badania metalograficzne.

3. Budowa metali i stopów / 6

Charakterystyka wiązania metalicznego. Cechy materiałów wynikające z budowy wiązania metalicznego takie jak: kowalność, połysk, przewodność elektryczna i cieplna. Budowa podstawowych sieci krystalograficznych metali. Błędy struktury krystalograficznej: wakanse, defekty Frenkla, dyslokacje i granice ziaren. Ekspery-ment, w wyniku którego otrzymuje się krzywe krzepnięcia stopów podwójnych. Tworzenie na podstawie krzywych krzepnięcia układów równowagi. Różnice w budowie układów równowagi w zależności od rozpuszczalności składników stopu. Układy równowagi przy częściowej i zależnej od temperatury rozpuszczalności składników. Układy z przemianą alotropową i fazą międzymetaliczną. Właściwości stopów w zależności od typu układu równowagi.

4. Metody umacniania metali / 6

Cztery podstawowe przemiany zachodzące podczas nagrzewania i chłodzenia stali. Eksperyment izotermicznego przechłodzenia stali. Obróbka cieplna stali. Procesy wyżarzania stali Wykresy CTPi i CTPc. Kinetyka przemian strukturalnych podczas hartowania. Wpływ temperatury odpuszczania na właściwości stali. Wpływ węgla i dodatków stopowych na krytyczną szybkość hartowania. Budowa układu równowagi warunkująca przeprowadzenie umacniania wydzieleniowego. Zjawiska zachodzące podczas przesycania i starzenia. Strefy Guiniera-Prestona. Zjawisko nawrotu.

5. Zastosowanie i klasyfikacja stali, staliw i żeliw / 6

Grupy stali węglowych: zwykłej jakości, maszynowych, narzędziowych i sprężynowych. Właściwości i typowe zastosowania. Rola stali węglowych w wyrobach specjalnych. Grupy stali stopowych. Stale: do nawęglania i azotowania, do ulepszania cieplnego, sprężynowe, automatowe, łożyskowe, narzędziowe i inne. Właściwości i typowe zastosowania stali stopowych w wyrobach specjalnych. Grupy stali specjalnych. Podstawy teorii korozji. Stale odporne na korozję: ferrytyczne, austenityczne, martenzytyczne i dwufazowe. Warunki nierdzewności stali. Wpływ dodatków stopowych na odporność na korozję. Stale mikrostopowe i maraging. Właściwości i typowe zastosowania stali specjalnych.

6. Wykorzystanie w technice stopów metali nieżelaznych / 6

Właściwości fizyczne czystego aluminium. Zarys metalurgii aluminium. Ogólna klasyfikacja stopów aluminium. Stopy do przeróbki plastycznej i stopy odlewnicze. Właściwości fizyczne czystej miedzi. Zarys metalurgii miedzi. Gatunki czystej miedzi stosowane w elektrotechnice. Gatunki i zastosowanie miedzi stopowej. Ogólna klasyfikacja stopów miedzi. Właściwości fizyczne cynku, magnezu i tytanu, Klasyfikacja stopów cynku. Właściwości i zakres stosowania znali. Klasyfikacja stopów magnezu. Stopy magnezu do przeróbki plastycznej i stopy odlewnicze. Umacnianie wydzieleniowe stopów magnezu. Klasyfikacja stopów tytanu. Obróbka cieplna stopów tytanu. Znakowanie stopów: cynku, magnezu i tytanu. Właściwości czystego niklu, kobaltu, wolframu i molibdenu. Rodzaje stopów niklu i kobaltu oraz ich właściwości. Nadstopy. Odporność na pełzanie. Stopy biomedyczne.

7. Metaliczne materiały funkcjonalne w elektrotechnice / 2

Stopy o małym współczynniku rozszerzalności cieplnej: inwar i platynit. Stopy rezystywne i oporowe do urządzeń grzewczych. Stopy na termobimetale. Materiały termoelektryczne. Materiały magnetycznie miękkie i twarde. Stopy na magnesy trwałe typu: alniko i permaloj. Lutowia twarde i miękkie, Spoiwa próżniowe na bazie srebra.

8. Materiały polimerowe i spiekane / 2

Metody wytwarzania proszków metali i niemetali. Wytwarzanie spieków: mieszanie proszków, prasowanie, spiekanie i obróbki wykańczające. Rodzaje spieków: Szczególne cechy materiałów spiekanych. Materiały ceramiczno-metalowe. Spieki stosowane w elektrotechnice: ferryty, materiały stykowe i szczotkowe Definicja i ogólny podział tworzyw sztucznych. Rodzaje polimeryzacji. Tworzywa termoplastyczne, termoutwardzalne i elastomery. Właściwości i zastosowanie tworzyw sztucznych.

9. Kompozyty i materiały ceramiczne / 2

Definicja kompozytu. Zachowanie się kompozytu pod wpływem obciążenia. Rodzaje kompozytów. Rodzaje włókien stosowanych w kompozytach. Rodzaje osnowy. Cermetale i ich zastosowanie. Stan amorficzny struktury szkła. Rodzaje szkła. Właściwości materiałów ceramicznych i szkieł. Ceramiczne materiały ścierne: wytwarzanie i zastosowanie.

Ćwiczenia /metoda seminaryjna, pracownia komputerowa

1. Układy równowagi stopów / 2

Omówienie metodą seminaryjną zależności pomiędzy budową stopu a jego położeniem w różnych typach układów równowagi.

2. Struktury z układu żelazo-cementyt oraz żeliw / 2

Wpływ zawartości węgla na budowę strukturalną stali, staliw i żeliw na podstawie budowy układu równowagi żelazo-cementyt.

3. Struktury stali po obróbce cieplnej / 2

Omówienie metodą seminaryjną wpływu różnych sposobów obróbki cieplnej na budowę i właściwości stali.

4. Dobór stali z wykorzystaniem europejskiej bazy danych EQIST GOLD (pracownia komputerowa) / 2

Zadanie realizowane w pracowni komputerowej polegające na indywidualnym rozwiązywaniu zadania doboru stali na typowe części maszyn z wykorzystaniem europejskiej bazy danych EQUIST.

Podstawowa:

1. M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Naukowe Techniczne, Warszawa 1998

2. L. A. Dobrzański, Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwo Naukowe Techniczne, Warszawa 1999

3. A. Dębski i inni, Materiały konstrukcyjne – ćwiczenia, skrypt WAT, Warszawa 2004.

Uzupełniająca:

1. Z. Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1998

W1 – Ma podstawową wiedzę dotyczącą budowy materiałów i inżynierii wytwarzania elementów mechanicznych / K_W09.

U1 – Umie dobrać materiały przy projektowaniu, wytwarzaniu i eksploatacji urządzeń mechatronicznych / K_U14

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia.

Egzamin przedmiotu jest prowadzony w formie: testu zawierającego 20 pkt.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń.

Osiągnięcie efektu W1 - weryfikowane jest podczas egzaminu.

Osiągnięcie efektu U1 - sprawdzane jest w trakcie ćwiczeń.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który dobrze radzi sobie z doborem materiałów, potrafi opisać budowę stopów i zna podstawowe metody wyznaczania właściwości materiałów, co odpowiada uzyskaniu 19-20 pkt. testu.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który poprawnie radzi sobie z doborem materiałów, potrafi opisać budowę stopów i zna większość metod wyznaczania właściwości ma-teriałów, co odpowiada uzyskaniu 18 pkt. testu.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który poprawnie radzi sobie z doborem materiałów i zna podstawowe metody wyznaczania właściwości materiałów, co odpowiada uzyskaniu 15-17 pkt. testu.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który dostateczne radzi sobie z doborem mate-riałów i zna podstawowe metody wyznaczania właściwości materiałów, co odpowiada uzyskaniu 14 pkt. testu.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który dostateczne radzi sobie z doborem materiałów i zna większość metod wyznaczania właściwości materiałów, co odpowiada uzyskaniu 11-13 pkt. testu.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie radzi sobie z doborem materiałów, nie potrafi opisać budowy stopów i nie zna większości metod wyznaczania właściwości materiałów, co odpowiada uzyskaniu 10 lub mniej pkt. testu.

brak