Mechanizmy niszczenia materiałów

I stopnia

obowiązkowy

wykłady - 36 godzin/egzamin

ćwiczenia - 8 godzin/zaliczenie (zal/nzal)

laboratoria - 16 godzin/zaliczenie na ocenę

Podstawy nauki o materiałach.

Metodyki badawcze w inżynierii materiałowej.

Materiały konstrukcyjne i wielofunkcyjne.

Strukturalne uwarunkowania właściwości materiałów.

kierunek: inżynieria materiałowa

ppłk dr inż. Paweł Jóźwik

Udział w wykładach - 36 godz.

Udział w laboratoriach - 16 godz.

Udział w ćwiczeniach - 8 godz.

Samodzielne studiowanie tematyki wykładów - 30 godz.

Samodzielne przygotowanie do laboratoriów - 10 godz.

Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń - 16 godz.

Udział w konsultacjach - 16 godz.

Przygotowanie do egzaminu - 10 godz.

Udział w egzaminie - 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta - 144 godz. 5,0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1+2+3+4+9+10+13 - 78 godz. 3,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową - 90 godz. 3,0 ECTS

W trakcie realizacji przedmiotu student zostanie zapoznany z m.in.: uwarunkowaniami pękania materiałów, faktografią przełomów, mechanizmami zmęczeniowego pękania elementów maszyn i konstrukcji, mechanizmami pełzania, żaroodporność i żarowytrzymałość materiałów metalowych, mechanizmy zużywania tribologicznego, strukturalne uwarunkowania korozji materiałów. Przedstawione zostaną także czynniki warunkujące odporność materiałów na wybrane czynniki eksploatacyjne.

1. Uwarunkowania pękania materiałów; Zarys problemu niszczenia elementów maszyn; kryteria klasyfikacji pękania - 2 godz.

2. Analiza etapów pękania materiałów; Mechanizmy zarodkowania pęknięć; Trajektoria rozwoju pęknięć - 2 godz.

3. Fraktografia przełomów – rozwój pęknięć o dominacji cech kruchych; Rola elementów struktury w procesie pękania kruchego; Przykłady typowych przełomów kruchych - 2 godz.

4. Fraktografia przełomów – rozwój pęknięć o dominacji cech plastycznych; Rola elementów struktury w procesie pękania plastycznego; Przykłady typowych przełomów ciągliwych - 2 godz.

5. Przejście plastyczno-kruche i problem progu kruchości; Porównawcze efekty niszczenia w zależności od rodzaju wymuszenia mechanicznego

- 2 godz.

6. Praca kontrolna z zakresu pękania doraźnego. Wstęp do problemu zmęczenia metali; Skala i istota niszczenia zmęczeniowego elementów maszyn; Techniczne aspekty realizacji prób zmęczeniowych - 2 godz.

7. Nośność informacyjna i interpretacja wykresów zmęczeniowych; Makro i mikro fraktografia przełomów zmęczeniowych - 2 godz.

8. Mechanizmy pękania zmęczeniowego – etap zarodkowania pęknięć zmęczeniowych, w tym rola stanu struktury materiału - 2 godz.

9. Propagacja pęknięć zmęczeniowych; Interpretacja wykresów prędkości pękania zmęczeniowego; Uwarunkowania inżynierskie poziomu wytrzymałości zmęczeniowej materiałów i elementów konstrukcji - 2 godz.

10. Mechanizmy pełzania materiałów; Mapy mechanizmów pełzania - 2 godz.

11. Czynniki warunkujące odporność na pełzanie; Rola struktury i jej stabilności w procesie pełzania - 2 godz.

12. Pękanie przy pełzaniu; Trwałość materiałów w warunkach pełzania - 2 godz.

13. Praca kontrolna z zakresu zmęczenia i pełzania. Żaroodporność i żarowytrzymałość materiałów metalowych - 2 godz.

14. Technologiczna i eksploatacyjna warstwa wierzchnia; Mechanizmy zużywania tribologicznego - 2 godz.

15. Analiza przypadków zużywania ściernego - 2 godz.

16. Analiza przypadków zużywania erozyjnego i kawitacyjnego - 2 godz.

17. Strukturalne uwarunkowania korozji materiałów - 2 godz.

18. Korozyjne niszczenie elementów maszyn wytwarzanych z materiałów inżynierskich - 2 godz.

Ćwiczenia:

1. Analiza przebiegu krzywej rozciągania w relacji do rodzaju i stopnia umocnienia materiału oraz budowy przełomu statycznego - 2 godz.

2. Wpływ stanu warstwy wierzchniej materiału na wykresy wytrzymałości zmęczeniowej - 2 godz.

3. Efekty relaksacji naprężeń w podwyższonej temperaturze w relacji do rodzaju materiału i stanu jego struktury - 2 godz.

4. Analiza porównawcza mechanizmów i szybkości degradacji korozyjnej metali, materiałów ceramicznych i polimerowych - 2 godz.

Laboratoria:

1. Badania temperatury przejścia w stan kruchy przykładowych materiałów inżynierskich - 4 godz.

2. Badania efektów degradacji struktury i właściwości elementów użytkowanych w podwyższonej i wysokiej temperaturze - 4 godz.

3. Badania wpływu stanu warstwy powierzchniowej na efekty zużywania po eksploatacji w warunkach kontaktu tocznego, tarcia, erozji i kawitacji - 4 godz.

4. Porównawcze badania fraktograficzne przełomów materiałów metalowych, ceramicznych i polimerowych w relacji do ich składu chemicznego, struktury, sposobu wytwarzania i rodzaju wymuszenia niszczącego - 4 godz.

podstawowa:

1. E. Pleszakow, J. Sieniawski, J.W. Wyrzykowski, Odkształcanie i pękanie metali, WNT Warszawa 1999.

2. K. Przybyłowicz, Strukturalne aspekty odkształcania metali, WNT Warszawa 2002.

3. A. Bochenek, Elementy mechaniki pękania, Wyd. P.Cz., Częstochowa 1998

4. L. A. Dobrzański, Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe, WNT Warszawa 2006.

uzupełniająca:

1. L.A. Dobrzański, Metaloznawstwo opisowe stopów żelaza, Wy. Pol. Śląskiej, Gliwice 2007.

2. L.A. Dobrzański, Metaloznawstwo opisowe stopów metali nieżelaznych, Wy. Pol. Śląskiej, Gliwice 2008.

3. M.F. Ashby, D.R.H. Jones, Materiały inżynierskie. T. 1 i 2, 1996, WNT Warszawa.

4. W.D.Callister Jr., Materials science and engineering - an introduction, John Wiley and Sons, Inc. 2007

W1. Rozumie zjawiska i procesy fizyczne zachodzące w przyrodzie, w szczególności w zakresie mechaniki, podstaw fizyki ciała stałego, inżynierii materiałowej. K_W13

W2. Zna podstawy wykorzystania typowych materiałów konstrukcyjnych w budowie maszyn i urządzeń. Jest zapoznany z przykładowymi zastosowaniami tych materiałów. Zna kryteria doboru właściwości użytkowych, w szczególności właściwości mechanicznych materiałów. K_W15

W3. Zna typowe rodzaje obciążeń i wymuszeń oddziałujących na typowe elementy konstrukcji inżynierskich oraz efekty wpływu tych wymuszeń na właściwości użytkowe oraz trwałość tworzyw konstrukcyjnych i wytworzonych z nich elementów. K_W20

U1. Ma wyrobioną wewnętrzną potrzebę i umiejętność ustawicznego uzupełniania i nowelizacji nabytej wiedzy poprzez samokształcenie. K_U06

U2. Potrafi dokonać identyfikacji problemu i sformułować proste zadanie inżynierskie, wybrać i zastosować metodę i narzędzie w laboratoryjnej działalności badawczej. K_U10

K1. Dostrzega potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (poprzez studia podyplomowe, kursy) w kierunku podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych. K_K01

K2.Dostrzega ważność i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera w zakresie inżynierii materiałowej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje w praktyce inżynierskiej. . K_K02

K3. Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania. K_ K04

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnej i rozmowy podsumowującej.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych i ćwiczeń laboratoryjnych.

Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych: obecność na zajęciach, przygotowanie merytoryczne, wykonanie i rozliczenie sprawozdania z realizacji zadań.

efekty W1, W2, U1, U2, K1, K2 sprawdzane są podczas egzaminu.

efekty U1, U2, K1-3 sprawdzane są w szczególności podczas ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych

Wszystkie efekty kształcenia łącznie: w ramach rozmowy podsumowującej egzamin.

Wszystkie elementy prac kontrolnych w trakcie semestru i części pisemnej egzaminu są punktowane, tak jak i udzielone odpowiedzi studenta, które po zsumowaniu (w ramach danego sprawdzianu) i odniesieniu do nominalnej liczby punktów, wyznaczają procentową skuteczność przygotowania studenta w zakresie zaliczanego rygoru. Przedziały osiągniętej skuteczności odpowiedzi wskazują uzyskaną ocenę:

ocena 2 – skuteczność odpowiedzi < 50%

ocena 3 – skuteczność odpowiedzi w przedziale (50-60)%

ocena 3,5 – skuteczność odpowiedzi w przedziale (61-70)%

ocena 4 – skuteczność odpowiedzi w przedziale (71-80)%

ocena 4,5 – skuteczność odpowiedzi w przedziale (81-90)%

ocena 5 – skuteczność odpowiedzi > 90%.

Na końcową ocenę z egzaminu składają się oceny uzyskane za część pisemną i sposób prezentacji zdobytych efektów kształcenia w trakcie rozmowy podsumowującej. Do rozmowy podsumowującej egzamin dopuszczeni są studenci, którzy uzyskali, co najmniej 50% skuteczność odpowiedzi w części pisemnej egzaminu.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę, umiejętności i kompetencje przewidziane efektami kształcenia ze skutecznością odpowiedzi egzaminacyjnych powyżej 90%, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy, jest wytrwały w pokonywaniu trudności oraz systematyczny w pracy.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania ze skutecznością odpowiedzi egzaminacyjnych powyżej 70%. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o minimum średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania ze skutecznością odpowiedzi egzaminacyjnych powyżej 50%. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o co najmniej niskim stopniu trudności. W jego wiedzy

i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie posiadł wiedzy, umiejętności i kompetencji w zakresie koniecznych wymagań, nie osiągając 50% skuteczności odpowiedzi egzaminacyjnych.

brak