Detail předmětu

Struktura a vlastnosti materiálů

FSI-3SV Ak. rok: 2026/2027 Zimní semestr

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. Vliv volby technologie výroby materiálů na uhlíkovou stopu. Základní zásady volby materiálu pro strojírenské konstrukce z hlediska funkčního i z hledisek environmentálních a uhlíkové stopy použití a recyklace materiálů. 

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Prerekvizity

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. Difuze, difuzní procesy
6. Fáze v kovových a keramických soustavách. Rovnovážné diagramy
7. Fázové přeměny
8. Deformační a lomové vlastnosti , zkoušení mechanických vlastností konstrukčních materiálů

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení předmetu je bodové dle ECTS, celkový maximální zisk je 100 bodů. Ze cvičení lze získat maximálne dvacet bodů, ze zkoušky lze získat maximálně 80 bodů.

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. Zvládnutí látky je kontrolováno dvěma zápočtovými testy. Student musí úspěšně absolvovat  oba tyto testy. Z těchto testů lze v náhradním termínu opravovat pouze jeden. 
V případě neúčasti omluvené neúčasti řeší stuent nahrazení a zpracování příslušného tématu se svým vyučujícím. 

Zkouška: Zkouška se skládá z části písemné a ústní. V písemné části zkoušky student zpracuje otázky z témat, která byla přednesena v
průběhu semestru. Při ústní zkoušce student zodpoví dotazy týkající se
písemné části a další doplňující otázky zkoušejícího.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Kurz má poskytnout znalosti o složení, struktuře a zpracování materiálů ve vztahu k jejich vlastnostem směrodatným pro zpracovatelské technologie a konstrukční využití. Souběžně poskytuje povědomí o environmentálních aspektech jak výroby materiálů, tak jejich zpracování a vlivu těchto parametrů na volbu materiálů.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 s přihlédnutím k environmentálním hlediskům.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský
obor ---: bez specializace, 5 kredity, povinný

Program B-PDS-P: Průmyslový design ve strojírenství, bakalářský
obor ---: bez specializace, 5 kredity, povinný

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský
obor ---: bez specializace, 5 kredity, volitelný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
obor KSB: Kvalita, spolehlivost a bezpečnost, 5 kredity, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
obor MTI: Materiálové inženýrství, 5 kredity, povinný

Program B-STR-P: Strojírenství, bakalářský
obor SSZ: Stavba strojů a zařízení, 5 kredity, povinný

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
obor STI: Základy strojního inženýrství, 5 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1. Výroba oceli s ohledem na environmentální dopady, chemické složení oceli, Doprovodné a přísadové prvky ve slitinách železo – uhlík.

  2.  Fázové přeměny při tepelném zpracování slitin železa.

  3.  Postupy tepelného zpracován

  4. Konstrukční oceli nízkouhlíkové: pro svařované konstrukce cementační, pro hluboký tah a oceli k zušlechťování

  5. Korozivzdorné oceli

  6. Nástrojové oceli

  7. Druhy litin

  8. Neželezné kovy A

  9. Neželezné kovy B

  10. Konstrukční polymerní materiály

  11. Keramika

  12. Kompozitní a pokročilé materiály

  13. Volba konstrukčních materiálů s ohledem na environmentální hledisko.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Osnova


  1. Normy značení materiálů

  2. Fe-Fe₃C

  3. Austenitizace

  4. Tepelné zpracování

  5. Nízkouhlíkové, hlubokotažné a svařitelné oceli

  6. Chemicko-tepelné zpracování – cementační a nitridační oceli

  7. Korozivzdorné oceli

  8. Nástrojové oceli

  9. Grafitické litiny

  10. Neželezné kovy A

  11. Neželezné kovy B

  12. Polymerní materiály

  13. Praktické aplikace