Detail předmětu

Materiálografie

FSI-WMGAk. rok: 2011/2012

Základní metody přípravy, pozorování a vyhodnocení struktury kovových a nekovových (keramika, kompozity) materiálů a dále posouzení vztahů mezi strukturou, mechanickými i fyzikálními vlastnostmi materiálů. Dále budou studenti seznámeni s hodnocením struktury materiálu pomocí současných norem a své znalosti budou aplikovat na praktických příkladech.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Výsledky učení předmětu

Příprava materialografických preparátů pro všechny metody pozorování.
Samostatné hodnocení strukturních složek pro všechny studované druhy materiálů.
Použití jednotlivých materialografických metod.
Samostatné posuzování souvislostí mezi technologií výroby, strukturou a užitnými vlastnostmi materiálů.

Prerekvizity

Všeobecné znalosti a základní znalosti matematiky, fyziky a chemie ze střední školy.. Znalosti z následujících oblastí materiálů: struktury kovů a jejich slitin, kompozitních materiálů, konstrukční keramiky, materiálů pro elektroniku.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška bude písemná i ústní. Podmínky k udělení zápočtu: úplná účast na cvičeních, všechny vypracované protokoly, zápočtový test

Osnovy výuky

1.Bezpečnost práce v metalografických laboratořích. Predikace vlastností na základě strukturních charakteristik.
2.Odběr vzorků pro metalografický rozbor. Výběr místa odběru vzorku. Orientace vzorku, plocha výbrusu. Technologické aspekty vhodnosti výběru vzorku. Ovlivnění struktury metodou odběru.
3.Broušení a leštění vzorků pro světelnou mikroskopii. Mechanické leštění, elektrolytické leštění, chemické leštění. Laboratorní technika poloautomatické a automatické přípravy metalografických preparátů. Leptání, barevné leptání.
4.Pozorování strukturních objektů v neleptaném stavu. Stanovení čistoty oceli. Baumannův otisk. Pozorování naleptaných preparátů (výběr). Makroskopické leptání a pozorování.
5.Příprava replik. Příprava folií. Vzorky pro rastrovací elektronovou mikroskopii.
6.Výběr nejfrekventovanějších typů oceli a druhů litin a jejich hodnocení struktury z hlediska ČSN.
7.Samostatná práce. Příprava vzorku a hodnocení struktury ( volba metody) zadaného materiálu ze slitiny železa.
8.Specifika přípravy preparátu ze slitin mědi(Cu, bronzy lité a tvářené, mosazi lité a tvářené).
9.Příprava výbrusu ze slitin hliníku slévárenských a tvářených, vytvrditelných i nevytvrditelných.
10.Studium koroze ( hlavní zásady). Studium kavitace. Možnosti studia únavových procesů. Studium likvací, segregací a dalších nehomogenit.
11.Metalografie bimetalů a sendvičových kompozitů. Základní aspekty přípravy kovokeramických materiálů, SAPů a slinutých karbidů.
12.Systemizace a klasifikace lomů. Metody studia lomových ploch.
13.Metody kvantitativního hodnocení struktury. Prostorové uspořádání strukturních složek (stereologické modely).

Učební cíle

Cílem předmětu je získat zkušenosti při přípravě, pozorování a hodnocení struktur materiálů pro studium vzájemných souvislostí mezi strukturou a vlastnostmi materiálů; a ty aplikovat v inženýrské praxi.

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

Povinná účast na cvičeních. Absence na cvičeních je řešena individuálně.

Základní literatura

Jandoš, F., Říman R., Gemperle A.: Využití moderních laboratorních metod v metalografii.
Metalog Guide, Struers
Saxl, I. Stereologie vnitřní struktury objektů, 1984, 260s.
Studijní opory ÚMVI, FSI, VUT Brno; http:/ime.fme.vutbr.cz
Normy ČSN ISO 4967, ČSN 42 0462, ČSN 42 0463, ASTM E112, ČSN EN 1321, ČSN EN 1043-1,2, ČSN EN ISO 945, ČSN EN ISO 1463, ČSN EN ISO 9220, ČSN EN ISO 3882, ČSN 42 0469, ČSN EN ISO 5817, ČSN EN ISO 6520-1 atd.

Doporučená literatura

Ptáček L. a kol. : Nauka o materiálu I, , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MTI , 3. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Simona Hutařová, Ph.D.
prof. Ing. Tomáš Podrábský, CSc.

Osnova

1. Úvod do materialografie, postup přípravy vzorků pro světelnou mikroskopii.
2. Úvod do světelné mikroskopie a její využití z hlediska strukturní analýzy, využití barevného kontrastu.
3. Speciální metody přípravy železných a neželezných kovů (hluboké leptání, barevné leptání, elektrolytické leptání), úvod do fraktografie lomu.
4. Aplikace elektronové mikroskopie v materialografii, příprava vzorků pro TEM (repliky, fólie).
5. Metody identifikace fází pomocí elektronové a rtg. difrakce a analýza chemického složení struktruních složek v TEM a SEM.
6. Podstata obrazové analýzy. Úvod do stereologie.
7. Aplikace obrazové analýzy pro hodnocení struktury a vad u vybraných neželezných slitin.
8. Metody stanovení velikosti zrna u ocelí a neželezných kovů z výbrusů a lomových ploch dle norem. Metody hodnocení struktury litin.
9. Metody hodnocení mikročistoty ocelí dle norem DIN, ČSN a ASTM.
10. Praktické vyhodnocování svarů z hlediska makrostruktury, mikrostruktury, mikrotvrdosti a vad dle norem EN ISO.
11. Materialografické hodnocení korozního napadení dle norem.
12. Materialografické hodnocení keramických materiálů.
13. Struktura dřeva a jiných kompozitních materiálů.

Laboratoře a ateliéry

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Simona Hutařová, Ph.D.
Ing. Lenka Klakurková, Ph.D.

Osnova

1. Ruční a poloautomatická destruktivní příprava vzorků železných slitin pro světelnou mikroskopii.
2. Praktické pozorování vzorků železných kovů pomocí světelné mikroskopie a také s využitím barevného kontrastu.
3. Ruční a poloautomatická destruktivní příprava vzorků neželezných slitin pro světelnou mikroskopii a jejich pozorování pomocí světelné mikroskopie.
4. Příprava vzorků pro TEM (repliky, fólie)pro různé druhy železných a neželezných materiálů,
5. Pozorování vzorků pomocí TEM a SEM
6. Speciální metody přípravy železných a neželezných kovů; barevné leptání, hluboké leptání, elektrolytické leptání,
7. Aplikace obrazové analýzy pro hodnocení struktury a vad u vybraných neželezných slitin (Ni, Al slitiny apod.).
8. Stanovení velikosti zrna u ocelí a neželezných kovů z výbrusů a lomových ploch dle norem pomocí porovnávací metody, výpočtových metod a obrazové analýzy.
9. Hodnocení struktury litin pomocí porovnávací metody a obrazové analýzy dle norem. Vyhodnocování mikročistoty ocelí dle norem DIN a ČSN.
10. Praktické vyhodnocování svarů z hlediska makrostruktury, mikrostruktury, mikrotvrdosti a vad dle norem EN ISO.
11. Materialografické hodnocení korozního napadení dle norem.
12. Materialografické hodnocení keramických materiálů.
13. Struktura dřeva a jiných kompozitních materiálů.