Materiałoznawstwo cz. I charakterystyka podstawowych grup materiałów

1. Charakterystyka podstawowych grup materiałów

l. l .Wprowadzenie'

1.2.Podstawowe grupy materiałów i ich rozwój

l .3.Przykłady zastosowania materiałów

2. Budowa materiałów

2.1. Materia i jej składniki

2.2. Budowa atomu

2.3. Klasyfikacja pierwiastków

2.4. Wiązania pomiędzy atomami

2.5. Ułożenie atomów w ciałach stałych

2.5.1. Podstawowe elementy krystalografii

2.5.2. Podstawowe struktury krystalograficzne

3. Rzeczywista struktura materiałów

^

3.1. Wady budowy krystalicznej i ich wpływ na właściwości

3.3. Oddziaływanie pomiędzy defektami budowy krystalicznej

3.4. Poi ikry staliczna struktura metali

4. Fazy występujące w materiałach

4.1. Stopy metali

4.2. Roztwory stałe

4.3. Fazy międzymetaliczne

4.4. Mieszaniny faz

4.5. Mechanizmy umacniania

5. Układy równowagi faz

5.1. Pojęcia podstawowe

5.2. Wykresy równowagi fazowej i sposoby ich wyznaczania

5.3. Podstawowe dwuskładnikowe układy równowagi faz

5.4. Wieloskładnikowe układy równowagi faz

5.5. Układ równowagi Fe-Fe3C(C)

5.6. Wybrane przykłady wykorzystania układów równowagi faz

6. Przemiany fazowe

6.1. Siła napędowa przemian fazowych

6.2. Klasyfikacja przemian fazowych

6.3. Mechanizmy i warunki krystalizacji

6.4. Charakterystyka przemian strukturalnych

6.4.1. Przemiany dyfuzyjne

6.4.2. Przemiany bezdyfuzyjne

6.4.3. Przemiany mieszane

6.5. Przykłady przemian fazowych

7. Obróbka plastyczna materiałów

7.1. Mechanizmy odkształcenia plastycznego

7.2. Odkształcenie plastyczne na zimno

7.3. Wyżarzanie materiałów odkształconych na zimno

7.4. Odkształcenie plastyczne na gorąco

7.5. Technologia obróbki plastycznej

8.1. Terminologia pojęć

8.2. Klasyfikacja obróbki cieplnej

8.3. Przemiany w stopach żelaza podczas chłodzenia. Wykresy CTP

8.4. Przykłady obróbki cieplnej umacniającej i stabilizującej właściwości

8.4.1. Wyżarzanie

8.4.2. Hartowanie

13. Korozja i utlenianie metali i stopów. Ochrona przed korozją

13.1. Korozj a i j ej skutki

13.2. Korozja chemiczna

13.3. Korozja elektrochemiczna

13.4. Utlenianie materiałów

13.5. Ochrona przed korozj ą

14.1. Przegląd głównych grup materiałów inżynierskich

14.2. Podstawy doboru materiałów - ich właściwości

14.3. Cena i dostępność

[1] M. Hetmańczyk: Podstawy nauki o materiałach, Wyd. Poi. Śl. Gliwice,

1996 [2] L.A. Dobrzański: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach,

WNT W-wa, wyd.3 , 1996

[3] M. Blicharski: Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT W-wa, 1998 [4] H. Woźnica: Podstawy materiałoznawstwa, Wyd. Poi. Śl. Gliwice, 1998

8.4.3. Odpuszczanie

8.4.4. Utwardzanie wydzieleniowe

9. Właściwości mechaniczne materiałów

9.1. Stan naprężenia

9.2. Wytrzymałość mechaniczna materiałów

9.3. Podstawowe metody oceny właściwości mechanicznych

9.4. Rola budowy krystalicznej w uplastycznianiu materiałów

9.5. Nadplasryczność materiałów

10.1. Przewodnictwo cieplne

10.2. Rozszerzalność cieplna

10.3. Przewodnictwo elektryczne - przewodniki, półprzewodniki i izolatory

10.4. Właściwości magnetyczne

11. Zmęczenie i nagłe pękanie

11.1. Istota zmęczenia - pojęcia ogólne

11.2. Próby zmęczeniowe

11.3. Nagłe pękanie

11.4. Wybrane przykłady zniszczenia w wyniku nagłego pękania i zmęczenia materiałów

11.5. Wybrane zagadnienia badania materiałów metodami mechaniki pękania

12.1. Pełzanie i pękanie w wyniku pełzania

12.2. Mechanizmy i istota pełzania

12.3. Wyczerpanie i zużycie w wyniku pełzania

12.4. Zużycie spowodowane tarciem

12.5. Inne mechanizmy zużycia trybologicznego

1.1. Wprowadzenie

Przez całe wieki człowiek wykorzystywał, a z czasem przetwarzał materiały dla zdobycia pożywienia, zwiększenia swego bezpieczeństwa i zapewnienia odpowiedniego poziomu życia.

O rozwoju cywilizacji ludzkiej w dużej mierze decydował rozwój i odkrycia nowych materiałów i umiejętność ich przetwarzania. Świadczy o tym między innymi nazwanie różnych okresów w dziejach ludzkości od materiałów decydujących wówczas o warunkach życia, np. epoka kamienia, brązu, żelaza

Szukano odpowiedzi na pytanie:

„co decyduje o właściwościach materiałów?".

Poznanie zależności pomiędzy strukturą i właściwościami materiałów oraz możliwość oddziaływania na strukturą poprzez dobór składu chemicznego i parametrów procesów technologicznych pozwoliły dostosować materiały' do potrzeb człowieka.

a) materiały naturalne, wymagające nadania kształtu dla zastosowań technicznych, np. drewno, kamień, diament;

2. 
   materiały inżynierskie, nie występują w naturze lecz poprzez zastosowanie procesów przetwarzania są przystosowane dla potrzeb technicznych.
   

Do podstawowych grup materiałów inżynierskich zalicza się:

• metale i ich stopy, np. żelazo, żeliwo, stal ,aluminium i jego stopy miedź i jej stopy tytan i jego stopy

• polimery, np. polietylen (PE) polichlorek winylu (>PCV) żywice elastomery

• materiały ceramiczne, np. ceramika inżynierska, szkła, ceramika porowata, ceramika szklana

• kompozyty, np. polimery zbrojone włóknem szklanym, polimery zbrojone włóknem węglowym, laminaty, beton zbrojony

Do właściwości fizycznych zalicza, się: przewodność cieplną, przewodność elektryczną, podatność magnetyczną lecz także właściwości mechaniczne takie jak wytrzymałość na rozciąganie, granicę plastyczności, twardość itp.

Właściwości chemiczne określają zdolność materiałów do wchodzenia w reakcje chemiczne z otoczeniem. Typowym przykładem jest odporność korozyjna.