Nazwa przedmiotu:
Materiały konstrukcyjne
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Robert Zalewski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
104
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2015/2016
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
brak
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
brak
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
brak
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład45h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
zgodnie z zarządzeniem Rektora
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studentów z budową metali, ich właściwościami fizycznymi (mechanicznymi), sposobami ich umacniania. Poznanie wykresów równowagi fazowej ze zwróceniem szczególnej uwagi na wykres żelazo-węgiel. Zdobycie informacji o obróbce cieplnej metali, ich przemysłowych stopach. Przyswojenie podstawowych informacji o materiałach ceramicznych, polimerach, kompozytach oraz materiałach inteligentnych. Zapoznanie słuchaczy z zagadnieniami dotyczącymi inżynierii powierzchni.
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Budowa metali i ich stopów – materiały krystaliczne i amorficzne, podstawy krystalografii, polimorfizm i anizotropia materiałów krystalicznych, defekty struktury krystalicznej oraz ich wpływ na właściwości stopów metali. Rodzaje roztworów stałych, fazy międzymetaliczne, międzywęzłowe i o złożonej strukturze. 2. Właściwości mechaniczne materiałów konstrukcyjnych – gęstość, sztywność, sprężystość, wytrzymałość statyczna, wytrzymałość zmęczeniowa, twardość, wiązkość, kruchość i ścieralność, wytrzymałość na pełzanie. 3. Metody umacniania materiałów plastycznych – umocnienie roztworowe, wydzieleniowe, umocnienie przez rozdrobnienie ziaren, umocnienie odkształceniowe oraz zdrowienie i rekrystalizacja. 4. Układy równowagi fazowej – reguła faz Gibbsa, przebieg przemian fazowych w stanie stałym zachodzących w trakcie wolnego grzania lub chłodzenia poszczególnych stopów dwuskładnikowych oraz mechanizm i kinetyka przemian fazowych. 5. Stopy żelazo – węgiel – własności mechaniczne technicznego żelaza, odmiany krystalograficzne żelaza, układ równowagi fazowej żelazo – węgiel, przemiana eutektoidalna w stopach żelaza z węglem, strukturalny układ równowagi Fe–Fe3C, przemiany fazowe zachodzące w stopach żelazo – węgiel oraz ich wpływ na strukturę i właściwości stali. 6. Wpływ węgla i dodatków stopowych na strukturę i właściwości stopów układu Fe-C. 7. Obróbka cieplna stopów układu Fe-C. 8. Przemysłowe stopy żelaza – klasyfikacja, oznakowanie stali, kryteriami doboru, właściwości i zastosowanie przykładowych stali przemysłowych (stale konstrukcyjne, maszynowe, narzędziowe, sprężynowe oraz odporne na korozję i żaroodporne). 9. Aluminium i jego stopy – właściwości aluminium, metody umacniania stopów aluminium, podział stopów aluminium, oznaczenie, właściwości i zastosowanie przykładowych stopów aluminium. 10. Miedź i jej stopy - właściwości miedzi, klasyfikacja i oznakowanie stopów miedzi, właściwości i zastosowanie brązów, mosiądzów i miedzionikli. 11. Budowa, właściwości i zastosowanie tworzyw ceramicznych – klasyfikacja tworzyw ceramicznych, technologia ich wytwarzanie, mikrostruktura tworzyw ceramicznych i jej wpływ na właściwości ceramiki, konstrukcyjne i eksploatacyjne zasady stosowania ceramiki minimalizujące wpływ wad tworzyw ceramicznych na wytrzymałość konstrukcji, przykładowe gatunki ceramiki specjalnej. 12. Budowa, właściwości i zastosowanie polimerów - klasyfikacja polimerów, budowa makrocząsteczek i struktura polimerów oraz ich wpływ na właściwości, mechanizm odkształcenia polimerów, charakterystyka elastomerów i plastomerów, zastosowanie polimerów w przemyśle motoryzacyjnym, rodzaje tworzyw, metody oznakowania. 13. Budowa, właściwości i zastosowanie kompozytów – klasyfikacja kompozytów, kompozyty wzmacniane włóknami, właściwości kompozytów wzmacnianych włóknami, składniki strukturalne i ich wpływ na właściwości kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami, kompozyty wzmacniane cząstkami. 14. Inżynieria powierzchni – Istota inżynierii powierzchni, określenia: powłoka, warstwa wierzchnia, warstwa powierzchniowa, podział technik inżynierii powierzchni, przegląd nowoczesnych metod inżynierii powierzchni: obróbki jarzeniowe, procesy CVD i PVD, implantacja jonów, obróbki laserowe, struktura i właściwości warstw powierzchniowych, przykłady zastosowań, techniki multipleksowe z uwzględnieniem procesów natryskiwania cieplnego, detonacyjnego oraz chemicznego i elektrochemicznego wytwarzania powłok, kształtowanie właściwości materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych technikami inżynierii powierzchni na przykładach dla przemysłu motoryzacyjnego.
Metody oceny:
1) Wykład: zaliczenie;
Egzamin:
nie
Literatura:
1. Ciszewski A., Radomski T., Szumer A.: Materiałoznawstwo, OWPW, Warszawa, 1998. 2. Ashby M.F., Jones D.R.H.: Materiały Inżynierskie 1. Właściwości i zastosowania, WNT, Warszawa, 1995. 3. Kocańda S., Szala J.: Podstawy obliczeń zmęczeniowych, PWN, Warszawa, 1997. 4. Wieleba W.: Analiza procesów tribologicznych zachodzących podczas współpracy kompozytów PTFE ze stalą, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2002. 5. Branagan D. J.: Enabling Factors Toward Production of Nanostructured Steel on an Industrial Scale. Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 14(1) February 2005, ASM International. 6. Rudnik S.: Metaloznawstwo, PWN, Warszawa, 1983. 7. Kaczorowski M, Krzyńska A.: Konstrukcyjne materiały metalowe, ceramiczne i kompozytowe, OWPW, Warszawa, 2008. 8. Prowans S.: Materiałoznawstwo, PWN, Warszawa – Poznań, 1977. 9. Dobrzański L.: Metaloznawstwo opisowe stopów żelaza, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007. 10. Pampuch R. Budowa i właściwości materiałów ceramicznych, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1995. 11. Dobrzański L.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe, WNT, Warszawa, 2006. 12. Górny Z.: Odlewnicze stopy metali nieżelaznych, WNT, Warszawa 1992. 13. Ashby M.F., Jones D.R.H.: Materiały Inżynierskie 2. Kształtowanie struktury i właściwości, dobór materiałów, WNT, Warszawa, 1996.
Witryna www przedmiotu:
http://www.simr.pw.edu.pl/ipbm/Instytut-Podstaw-Budowy-Maszyn/Zaklady/Zaklad-Mechaniki/Dydaktyka/Materialy-konstrukcje
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się