Fizikalna metalurgija 1

Splošen opis:

Predmet obravnava problematiko, ki je podlaga za razumevanje procesov toplotne obdelave, plastične predelave in mehanizmov utrjevanja materialov s kristalnimi strukturami. Pouči se o osnovah fizikalne teorije trdnega stanja snovi in narave vezi. Spozna povezavo med elektronsko konfiguracijo elementov in pojavom alotropskih modifikacij ter intermetalnih spojin. Poznavanje kristalnih lastnosti, difuzije defektov v strukturi kovinskih materialov, teorije utrjevanja in faznih transformacij omogoča spoznanje, s katerimi fizikalno-metalurškimi dejavniki lahko vplivamo na mikrostrukturo in lastnosti kovinskih in tudi drugih materialov s kristalno zgradbo.

Cilji in kompetence:

Predmet obravnava problematiko, ki je osnova za razumevanje procesov toplotne obdelave, plastične predelave in mehanizmov utrjevanja materialov. Poznavanje kristalnih lastnosti, difuzije defektov v strukturi kovinskih materialov, teorijo utrjevanja in faznih transformacij omogoča spoznanje s katerimi fizikalnometalurškimi faktorji se lahko vpliva na mikrostrukturo in lastnosti kovinskih in tudi drugih materialov s kristalno zgradbo.

Znanje in razumevanje:

Za razumevanje vsebine predmeta so potrebna predhodna znanja s področja matematike, fizike in strukture materialov. Namen predmeta je, da se študenti seznanijo s teorijo fizikalne metalurgije kovinskih materialov. Teoretične osnove so potrebne za nadaljnji študij ter razumevanje postopkov in procesov pri izdelavi, predelavi in toplotni obdelavi kovinskih polizdelkov in izdelkov.

Vsebina:

Konstitucija kovinskih in nekovinskih materialov. Mešanje kemijskih elementov. Gibbsovo fazno pravilo. Zlitinski sistem, heterogeno ravnotežje in diagram stanja. Vzvodno pravilo. Diagrami stanja in kristalizacija iz taline. Ravnotežno in neravnotežno strjevanje. Razmešanje zlitinskih elementov in porazdelitveni koeficient. Konstitucijska podhladitev. Izcejanje. Konstitucija binarnih zlitinskih in nekovinskih sistemov. Binarni sistem z dvofaznim ravnotežjem. Mikrostruktura, fizikalne in mehanske lastnosti v izomorfnem sistemu. Binarni sistem s trofaznim ravnotežjem. Evtektični sistem. Mikrostrukture evtektičnih, pod- in nadevtektičnih zlitin. Procesi izločanja na črti solvus. Mejne oblike evtektičnih sistemov. Peritektični sistem. Zlitinski sistem Al-Si, zlitinska sistema Cu-Sn in Cu- Zn. Zlitinski sistem Fe-Fe3C in razvoj mikrostrukture, premena avstenita v bainitni stopnji, premana avstenita v martenzitni stopnji, sistem Fe-C. Ternarni izomorfni in evtektski sistem ter obravnava kvazibinarnega reza v realnem ternarnem sistemu Al-Si-Mg. Mehanizmi plastičnega preoblikovanja kristalov čistih kovin, dislokacijski mehanizmi plastične deformacije kristalov kovin, deformacija z dvojčenjem, deformacija polikristalnih agregatov in teksture. Poprava in rekristalizacija, lezenje in mehanizmi lezenja kovinskih materialov, razdelitev lomov kovinskih materialov, Griffithova teorija krhkega loma, mehanizmi nastanka mikrorazpok, prehod iz žilavega v krhki lom, utrujanje materiala, trajna nihajna trdnost. Električna prevodnost kovin in zlitin. Magnetne lastnosti materialov.

Metode poučevanja:

Predmet se poučuje v obliki predavanj in vaj.

Način ocenjevanja:

(a) Poročilo o opravljenih vajah, ki doprinese h končni oceni 20 %,

(b) pisni izpit, ki doprinese h končni oceni 40 %,

(c) ustni izpit, ki doprinese h končni oceni 40 %.