Fizikalna metalurgija 2

Splošen opis:

Cilj je študentom dati potrebno fizikalnometalurško teoretično znanje (podprto s praktičnimi primeri), ki omogoča razumevanje značilnosti zgradbe kovinskih materialov, interakcije elementov zgradbe na makro-, mikro- in nanonivoju, procesov strjevanja kovinskih talin in reakcij oz. premen v trdnem stanju. Podane so značilnosti trdnih raztopin in sistematika procesov razmešanja v trdnem, podprte z značilnostmi temperaturno odvisnih transportnih procesov v trdninah. Obdelani so osnovni principi oz. mehanizmi deformacije z mikro- in nanonivoja ter interakcije strukturnih elementov oz. napak z drugimi mikro- in nanokonstituenti kot izločki in vključki, kar je podprto s praktičnimi primeri. Jasno je opredeljena in podana povezava med fizikalno-kemičnimi lastnostmi elementov in njihovimi interakcijami v dvo- in trikomponentnih zlitinskih sistemih tehnično najpogosteje uporabljanih zlitin. Obravnavani so elementi konstitucije sistemov in podana je sistematika heterogenih ravnotežij v zlitinskih sistemih. Jasno je opredeljena povezava med konstitucijo zlitinskih sistemov in kemično sestavo zlitin ter končno zgradbo pri sobni temperaturi. Študenti se tako usposobijo in pridobijo kompetence na širšem področju fizikalne metalurgije, kar jim omogoča suvereno obravnavo fizikalnometalurških parametrov, ki odločilo vplivajo na stanja kovinskih materialov in s tem povezane lastnosti.

Cilji in kompetence:

Cilj je študentu/ki dati potrebna teoretična znanja (podprta s praktičnimi primeri), ki mu/ji omogočajo razumevanje povezave med fizikalno-kemijskimi lastnostmi elementov in njihovimi interakcijami v zlitinskih sistemih. Študentje se usposobijo in pridobijo kompetence na področju fizikalne metalurgije, ki se posveča problematiki konstitucije zlitinskih sistemov in heterogenih ravnotežij pri strjevanju, procesov strjevanja, izločevalnega utrjanja, premen in fizikalno-metalurških procesov v trdnem in iz njih izhajajoče zgradbe kovinskih materialov.

Znanje in razumevanje:

Deklarativno znanje: Spoznati in razumeti principe fizikalne metalurgije, ki vplivajo na lastnosti in obnašanje kovinskih materialov na višji ravni. Študentje naj bi dosegli raven znanja na področju fizikalne metalurgije (teoretično kot tudi praktično), ki jim daje kompetentnost pri razumevanju in vplivanju na koncept strukturo-lastnosti-uporaba.

Vsebina:

Struktura kovinskih materialov in njene značilnosti v povezavi z lastnostmi ter možnosti njene karakterizacije s sodobnimi metodami na splošno (TEM, HRTEM, STEM, AFM, XPS, AES, DSC itd.) Struktura tretjega stanja-kvazikristalnega in obravnava dosežkov na področju kovinskih stekel. Dislokacije, dvojčenje in deformacija. Poprava in rekristalizacija. Trdne raztopine in substitucijska ter intersticijska difuzija. Strjevanje kovinskih talin. Nukleacija in rast. Fizikalno-metalurške osnove zgradbe binarnih in ternarnih zlitinskih sistemov. Fazna ravnotežja (reakcije in premene), ki nastopajo v teh sistemih. Fizikalno-metalurške zakonitosti in termodinamske značilnosti potekov reakcij evtektičnega, peritektičnega, monotektičnega, sintektičnega in metatektičnega tipa s praktičnimi primeri na tehničnih zlitinah. Obravnava premen poteka v zlitinskih sistemih v trdnem stanju (evtektoidna, peritektoidna, metatektoidna itd. premena) s primeri procesov razmešanja in urejevanja. Martenzitne premene. Precipitacija in utrjevanje. Scheilova metoda napovedovanja CCT diagramov na osnovi TTT diagramov. Predstavitev osnov napovedovanja konstitucije zlitinskih sistemov na osnovi fizikalno-kemijskih lastnosti kemijskih elementov. Modeliranje zgradbe zlitinskih sistemov in napovedovanje faznih ravnotežij s pomočjo programskih paketov.

Metode poučevanja:

Predavanja, konzultacije, seminarji, laboratorijske vaje, sodelovanje na aktualnih projektih.

Način ocenjevanja:

Test: 30 % ocene.

Ustni izpit: 30 % ocene.

Pisni izpit: 30 % ocene.

Seminar: 10 % ocene.