NE_SMT Strojírenské materiály pro ekonomy

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
zima 2024
Rozsah
2/2/0. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Karel Gryc, MBA, Ph.D. (cvičící)
doc. Ing. Ladislav Socha, MBA, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. Ing. Karel Gryc, MBA, Ph.D.
Environmentální výzkumné pracoviště – Prorektor pro tvůrčí činnost – Rektor – Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Dodavatelské pracoviště: Environmentální výzkumné pracoviště – Prorektor pro tvůrčí činnost – Rektor – Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu opírající se o výstupy z učení
Cílem předmětu je seznámit posluchače s podstatou konvenčních i progresivních kovových materiálů využívaných ve strojírenské praxi. Absolvent je schopen se v základních obrysech orientovat v klíčových kovových materiálech, základech fyzikálně-chemických dějů, krystalické stavbě a poruchách mřížky, metodách analýzy mikroskopických struktur, mechanických zkouškách realizovaných v souladu s příslušnými normami. Absolvent dokáže kriticky hodnotit jednotlivé druhy materiálů, třídit a vyhodnocovat informace obsažené v protokolech z měření základních materiálových vlastností. Absolvent dokáže analyzovat základní druhy binárních rovnovážných diagramů. Absolvent se dokáže v základním rozsahu orientovat v problematice koroze a protikorozní ochrany kovů. Absolvent získá základní znalosti a dovednosti v oblasti kovových materiálů, které mu umožní efektivně řídit produkční procesy v podniku, kde se se v rámci materiálového toku, výrobků nebo zboží tyto stěžejní materiály uplatňují.
Výstupy z učení
Po úspěšném absolvování předmětu student: 18.1 umí definovat základní rozdělení kovových materiálů a dále charakterizovat jejich strukturní, mechanické a užitné vlastnosti 18.2 umí definovat vnitřní stavbu hmoty, krystalovou stavbu kovů, bodové, čárové, plošné a prostorové poruchy krystalové mřížky 18.3 má základní znalosti v oblasti termodynamiky, kinetiky a difúze kovových soustav 18.4 má základní znalosti z oblasti tuhnutí a krystalizace kovů a slitin, segregačních jevů a fázových přeměn v tuhém stavu 18.5 má základní znalosti z oblasti metalografie a mechanických zkoušek kovů a jejich slitin 18.6 má základní znalosti z oblasti koroze a protikorozní ochrany kovů 18.7 dovede realizovat základní rozbor binárních rovnovážných diagramů slitin železa i neželezných kovů 18.8 dovede aplikovat metalografické metody a mechanické zkoušky kovů v souladu s příslušnými normami 18.9 umí základním způsobem kriticky hodnotit jednotlivé typy kovových materiálů vzhledem k jejich vlastnostem a vhodným aplikacím v technické praxi
Osnova
  • Přednášky 1. Úvod do materiálů, základní rozdělení a jejich využití ve strojírenské praxi. (18.1, 18.9) 2. Hmota, její vnitřní stavba, krystalová stavba kovů, bodové, čárové, plošné a prostorové poruchy krystalové mřížky. (18.2) 3. Základy termodynamiky, kinetiky a difúze kovových soustav. (18.3) 4. Fázové přeměny v kovech. Základní typy binárních systémů. Souvislost binárních diagramů s vlastnostmi slitin. (18.4, 18.7, 18.9) 5. Tuhnutí a krystalizace kovů a slitin, segregační jevy. Fázové přeměny v tuhém stavu. (18.4, 18.9) 6. Metalografie. Světelná mikroskopie, makrostruktura, čistota kovů, velikost zrna. (18.5, 18.8, 18.9) 7. Mechanické vlastnosti kovů a jejich slitin: vliv mikrostruktury na mechanické vlastnosti, druhy deformace. (18.5, 18.8, 18.9) 8. Zkoušení mechanických vlastností kovů a jejich slitin. Zkoušky statické, tvrdosti a rázem v ohybu. Zkoušky pro hodnocení mezních stavů materiálů. (18.5, 18.8, 18.9) 9. Slitiny železa - oceli. Jejich charakteristika, vlastnosti a užití. (18.7, 18.9) 10. Slitiny železa - litiny. Jejich charakteristika, vlastnosti a užití. (18.7, 18.9) 11. Stručná charakteristika vybraných slitin neželezných kovů a jejich užití, část 1. (18.7, 18.9) 12. Stručná charakteristika vybraných slitin neželezných kovů a jejich užití, část 2. (18.7, 18.9) 13. Koroze kovů. Typy koroze a důsledky. Aktivní a pasivní protikorozní ochrana kovů. (18.6, 18.9) Semináře 1. Úvodní informace. Bezpečnostní předpisy, způsoby práce v laboratorních podmínkách. Stručný přehled obsahu cvičení a požadavků pro udělení zápočtů. Zadání semestrální práce. (18.1 - 18.9) 2. Exkurze do materiálových laboratoří a zkušeben průmyslových partnerů VŠTE. (18.5, 18.8) 3. Základní výpočty v oblasti termodynamiky kovů a slitin (18.3). 4. Základní binární rovnovážné diagramy. (18.7) 5. Světelná mikroskopie a optická emisní spektrometrie: příprava na praktická cvičení; práce s normami pro hodnocení jednotlivých druhů kovů a slitin. Příprava vybraných typů protokolů. (18.5, 18.9) 6. Světelná mikroskopie: praktické cvičení; příprava metalografických vzorků, práce s optickým mikroskopem, hodnocení mikrostruktur na základě pořízených fotografií, tvorba protokolu. (18.5, 18.9) 7. Optická emisní spektrometrie: praktické cvičení; příprava vzorků, kalibrace, práce s optickým emisním spektrometrem, hodnocení výsledku měření a tvorba protokolů. (18.5, 18.9) 8. Zkoušky tahem a rázem v ohybu: příprava na praktická cvičení; práce s normami pro hodnocení jednotlivých druhů kovů a slitin. Příprava vybraných typů protokolů. (18.5, 18.9) 9. Zkouška tahem: praktické cvičení; způsob přípravy vzorků, realizace zkoušek tahem, hodnocení výsledku zkoušky a tvorba protokolů. (18.5, 18.9) 10. Zkouška rázem v ohybu: praktické cvičení; způsob přípravy vzorků, realizace zkoušek rázem, hodnocení výsledku zkoušky a tvorba protokolů. (18.5, 18.9) 11. Binární diagramy slitin železa: metastabilní (Fe-Fe3C) a stabilní (Fe-C). (18.4, 18.7, 18.9) 12. Vybrané binární diagramy neželezných kovů (Ni, Ti, Al, Cu, Zn, Mg). (18.4, 18.7, 18.9) 13. Závěrečný test, vyhodnocení semestrální práce. (18.1 - 18.9)
Literatura
    povinná literatura
  • SKÁLOVÁ, J., J. KOUTSKÝ a V. MOTYČKA, 2010. Nauka o materiálech. 4. vyd. Plzeň: Západočeská univerzita. ISBN 978-80-7043-874-9.
  • SKÁLOVÁ, J., KOVAŘÍK, R., BENEDIKT, V. Základní zkoušky kovových materiálů. 4. vyd. - dotisk. Plzeň: Západočeská univerzita, 2010. 175 s. ISBN 978-80-7043-417-8.
  • SILBERNAGEL, A., V. HRUBÝ, M. GREGER a J. NĚMEC 2011. Struktura, vlastnosti, zkoušení a použití kovů. Ostrava: Kovosil. ISBN 978-80-903694-6-7.
  • ASKELAND, D., R. FULAY, P. P. WRIGHT a J. WENDELIN, 2010. The Science and Engineering of Materials. 6. vyd. Stamford: Cengage Learning. ISBN 978-0-495-29602-7.
  • MACHEK, V. a J. SODOMKA, 2008. [Nauka o materiálu. 3. část], Speciální kovové materiály. Praha: České vysoké učení technické. ISBN 978-80-01-04212-0.vvv
    doporučená literatura
  • ASHBY, M., F. a D. R. H. JONES, 2012. Engineering Materials 1, An Introduction to Properties, Applications and Design. 4. vyd. Oxford: Elsevier. ISBN 978-0-0080-96665-6.
  • MACHEK, V. a J. SODOMKA, 2007. [Nauka o materiálu]. 2. část, Vlastnosti kovových materiálů. Praha: Nakladatelství ČVUT. ISBN 978-80-01-03686-0.
  • KADLEC, J. a M. POSPÍCHAL, 2010. Nauka o materiálu I. Brno: Univerzita obrany. ISBN 978-80-7231-705-9.
  • SKRBEK, B., 2010. Výběr materiálových norem: pracovní pomůcka. Liberec: Technická univerzita v Liberci. ISBN 978-80-7372-634-8. PILOUS, V., 2008. Technologie kovových materiálů. 2. vyd. Plzeň: Západočeská univerzita. ISBN 978-80-7043-699-8.
Organizační formy výuky
přednáška
seminář
cvičení
odborná praxe
tutoriál
konzultace
Komplexní výukové metody
frontální výuka
skupinová výuka - kooperace
projektová výuka
brainstorming
kritické myšlení
samostatná práce – individuální nebo individualizovaná činnost
výuka podporovaná multimediálními technologiemi
Studijní zátěž
AktivitaPočet hodin za semestr
Prezenční formaKombinovaná forma
Projekt - semestrální2626
Příprava na přednášky16 
Příprava na seminář, cvičení, tutoriál1626
Příprava na závěrečný test2062
Účast na přednáškách26 
Účast na semináři/cvičeních/tutoriálu/exkurzi2616
Celkem:130130
Metody hodnocení a jejich poměr
test - závěrečný 70 %
projekt - semestrální 30 %
Podmínky testu
Pro úspěšné splnění předmětu je nutné v~součtu dosáhnout z~průběžného a závěrečného hodnocení minimálně 70 % za níže stanovených podmínek. V~průběžném hodnocení lze získat 30 bodů tj. 30 %. V~závěrečném hodnocení lze celkem získat 70 bodů tj. 70 %. Celková klasifikace předmětu, tj. body za závěrečné hodnocení (70 - 0) + body z~průběžného hodnocení (30 - 0): A 100 – 90, B 89,99 – 84, C 83,99 – 77, D 76,99 – 73, E 72,99 – 70, FX 69,99 – 30, F 29,99 – 0. Student prezenční formy studia je povinen na kontaktní výuce, tj. vše kromě přednášek, splnit povinnou 70% účast. Pokud účast nebude splněná, bude student automaticky klasifikován „-“.
Informace učitele
Účast na výuce ve všech formách řeší samostatná vnitřní norma VŠTE (Evidence docházky studentů na VŠTE). Pro studenty prezenční formy studia je na seminářích povinná 70% účast.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2020, zima 2021, zima 2022, zima 2023.