Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Obróbka cieplna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
MIMT-2-106-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Zielińska-Lipiec Anna (alipiec@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach modułu student zostanie zapoznany z podstawowymi metodami kształtowania mikrostruktury materiałów na drodze obróbki cieplnej, mającymi wpływ na własności mechaniczne materiałów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna metody ochrony powierzchni przed utlenianiem i nawęglaniem IMT2A_W04, IMT2A_W03, IMT2A_W01 Kolokwium
M_W002 Student potrafi zaprojektować obróbkę cieplną w celu otrzymania określonych właściwości mechanicznych materiałów IMT2A_W04, IMT2A_W03, IMT2A_W01 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi ocenić przydatność danej technologii lub urządzenia do realizacji prostego zadania inżynierskiego IMT2A_U01, IMT2A_U04, IMT2A_U03 Kolokwium
M_U002 Student ma uporządkowaną wiedzę na temat podstaw teoretycznych i technologii obróbek cieplnych stosowanych dla materiałów metalicznych IMT2A_W04, IMT2A_W03, IMT2A_W01 Kolokwium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna metody ochrony powierzchni przed utlenianiem i nawęglaniem + - + - - - - - - - -
M_W002 Student potrafi zaprojektować obróbkę cieplną w celu otrzymania określonych właściwości mechanicznych materiałów + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi ocenić przydatność danej technologii lub urządzenia do realizacji prostego zadania inżynierskiego + - + - - - - - - - -
M_U002 Student ma uporządkowaną wiedzę na temat podstaw teoretycznych i technologii obróbek cieplnych stosowanych dla materiałów metalicznych + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
  1. Metaloznawcze podstawy obróbki cieplnej stopów żelaza

    Klasyfikacja przemian fazowych w stopach. Siła pędna przemiany, zarodkowanie. Układy fazowe, równowaga termodynamiczna. Przebieg przemian kontrolowanych szybkością dyfuzji.

  2. Przemiany fazowe wykorzystywane do kształtowania mikrostruktury

    Przemiany fazowe podczas nagrzewania i chłodzenia stali i ich wykorzystanie do kształtowania struktury i własności mechanicznych

  3. Wykresy CTP i ich wykorzystywanie w projektowaniu obróbki cieplnej

    Wykorzystanie wykresów CTA, CTPi, CTPc, CTPo, CTPs do ustalania mikrostruktury i dobór warunków obróbki cieplnej

  4. Grzanie materiałów i chłodzenie materiałów

    Podstawy teoretyczne procesu. Obliczanie czasu grzania. Wpływ geometrii i rozmieszczenia przedmiotów na czas grzania. Rodzaje pieców grzewczych. Ciekle ośrodki grzejne. Mechanizm chłodzenia w cieczach. Obliczanie czasu chłodzenia. Rodzaje i własności ośrodków chłodzących (stałe ciekłe, gazowe). Zastosowanie ośrodków chłodzących w aspekcie ochrony środowiska.

  5. Metody zapobiegania stratom materiałowym podczas wysokotemperaturowej obróbki cieplnej

    Rodzaje oddziaływania gazów na powierzchnie obrabianych metali. Metody zabezpieczające materiał przed utlenianiem. Zasady i metody wytwarzania atmosfer. Urządzenia do wytwarzania atmosfer

  6. Strukturalne i technologiczne aspekty procesu wyżarzania

    Aktywowany cieplnie ruch granic – proces rekrystalizacji. Ogólne zasady doboru parametrów procesów wyżarzania. Technologiczne i strukturalne aspekty różnych procesów wyżarzania dla stali i stopów

  7. Umocnienie materiałów przemianami fazowymi 1

    Pojęcie hartowności i metody jej określania. Czynniki wpływające na hartowność. Metody hartowania objętościowego i powierzchniowego. Naprężenia powstające podczas hartowania

  8. Umocnienie materiałów przemianami fazowymi 2

    Przemiany podczas odpuszcza stali węglowych i stopowych i ich wpływ na mikrostrukturę i własności. Twardość wtórna. Kruchości odpuszczania. Parametr Hollomona-Jaffe. Ulepszanie cieplne

  9. Umocnienie materiałów przemianami fazowymi 3

    Mechanizm umocnienia wydzieleniowego. Omówienie stali i stopów metali nieżelaznych i nadstopów utwardzanych wydzieleniowo – przykłady sekwencji zmian w mikrostrukturze. Wpływ parametrów procesu starzenia na własności mechaniczne. Wybrane technologie procesów

  10. Technologie obróbki cieplnej części maszyn

    Przykładowe obróbki cieple dla stali do ulepszania cieplnego, stali sprężynowych. Dobór obróbki dla określonych części maszyn – kół zębatych, łożysk, odkuwek. Technologiczność części maszyn z punktu widzenia obróbki cieplnej

  11. Technologie obróbki cieplnej narzędzi

    Ogólne zasady obróbki cieplnej narzędzi. Technologie obróbki cieplnej narzędzi w zależności od pracy narzędzia i wybranego gatunku stali. Obróbka cieplna stali szybkotnących

  12. Technologie obróbki stosowane dla stali o specjalnych własnościach

    Wybrane technologie obróbek cieplnych stosowanych dla stali o specjalnych własnościach np.; transformatorowych, stali nierdzewnych austenitycznych, martenzytycznych utwardzanych wydzieleniowo. Obróbka cieplna złączy spawanych.

  13. Obróbka cieplno-mechaniczna

    Omówienie technologii nisko i wysokotemperaturowa. Walcowanie regulowane, Walcowanie normalizujące. Rola obróbki cieplnej przy produkcji blach i taśm ze stali IF, BH. Dual phase, TRIP.

  14. Obróbka cieplna w kształtowaniu własności stopów metali nieżelaznych i nadstopów. Wady i kontrola jakości obróbki cieplnej

    Wybrane technologie obróbki cieplnej stopów aluminium, miedzi, niklu, tytanu. Kontrola jakości półfabrykatów hutniczych w stanie dostawy. Wady hartowania i odpuszczania. Wady obróbki cieplno-chemicznej

  15. Obróbka cieplno-chemiczna

    Ogólne zasady obróbki cieplno-chemicznej. Typy ośrodków przeznaczonych do obróbki cieplno-chemicznej. Dyfuzyjne nasycanie pierwiastkami niemetalicznymi (nawęglanie, azotowanie, borowanie). Dyfuzyjne nasycanie pierwiastkami metalicznymi (tytanowanie, chromowanie, aluminiowanie)

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
  1. Atmosfery ochronne

    Metody ochrony powierzchni przed utlenianiem i odwęglaniem. Rodzaje atmosfer ochronnych. Określanie wpływu ciśnienia cząstkowego tlenu, dwutlenku węgla, tlenku węgla, pary wodnej na kierunek przebiegu reakcji chemicznych. Analiza wpływu pierwiastków stopowych na utlenianie w podwyższonych temperaturach

  2. Metody wyżarzania stali

    Omówienie podstawowych technologii wyżarzania i ich wpływu na właściwości stali. Przeprowadzenie wyżarzania zmiękczającego na właściwości (twardość) stali narzędziowych

  3. Hartowność stali

    Wykonanie próby Jominy’ego i pełna analiza uzyskanych wyników. (określenie średnicy krytycznej, idealnej średnicy krytycznej, rozkładu twardości na przekroju pręta hartowanego w danym ośrodku)

  4. Umocnienie wydzieleniowe stopów

    Omówienie technologicznych aspektów procesu umocnienia wydzieleniowego. Przeprowadzenie procesu starzenia w duralach i stali maraging – określenie czasu potrzebnego do uzyskania maksimum twardości.

  5. Obróbka cieplno-chemiczna

    Przeprowadzenie nawęglania w proszkach. Pomiar grubości warstwy nawęglanej. Określenie współczynnika dyfuzji węgla i energii aktywacji. Omówienie obróbki cieplnej po nawęglaniu. Proces azotowania i jego wpływ na właściwości i mikrostrukturę

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podaje prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ocen z laboratorium

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Podaje prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Brak

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Poradnik inżyniera- obróbka cieplna pod red W. Lutego, WNT Warszawa 1977
2. Dobrzański L., Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, WNT Warszawa 1996
3. Pacyna J., (Red.), Ćwiczenia z materiałów metalicznych, Wyd. WMiIM, Kraków 2003
4. Strony www

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

E. Bączek, A. Zielińska-Lipiec: Wpływ regeneracyjnej obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości stali P91 W: Innowacyjne technologie wytwarzania, Monografia, artykuły napisane z okazji „II Międzynarodowej Konferencji Innowacyjne Technologie Wytwarzania”. 2012, S. 403–410

A. Ziewiec, Ed.Tasak, A. Zielińska-Lipiec A, K. Ziewiec, A.Bochowski, J.Kowalska: The influence of rapid solidification and temperature of the solution treatment on the microstructure of the 17Cr-9Ni-3Mo precipitation hardened steel, Journal of Alloys and Compounds, 615 (2014) 627-932

P. Matusiewicz, W. Ratuszek, A. Zielińska-Lipiec A, Recrystallization of ferrite in spheroidite of {Fe-0.67%C} steel, Archives of Metallurgy and Materials, Polish Academy of Sciences. Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science, 56, (2011) 63–69

B. Sarapata, A. Zielińska-Lipiec A, C. Vahlas, Microstructure of {Al-Cu} thin film deposited by MOCVD, Inżynieria Materiałowa, 31 (2010) 386–389

W.J Kaluba, T Kaluba, A. Zielińska-Lipiec: Morphological evolutions in steels during continuous rapid heating, Materials Science Forum, 539–543 (2007) 4669–4674

Kąc S. Kusiński J., Zielińska-Lipiec A. Radziszewska A., Woźniak E.: Elektronomikroskopowe badania struktury warstw wierzchnich stali SWV9 po laserowym hartowaniu przetopieniowym, Nowoczesne technologie w inżynierii powierzchni III ogólnopolska konferencja naukowa, Lódź-Spała, 3-6 październik 2006, Inżynieria Materiałowa, (2006) 1053-1056,

Informacje dodatkowe:

Brak