Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Fundamentals on non-ferrous metals science
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NIMN-2-105-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Kula Anna (kula@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The course provides the basic knowledge in the field of non ferrous metals and its alloys. Essentials of the group of non ferrous metals, its unique properties and their significance as structural materials in the different branches of industry will provided. Special attention will be paid to the group of light non ferrous metals, cooper based materials, zinc and noble metals. Strengthening mechanisms, properties, microstructure and processing of non ferrous metals will be discussed.

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 has basic knowledge in the field of non-ferrous metals IMN2A_W03, IMN2A_W02 Zaliczenie laboratorium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student has extended knowledge on the manufacturing, processing and properties of the non-ferrous metals and alloys IMN2A_W03, IMN2A_W05, IMN2A_W01 Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student understands significance of non ferrous metals and alloys in materials science and industrial applications IMN2A_U01, IMN2A_U02 Prezentacja,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student is able to perform and determine mechanical properties and link the properties to structural features of non ferrous metals and alloys IMN2A_U01 Zaliczenie laboratorium,
Sprawozdanie,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
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
60 30 0 15 0 0 15 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 has basic knowledge in the field of non-ferrous metals + - - - - - - - - - -
M_W002 Student has extended knowledge on the manufacturing, processing and properties of the non-ferrous metals and alloys + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student understands significance of non ferrous metals and alloys in materials science and industrial applications + - - - - + - - - - -
M_U002 Student is able to perform and determine mechanical properties and link the properties to structural features of non ferrous metals and alloys - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 132 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Lecture Topics:

1.General information about metals and alloys
(a) Classification based on atomic bonding
(b) Classification based on crystal structure
© Classification based on density
2. Imperfections in the atomic arrangements of metals
(a) Point defects
(b) Dislocations; significance of dislocations in non-ferrous metals
© Surface defects
3. Deformation and principle strengthening mechanisms of non-ferrous metals
(a) Solid solution strengthening
(b) Precipitation strengthening
© Dislocation strengthening
(d) Grain boundary strengthening
4. Aluminum alloys: Physical metallurgy of aluminum alloys
5.Classification of aluminum alloys based on different criterions:
(a) Cast aluminum alloys
(b) Wrought aluminum alloys
© Non-heat treatable aluminum alloys
(d) Heat-treatable aluminum alloys
6. Principle strengthening mechanisms operating in aluminum based alloys – examples to each aluminum alloy series
7. Magnesium and its alloys: Physical metallurgy of magnesium alloys
8. Classification of magnesium based alloys
(a) Cast magnesium alloys
(b) Wrought magnesium alloys
9. Deformation behaviour of magnesium and its alloys alloys
10. Cooper and its alloys
11. Titanium and other non-ferrous alloys

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

At laboratory classes students will be acquainted to novel materials processing technology like Rapid Solidification (RS). RS technique will be used to produced light based materials with enhanced mechanical properties with comparison to its traditionally cast counterparts. Detailed description of project classes:
1. Rapid solidification of light-based alloys combined with plastic consolidation by hot extrusion
2. Mechanical properties of as-extruded RS materials. In comparison purposes mechanical properties of traditionally cast and extruded (IM) light-based alloys will be studied as well.
3. SEM observations of RS ribbons and as extruded RS and IM materials.

Based on project classes students are obligated to prepare report, which include every step of experiments performed during classes.

Zajęcia seminaryjne (15h):

Presentations of students on chosen subject in the field of non-ferrous metals and alloys. Students are encouraged to prepare their presentations based on ongoing research in the area of aluminum, magnesium, cooper, titanium and other non-ferrous alloys. Interesting research topics are provided in the scientific journals like: Materials Science and Engineering, Materials & Design, International Journal of Plasticity, Journal of Alloys and Compounds, Scientific Reports etc., thus students are encourage to chose presentation subject based on research papers.

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.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

At the end of semester students knowledge will be evaluated by comprehensive exam, which covers course programme delivered at lecture classes. Three exam dates will be provided. If all of the exam dates will be missed due to an unnotified miss, a zero will be given for the exam test. Exceptional circumstances will be considered on an individual basis. Positive grades from laboratory and seminar classes are required in order to proceed exam.

Each of laboratory class starts with a test, which covers the basic principles assigned to particular laboratory subject. If a test result is negative, student is obligated to repeat the test during contact hours within two following weeks. Based on laboratory classes students are obligated to prepare report, which include every step of experimental procedure performed during classes including received results, discussion and conclusions. At the last laboratory classes, the comprehensive test is assigned, which covers all laboratory subjects and objectives delivered during classes.

Final mark of laboratory classes is evaluated as follows:

OL = 0.5*OZ + 0.5*OR
OL – final mark from laboratory class
OZ – test mark
OR – report mark

Positive mark from seminar classes (OS) is given for student who realizes and presents the project in the form of presentation based on selected subject in the field of non-ferrous metals. Presentation is evaluated based on the following criterions:
The presentation content (scientific value), 25%
Discussion, 25%
Aesthetics value of presentation, 25%
Delivery of presentation, 25%

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – 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.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

EVALUATION (Method & Grade Distribution):

OK = 0.5*OE + 0.2*OS + 0.3*OL

OK – final mark
OE – exam grade
OS – seminar grade
OL – laboratory grade

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

Lecture classes are not mandatory, thus the subject can be studied independently by student based on the available literature.

Seminar classes are mandatory and students are obligated to participate in that type of classes. Absence can be justify only in extreme circumstances. Classes which are missed can be countervailed by independent studies of the subject discussed during the student absence.

Laboratory classes are mandatory and students are obligated to participate in that type of classes. Absence can be justify only in extreme circumstances. Classes which are missed can be worked out by participating in the classes of another laboratory group which realizes the same laboratory subject or by individual studying of particular research subject.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

PRIMARY TEXT BOOK:
W. D. Calister, D.G. Rethwisch “Materials Science and Engineering. An Introduction”, 8th edition, Wiley – John Wiley & Sons, Inc., 2010
D. R. Askeland, W. J. Wright “The Science and Engineering of Materials”. 7h edition, 2011 Cengage Learning
I. J. Polmear “Light alloys from traditional alloys to nanocrystals”, 4th edition, Elsviever, UK 2006

SUPLEMENTARY TEXT BOOKS:
C. S. Roberts “Magnesium and its Alloys”, Wiley, NJ, USA, 1960
L. L. Rokhlin, “Magnesium alloys containing rare earth metals: Structure and properties”, Taylor & Francis, London, 2003
W. Sha & S. Malinov “Titanium Alloys, Modelling of Microstructure, Properties and Applications”, Woodhead Publishing 2009

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. A. Kula, K. Noble, R.K. Mishra, M. Niewczas „Plasticity of Mg–Gd alloys between 4 K and 298 K”, Philosophical Magazine (2016), vol. 96, p.134-165
2. A. Kula, X. Jia, R.K. Mishra, M. Niewczas „Flow stress and work-hardening of Mg-Y alloys between 4K and 298K”, International Journal of Plasticity (2017), vol. 92, 96-121
3. A. Kula, C. Silva, M. Niewczas “Grain size effect on deformation behaviour of Mg–Sc alloys” Journal of Alloys and Compounds (2017), vol. 727, p.642-657
4. S. Saimoto, M.A. Singh, M.R. Langille, A. Kula, M. Niewczas “Identification of the role of Al-Fe-Mn-Si casting dispersoids in age-hardenable aluminum alloys using small angle X-ray scattering”, Materials Science and Engineering A, (2018), vol. 734, p. 51-58
5. A. Kula, L. Blaz, P. Lobry “Structure and properties studies of rapidly solidified Al-Mn alloys”, Key Engineering Materials (2016), 682, p.199-204

Informacje dodatkowe: