Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Materiały Metaliczne Obróbka Cieplna

Koordynator przedmiotu:

prof. dr hab. inż. Jerzy Szawłowski, dr Michał Tacikowski

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inżynieria Materiałowa

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

MMOC

Semestr nominalny:

4 / rok ak. 2012/2013

Liczba punktów ECTS:

5

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Liczba godzin pracy studenta ogółem - 140, obejmuje: 1) obecność na wykładach- 30 godz.; 2) uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych – 45 godz. 3) praca własna studenta w domu w zakresie przygotowania teoretycznego do sprawdzianów i opracowania sprawozdań z laboratoriów – 45 godz. 4) przygotowanie się studenta do egzaminu pisemnego – 20 godzin.

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

3 punkty ECTS – 30 godzin wykładu, 45 godzin laboratoriów.

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

3 punkty ECTS - uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych – 45 godz., praca własna studenta w domu w zakresie przygotowania teoretycznego do sprawdzianów i opracowania sprawozdań z laboratoriów – 45 godz.

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium45h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Zakres wiadomości z przedmiotów - Podstawy nauki o materiałach 1 i 2 Struktura krystaliczna, rodzaje faz w stopach metali, defekty budowy krystalicznej, punktowe, liniowe, powierzchniowe. Krystalizacja z fazy ciekłej i stałej, zarodkowanie, mechanizm wzrostu. Podstawy krystalizacji. Układy równowagi faz, budowa wykresów równowagi. Układ Fe-Fe3C, struktury równowagowe, przemiany fazowe. Podstawy dyfuzji. Mechanizmy umocnienia, roztworowe, odkształceniowe, wydzieleniowe, dyspersyjne. Odkształcenie plastyczne, zdrowienie i rekrystalizacja. Podstawowe przemiany fazowo strukturalne zachodzące przy nagrzewaniu i chłodzeniu stali. Krzywe CTP, tworzenie struktur perlitycznych, bainitycznych i martenzytycznych, Przemiany przy nagrzewaniu martenzytu w procesach odpuszczania. Tworzenie sorbitu podczas ulepszania cieplnego. - Materiały metaliczne i metalurgia Informacje o głównych metodach metalurgicznych stosowanych w technice, stopach żelaza, stalach i żeliwach oraz (Al., Cu, Zn, Mg) Procesy metalurgiczne wytwarzania technicznych stopów żelaza (stali, żeliw). Procesy stalownicze, przemiany fazowe oraz mechanizmy umocnienia i możliwości ich wykorzystania w procesach kształtowania właściwości stopów Fe. Klasyfikacja, znakowanie, własności i zastosowanie stali, żeliw oraz stopów metali nieżelaznych.

Limit liczby studentów:

Wykład - bez ograniczeń. Laboratorium - z uwagi na wymogi przepisów BHP grupa dziekańska nie powinna liczyć więcej niż 24 osoby (8 osób w podgrupie tematycznej)

Cel przedmiotu:

Wykład - Przekazanie studentom podstawowej wiedzy o tworzywach metalicznych stosowanych w technice: stopach żelaza(stalach i żeliwach), stopach metali (Al, Cu, Zn, Mg). Laboratorium - Przekazanie studentom podstawowej wiedzy o realizacji technologii obróbek cieplnych i cieplno-chemicznych w oparciu o stosowane urządzenia, atmosfery ochronne, ośrodki grzewcze i chłodzące, oraz mechanizmy przemian fazowo-strukturalnych zachodzących przy grzaniu i chłodzeniu materiałów i występujące w nich naprężenia własne. Przekazanie podstawowej wiedzy z zakresu budowy urządzeń do realizacji nowoczesnej technologii obróbki cieplnej stopów metali w tym pieców z atmosferami ochronnymi, ośrodkami kąpielowymi oraz urządzeniami próżniowymi, reagowaniem składników chemicznych tych ośrodków, grzewczych na zmiany lub równowagę przypowierzchniowych składników fazowo strukturalnych w obrabialnych cieplnie materiałach, podczas grzania i chłodzenia w celu uzyskania określonych własności obrabianych stopów metali. Zapoznanie z praktyczną realizacją technologii obróbek cieplnych stali konstrukcyjnych oraz narzędziowych w tym stali do pracy na zimno, gorąco lub szybkotnących, oraz nowoczesnych, ekonomicznych obróbek cieplno chemicznych nawęglania, azotowania, węgloazotowania w oparciu o procesy aktywno dyfuzyjne gazowe, próżniowe oraz regulowane. Podstawowe informacje o realizacji obróbek cieplnych stali nierdzewnych, kwasoodpornych oraz stopów Al. i Cu.

Treści kształcenia:

Wykład - Stale i inne stopy żelaza – klasyfikacja i oznaczanie. Struktura i własności staliwęglowych i niestopowych (konstrukcyjnych, maszynowych i na urządzenia ciśnieniowe), niskowęglowych (do obróbki plastycznej na zimno) i narzędziowych. Rola domieszek, zanieczyszczeń i wtrąceń niemetalicznych w stalach niestopowych oraz pierwiastków stopowych w stalach stopowych. Stale stopowe – konstrukcyjne, maszynowe, na urządzenia ciśnieniowe, na elementy łożysk tocznych, do pracy w podwyższonej temperaturze, żaroodporne, żarowytrzymałe, zaworowe, odporne na korozję i ścieranie, do pracy w obniżonej temperaturze, o szczególnych własnościach magnetycznych oraz stosowane na narzędzia szybkotnące do pracy na gorąco i na zimno. Nadstopy i stopy wysokożarowytrzymałe. Odlewnicze stopy żelaza – staliwa i żeliwa niestopowe i stopowe. Metale nieżelazne i ich stopy –klasyfikacja i oznaczanie. Metale: lekkie, ciężkie, trudno topliwe, szlachetne, rzadkie, alkaliczne i ziem alkalicznych. Metalurgia proszków. Laboratorium - Zalecenia norm dla realizacji technologii obróbki cieplnej składającej się z operacji, zabiegów i czynności, przy nagrzewaniu i chłodzeniu z pośrednim wytrzymywaniem temperatur przy obróbce stali stopowych i zmniejszonym przewodnictwie cieplnym. Rozkład temperatur w przekroju elementów przy grzaniu i chłodzeniu oraz tworzące się naprężenia cieplne i strukturalne. Zmiany własności stref przypowierzchniowych na skutek procesów odwęglania i utleniania stali i metody zapobiegania. Atmosfery ochronne generatorowe endo- i egzotermiczne, oraz z rozkładu amoniaku. Skład, wytwarzanie, zastosowanie. Podstawowe urządzenia stosowane do realizacji O.C. i C-Chem z atmosfera gazową, kąpielową oraz próżniową. Realizacja technologii obróbek O.C. w zakresie wyżarzania, hartowania martenzytycznego objętościowego stali konstrukcyjnych i narzędziowych (w tym szybkotnących) w połączeniu z procesami odpuszczania. Dobór parametrów, urządzeń, ośrodków grzewczych i chłodzących w celu otrzymania określonych własności w oparciu o przemiany strukturalne materiałów. Izotermiczne procesy hartowania bainitycznego, dobór stali otrzymywane własności. Procesy utwardzania dyspersyjnego w ramach przysycania i starzenia. Realizacja nowoczesnych procesów technologii utwardzania powierzchniowego w procesach hartowania powierzchniowego, nawęglania aktywno-dyfuzyjnego w tym próżniowego oraz azotowania gazowego w procesach regulowanych. Ekonomika realizacji technologii obróbek cieplnych.

Metody oceny:

Wykład: 2- godzinny egzamin pisemny w sesji oraz dodatkowa część ustna egzaminu w przypadku słabych wyników w części pisemnej. Laboratorium: W każdym z 5 tematów wykonawczych 20 min. pisemny sprawdzian z wiadomości plus rozmowa w trakcie repetytorium.

Egzamin:

tak

Literatura:

1.W. Luty i inni Poradnik Inżyniera – Obróbka Cieplna Stopów Żelaza NT; 2.L. Dobrzański E.H.; I.M.; R.N. Metaloznawstwo i Obróbka Cieplna Materiałów Narzędziowych, NT 1990; 3. L. Dobrzański Metaloznawstwo o Obróbka Cieplna Stopów Metali Metaloznawstwo i Obróbka Cieplna Stopów Metali W.P.Sl 1993; 4. A. Moszczyński, T. Sobusiak Atmosfery Ochronne do Obróbki Cieplnej, NT; J.Grzyb, J. Trzciałkowski Urządzenia do Obróbki Cieplnej w Atmosferach Regulowanych WNT 1975; 5. A. Moszczyński Nawęglanie Gazowe Stali, WNT 1983; T. Pełczyński Obróbka Cieplno Chemiczna Stali NT 1986.

Witryna www przedmiotu:

---

Uwagi:

---

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt TMOC_W1

Ma wiedzę dotyczącą podstawowych grup tworzyw metalicznych stosowanych w technice
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprawdzian wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W05, IM_W06, IM_W11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05

Efekt TMOC_W2

Zna podstawowe kryteria i metody doboru tworzyw metalicznych w zastosowaniach inżynierskich
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprawdzian wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W05, IM_W06, IM_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07

Efekt TMOC_W3

Ma wiedzę z zakresu podstaw teoretycznych, metodyki, doboru i realizacji obróbki cieplnej
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprawdzian wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_W06, IM_W12, IM_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04, T1A_W06, T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt TMOC_U1

Potrafi dobrać odpowiednie do rodzaju zastosowania i warunków eksploatacji tworzywo metaliczne i zaprojektować jego obróbkę cieplną lub powierzchniową
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprawdzian wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U08, IM_U09, IM_U13, IM_U14, IM_U16
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U14, T1A_U16

Efekt TMOC_U2

Potrafi ocenić aspekty ekologiczne zastosowania wybranych technologii obróbki cieplej lub powierzchniowej
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprawdzian wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.s
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U10
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U10

Efekt TMOC_U3

Umie ocenić aspekty ekonomiczne wyboru określonych materiałów i technologii ich obróbki
Weryfikacja: Wykł. - egzamin; Lab. - sprwadzain wiadomości i sprawozdanie z każdego z 5 tematów wykonawczych.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U12, IM_U13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U12, T1A_U13

Efekt TMOC_U4

Na podstawie posiadanej wiedzy i analizy fachowej literatury student rozwija poprzez pracę własną swoje umiejętności i wiedzę z zakresu tworzyw metalicznych i obróbki cieplnej. Student umie opracować i prawidłowo zinterpretować otrzymane wyniki, wyciągnąć wnioski z przeprowadzonych badań. Przy opracowaniu sprawozdań korzysta z technik informacyjno-komunikacyjnych.
Weryfikacja: Ocena sprawozdań, sprawdzian z wiadomości
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U01, IM_U05, IM_U07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U05, T1A_U07

Efekt TMOC_U5

W trakcie wykonywania doświadczeń w laboratorium stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy.
Weryfikacja: Obserwacja i ocena umiejętności studenta w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe: IM_U11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U11

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt TMOC_K1

Rozumie potrzebę pogłębiania i aktualizowania wiedzy w stopniu umożliwiającym wykorzystanie najnowocześniejszych rozwiązań technicznych w doborze materiałów i projektowaniu ich obróbki cieplnej lub powierzchniowej.
Weryfikacja: Rozmowa ze studentami
Powiązane efekty kierunkowe: IM_K01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01

Efekt TMOC_K2

Ma świadomość znaczenia obróbki cieplnej tworzyw metalicznych dla optymalnego wykorzystania materiałów w technice. Rozumie zagrożenia wynikające z niewłaściwie podjętych decyzji dot. procesów obróbki cieplnej.
Weryfikacja: Rozmowa ze studentami
Powiązane efekty kierunkowe: IM_K02, IM_K05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02, T1A_K05

Efekt TMOC_K3

Rozumie istotną rolę inżynierii powierzchni tworzyw metalicznych w aspekcie zwiększenia trwałości wyrobów i oszczędności materiałów. Ma świadomość znaczenia innowacyjnych technologii w modyfikacji warstwy wierzchniej umożliwiającej uzyskanie jak najlepszych właściwości materiałów- w budowaniu przewagi konkurencyjnej polskiej gospodarki, przedsiębiorstw, świata nauki. Rozumie potrzebę przekazywania informacji o dokonanych odkryciach, osiągniętych rezultatach społeczeństwu, światu nauki, dokonywania transferu wiedzy i technologii do przemysłu, z uwzględnieniem zasad ochrony własności intelektualnej.
Weryfikacja: Rozmowa ze studentami
Powiązane efekty kierunkowe: IM_K02, IM_K05, IM_K07
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02, T1A_K05, T1A_K07