360 likes | 644 Views
Projektowanie materiałów inżynierskich. Dr inż. Krzysztof Widanka Zakład Materiałoznawstwa I-19 201/B1. Program wykładów. Wstęp. Skład chemiczny i struktura a własności materiału: 2 godz. Rola wykresów równowagi w projektowaniu materiałów: 1 godz.
E N D
Projektowanie materiałów inżynierskich Dr inż. Krzysztof Widanka Zakład Materiałoznawstwa I-19 201/B1
Program wykładów Wstęp. Skład chemiczny i struktura a własności materiału: 2 godz. Rola wykresów równowagi w projektowaniu materiałów: 1 godz. Związki pomiędzy strukturą a własnościami materiału: 2 godz. Mechanizmy umocnienia metali i stopów cz I: 2 godz. Mechanizmy umocnienia metali i stopów cz II: 2 godz. Efekty zastosowania mechanizmów umocnienia: 2 godz. Kompozyty o osnowie metalicznej – podstawy projektowania: 2 godz. Dobór materiałów – metody ilościowe: 2 godz.
Źródła literaturowe O. H. Wyatt, D. Dew-Hughes: Wprowadzenie do Inżynierii Materiałowej, WNT, Warszawa 1978, M. F. Ashby, D. R. H. Jones: Materiały Inżynierskie t.1 i 2, WNT,1997 i 1998, J. Adamczyk: Metaloznawstwo Teoretyczne cz. 2 – Odkształcenie plastyczne, Umocnienie i Pękanie, Gliwice 2002, M.F. Ashby: Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim, WNT, 1995. A. Boczkowska, J. Kapuściński, Z. Liderman, D. Witemberg-Perzyk, S. Wojciechowski: Kompozyty, OWPW, Warszawa 2003 S.G. Roberts: Microplasticity 5 - Strengthening,notatki z wykładów, Oxford. ASM Materials Information –ASM Handbooks online,baza materiałowa.
Historia i współczesność Ewolucjamateriałów inżynierskich na przestrzeni wieków. PE, polietylen; PMMA, polimetakrylan metylu; PC, poliwęglan; PS, polistyren; PP, polipropylen; CFRP, kompozyt polimerowy zbrojony włóknem węglowym; GFRP, kompozyt polimerowy zbrojony włóknem szklanym; PSZ, częściowo stabilizowane tlenki cyrkonu
Właściwość (wartości przybliżone) Metale i stopy Ceramika inżynierska Polimery Gęstość, g/cm3 2 do 22 (średnia 8) 2 do 19 (średnia 4) 1 to 2 Temperatura topnienia Niska (Ga = 29.78 °C) wysoka (W = 3410 °C) wysoka (do 4000 °C) Niska Twardość Średnia Wysoka Niska Obrabialność Dobra Słaba Dobra Wytrzymałość na rozciąganie, MPa Do 2500 Do 400 Do 140 Wytrzymałość na ściskanie, MPa Do 2500 Do 5000 Do 350 Moduł Younga, GPa 15 do 400 150 do 450 0.001 do 10 Wytrzymałość na pełzanie Od słabej do średniej Bardzo dobra . . . Rozszerzalność cieplna Średnia i wysoka Niska i średnia Bardzo wysoka Przewodność cieplna Średnia i wysoka Średnia, ale często obniża się z temperaturą Bardzo niska Odporność na szok cieplny Dobra Generalnie słaba . . . Charakterystyka elektryczna Przewodniki Izolatory Izolatory Odporność chemiczna Niska i średnia Wyborna Dobra Odporność na utlenianie Generalnie słaba Tlenkiwyborna; SiC and Si3N4dobra . . . Ogólnie o materiałach
Mikrostruktura a wytrzymałość materiału w niskiej temperaturze (otoczenia)
Mikrostruktura a wytrzymałość materiału w niskiej temperaturze (otoczenia)
Mikrostruktura a wytrzymałość materiału w wysokiej temperaturze
Mikrostruktura a wytrzymałość materiału w wysokiej temperaturze
Mikrostruktura a odporność na pękanie w niskiej temperaturze
Mikrostruktura a odporność na pękanie w niskiej temperaturze gdzie: KIc – krytyczny współczynnik intensywności naprężeń w płaskim stanie odkształcenia, F – minimalne naprężenie powodujące rozwój pęknięcia, c – wymiar szczeliny (wady), - współczynnik zależny od kształtu szczeliny (najczęściej równy jedności)
Mikrostruktura a odporność na pękanie w niskiej temperaturze
Mikrostruktura a odporność na pękanie w niskiej temperaturze
Mikrostruktura a odporność na pękanie w wysokiej temperaturze
Mikrostruktura a odporność na pękanie w wysokiej temperaturzeParametr Larsona -Millera
Mikrostruktura a odporność na pękanie w wysokiej temperaturzeZastosowanie parametru LM
Mikrostruktura a odporność na pękanie w wysokiej temperaturze
Mikrostruktura a własności ceramikiWytrzymałość a temperatura