ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΛΙΚΩΝ ΜΜ404 - ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ Οδηγός μαθήματος - Εαρινό εξάμηνο 2017 Διδάσκων: Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής Πρόγραμμα Ώρες Γραφείου Διαλέξεις: Γ. Χαϊδεμενόπουλος Τετάρτη hgreg@mie.uth.gr Τετάρτη Ασκήσεις: M.-I. Tζίνη Τετάρτη margiannatz@gmail.com Τρίτη Εργαστήρια: Ομάδες 1,4 ( Ν. Χασιώτης): Δευτέρα nhass@mie.uth.gr Πέμπτη Ομάδες 2,5 (Ε. Καμούτση): Δευτέρα ekamoutsi@mie.uth.gr Δευτέρα Ομάδες 3,6 (Μ. Τζίνη): Παρασκευή margiannatz@gmail.com Τρίτη

2 Πρόγραμμα ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ 2017 Εβδομάδα Διαλέξεις Θεωρίας Ασκήσεις (Α) (Παράδοση) 1 Εισαγωγή. Κρυσταλλική δομή και Στερεά διαλύματα. 15/2 2 Θερμοδυναμική και Κινητική της δομής Α1 Δομή των μετάλλων 22/2 3 1/3 Διαγράμματα ισορροπίας των φάσεων Α2 Θερμοδυναμική- Κινητική της δομής 4 8/3 Διαγράμματα φάσεων και ελεύθερη ενέργεια Gibbs Α3 Case Study Pb-Sn (δεν παραδίδεται) 5 Διάχυση οι νόμοι του Fick Α4 Διαγράμματα φάσεων 15/3 6 Ανασκοπηση διαγραμάτων φάσεων- διάχυσης Α5 Διάχυση 22/3 7 ΠΡΟΟΔΟΣ 29/3/ /3 8 Χάλυβες Κραματικά στοιχεία Διάγραμμα Fe-C 5/ /4 ΔΙΑΚΟΠΕΣ ΠΑΣΧΑ 9 26/4 Ευτηκτοειδής αντίδραση και μετασχηματισμοί του ωστενίτη σε φερρίτη, περλίτη, μπαινίτη, μαρτενσίτη 10 3/5 Ισόθερμοι και συνεχείς μετασχηματισμοί Διαγράμματα IT (TTT) και CCT 11 Βαφή και επαναφορά. Θερμικές κατεργασίες χαλύβων Α6 Χάλυβες Ι 10/5 12 Κράματα αλουμινίου. Α7 Χάλυβες ΙΙ 17/ /5 Ανακεφαλαίωση μαθήματος Παράδοση Συνθετικής Εργασίας

3 Διαδικασίες Κατευθύνσεις: Κατεύθυνση Α: Παρακολούθηση Εργαστηρίων, Συγγραφή Έκθεσης Εργαστηρίου και Εξετάσεις Εργαστηρίου Κατεύθυνση Β: Συγγραφή Συνθετικής Εργασίας Πρόοδος (Π): Την 7η εβδομάδα θα πραγματοποιηθεί εξέταση προόδου στην ύλη Δομή-Διαγράμματα φάσεων διάχυση. Έκθεση Εργαστηρίου : Ο κάθε φοιτητής θα προετοιμάσει Έκθεση Εργαστηρίου με τις πειραματικές διαδικασίες των εργαστηρίων. Θα πρέπει να αποτυπώνει με σαφήνεια το τι έγινε στα εργαστήρια A, B και C. Οι εκθέσεις παραδίδονται στις εξετάσεις του εργαστηρίου. Εάν κάποιος φοιτητής απουσιάσει σε πάνω από 1 (ένα) εργαστήριο και δεν το αναπληρώσει πηγαίνοντας σε μία άλλη ομάδα, τότε δεν μπορεί να παραδώσει Έκθεση Εργαστηρίου. Επιτρέπεται μόνο μία δικαιολογημένη αναπλήρωση εργαστηρίου στη διάρκεια του εξαμήνου. Συνθετική Εργασία: Ανατίθεται τις πρώτες 2-3 εβδομάδες και παραδίδεται την τελευταία εβδομάδα των μαθημάτων. Ασκήσεις (Α): Παραδίδονται σε συγκεκριμένες ημερομηνίες. Οι ασκήσεις είναι υποχρεωτικές. Όλες οι σειρές (Α1 έως Α7) είναι αναρτημένες στην ιστοσελίδα του μαθήματος. Τελική εξέταση: Διενεργείται την περίοδο των εξετάσεων εφ όλης της ύλης του μαθήματος. Προϋπόθεση για την βαθμολόγηση του γραπτού είναι η εμπρόθεσμη παράδοση των ασκήσεων και των εκθέσεων Εργαστηρίου ή Συνθετικής Εργασίας. Τελικός βαθμός: Κατεύθυνση Α: Ασκήσεις (5%) + Εκθέσεις Εργαστηρίου (25%) + Πρόοδος (10%) + Τελική Εξέταση (60%) Κατεύθυνση Β: Ασκήσεις (5%) + Συνθετική Εργασία (10%) + Πρόοδος (10%) + Τελική Εξέταση (75%) Οι βαθμοί των ασκήσεων, των εκθέσεων εργαστηρίου ή συνθετικής εργασίας και της προόδου συμμετέχουν στην διαμόρφωση του τελικού βαθμού μόνον στις εξετάσεις Ιουνίου/ Σεπτεμβρίου για μια μόνο φορά. Διδακτικά βοηθήματα Το βασικό βοήθημα είναι το βιβλίο Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Φυσική Μεταλλουργία, Εκδόσεις Τζιόλα, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: Για την εργαστηριακή άσκηση έχουν αναρτηθεί σημειώσεις στην ιστοσελίδα του μαθήματος Στην Πανεπιστημιακή Βιβλιοθήκη υπάρχει μεγάλη ποικιλία ελληνικών και ξενόγλωσσων βιβλίων με αντικείμενο την Φυσική Μεταλλουργία. Στο Εργαστήριο Υλικών υπάρχουν ακόμη τα περιοδικά Journal of Metals και Advanced Materials and Processes, τα οποία είναι στη διάθεση των φοιτητών Οι φοιτητές παρακαλούνται να συμβουλευτούν τον Διδάσκοντα για πρόσθετη βιβλιογραφία του μαθήματος Ιστοσελίδα Εργαστηρίου Υλικών:

4 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ Εργαστήριο Α: ΔΟΜΗ Στόχος: Κατανόηση της μικροδομής, ιδιαίτερα την κλίμακα στην οποία παρατηρούμε την μικροδομή και τα σημαντικά στοιχεία της μικροδομής (φάσεις, σύνορα κόκκων, εγκλείσματα, κ.λ.π.). Να δούμε με ποιό τρόπο καταφέρνουμε και βλέπουμε την μικροδομή των μετάλλων Αντικείμενο: Μεταλλογραφία. Μέθοδος προπαρασκευής δοκιμίων (κοπή, εγκιβωτισμός, λείανση, στίλβωση, χημική προσβολή), παρατήρηση στο μεταλλογραφικό μικροσκόπιο και φωτογράφιση. Δοκίμια από χάλυβα, αλουμίνιο, ορείχαλκο, ανοξείδωτο χάλυβα. Εργασία: Περιγραφή μεθοδολογίας, σχολιασμός μικροδομών και σύγκριση με φωτογραφίες από βιβλιογραφία, διαδίκτυο, κ.λ.π. Εργαστήριο Β: ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ Στόχος: Κατανόηση της κατεργασίας. Ότι με την κατεργασία μπορούμε να διαμιορφώσουμε την μικροδομή του μετάλλου, ώστε τελικά να πετύχουμε συγκεκριμένες ιδιότητες Αντικείμενο: Θερμική κατεργασία ευτηκτοειδούς χάλυβα (π.χ. χάλυβας σιδηροτροχιών). (α) Ωστενιτοποίηση και πολύ αργή ψύξη, (β) Ωστενιτοποίηση και βαφή, (γ) Ωστενιτοποίηση, βαφή και επαναφορά. Σύγκριση μικροδομών μεταξύ (α), (β) και (γ). Χαρακτηρισμός σκληρότητας κατά Vickers. Μέτρηση σκληρότητας στα δοκίμια (α), (β) και (γ) του Εργαστηρίου Β, δηλαδή σε περλιτικό, μαρτενσιτικό και επαναφερμένο μαρτενσιτικό χάλυβα. Εργασία: Περιγραφή μεθοδολογίας, σχολιασμός μικροδομών, συσχέτιση με διάγραμμα CCT, σύγκριση με φωτογραφίες από βιβλιογραφία, διαδίκτυο, κ.λ.π. Σύγκριση τιμών σκληρότητας Εργαστήριο C: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Στόχος: Κατανόηση του γεγονότος ότι οι ιδιότητες απεικονίζουν το αποτέλεσμα της κατεργασίας που επιβάλλουμε στο υλικό μέσω της αλλαγής της μικροδομής. Επίσης ότι για την μέτρηση μιας ιδιότητας απαιτείται η εφαρμοφή μιας συγκεκριμένης προδιαγραφής. Αντικείμενο: Μέτρηση εμβαπτότητας χάλυβα με τη μέθοδο Jominy (Jominy hardenability test). Εργασία: Περιγραφή μεθοδολογίας

5 ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ 2017 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑ ΟΜΑΔΑ 1 (ΧΑΣΙΩΤΗΣ) ΟΜΑΔΑ 2 (ΚΑΜΟΥΤΣΗ) ΟΜΑΔΑ 3 (ΤΖΙΝΗ) ΟΜΑΔΑ 4 (ΧΑΣΙΩΤΗΣ) ΟΜΑΔΑ 5 (ΚΑΜΟΥΤΣΗ) ΟΜΑΔΑ 6 (ΤΖΙΝΗ) ΟΜΑΔΑ 7 Α - ΔΟΜΗ Δ 6/3 Δ 6/3 Παρ. 10/3 Δ 13/3 Δ 13/3 Παρ. 17/3 Παρ. 17/3 Καμούτση Β ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ Δ 27/3 Δ 27/3 Παρ. 31/3 Δ 3/4 Δ 3/4 Παρ. 7/4 Παρ. 7/4 ΣΚΛΗΡΟΜΕΤΡΗΣΗ Χασιώτης Γ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Δ 8/5 Δ 8/5 Παρ. 12/5 Δ 15/5 Δ 15/5 Παρ. 19/5 Παρ. 19/5 ΕΜΒΑΠΤΟΤΗΤΑ Τζίνη