ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Μεταλλικών Υλικών Ενότητα 1: Θεωρία Μέρος 1 ο Δρ Κάρμεν Μεντρέα Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των φοιτητών στις βασικές έννοιες της Τεχνολογίας των Μεταλλικών Υλικών. Με την εμπέδωση τους και όταν ολοκληρωθεί το μάθημα οι φοιτητές θα μπορούν να διακρίνουν και να χρησιμοποιούν τις έννοιες που σχετίζονται με την ποιότητα, να αναγνωρίζουν και να κατατάσσουν τα κύρια μέταλλα και τα κράματα τους, βάσει της χημικής τους σύστασης και να προσδιορίζουν τις ιδιότητές τους. Εργαστηριακά θα είναι σε θέση να χαρακτηρίζουν τη μικροδομή μεταλλικών υλικών και να μετρούν, συγκρίνουν και αξιολογούν τις κρίσιμες μηχανικές τους ιδιότητες, βάσει τυποποιημένων μεθοδολογιών. Θα σχεδιάζουν και θα υλοποιούν θερμικές κατεργασίες, με στόχο τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών υλικών και θα επιλέγουν τα υλικά και τις αντίστοιχες θερμικές τους κατεργασίες για συγκεκριμένες μηχανολογικές εφαρμογές. Το μάθημα αποτελεί τη βάση πάνω στην οποία αναπτύσσονται συγκεκριμένες έννοιες σε επί μέρους ειδικά μαθήματα των επόμενων εξαμήνων. Τέλος, στόχο του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση από τους φοιτητές της σημασίας της ποιότητας σε κάθε φάση παραγωγικής διαδικασίας καθώς και στην χρήση, συντήρηση, απόσυρση/ανακύκλωση των μηχανολογικών μεταλλικών αντικειμένων. 4
Περιεχόμενα Ενότητας Συστήματα διαχείρισης ποιότητας Εισαγωγή στην Μεταλλογνωσία Κρυσταλλική δομή των μετάλλων Ατέλειες της κρυσταλλικής δομής Πλαστική παραμόρφωση των μέταλλων. Εργοσκλήρυνση Κράματα μετάλλων. Διαγράμματα φάσεων σε ισορροπία 5
Ενότητα 1 η Συστήματα Διαχείρισης Ποιότητας 6
Συστήματα Διαχείρισης Ποιότητας Ορισμός Εργαλεία Τυποποίηση - Κανονισμός - Προδιαγραφή - Σχέδιο - Οδηγίες Διαπίστευση - Φορείς διαπίστευσης - Φορείς πιστοποίησης Εργαστήρια δοκιμών και διακριβώσεων Πιστοποίηση Βαθμονόμηση/Διακρίβωση/Επαλήθευση 7
Εισαγωγή στην Μεταλλογνωσία Μεταλλικά υλικά Μέταλλα Ιδιότητες των μετάλλων Ελεύθερη ενέργεια ατόμων Ισορροπία Απόψυξη καθαρού μετάλλου Θερμοκρασία τήξεως/ πήξεως Φάσεις/ Κόκκοι Νόμος του Gibbs Διάχυση ατόμων Μεγέθυνση κόκκων 8
Ενότητα 2 η Εισαγωγή στη Μεταλλογνωσία 9
Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων Μεταλλικός δεσμός Κρυσταλλική δομή των μετάλλων Κύριες κρυσταλλικές δομές μετάλλων Χωροκεντρωμένο κυβικό σύστημα Εδροκεντρωμένο κυβικό σύστημα Σύστημα εξαγωνικό μέγιστης πυκνότητας Αριθμός των ατόμων ανά στοιχειώδες κύτταρο Ελάχιστη ενδοατομική απόσταση Αριθμός συνδιάταξης. 10
Ατέλειες της Κρυσταλλικής Δομής Σημειακές ατέλειες Γραμμικές ατέλειες (διαταραχές) Παράγοντες οι οποίοι ευνοούν/ εμποδίζουν την μετακίνηση διαταραχών Ατέλειες επιπέδου Όρια κόκκων Ατέλειες τριών διαστάσεων (χώρου) 11
Πλαστική Παραμόρφωση των Μέταλλων Εργοσκλήρυνση Πλαστική παραμόρφωση των μέταλλων Πλαστική παραμόρφωση εν θερμώ Πλαστική παραμόρφωση εν ψυχρώ Ενδοτράχυνση δομής (Εργοσκλήρυνση) Αποκατάσταση δομής Ανακρυστάλλωση δομής Θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης 12
Κράματα Μετάλλων Διαγράμματα Φάσεων σε Ισορροπία Ορισμός κραμάτων Διαλυτότητα Στερεά διαλύματα παρεμβολής Στερεά διαλύματα αντικατάστασης Μεταλλικές και διαμεταλλικές ενώσεις Διαγράμματα φάσεων σε ισορροπία διμερών συστημάτων Καμπύλες απόψυξης Κρίσιμες θερμοκρασίες 13
Κράματα Μετάλλων Διαγράμματα Φάσεων σε Ισορροπία (2) Φάσεις/ κόκκοι στα διαγράμματα φάσεων σε ισορροπία Τριφασικές ισορροπίες Τριφασική ισορροπία ευτηκτικού τύπου Τριφασική ισορροπία περιτηκτικού τύπου Τριφασική ισορροπία ευτηκτοειδούς τύπου Τριφασική ισορροπία περιτηκτοειδούς τύπου Βάρος φάσεων/ κόκκων κατά την απόψυξη Κανόνας του μοχλού 14
Τέλος Ενότητας