Thermally activated processes. Diffusion. Recovery of point defects and dislocation substructure. Polygonisation, dynamic recovery, static and dynamic recrystallisation. Creep. Corrosion. Radiation demage and hardening after irradiation.
Last update: RKRAL/MFF.CUNI.CZ (24.04.2008)
Hranice zrn, struktura hranic, modely zpevnění hranicemi zrn.
Statické zotavení bodových poruch a dislokační struktury, mechanismy odpevnění, statická rekrystalizace,
sekundární rekrystalizace.
Dynamické zotavení a rekrystalizace.
Vysokoteplotní deformace, creep a strukturní superplasticita - mikromechanismy.
Zpevnění po ozáření a radiační poškození.
Únava a únavové porušení, únavové zkoušky, mechanismy šíření únavových trhlin, lom.
Mechanismy chemické a elektrochemické koroze, termodynamika a kinetika koroze, imunita, aktivita, pasivita,
korozní praskání.
Tuhnutí a růst krystalů
Last update: Pešička Josef, doc. RNDr., CSc. (17.04.2014)
Course completion requirements -
The credit is issued based on the attendance at tutorials and passing of one or two written tests.
Final exam has to be passed. The credit is necessary for taking the exam, if not stated otherwise by the lecturer.
Last update: Král Robert, doc. Dr. rer. nat., Ph.D. (09.06.2019)
Z + Zk
Zápočet je udělován na základě aktivní účasti na cvičení a úspěšného absolvování závěrečného testu.
Pro absolvování zkoušky je nutné předchozí získání zápočtu, nestanoví-li přednášející jinak.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (06.10.2017)
Literature -
F. J. Humphreys, M. Hatherly: Recrystallization and Related Anneqaling Phenomena. Pergamon Press, Oxford 1996.
R. W. Cahn, P. Haasen (editors): Physical Metallurgy, North-Holland, Amsterdam 1996.
D. A. Porter, K. E. Easterling: Phase Transformations in Metals and Alloys, CRC press, 2009.
R. Abbaschian, L. Abbaschian, R. E. Reed-Hill: Physical Metallurgy Principles, Cengage Learning, 2009.
D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright: The Science and Engineering of Materials, Cengage Learning, 2011.
R. E. Smallman, R.J. Bishop: Modern Physical Metallurgy, Butterworth-Heinemann, Oxford 1999.
N. E. Dowling: Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture, and Fatigue. Pearson Education Limited, 2013.
S. Suresh: Fatigue of Materials, Cambridge Univ. Press, 1998.
J. Koutský, J. Kočík: Radiation damage of structural materials, Academia, Praha 1994.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (21.02.2022)
F. J. Humphreys, M. Hatherly: Recrystallization and Related Anneqaling Phenomena. Pergamon Press, Oxford 1996.
R. W. Cahn, P. Haasen (editors): Physical Metallurgy, North-Holland, Amsterdam 1996.
D. A. Porter, K. E. Easterling: Phase Transformations in Metals and Alloys, CRC press, 2009.
R. Abbaschian, L. Abbaschian, R. E. Reed-Hill: Physical Metallurgy Principles, Cengage Learning, 2009.
D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright: The Science and Engineering of Materials, Cengage Learning, 2011.
R. E. Smallman, R.J. Bishop: Modern Physical Metallurgy, Butterworth-Heinemann, Oxford 1999.
N. E. Dowling: Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deformation, Fracture, and Fatigue. Pearson Education Limited, 2013.
J. Lauschmann: Únava konstrukčních materiálů, Skriptum FJFI, 2007.
S. Suresh: Fatigue of Materials, Cambridge Univ. Press, 1998.
B. Hadzima: Koroze, EDIS, Žilinská universita, 2007.
J. Koutský, J. Kočík: Radiation damage of structural materials, Academia, Praha 1994.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (21.02.2022)
Requirements to the exam -
Requirements for the exam correspond to the syllabus.
The exam is oral.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (03.02.2022)
Požadavky ke zkoušce odpovídají sylabu předmětu.
Zkouška je ústní.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (02.02.2022)
Syllabus -
1. Diffusion processes: Definition of diffusion, types and mechanisms of diffusion. Atomic theory of diffusion (crystal lattice vibration, random jumps and atomic mean square displacement, interstitial diffusion, derivation of I. Fick’s law, vacancy mechanism of diffusion, temperature dependence of diffusion rate). Phenomenological theory of diffusion (Fick’s laws, Fick’s experiments, solution of diffusion equations). Increase of diffusion rate due to point defects. Interdiffusion – Kirkendall effect.
2. Static recovery (point defects, dislocation substructure) and recrystallization: Methods of thermomechanical treatment of metals. Softening of metals during isothermal ageing. Stages of point defect recovery. Recovery of dislocation substructure, polygonization. Investigation methods of recovery (electric resistance measurement, DSC). Static recrystallization (nucleation and growth of new grains, effect of alloying elements and secondary phases, kinetics of recrystallization – Avrami equation). Secondary recrystallization (conditions, impact on mechanical properties). Computer simulation, microscale models (Monte Carlo, cellular models, Avrami models), macroscale models.
3. Dynamic recovery and recrystallization: Comparison with static processes. Characteristic deformation curves, dependence on deformation and recrystallization rates. Definition of Zener-Hollomon parameter. Microstructure evolution during dynamic recrystallization. Nucleation by bulging mechanism. Model of grain boundary motion. Computer models.
4. Creep of metallic materials: Mechanisms of creep. Creep test. Stages of creep curve (transient, steady-state, tertiary creep). Constitutive equations of creep. Model of diffusion creep (Nabarro-Herring, Coble). Model of dislocation creep. Creep fracture. Increasing creep resistance.
5. Fatigue and fracture: Concept of fatigue. Fatigue damage. Fatigue testing, factors influencing fatigue life. Fatigue crack initiation and growth. Fracture (mechanisms of ductile and brittle failure, fracture mechanics).
6. Corrosion damage: Chemical corrosion of metals, Pilling-Bedworth rule, thermodynamics and kinetics of electrochemical corrosion, immunity, activity, passivity, selected forms of corrosion, pitting and crevice corrosion, intercrystalline corrosion, corrosion cracking.
7. Radiation damage and hardening after irradiation. Radiation types. Interaction of radiation with matter. Collision cascades. Damage zone. Cross sections of atoms (alloying elements). Radiation effects on materials. Mechanical properties of irradiated materials (influence on yield point, ductility, creep and fatigue properties). Effect of temperature during irradiation.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (03.02.2022)
1. Difuzní procesy: Definice a význam difuze, typy difuze, základní mechanismy. Atomová teorie difuze (kmity krystalové mříže, náhodné přeskoky a střední kvadratické přemístění atomů, intersticiální difuze, odvození I. Fickova zákona, difuze vakančním mechanismem, vliv teploty na rychlost difuze). Fenomenologická teorie difuze (Fickovy zákony, Fickovy experimenty, řešení difuzních rovnic). Urychlení difuze mřížovými poruchami. Vzájemná difuze - Kirkendallův jev.
2. Statické zotavení (bodových poruch, dislokační substruktury) a rekrystalizace: Způsoby termomechanického zpracování kovů. Průběh odpevnění při izotermickém žíhání. Fáze zotavení bodových poruch. Fáze zotavení dislokační substruktury, polygonizace. Metody zkoumání zotavení (měření elektrického odporu, DSC). Statická rekrystalizace (nukleace a růst nových zrn, vliv legujících prvků a sekundárních fází, kinetika rekrystalizace-Avramiho rovnice). Sekundární rekrystalizace (podmínky vzniku, vliv na vlastnosti materiálu). Počítačové modely, mikromodely (Monte Carlo, celulární modely, počítačové Avramiho modely), makromodely.
3. Dynamické zotavení a rekrystalizace: Srovnání se statickými procesy. Charakteristické průběhy deformačních křivek, závislost na relativní rychlosti deformace vůči rychlosti rekrystalizace. Definice Zener-Hollomonova parametru. Vývoj mikrostruktury při dynamické rekrystalizaci. Nukleace výduťovým mechanismem. Model pro pohyb hranice zrna. Počítačové modely.
4. Creep kovových materiálů: Mechanismy creepu. Creepový test. Fáze creepové křivky (přechodový, ustálený, terciární creep). Konstitutivní rovnice používané pro creep. Model difuzního creepu (Nabarro-Herringův, Cobleův). Model dislokačního creepu. Creepový lom. Možnosti zvýšení odolnosti vůči creepu.
5. Únava a lom: Pojem únavy. Únavové poškození. Únavové zkoušky, faktory ovlivňující únavovou životnost. Iniciace a šíření únavových trhlin. Lom (tvárný a křehký lom, lomová mechanika).
6. Koroze: Chemická koroze kovů, Pillingovo-Bedworthovo pravidlo, termodynamika a kinetika elektrochemické koroze, imunita, aktivita, pasivita, vybrané formy koroze, bodová a štěrbinová koroze, interkrystalická koroze, korozní praskání.
7. Radiační poškození a zpevnění po ozáření: Druhy záření. Interakce záření s hmotou. Kaskády vyražených atomů. Zóna poškození. Účinné průřezy prvků (příměsí). Účinky záření na materiály. Mechanické vlastnosti ozářených materiálů (vliv na mez kluzu, tažnost, creep a únavové vlastnosti). Vliv teploty při ozařování.
Last update: Šmilauerová Jana, RNDr., Ph.D. (03.02.2022)
