UNIVERSITATEA “OVIDIUS” CONSTANTA FACULTATEA DE INGINERIE MECANICA CATEDRA DE TEHNOLOGII SI INGINERIE ECONOMICA

PROGRAMA ANALITICA PENTRU DISCIPLINA: STUDIUL METALELOR

Specializarea: Inginerie economica in domeniul mecanic – IEDM

Automobile – AUTO

Forma de invatamant - IFR

ANUL I Anul universitar 2002-2003

Semestrul

II Activitati tutoriale

Activitati practice

Total ore 6 ore 12 ore IEDM / 8 ore AUTO

Titular curs: Conf. dr. ing. ANNA NOCIVIN

Obiectivele disciplinei

Ştiinţa Materialelor are ca obiectiv principal prezentarea compozitiei, structurii si proprietatilor diferitelor materiale metalice (in special a celor feroase – oteluri, fonte) utilizate pe plan industrial. Se prezintă studentilor tipurile de materiale metalice utilizate în tehnică, tehnologiile de obţinere şi tehnici speciale de laborator pentru analiza macro şi microscopică a acestora. Studenţii sunt familiarizati cu caracteristicile structurii cristaline a materialelor metalice şi înţeleg influenţa diferitelor procedee tehnologice aplicate acestora. Prezentarea grupelor de aliaje metalice le va permite accesul la cunostintele necesare în cursul activităţilor specifice de proiectare şi supervizare a lucrărilor inginereşti. Studenţii vor lua cunoştiinţă şi cu variate grupe de materiale utilizate în tehnică, cu performanţele lor şi domeniile specifice de utilizare. În acest fel, tehnologiile şi materialele alternative vor fi asimilate conform cercetărilor de actualitate în domeniu.

Continutul CURSULUI 1. Introducere in Stiinta Materialelor. Tipuri de materiale. Legatura dintre

compozitia chimica – conditii de prelucrare – structura – proprietati. – 2. Structura materialelor. Metode de analiza structurala a materialelor

metalice: Analiza metalografica:

Analiza macroscopica; Examinarea macroscopica a suprafetelor de rupere; Examinarea macroscopica a suprafetelor de solidificare, analiza macroscopica a unor suprafete special pregatite. Analiza microscopica. Analiza cu microscopul optic. Metalografie cantitativa. Analiza structurii fine cu microscopul electronic.

Metalografia la temperaturi inalte si joase. Metode fizice pentru studiul transformarilor structurale. Analiza termica; Analiza dilatometrica

3. Arhitectura atomica. Legaturi interatomice; Natura si clasificarea fortelor de interactiune intre atomi Structura cristalina; Cristale, retele spatiale, celule elementare; Plane si directii cristalografice; Structura reala a cristalelor; anizotropia metalelor Defecte de structura; Defecte de retea (punctiforme, liniare, de suprafata); Defecte electronice

4. Faze si constituenti in sisteme de aliaje. Faze solide in sistemele de aliaje. Elemente chimic pure; solutii solide; compusi chimici (faze intermediare). Constituenti metalografici

3. Solidificarea metalelor si aliajelor.

Structura metalelor lichide. Cristalizarea primara; grad de subracire. Termodinamica solidificarii metalelor; Energiile de solidificare si topire. Mecanismul solidificarii; germinarea omogena; germinarea eterogena; cresterea germenilor cristalini. Cinetica procesului de solidificare. Solidificarea metalului pur. Solidificarea solutiilor solide. Solidificarea eutectica. Solidificarea lingourilor

4. Deformarea plastica a metalelor. Deformatii elastice. Deformatii plastice. Curbele tensiune-deformatie. Mecanismele deformarii plastice. Deformarea plastica la rece. Gradul de ecruisare. Rolul dislocatiilor in ecruisare. Variatia structurii si proprietatilor cu gradul de deformare plastica la rece. Tensiuni reziduale. Caracteristici ale deformarii plastice la rece. Influenta temperaturii asupra structurii si proprietatilor materialelor ecruisate. Recristalizarea. Textura de recristalizare. Deformarea plastica la cald. Sudarea metalelor prin deformare plastica. Superplasticitatea.

5. Sisteme de aliaje. Diagrame de echilibru fazic. Diagrame de echilibru binare. Diagrame de faze cu eutectic. Diagrame de faze cu peritectic. Diagrame de faze cu monotectiuc. Diagrame de faze cu faze intermediare. Diagrame de faze ternare.

6. Transformari in stare solida in metale si aliaje in procesele de prelucrare metalurgica si de tratament termic. Clasificarea si bazele transformarilor in stare solida: omogene si eterogene (transformari cu difuzie, transformari fara difuzie, transformari intermediare). Descompunerea solutiilor solide suprasaturate cu aplicatii la aliajele de interes industrial. Formarea solutiilor solide la incalzirea amestecurilor bifazice.

7. Constitutia, structura si proprietatile otelurilor si fontelor. Selectia acestor materiale dupa destinatie, structura si proprietati. Diagrama de echilibru fazic Fe-C. Diagrama sistemului metastabil Fe-Fe3C. Oteluri carbon: clasificare si simbolizare; structura, proprietati, utilizari in industria mijloacelor de transport. Fonte albe: clasificare, structura, proprietati si utilizari. Fonte cenusii cu grafit lamelar si cu grafit modificat: clasificare, simbolizare, structuri, proprietati

8. Transformari structurale in procesele de tratament termic si termochimic ale aliajelor de interes practic. Clasificarea tratamentelor termice si termochimice aplicate aliajelor fier-carbon si aliajelor neferoase de interes practic: recoaceri, caliri, reveniri, imbatriniri. Fenomene de baza la tratamentele termochimice. Carburarea, nitrurarea, carbonitrurarea, metalizarea prin difuzie.

9. Constitutia, structura si proprietatile otelurilor si fontelor aliate. Selectia acestor materiale. Influenta elementelor de aliere asupra constitutiei otelurilor (actiune alfagena, gamagena, carburigena). Influenta elementelor de aliere asupra comportarii la tratament termic a otelurilor. Clasificarea otelurilor aliate. Oteluri aliate de constructie (pentru cementare si imbunatatire). Oteluri aliate de scule. Oteluri aliate inoxidabile si refractare. Oteluri aliate ductile de mare rezistenta.

10. Constitutia, structura si proprietatile aliajelor usoare. Raportul rezistenta mecanica – greutate specifica in aliajele usoare. Aliaje de aluminiu (Al-Cu, Al-Mg, Al-Si, Al-Li, aliaje complexe).Aliaje de magneziu. Aliaje de titan.

11. Constitutia, structura si proprietatile aliajelor grele. Aliaje de cupru (alame, bronzuri de staniu, bronzuri de aluminiu, bronzuri de beriliu). Aliaje de nichel. Aliaje Pb-Sn pentru lipit. Aliaje antifrictiune. Tratamente termice specifice.

LUCRARI DE LABORATOR 1. Pregatirea probelor metalografice. Principiile analizei microscopice si

informatiile furnizate asupra materialelor metalice. 2. Analiza macroscopica a materialelor metalice. 3. Incluziuni nemetalice in oteluri. 4. Constituenti metalografici. 5. Structuri de deformare plastica. 6. Structuri de echilibru in oteluri. 7. Structura fontelor albe si a fontelor cenusii cu grafit lamelar. 8. Structura fontelor maleabile si a fontelor cu grafit nodular. 9. Structuri de tratament termic la oteluri. 10. Structura otelurilor aliate. 11. Structura aliajelor pe baza de cupru 12. Structura aliajelor pe baza de aluminiu.

Bibliografie selectiva

[1]. D.Bunea, R.Saban, V.Toma, “Studiul si Ingineria Materialelor”, Editura Didactica si Pedagogica, 1995 [2]. R.W.Cahn, P.Haasen, “Physical Metallurgy”, North-Holland Physics Publishing, 1993 [3]. V.T.Jadan, P.I.Poluhin, A.F.Nesterov, s.a., “Materialovedenie I tehnologhia materialov”, Metalurghia, 1994 [4]. A.Gheorghiu-Dobre, A.Nocivin, “Introducere in Stiinta Materialelor”, Editura Matrix, 1998