Повзучість матеріалів та жароміцність
Спеціальність: Прикладне матеріалознавство
Код дисципліни: 6.132.03.E.054
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Д-р. техн. наук, Кулик Володимир Володимирович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Фахові компетентності:
? ФКС 2.2 - здатність дати комплексну оцінку структури та фазового складу матеріалу щодо їх відповідності вимогам.
? ФКС 2.4 - здатність, використовуючи відомості щодо умов експлуатації та вимоги до властивостей виробу або заготовки, за допомогою довідкової та спеціальної технічної літератури вибрати сплави, які мають спеціальне функціональне призначення.
? ФКС 2.5 - здатність прогнозувати й забезпечувати матеріалам виробів необхідні властивості залежно від умов їх експлуатації.
Результати навчання: ЗН 2 - знання й розуміння інженерних наук, які лежать в основі прикладного матеріалознавства, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
ЗН 9 - знання природи деформації та руйнування матеріалів, принципів створення матеріалів із заданими механічними властивостями.
УМ 1 - уміння поєднувати теорію і практику для вирішення прикладних завдань матеріалознавства.
УМ 4 - уміння використовувати у професійній діяльності експериментальні методи дослідження структурних, фізичних, механічних, технологічних властивостей матеріалів.
УМ 6 - уміння обирати і застосовувати придатні типові методи досліджень (аналітичні, розрахункові, моделювання, експериментальні); правильно інтерпретувати результати таких досліджень та робити висновки.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Фізика
Хімія
Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів
Фізичне металознавство
Термічна обробка металів
Структурний аналіз матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна "Повзучість матеріалів та жароміцність" вивчає механізми деформації та руйнування матеріалів за умов тривалих навантажень і високих температур. Приділено увагу фізико-хімічним процесам, що відбуваються в металах, сплавах, кераміці та композиційних матеріалах під впливом термомеханічних чинників. Вивчаються принципи жароміцності матеріалів та їхня здатність зберігати механічні властивості в екстремальних умовах. Студенти вивчають методи експериментального дослідження повзучості та випробуванням на жароміцність. Проаналізовано сучасні підходи до проектування жароміцних матеріалів для авіаційної, енергетичної та космічної техніки. Наведено методи прогнозування довговічності конструкцій та підходи до підвищення їхньої надійності. Дисципліна також охоплює питання термічного старіння матеріалів та їхньої деградації внаслідок експлуатації. Особлива увага приділяється проблемам безпеки при роботі з матеріалами, що зазнають повзучості та високотемпературного навантаження. Отримані знання дозволять студентам обґрунтовано підходити до вибору та проектування матеріалів для високотемпературних елементів конструкцій.
Опис: Вступні поняття та основи. Вступ до дисципліни. Значення повзучості та жароміцності матеріалів у промисловості.
Основні механізми деформації матеріалів при високих температурах.
Класифікація повзучості.
Фізико-хімічні основи повзучості. Дифузія атомів у твердому тілі та її роль у процесах повзучості.
Взаємозв’язок між мікроструктурою матеріалу та його жароміцністю.
Вплив температури та напруження на кінетику повзучості.
Моделювання та прогнозування повзучості. Основні моделі повзучості.
Методи експериментального визначення характеристик повзучості.
Емпіричні та теоретичні методи прогнозування довговічності матеріалів.
Жароміцність та структурна стійкість. Основи жароміцності: поняття про жароміцні сплави та їх властивості.
Термічна стабільність і процеси старіння в жароміцних матеріалах.
Вплив легування на жароміцність та стійкість до повзучості.
Конструкційні матеріали та їх експлуатація. Жароміцні сталі та їх застосування в промисловості.
Сплави на основі нікелю, титану та кобальту: особливості структури та властивостей.
Керамічні та композиційні матеріали з високотемпературною стійкістю.
Руйнування матеріалів у процесі повзучості. Види руйнування при повзучості.
Механізми термічної втоми та їх взаємозв’язок із повзучістю.
Випробування матеріалів на повзучість та руйнування в умовах високих температур.
Практичне застосування та технологічні аспекти. Повзучість у енергетичному машинобудуванні (котли, турбіни, реактори).
Високотемпературна поведінка матеріалів у авіаційній та космічній техніці.
Методи підвищення жароміцності матеріалів.
Оцінка довговічності та заходи безпеки при використанні жароміцних матеріалів.
Методи та критерії оцінювання: 1. Підготовка до лабораторних робіт
2. Підготовка до захисту звітів з лабораторних робіт
3. Вивчення лекційного матеріалу та підготовка до екзаменаційного контролю.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з лабораторних, усне опитування (40%);
- підсумковий контроль (60 %, екзамен): письмово-усна форма.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Базова
1. Дурягіна З.А. Сплави з особливими властивостями: навч. посібник / З.А. Дурягіна, О.Я. Лизун, В.Л. Пілюшенко. – Львів: Вид-во Нац. ун-ту «Львівська політехніка», 2007. – 236 с.
2. Приходько Р.П., Кучер М.К. Моделювання процесів повзучості і тривалої міцності жароміцних матеріалів. – Національна академія наук України "Інститут проблем міцності ім. Г.С Писаренка", Київ, – 2014.
3. Можаровський М С. Теорія пружності, пластичності і повзучості: підручник для студентів механічних і машинобудівних спеціальностей вищих навчальних закладів. Київ: Вища школа, – 2002.
4. Львов, Г. І, С. В Лисенко С. В.. Довготривала міцність нерівномірно нагрітих елементів конструкцій. – 2008.
5. Манько Т.А. та ін. Спеціальне матеріалознавство / Підручник для студ.вищихнавч. закл.- Дн-вск: АРТ-ПРЕС, 2004. – 216 с.
6. Бурєнніков, Ю. А. Нові матеріали та композити: навчальний посібник / Ю.А.Бурєнніков, І. О. Сивак, С. І. Сухоруков – Вінниця : ВНТУ, 2013. – 161с.
Додаткова література
1. Писаренко Г.С., Можаровський М.С. Рівняння та крайові задачі теорії пластичності і
повзучесті / К.: Наукова думка, 1989. – 493 с.
Інформаційні ресурси
1. https://www.sciencedirect.com/book/9781845691783/creep-resistant-steels#book-info
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).