Transcript Microstructurele controle van metaaleigenschappen

Studiefiche
Vanaf academiejaar 2014-2015
Microstructurele controle van metaaleigenschappen (E066230)
Cursusomvang
(nominale waarden; effectieve waarden kunnen verschillen per opleiding)
Studiepunten 6.0
Studietijd 180.0 u
Contacturen
60.0 u
Aanbodsessies en werkvormen in academiejaar 2014-2015
A (semester 2)
B (semester 2)
practicum
hoorcollege
begeleide zelfstudie
practicum
Lesgevers in academiejaar 2014-2015
Petrov, Roumen
Claessens, Serge
30.0 u
30.0 u
30.0 u
30.0 u
TW10
TW10
Aangeboden in onderstaande opleidingen in 2014-2015
Master of Science in Sustainable Materials Engineering
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: materiaalkunde
(afstudeerrichting textielkunde)
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: materiaalkunde
(afstudeerrichting metaalkunde)
Master of Science in de ingenieurswetenschappen: materiaalkunde
Verantwoordelijk lesgever
Medelesgever
stptn
6
6
aanbodsessie
A
A
6
A
6
A
Onderwijstalen
Nederlands, Engels
Trefwoorden
Microstructuur, eigenschap, metaal, staal, aluminium, roestvast staal, Ni-superlegering,
vormgeheugenlegering, amorf metaal.
Situering
De cursus heeft tot doel de student inzicht te geven in de relatie tussen microstructuur
en de eigenschappen van de klassieke (staal, en non-ferro-legeringen) en moderne
(geavanceerde hoogsterktestalen, superlegeringen, vormgeheugenlegeringen,
metallische glazen) metaallegeringen. Zowel theoretische principes als praktische
toepassingen worden in detail besproken, samen met aspecten omtrent
microstructuurele controle van metaaleigenschappen door middel van
warmtebehandelingen en metaalprocessing.
Inhoud
De cursus behandelt de relatie tussen structuur en eigenschappen van
metalen. Hij omvat 10 hoofdstukken.
1. Inleiding:
In de inleiding wordt een overzicht geven van de belangrijke
metaalfamilies, met name, staal, aluminium en roestvast staal. De interessante
metaaleigenschappen, sterkte, vervormbaarheid, taaiheid, duurzaamheid, optisch
eigenschappen, geleidbaarheid, magnetische eigenschappen e.a. worden besproken.
2. Kristalstructuur en Metallische binding
In hoofdstuk 2 worden twee belangrijke aspecten van de
metalen voor het begrijpen van metallische eigenschappen voorgesteld: de
metallische binding en de kristalstuctuur.
3. Fouten in de kristalstructuur
In hoofstuk 3 worden de fouten (vacatures, dislocaties, korrel en faze
(Goedgekeurd)
1
grenzen) in de kristalstructuren en hun belang uitgelegd.
4. Strategie van de eigenschap controle
In hoofdstuk 4 worden mogelijke strategieën voor de controle van de
metaaleigenschappen
via structuur controle uitgelegd: vaste oplossing versteviging, textuur
controle, korrelgrootte controle, precipitaat controle en 2e faze controle.
Van hoofdstuk 5 tot 9 wordt elk van deze structuurcontrole systemen
besproken
5. Vaste oplossingsversteviging in Cu en Al
6. Textuur controle in dieptrek staal en electrische stalen
7. Korrelgroote controle in microgelegeerde stalen, ultra fijnkorrelige metalen,
kruipweerstand stalen en
Ni-superlegeringen.
8. Precipitatie controle in Aluminium,
kruipweerstand staal, super legeringen en maraging staal
9. Faze controle in DP en TRIP staal, roestvast staal, Ti legeringen en geheugen
legeringen.
10. Metalen met specifiek eigenschappen
In hoofstuk 10 worden metalen met specifieke eigenschappen
en bijhorende microstructuur besproken: Paladium, Tin, Nb, W en ZrAL.
Begincompetenties
E066020 Microstructurele opbouw van de materialen
Eindcompetenties
Begrip van de verschillende types thermo-mechanische behandelingen, hun plaats in
de productiecyclus, de mogelijkheid om de eigenschappen van metalen te veranderen.
Staal-legeringsstrategieën, thermo-mechanische behandeling, microstructuur en
eigenschappen.
Non-ferro metalen-Al, Cu, Ti en Mg gebaseerd. Inzicht in het mechanisme voor de
microstructuur en eigenschappen controle via legeringsstrategieën en thermomechanische behandeling.
Superlegeringen:
Fysische en mechanische metaalkunde van superlegeringen, Ni en Co-gebaseerde
superlegeringen. Weerstand tegen oxidatie en verstevigingsmechanismen. De
productie van een éénkristal van superlegeringen.
Ni-Ti en Cu gebaseerde legeringen met vormgeheugen. Eigenschappen, structuur
relatie.
Amorfe metalen (metallic glasses). Voorwaarden voor amorfiseren en
legeringsstrategieën. Eigenschappen en toepassing.
INZICHTEN:
Principes en methodes voor de controle van microstructuur en eigenschappen van de
bovengenoemde materialen.
VAARDIGHEDEN:
Erkenning van microstructuren van de bovengenoemde legeringen en schade en hun
herstel; Selectie van de geschikte samenstelling en warmtebehandeling om de beste
combinatie van eigenschappen voor specifieke toepassingen te verkrijgen.
ATTITUDES:
Wetenschappelijke en praktische benadering van een geschikte
microstructuur-eigenschappen ontwerp en het oplossen van praktische problemen met
staal, non-ferro legeringen, superlegeringen, vormgeheugenlegeringen en amorfe
metalen.
Creditcontractvoorwaarde
Toelating tot dit opleidingsonderdeel via creditcontract is mogelijk mits gunstige beoordeling
van de competenties
Examencontractvoorwaarde
(Goedgekeurd)
2
Dit opleidingsonderdeel kan niet via examencontract gevolgd worden
Didactische werkvormen
Begeleide zelfstudie, hoorcollege, practicum
Toelichtingen bij de didactische werkvormen
Hoorcollege, practicum,
Leermateriaal
engelstalige syllabus
Referenties
• The Science and Engineering of Materials, D.R.
•
Askeland, PWS Publishing company,
•
1994.
• Shape Memory Materials, K. Otsuka, C.M Wayman,
•
Cambridge University Press, 1998.
• Heat treatment, microstructure and properties of non-ferrous alloys, C.R. Brooks,
• Metals Park Ohio, 1982.
• Superalloys, Alloying and Performance, B.
•
Geddes, H.Leon, X. Huang, ASM International, 2010.
• Fatigue of beta processed and beta
•
heat-treated Titanium Alloys, R. Wanhill and S. Barter, SpringerBriefs in Applied Sciences
and
• Technology, 2012.
• Physical metallurgy of steels, W. Leslie,
•
Hempisphere Pub. Corp. , 1981
Vakinhoudelijke studiebegeleiding
Evaluatiemomenten
periodegebonden en niet-periodegebonden evaluatie
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de eerste examenperiode
Mondeling examen
Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de tweede examenperiode
Mondeling examen
Evaluatievormen bij niet-periodegebonden evaluatie
Vaardigheidstest
Tweede examenkans in geval van niet-periodegebonden evaluatie
Examen in de tweede examenperiode is enkel mogelijk in gewijzigde vorm
Toelichtingen bij de evaluatievormen
Periodegebonden evaluatie: mondeling examen met gesloten boek, schriftelijke
voorbereiding.
Niet-periodegebonden evaluatie: beoordeling van practicumwerk
Eindscoreberekening
(Goedgekeurd)
3