1a - Uvod - As Masinski Materijali

Mašinski materijali - Dr Dragan Adamovic 1

Mašinski materijali -Predavanje (AS)-

UVOD


Predmet se sastoji iz:

Predavanja (4 časa nedeljno) i

dr Dragan Adamović ([email protected])

Vežbi (2 časa nedeljno)

Mr Nada Ratković,

Dr Dragan Adamović

Dr Vukić Lazić

Dr Srbislav Aleksandrović

Naziv predmeta: MAŠINSKI MATERIJALI

mailto:[email protected]


BODOVANJE I OCENJIVANJENačini bodovanja i ocenjivanja za Mašinske materijale

Formiranje ocene: Poeni:

Pred-ispitne obaveze (70%): 70Pohađanje nastave - predavanja, vežbe (10%) 7 Kolokvijumi (60%) 42 Radovi - domaći, (0%) 0 Vežbe – testovi (30%) 21 Ispit (30%) 30


Pohađanje nastave (PN)

PN - 5 bodova (predavanja) + 2 boda (vežbe) = 7 bodova

Predavanja5 - bez ili 1 izostanak

4 - 2 izostanka

3 - 3 izostanka

2 - 4 izostanka

1 - 5 izostanaka

0 - 6 ili više izostanaka

Vežbe2 - bez ili 1 izostanak

1 - 2 izostanka

0 - 3 ili više izostanaka


Pismeni testovi (gradivo sa laboratorijskih vežbi)

T1 do T3

Svaki test vredi max 7 bodova

max (za sve testove) = 3 × 7 = 21 bod

Kolokvijumi (gradivo sa predavanja)

K1 do K3

Svaki kolokvijum vredi max 14 bodova

max (za sve kolokvijume) = 3 × 14 = 42 boda


Na osnovu testova i kolokvijuma

- Pis = PN + T1 + T2 + T3 + K1 + K2 + K3- Pismax = 7 + 21 + 42 = 70 bodova

Jedan test i jedan kolokvijum odgovaraju jednoj trećini gradiva- max (za trećinu gradiva) = 1× 7 + 1 × 14 + 1×2 = 23 boda

Uslov za izlazak na završni ispit (ZI): Pis ≥ 23 boda, obavezan je za kandidate Pis < 55

ZI : ZAVRŠNI ISPIT – PISMENI ili USMENI

Završni pismeni ispit pokriva kompletno gradivo podeljeno na tri segmenta koji odgovoaraju sadržaju kolokvijuma i testova. ZImax = 30 bodova

ZO : ZAVRŠNA OCENA

ZOmax = Pis + ZI


Prema skali ocenjivanja (Sl. Glasnik R. Srbije 21/2006) kvalitativna ocena uspeha je:

Ocena Značenje ocene Ukupan broj poena

10 Odličan izuzetan 95-100

9 Odličan 85-94

8 Vrlo dobar 75-84

7 Dobar 65-74

6 Dovoljan 55-64

5 Nije položio do 54


Literatura

OsnovnaPomoćna (dopunska)

Korisne WEB adrese

http://www.ocw.mit.edu/http://info.lu.farmingdale.edu/depts/met/http://www.engr.ku.edu/http://www.azom.com/materials.asphttp://www.msm.cam.ac.uk/http://www.kuleuven.ac.be/bwk/materials/http://www.materials.ac.uk/index.asphttp://www.engr.sjsu.edu/WofMatE/http://metallography.aasp.net/links.htmhttp://www.eng.wayne.edu/http://www.intute.ac.uk/sciences/materials/

http://www.mfkg.ac.yu/


Obrazovni cilj:

Osnovni cilj je upoznavanje studenata sa građom i vrstama najčešće korišćenih tehničkih materijala, kako metalnih tako i nemetalnih. Takođe, studenti treba da steknu određena znanja vezana za termičku obradu metalnih materijala i različite vrste ispitivanja materijala.

Ishodi obrazovanja (stečena znanja):

Na osnovu stečenih znanja studenti treba da znaju da pravilno izaberu materijal i propišu odgovarajuću termičku obradu.


• Opšte karakteristike materijala • Ponašanje metala pri delovanju spoljnih sila • Osnovi kristalizacije metala i legura • Legure gvožđa • Osnovi faznih promena u metalnim sistemima • Fazne promene u čvrstom stanju kod čelika • Termička obrada čelika• Dobijanje sirovog gvožđa, čelika i livenog gvožđa • Podela čelika • Legure gvožđa za livenje • Obojeni metali i njihove legure • Korozija • Keramički materijali, staklo i metalurgija praha • Polimerni materijali • Tehničko drvo i papir, zaštitne prevlake i lepkovi • Savremeni mašinski materijali • Izbor materijala

Predmet izučavanja


• Istorijski razvoj materijala

Kamen → Bronza → Gvožđe → Napredni materijali

• Šta je nauka o materijalima i inžinjerstvo ?

Struktura → Svojstva → Obrada

• Klasifikacija materijala

Metali, Keramike i stakla, Polimeri, Kompoziti

• Napredni materijali

Elektronički materijali, superprovodnici, itd.

• Savremeni materiajali, materijali budućnosti

Biorazgradivi materijali, Nanomaterijali, “Pametni” materijali, Biomimetički materijali

Uvod u Mašinske materijale


Istorijski razvoj materijala

Upotreba različitih materijala za razne alatke potrebne čoveku vezana je za same početke ljudske civilizacije. Proučavanje arheoloških nalazišta pokazuje da su prve primitivne alatke bile od drveta, kamena, kože i životinjskih kostiju.

Kameno doba (600 000 do 8 000 god. pre Hrista)

Alat od kamena (kremena)Alat od kostiju


Ljudi su najpre pronašli zlato, mnogo pre pronalaska vatre. Otkriće vatre omogućilo je da se zlatni prah stopi u jedan komad, ili još docnije da se izlivanjem u zemljane kalupe dobiju predmeti složenog oblika. Ta epoha nastala posle kamenog doba ponekad se zove "zlatno doba". Posle zlata pronadjen je bakar i zatim kovanje kao način njegove prerade ("bakarno doba").

Zlatno i bakarno doba


Mnogo docnije, stapanjem bakra i kalaja dobijena je bronza o čijem značaju govori to što je čitava ta epoha koja je trajala 5000 godina nazvana "bronzano doba". U neolitskim lokalitetima kod Velikog Laola (Petrovac na Mlavi) otkriveno je da su stanovnici ove naseobine znali da prerađuju bakar još 4500 godina pre Hrista.

Bronzano doba (8000 do 3000 god. pre Hrista)


Gvozdeno doba (od 3000 god. pre Hrista)Meki metali: zlato, bakar, kalaj, cink i srebro bili su lako dostupni drevnim narodima jer su se nalazili u površinskim slojevima zemlje; osim toga lako su se odvajali od nečistoća i lako preradjivali. U tim vremenima gvoždje je bilo redak i stoga skupocen metal koji se upotrebljavao samo za izradu nakita. Jedan od najstarijih gvozdenih ukrasa pronadjen je u Velikoj piramidi (Egipat) iz doba 2900 godina pre Hrista. Dugo su, pa i do 1000 godina pre Hrista, ukrasni predmeti od gvoždja bili skuplji od zlatnih jer su poticali od meteorskog gvoždja - komada meteora koji su padali na zemlju. Stoga se smatra da je negde oko 1000-te godine pre Hrista, počelo gvozdeno doba koje i dan danas traje.


Nauka o materijalu

i inženjerstvo

Hemija

FizikaMatematika

& Kompjuterskenauke

?Biomaterijali Nanotehnologije Pametni materijali Superprovodnici itd.


Osnovnaznanja o

materijalima

Rezultujućeznanje o

strukturi i svojstvima

Primenjenaznanja o

materijalima

Nauka o materijalimaNauka i inžinjerstvo

o materijalimaInžinjerstvo materijala

Nauka o materijalima se pretežno bavi traganjem za osnovnim znanjima o unutrašnjoj strukturi, svojstvima i obradi materijala.

Nauka i inžinjerstvo o materijalima

Nauka omaterijalu

Inžinjerstvomaterijala

Inženjerstvo materijala se uglavnom bavi korišćenjem osnovnih i primenjenih znanja tako da proizvodi zadovolje potrebe i želje društva. Nauka i inžinjerstvo o materijalimakombinuju kako nauku o materijalima tako i inžinjerstvo materijala i to predstavlja predmet ovog našeg proučavanja.


Materijaliu eksploataciji

Materijaliu eksploataciji

Primenjenaznanja

o materijalima

Primenjenaznanja

o materijalimaOsnovna znanja

o materijalimaOsnovna znanja

o materijalima

Nauka Inžinjerstvo

Nauka o materijalu i inžinjerstvo


Atomoko 10-10 m

Crystal10-9 – 10-1 m

Zrno10-9 – 10-2 m Inženjerski kompozit

10-4 – 10-1 m

Prirodni kompozit


Mehanička

Električna

Magnetna Optička

Termička


. . .

Izvlačenje Sinterovanje

Fotolitografija

Injekciono livenje


Struktura, obrada i svojstva

• Svojstva zavise od strukture

npr. tvrdoća zavisi od strukture čelika

• Obrada utiče na promenu strukture

npr. struktura zavisi od brzine hlađenja čelika


Silaa) b)

Različiti materijali imaju različitu kristalnu strukturu, a samim tim i različita svojstva


Električna otpornost bakra

• Povećanjem sadržaja nikla raste el. otpornost

• Deformisanjem bakra, takođe raste el. otpornost

•Termička provodnost bakra opada sa povećanjem sadržaja cinka

Termička provodnost bakra


Mikrostruktura

Termomehaničkaobrada

Sastav

Kristalna strukturaHemijske veze

Sastav, veze, kristalna struktura i mikrostruktura DEFINIŠU svojstva naterijala


Model obrazovanja mikrostrukture materijala

Fizika

Metalurgija

Mašinstvo


Element Težinski procenat u zemljinoj koriKiseonik (O)Silicijum (Si)Aluminijum (Al)Gvožđe (Fe)Kalcijum (Ca)Natrijum (Na)Kalijum (K)Magnezijum (Mg)Titan (Ti)Ukupno

46,6027,728,135,003,632,832,702,090,40

99,10Gas Zapreminski procenat u suvom vazduhu

Azot (N2)Kiseonik (O2)Argon (Ar)Ugljen dioksid (CO2)

78,0820,950,930,03

Zastupljenost najvažnijih elemenata u zemljinoj kori i atmosferi


Metali iMetali injihove legurenjihove legure

PPoolimerilimeri Keramike iKeramike istaklastakla

KompozitiKompoziti

Podela materijalaPodela materijala


Metali i njihove legure

Dobri provodnici struje i toplote

dobro deformabilni

Neprovidni

Osetljivi na hemikalije, a neki i na dejstvo atmosfere

Visoke gustine

Fe, Čelik, Cu, Al, Ti, Bronza, ...


Keramike i stakla

Izolatori struje i toplote

Tvrdi, krti,nedeformabilni

Neki su providni

Doro koroziono otporni

Vatrootporni

SiC, Si3N4, Al2O3, BaTiO3,


PolimeriIzolatori struje i

toplote

Vrlo fleksibilni, deformabilni, male čvrstoće

Neki su providni

Dobro koroziono otporni

Neotporni na toplotu

Male gustine

Sve plastike,Najlon, Guma, ...


Kompoziti

Visoka specifična čvrstoća, udarna i zamorna otpornost

Koroziono otporni

Skupi

Zapaljivi, toksični

Nepostojani u agresivnim sredinama

Osetljivost na temperaturu i vlagu


Učešće raznih materijalau auto i avio industriji


Specifična čvrstoćarazličitih materijala

Potrošnja različitih materijalau XX veku u SAD


Napredni materijali

Elektronički materijali,

superprovodnici, itd.


Savremeni materiajali, materijali budućnosti

• Biorazgradivi materijali,

• Nanomaterijali,

• Penasti metali

• “Pametni” materijali,

• Biomimetički materijali

• MEMS - Mikro

elektro-mehanički sistemi


Funkcionalna podela

materijala

FunkcionalnaFunkcionalnaklasifikacijaklasifikacijamaterijalamaterijala

KonstrukcioniKonstrukcioniČelik,Al legure,Beton,Staklena vlakna,Plastike, drvo

AeroAero--industrijaindustrijaKompozitiSiO2, Amorfni Si,Al - legure,Ti - legure,Superlegure

OptiOptiččki ki materijalimaterijaliSiO2, GaAs,Stakla, Al2O3

MagnetniMagnetnimaterijalimaterijaliFe, Fe-Si, NiZn iMnZn feriti,Co-Pt-Ta-Cr,γ-Fe2O3

BiomedicinskiBiomedicinskiTi legure, Nerđajući čelici,Plastike,Keramike

EnergetskeEnergetsketehnologijetehnologijeUO2, Ni-Cd, ZrO2, LiCoO2, Amorfni Si:H

ElektroniElektroniččki ki materijalimaterijaliSi, GaAs, Ge,BaTiO3, Al, Cu, W,Provodni polimeri

PametniPametnimaterijalimaterijaliHadfield-ov čelik,Ni-Ti legure sa efektom pamćenja oblika, polimerni gelovi


Pauza

Documents

1a - Uvod - As Masinski Materijali