OKVIRNI PLAN I PROGRAM PREDMETA: MAŠINSKI MATERIJALI 2

 

SEMESTAR: zimski

FOND ČASOVA: 5 (ceo semestralni blok)

Školska godina:

 

I nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

3. čas

Dijagram stanja Fe–Fe3C.

Rekapitulacija osnovnih pojmova iz teorije legura i dijagrama stanja: čvrsti rastvori, intermedijatna jedinjenja, mehaničke smeše. Osnovni tipovi dijagrama stanja, likvidus, solidus, solvus – linije, strukturna područja. Dijagram stanja Fe–C. Osnovni pojmovi. Značaj. Mehaničke osobine čistog železa. Polimorfni preobražaji čistog železa, kristalne rešetke i njegova kriva hlađenja. Osobine ugljenika, karakteristične kristalne rešetke, osobine. Dva dijagrama stanja – metastabilni i stabilni, u zavisnosti od brzine hlađenja. Reakcije u čvrstom stanju između Fe i C: čvrsti rastvori (ferit, austenit, ferit), intermedijatna jedinjenja (cementit kao najvažniji), mehaničke smeše – eutektička i eutektoidna reakcija. Primarna i sekundarna kristalizacija, likvidus, solidus i solvus linije po metastabilnom dijagramu stanja. Podela legura na čelike i gvožđa. Osnovne faze po metastabilnom dijagramu stanja i njihove osobine.

4. čas

5. čas

Krive hlađenja, pravilo poluge.

Krive hlađenja za pojedine tipove legura. Pravilo poluge. Kako nastaje dijagram stanja železo–ugljenik na osnovu krivih hlađenja i kako one izgledaju za konkretni sastav legure počev od čistog železa preko podeutektoidnih legura, legure eutektoidnog sastava, nadeutektoidnih legura, podeutektičkih legura, legure eutektičkog sastava i nadeutektičkih legura. Takođe je predviđeno da se objasni pravilo poluge i kako se primenjuje za izračunavanje faza u konkretnim slučajevima.

 

II nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Čelici. Dijagram stanja Fe-C. Gvožđa.

Čelici. Kratko o postupcima dobijanja. Neumireni, poluumireni i umireni čelici. Uticaj elemenata na strukturu i osobine čelika: ugljenika, mangana, silicijuma,  fosfora, sumpora, kiseonika, azota i vodonika. Čelični livovi. Polufabrikati za preradu plastičnim deformisanjem. Bela gvožđa, strukture i osobine.

Stabilni dijagram stanja. Osnovne faze po stabilnom dijagramu stanja i njihove osobine. Grafitizacija, primarna i sekundarna. Osnovna podela gvožđa prema izgledu grafita: sivo, modificirano, temperovano, nodularno. Uticaj brzine hlađenja na grafitizaciju i strukturu gvožđa. Uslovi koji favorizuju određenu eutektičku reakciju. Specijalna gvožđa. Osnovna podela gvožđa prema načinu dobijanja: sirovo, liveno i njihove podvrste.

 

III nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

Termičke obrade čelika.

Osnovni pojmovi termičke obrade. Osnovni vidovi T. O. Osnovni termičke obrade kod čelika. Osnovni mehanizmi odgovorni za odvijanje nekog procesa T.O. kod čelika: transformacija P ® A pri zagrevanju, transformacija A ® P pri hlađenju, transformacija A ® M ispod temperature metastabilne ravnoteže, transformacija M ® P, S, T, B na temperaturama nižim od A1.

Žarenje bez fazne transformacije, žarenje sa faznom transformacijom, potpunom i delimičnom, kaljenje, otpuštanje. Rekristalizacija, žarenje radi uklanjanja unutrašnjih napona, difuziono žarenje, normalizacija, visoka normalizacija, sferoidizacija. Kaljenje, mehanizam transformacije, martenzitna struktura, vrste.

Otpuštanje, mehanizam transformacije, vrste.

5. čas

(ili 1. čas)

Test iz pređenog gradiva. Dijagram stanja Fe-Fe3C. Čelici–dobijanje, podela prema stepenu degazacije, uticaj pojedinih elemenata na svojstva čelika. Dijagram stanja železo–ugljenik. Gvožđa–podela i svojstva gvožđa.

 

IV nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

Termohemijske obrade čelika.

Osnovni pojmovi termohemijske obrade. Osnovni vidovi termohemijskih obrada: termohemijske obrade u užem smislu, difuziona metalizacija. Uticaj temperature na proces difuzije. Termohemijske obrade u užem smislu: Cementacija u čvrstom, tečnom i gasovitom sredstvu. Kaljenje i otpuštanje posle cementacije. Čelici za cementaciju. Nitriranje. Čelici za nitriranje. Nitriranje kao završna faza hemijsko termičke obrade. Cijanizacija (karbonitriranje), visoko i nisko temperaturna. Difuziona metalizacija: hromiranje, siliciranje, aluminiranje, pocinkovanje.

3. čas

4. čas

5. čas

TTT i KH dijagrami. Legirani čelici.

Objašnjenje dijagrama izotermalnog razlaganja, kao i dijagrama kontinuiranog hlađenja; kritična brzina hlađenja. Objašnjenje značaja ovih dijagrama pri rešavanju praktičnih problema. Izotermalno razlaganje austenita. Prokaljivost.

Legirani čelici. Podela. Osobine. Uticaj legirajućih elemenata na pomeranje kritičnih tačaka. Strukture legiranih čelika u ravnotežnom i normalizovanom stanju.

 

V nedelja (laboratorija)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Metalografska ispitivanja. Termičke obrade. Overa vežbi.

Uzimanje uzoraka za metalografska ispitivanja. Priprema metalografskih uzoraka brušenjem na brusnim papirima i poliranjem. Izbor i priprema sredstva za nagrizanje i nagrizanje. Posmatranje pripremljenih uzoraka na metalografskom mikroskopu. Fotografisanje karakterističnih mesta. Analiza mikrostrukture. Termička obrada uzoraka različitih vrsta čelika kaljenjem u različitim sredstvima za kaljenje. Merenje tvrdoće posle kaljenja i analiza rezultata.

 

VI nedelja (laboratorija)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Označavanje čelika. Greške u materijalima. Overa vežbi.

Objašnjenje označavanja čelika po starom sistemu, označavanje čelika po novom sistemu i niz primera na konkretnim slučajevima radi otklanjanja mogućih nedoumica. Kroz laboratorijska vežbanja na konkretnim primerima pokazuje se otkrivanje grešaka u materijalima: vizuelnom kontrolom, ultrazvučnom metodom, radiogramima, penetrantima i magnetnom metodom, kao i uočavanje prednosti i nedostataka određene metode.

 

VII nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

3. čas

Obojeni metali. Neki nemetalni materijali.

Obojeni metali i njihove legure koji se najčešće koriste u mašinstvu. Podela legura aluminijuma na legure za gnječenje i legure za livenje i njihove karakteristike. Termički obradive legure aluminijuma. Legure aluminijuma sa bakrom. Каljenje, starenje i prestarevanje legura aluminijuma. Legure aluminijuma sa silicijumom. Legure nikla i njihova primena. Legure titana i njihova primena. Tvrde legure. Kompozitni materijali. Osnovna podela i karakteristike kompozitnih materijala. Bimetali.

4. čas

5. čas

Test iz pređenog gradiva koje se odnosi na termičke obrade čelika – žarenje, kaljenje i otpuštanje; hemijsko-termičke obrade čelika; TTT i KH dijagrami i legirani čelici.

 

VIII nedelja (predavanja)

1. čas

Uvod u zavarivanje. Električni luk. E-postupak.

Osnovni pojmovi iz zavarivanja i podele u zavisnosti od izvora toplote i veličine pritiska. Osnovni elementi zavarenog spoja–osnovni metal, metal šava, zona uticaja toplote, zona stapanja. Oblici spojeva i vrste žlebova. Položaji pri zavarivanju–horizontalni, vertikalni, horizontalno–vertikalni i nadglavni. Osnovni pojmovi o električnom luku i šta sve utiče na stabilnost luka. Karakteristika električnog luka. Elektrolučni postupci zavarivanja koji se najčešće koriste za spajanje materijala. Ručno elektrolučno zavarivanje.

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Tehnika i tehnologija ručnog elektrolučnog zavarivanja.

Objašnjenje kako se uspostavlja električni luk kod ručnog elektrolučnog zavarivanja i koji problemi eventualno mogu da se jave, kako se priprema osnovni materijal za zavarivanje, kako se bira polaritet i jačina struje kao i elektrode za zavarivanje. Takođe i objašnjenje kako napon, jačina struje, brzina zavarivanja, dužina luka, nagib elektrode, vrsta i polaritet struje utiču na izgled šava. Kakav zadatak sve ima obloga elektrode pri ručnom elektrolučnom zavarivanju.

 

IX nedelja (predavanja)

1. čas

2. čas

TIG, MIG, MAG i EPP.

Elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom u zaštiti inertnog gasa i vrste netopljivih elektroda koje mogu da se koriste. Elektrolučno zavarivanje topljivom elektrodnom žicom u zaštiti inertnog gasa, elektrolučno zavarivanje topljivom elektrodnom žicom u zaštiti aktivnog gasa i efekat samoregulacije električnog luka koji je karakterističan za uređaje za ove postupke zavarivanja, Elektrolučno zavarivanje pod praškom kao i prednosti i nedostaci ovog postupka u odnosu na druge elektrolučne postupke zavarivanja.

3. čas

4. čas

5. čas

Tehnologije TIG, MIG, MAG i EPP.

Objašnjenje koje se zaštitne atmosfere koriste za sledeće postupke zavarivanja: elektrolučno zavarivanje netopljivom elektrodom u zaštiti inertnog gasa; elektrolučno zavarivanje topljivom elektrodnom žicom u zaštiti inertnog gasa; elektrolučno zavarivanje topljivom elektrodnom žicom u zaštiti aktivnog gasa; i kako vrsta zaštitne atmosfere utiče na izgled šava. Uticaj vrste i polariteta struje na izgled šava. Podela praškova za elektrolučno zavarivanje pod praškom po različitim kriterijumima.

 

X nedelja (predavanja)

1. čas

Gasno zavarivanje i gasno rezanje. Elektrootporno zavarivanje.

Gasno zavarivanje–prednosti i nedostaci u odnosu na druge postupke zavarivanja. Vrste gasova za gasno zavarivanje. Vrste plamena pri gasnom zavarivanju. Zone plamena. Temperatura plamena. Primarno i sekundarno sagorevanje acetilena. Vrste gasova za gasno rezanje. Uslovi za gasno rezanje. Dijagram sagorevanja i topljenja čelika u zavisnosti od hemijskog sastava čelika. Elektrootporno zavarivanje – zavarivanje bez dodatnog materijala. Vrste elektrootpornog zavarivanja: tačkasto, šavno, bradavičasto, varničenjem itd.

2. čas

3. čas

Tehnika i tehnologija gasnog zavarivanja i rezanja, i elektrootpornog zavarivanja.

Dobijanje oksidišućeg, neutralnog i redukujućeg plamena pri gasnom zavarivanju i za koje materijale se koriste. Boce, ventili, creva i gorionici za gasno zavarivanje i gasno rezanje. Razlike gorionika za gasno zavarivanje i gasno rezanje. Tehnika gasnog zavarivanja unapred i unazad. Gasno rezanje tankih limova, korišćenje gasnog rezanja za žlebljenje i automatizacija gasnog rezanja. Režimi elektrootpornog tačkastog i elektrootpornog šavnog zavarivanja. Elektrode za elektrootporno šavno i elektrootporno tačkasto zavarivanje. Formiranje sočiva pri tačkastom zavarivanju. Kontrola kvaliteta zavarenih sočiva čupanjem.

4. čas

5. čas

Test iz pređenog gradiva koje se odnosi na obojene metale, neke nemetalne materijale, kao i električni luk, elektrolučne postupke zavarivanja (E postupak, TIG, MIG, MAG i EPP) i njihove tehnologije, gasno zavarivanje i rezanje i elektrootporno zavarivanje.

 

XI nedelja (laboratorija)

1. čas

2. čas

3. čas

Prokaljivost. Termička obrada legura aluminijuma. Overa vežbi.

U okviru laboratorijske vežbe predviđeno je da se ispita prokaljivost konkretnog čelika Džomini metodom i to zagrevanjem do određene temperature, držanjem određeno vreme na toj temperaturi i čeonim hlađenjem. Nakon hlađenja epruveta se brusi i meri se tvrdoća. Na osnovu dobijenih vrednosti tvrdoće crta se Džomini kriva i analiziraju se dobijeni rezultati. Takođe je predviđeno da se određena legura aluminijuma kali, a zatim podvrgne starenju na različitim temperaturama u zadatom vremenskom intervalu, meri tvrdoća i crtaju krive starenja.

4. čas

5. čas

Kolokvijum #1. Odnosi se na gradivo koje obuhvata metalografska ispitivanja, termičke obrade čelika, označavanje čelika po starom i novom sistemu, greške u materijalima i njihovo otkrivanje.

 

XII nedelja (laboratorija)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Mehanička ispitivanja zavarenih spojeva. Priprema materijala za zavarivanje.

Iz zavarene probne ploče naprave se epruvete za mehanička ispitivanja zavarenih spojeva. Ova ispitivanja obuhvataju: ispitivanje tvrdoće; ispitivanje zatezne čvrstoće metala šava; i zatezne čvrstoće zavarenog spoja u celini; ispitivanje žilavosti na različitim temperaturama. Tehnološka proba savijanja preko trna odgovarajućeg radijusa sa zonom zatezanja na licu šava kao i korenu šava. Studenti treba da vide kako se priprema materijal za zavarivanje (žlebljenje, čišćenje, pripajanje itd).

 

XIII nedelja (laboratorija)

1. čas

2. čas

3. čas

4. čas

5. čas

Laboratorijske vežbe iz elektrolučnih postupaka zavarivanja, gasnog zavarivanja i rezanja.

Demonstracija uspostavljanja i održavanja električnog luka pri ručnom elektrolučnom zavarivanju i pri drugim elektrolučnim postupcima zavarivanja, i to pri elektrolučnom zavarivanju netopljivom elektrodom u zaštiti inertnog gasa, elektrolučnom zavarivanju topljivom elektrodnom žicom u zaštiti inertnog gasa, elektrolučnom zavarivanju topljivom elektrodnom žicom u zaštiti aktivnog gasa. Ukazivanje na probleme koji najčešće mogu da se pojave u praksi. Demonstracija paljenja plamena kod gasnog zavarivanja i podešavanje gorionika za ostvarivanje određene vrste plamena. Razlike u gorionicima za gasno zavarivanje i rezanje. Tehnika gasnog zavarivanja unapred i unazad i demonstracija gasnog rezanja.

 

XIV nedelja (laboratorija, konsultacije, testovi)

1. čas

Laboratorijske vežbe iz elektrootpornog zavarivanja.

Predviđeno ja da se pokaže uređaj za elektrootporno tačkasto zavarivanje, pri čemu treba obratiti pažnju na sastavne elemente uređaja i čemu služe, kako se bira jačina struje potrebna da se ostvari zavarena tačka, odnosno da se dobije zavareno sočivo. Važno je i određivanje sile pritiska na elektrodama kao i vreme proticanja struje. Zavariti nekoliko tačaka oštrim režimom zavarivanja, a zatim mekim režimom zavarivanja. Pre zavarivanja neophodno je da se površine limova očiste. Zavareni spoj treba ispitati čupanjem da bi se proverila ispravnost odabranih parametara zavarivanja.

2. čas

3. čas

Konsultacije–su predviđene da bi se otklonile sve eventualne nejasnoće iz pređenog gradiva. Podrazumeva se da je student konstantno dolazio na nastavu i aktivno učestvovao u praktičnim vežbama.

4. čas

5. čas

Kolokvijum #2. Gradivo koje obuhvata prokaljivost, termičku obradu legura aluminijuma, mehanička ispitivanja zavarenih spojeva i priprema materijala za zavarivanje.

 

XV nedelja (januarski ispitni rok)

 

Pismeni i usmeni deo ispita.