Το μάθημα Τεχνολογία Υλικών Ι έχει ως σκοπό την εισαγωγή στην επιστήμη των υλικών και την σύνδεση της μικροσκοπικής δομής των μεταλλικών μηχανολογικών υλικών με τις μακροσκοπικές ιδιότητες τους και ειδικότερα με τη μηχανική τους συμπεριφορά. Επιπλέον γίνεται μια πρώτη εισαγωγή στις βασικές έννοιες ελαστικότητας. Συνεπώς, με την ολοκλήρωση των παραδόσεων οι φοιτητές θα πρέπει να:
- κατανοήσει την διαδικασία επιλογής των κατάλληλων υλικών για μια μηχανολογική κατασκευή
- γνωρίζει τη συσχέτιση δομής – μηχανικής συμπεριφοράς των υλικών
- γνωρίζει τους βασικούς έννοιες μηχανικής συμπεριφοράς υλικών (τάση, παραμόρφωση, μέτρο ελαστικότητας, λόγος Poisson).
- γνωρίζει τις βασικές κατηγορίες μεταλλικών υλικών που χρησιμοποιούνται στις μηχανολογικές εφαρμογές
Το περιεχόμενο του μαθήματος αποτελείται διαιρείται από τις παρακάτω θεματικές ενότητες:
- τεχνολογικά υλικά και ιδιότητές τους (Εφελκυσμός, Σκληρότητα, Ικανότητα απόσβεσης δονήσεων Δυσθραυστότητα, Αντοχή σε Κόπωση)
- κύκλος ζωής υλικών
- κόστος και διαθεσιμότητα των υλικών
- ατομική δομή
- δεσμοί μεταξύ ατόμων στα στερεά
- δομή των κρυσταλλικών στερεών
- ατέλειες στερεών
- διαταραχές και μηχανισμοί ισχυροποίησης
- εισαγωγή στις έννοιες ελαστικότητας (τάση, παραμόρφωση, μέτρου ελαστικότητα, λόγος Poisson)
- διαγράμματα φάσεων, διάγραμμα Fe-C
- μετασχηματισμοί φάσης στα μέταλλα
- θερμικές κατεργασίες μεταλλικών κραμάτων
- μεταλλικά κράματα
- μηχανική συμπεριφορά των υλικών σε ψευδοστατικά φορτία.
Η ανωτέρω θεματολογία ασχολείται πρωταρχικά με τα μεταλλικά υλικά και τα κράματα τους. Οι θεματικές ενότητες ασχολούνται κατά σειρά με τους δεσμούς μεταξύ ατόμων, τις κρυσταλλικές δομές, τις ατέλειες, τη διάχυση, τις μηχανικές ιδιότητες, τις παραμορφώσεις, τα διαγράμματα φάσεων και τους μετασχηματισμούς.
Η θεματολογία τεκμηριώνεται με σειρά από ασκήσεις και προβλήματα τα περισσότερα από τα οποία απαιτούν υπολογισμούς που οδηγούν σε αριθμητικές λύσεις που παρουσιάζονται ενδιάμεσα στις διαλέξεις θεωρίας.
Τέλος, το μάθημα συνοδεύεται από Εργαστήριο στο οποίο εκπονούνται βασικές εργαστηριακές ασκήσεις όπως:
Η θεματολογία τεκμηριώνεται με σειρά από ασκήσεις και προβλήματα τα περισσότερα από τα οποία απαιτούν υπολογισμούς που οδηγούν σε αριθμητικές λύσεις που παρουσιάζονται ενδιάμεσα στις διαλέξεις θεωρίας.
Τέλος, το μάθημα συνοδεύεται από Εργαστήριο στο οποίο εκπονούνται βασικές εργαστηριακές ασκήσεις όπως:
- μακροσκοπικός – μικροσκοπικός έλεγχος των υλικών-Διάγνωση αστοχίας των υλικών
- σκληρότητα (HB,HRC,HRB)
- δυσθραυστότητα – δοκιμασία Charpy
- μεταλλογραφία
- μέτρηση θερμικής αγωγιμότητας
- μη Καταστροφικοί Έλεγχοι
- διάβρωση των μεταλλικών υλικών.
Απαιτούμενες γνώσεις: Βασικές γνώσεις Μαθηματικών, Φυσικής και Χημείας.