ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

MM0202 ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ (ΕΜΒΑΘΥΝΣΗ)

Κατηγορία Μαθήματος: Μεταπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Ε
Κωδικός Γραμματείας: Ε20500
Εξάμηνο:
1° (Χειμερινό)

Διάρκεια:

ECTS Units:
6
Τομέας:
Μηχανικής, Υλικών & Κατεργασιών
Κατεύθυνση:
Μηχανική, Υλικά & Κατεργασίες
Διδάσκων:
Χαϊδεμενόπουλος Γρηγόρης
 

Σκοπός

Την παρούσα ακαδημαϊκή χρονιά το μάθημα απευθύνεται σε όσους επιθυμούν να εκτεθούν στα σύγχρονα εργαλεία της υπολογιστικής θερμοδυναμικής και κινητικής κραμάτων για την επίλυση προβλημάτων στους εξής τομείς:

  • Ισορροπία σε κραματικά συστήματα. Διαγράμματα φάσεων
  • Διάχυση
  • Διαχυτικοί μετασχηματισμοί φάσεων (πυρήνωση, ανάπτυξη και διεύρυνση)

Στα πλαίσια του μαθήματος θα γίνει εκπαίδευση στα προγράμματα υπολογιστικής θερμοδυναμικής ThermoCalc και υπολογιστικής κινητικής Dictra που είναι εγκατεστημένα στο Εργαστήριο Υλικών.

Περιεχόμενα
Θερμοδυναμική κραμάτων / Διαγράμματα φάσεων 
Ελεύθερη ενέργεια στερεών διαλυμάτων. Χημικό δυναμικό και ενεργότητα. Θερμοδυναμική ισορροπία. Διαγράμματα ελεύθερης ενέργειας - σύστασης. Διαγράμματα φάσεων. Ο κανόνας των φάσεων Gibbs. Κανόνας του μοχλού. Ισορροπίες: διμεταβλητές, μονομεταβλητές και αμετάβλητες. Αμετάβλητες αντιδράσεις: ευτηκτική, ευτηκτοειδής, περιτηκτική, περιτηκτοειδής, μονοτηκτική, μετατηκτική, συντηκτική. Χάσμα διαλυτότητας.

Διάχυση
Κινούσα δύναμη διάχυσης. Μηχανισμοί διάχυσης. Επίδραση της θερμοκρασίας. Νόμοι του Fick. Μαθηματικές λύσεις της εξίσωσης διάχυσης. Διαχωρισμός μεταβλητών και μετασχηματισμοί Laplace. Προβλήματα με κινούμενο σύνορο.

Μετασχηματισμοί φάσεων
Κατηγορίες μετασχηματισμών. Διαχυτικοί και μη διαχυτικοί μετασχηματισμοί. Μετασχηματισμοί πυρήνωσης και ανάπτυξης. Συνεχείς μετασχηματισμοί. Η τάξη των μετασχηματισμών. Ομογενής και ετερογενής πυρήνωση. Κινούσα δύναμη πυρήνωσης. Ενέργεια ενεργοποίησης για πυρήνωση. Η επίδραση της διεπιφανειακής ενέργειας και της ενέργειας παραμόρφωσης. Ταχύτητα πυρήνωσης. Επίδραση της θερμοκρασίας. Επίδραση της χημικής σύστασης και της πλαστικής παραμόρφωσης. Ανάπτυξη νέας φάσης. Συνθήκες για διεπιφανειακό, διαχυτικό και μικτό έλεγχο. Κινητική της ανάπτυξης. Επίδρασης της διεπιφανειακής ενέργειας και θερμοκρασίας. Διεύρυνση διασποράς. Θεωρία Greenwood και LSW. Κράματα με αντίσταση στη διεύρυνση. Διαλυτοποίηση διασποράς. Συνεχείς μετασχηματισμοί και διαχωρισμός καμπής.

Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών του Μαθήματος (Syllabus)
Βιβλιογραφία
  • Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Φυσική Μεταλλουργία , Εκδόσεις Τζιόλα, 2007.
  • Porter & Easterling, Phase Transformations in Metals and Alloys
  • Reed-Hill, Physical Metallurgy
  • Cahn and Haasen, Physical Metallurgy (Vol.1,2)
  • Crank, The Mathematics of Diffusion

Στην Βιβλιοθήκη υπάρχει μεγάλη ποικιλία ελληνικών και ξενόγλωσσων βιβλίων με αντικείμενο την Φυσική Μεταλλουργία. Επίσης υπάρχουν και τα εξής περιοδικά:
Acta Metallurgica et Materialia, Scripta Metallurgica, Metallurgical Transactions A/B
Στο Εργαστήριο Υλικών υπάρχουν ακόμη τα περιοδικά: Journal of Metals και Advanced Materials and Processes. Οι φοιτητές παρακαλούνται να συμβουλευτούν τον Διδάσκοντα σχετικά με την βιβλιογραφία του μαθήματος

ThermoCalc – Dictra
Οι περισσότερες ασκήσεις και projects θα επιλύονται με τα προγράμματα ThermoCalc (θερμοδυναμική) και Dictra (διάχυση/κινητική). Τα προγράμματα έχουν εγκατασταθεί στον Η/Υ του Εργαστηρίου Υλικών, όπου οι φοιτητές θα κλείνουν χρόνο με σειρά προτεραιότητας. Τα user’s guides των προγραμμάτων και παραδείγματα έχουν αναρτηθεί στην ιστοσελίδα του μαθήματος.

Προαπαιτούμενα
MM302MM404
Εργαστηριακές Ασκήσεις
Case studies
Μέθοδος Διδασκαλίας
Διάλεξη, εργαστήριο
Αξιολόγηση
Τελικές Εξετάσεις:
60%
Μελέτες:
40%
Φόρτος Εργασίας (σε ώρες)

Παρακολούθηση

Παραδόσεις:
40

Εκπόνηση

Μελέτη:
 15
Ασκήσεις:
5