Faglig innhold

Emnet innledes med en gjennomgang av eksperimentelle teknikker for karakterisering av mekaniske egenskaper, med hovedvekt på enkel strekkprøving. Det gis en innføring i dislokasjonsteori som gir forståelse for metallenes egenskaper ut fra deres krystallinske oppbygging. I sær betraktes strukturene til aluminium og stål som er metaller av stor betydning for vår nasjonale industri. Deretter behandles de grunnleggende mekanismene bak flytfenomener og deformasjonsherding i metaller. Relasjonene mellom mikrostruktur og mekaniske egenskaper blir behandlet på grunnlag av enkle dislokasjonsmodeller. Videre gjennomgås grunnleggende fysikalsk metallurgiske teorier for brudd og en introduksjon til utmatting.

Læringsutbytte

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne: - Gjøre enkle forutsetninger og utlede fra disse den teoretiske styrken til et ideelt krystall. - Forklare hvordan og hvorfor plastisk deformasjon av metaller skjer ved hjelp av dislokasjonsglidning. - Beregne kuttereaksjoner og forklare interaksjoner mellom dislokasjoner. - Beregne avstanden mellom partielle dislokasjoner. - Forklare hvordan en tenker seg at en Frank-Read dislokasjonskilde virker og beregne kritisk spenning for å aktivere den. - Gjøre rede for herdemekanismer pga. arbeidsherding, korngrenser, legeringselementer i fast løsning eller som partikler. - Utlede styrkebidrag fra skjærbare og ikke-skjærbare partikler. - Gjøre enkle forutsetninger og utlede den teoretiske bruddstyrken for et ideelt krystall. - Gjøre rede for og anvende Griffiths teori for sprøbrudd, enkel bruddmekanikk, og en dislokasjonsbasert modell for duktile brudd. - Forklare forskjellen på lav og høysykel utmatting, Paris Erdogans lov for sprekkvekst og gi en fysikalsk metallurgisk beskrivelse av utmatting i enkrystaller. - Gjøre forenklende antagelser og utlede Orowans lov for dislokasjonshastighet. - Bestemme kritisk slip-system og relatere kritisk oppløst skjærspenning til strekkekraften for strekking av enkrystall. - Beskrive de ulike stadier av spennings-tøyningskurva for strekking av enkrystall. - Utføre enkle bruddmekaniske beregninger, diskutere omslag til sprøbrudd ut fra temperatur, kjemisk samensetning, kornstørrelse, etc. - Utføre enkle utmattingsberegninger, bruke Goodman diagrammet og beregne levetid fra Miners regel. - Gjøre rede for mikrostruktur og slip-aktivitet ved utmatting av enkrystall.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og øvinger. Emnet undervises på engelsk dersom internasjonale mastergradsstudenter følger emnet. Forventet tidsbruk: Forelesninger:56 timer, Øvingstimer:24 timer. Selvstudium:120 timer. 8 av 12 øvinger må være godkjente.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

TMT4177 Innføring i materialteknologi, eller tilsvarende.

Kursmateriell

Lecture notes.

Studiepoengreduksjon