Kursplan för Fastransformationer

Kursplan fastställd 2024-02-22 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnPhase transformations
  • KurskodMMK162
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPAEM
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeKemiteknik med fysik, Maskinteknik, Teknisk design, Teknisk fysik
  • InstitutionINDUSTRI- OCH MATERIALVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 09123
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0111 Tentamen, del A 6 hp
Betygsskala: TH		 6 hp
0211 Projekt, del B 1,5 hp
Betygsskala: UG		 1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Kursen är lämplig för studenter antagna till masterprogrammen Avancerade konstruktionsmaterial, Tillämpad fysik eller studenter som följer M- eller F-programmet vid Chalmers, liksom tidigare IMP Avancerade material studenter eller doktorander i materialtevetenskap, materialteknik eller liknande.

Syfte

Syftet med kursen är att utveckla förståelsen för, och färdighet att, tillämpa de grundläggande fysikaliska och termodynamiska principerna för att tolka hur mikrostruktur utvecklas. Dessa principer fungerar som verktyg du behöver för att förstå och lösa komplexa problem som kan uppstå under tillverkning eller användning av material. Exempel på sådana problem är utformning av värmebehandling eller legeringssammansättning för att minimera tillväxten av utskiljningar som kan försämra krypegenskaperna hos turbinlegeringar eller bildandet av spröda intermetalliska faser i den värmepåverkade zonen bildas vid svetsning.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

- beräkna uttryck eller skissa fria energin för ideala, regulära och reella binära lösningar som funktion av sammansättning, temperatur, eller tryck beaktande effekten av partikelstorlek. Från binära fri energi-diagram för olika temperaturer, kunna konstruera binära fasdiagram. - tillämpa Ficks första och andra lag för diffusion i binära system, lösa ekvationen för ett fåtal specialfall och för olika typer av diffusion relatera hur uttrycket för diffusionskoefficienten D påverkas. - skissa, använda och till viss del beräkna uttryck för energin för en yta/mellanyta eller korngräns. Utifrån detta bestämma eller känna igen jämviktsformen av en utskiljning, kristall eller korn. - skissa uttryck för fria energin för bildning av små kluster och diskutera hur det styr kärnbildning och kärnbildningshastighet. - Beskriva och diskutera drivkrafter för tillväxt av ett rent fast ämne eller legering efter kärnbildning. Som specifikt exempel beskriva effekten av förändring i processsparametrar på mikrostrukturen hos gjöt och svetsar. - beskriva mekanismerna för diffusionsfria fastransformationer och diskutera vilka mekanismer som styr kärnbildning och tillväxt vid diffusionsstyrda (närordning och fjärrordning) fastransformationer. - tillämpa TTT-diagram. - använda en kommersiell mjukvara för fastransformationer.

Innehåll

Kursinnehåll består av följande: Termodynamik och fasdiagram: Fri energi, volym- och ytenergi, jämviktstillstånd, modeller av fasta och flytande system, kinetik hos fastransformationer. Diffusion: Atomistisk and makroskopiska modeller, aktiveringsenergi, interstitiell och substitutionär diffusion, diffusion i binära och ternära legeringar. Mellanytor och mikrostrukturer: Fri energi hos mellanytor, koherenta och inkoherenta mellanytor, utskiljning, migration av mellanytor, korntillväxt. Stelnande: Kärnbildning, tillväxt, rena ämnen och legeringar, eutektisk and peritektisk stelning, gjutstrukturer. Diffusionsstyrd transformation: Homogen and inhomogen kärnbildning i fasta och flytande tillstånd, korntillväxt, partikeltillväxt, transformationskinetik, olika typer av transformationer. Diffusionsfri transformation: Kärnbildning och tillväxt av martensit. Thermodynamisk modellering: Principer och tillämpning av kommersiell mjukvara tex "Thermocalc".

Organisation

Lecture series supplemented by exercises and project.

Litteratur

David A. Porter, Kenneth E. Easterling, Mohamed Y. Sherif: Phase Transformations in Metals and Alloys, CRC Press, 4th Edition. Thermocalc - Software package. Instruction manuals.

Examination inklusive obligatoriska moment

Written exam

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.