Skip to main content

Advanced materials technologyLaajuus (10 cr)

Code: TX00EX46

Credits

10 op

Objective

The student is able to describe the formation of tension and deformation in structures under various load cases and to evaluate the functionality of materials and simple structures in straightforward load situations. The student is able to explain how the key properties of materials depend on their micro- and macro-structure and how the structure of materials can be influenced. The student is able to describe the effects of the main alloying elements of steels on the phase structure and properties of steels. The student is able to utilize research and testing methods for materials.

Content

1. Load types and the stresses and deformations they cause
2. Effect of structure on load
3. Micro- and macro-structures of materials
4. Phase transformation and plastic deformation of metals
5. Materials strengthening mechanisms
6. Composition of alloys
7. Heat treatment methods for metals
8. Coal and silicon materials
9. Materials research and testing methods

Prerequisites

Engineering Chemistry
Basics of Materials technology

Assessment criteria, satisfactory (1)

1. The student recognizes loads types and is able to describe the stresses caused by them.
2. The student is able to describe the effects of macrostructure on the properties of metals.
3. The student is able to describe the microstructure and properties of ferrous metal phases.
4. The student is able to name test methods for determining mechanical properties.
5. The student is able to perform the most common tests of mechanical properties.
6. The student is able to define the possibilities of using non-destructive testing methods.

Assessment criteria, good (3)

1. The student is able to calculate stresses in simple load cases.
2. The student is able to describe the effect of the slenderness of the structure and the shape and size of the notches on the stress distribution.
3. The student is able to deduce from the phase drawing the equilibrium structures created in the cooling of an alloy.
4. The student is able to describe the mechanisms of metal reinforcement.
5. The student is able to deduce the properties of polymers based on their structure.
6. The student is able to choose the appropriate heat treatment methods for alloys.
7. The student is able to list the main differences between optical metallography and electron microscopy and the main possibilities of using an electron microscope.

Assessment criteria, excellent (5)

1. The student is able to present the main properties of carbon and silicon materials.
2. The student is able to deduce from the equilibrium drawing the composition and proportion of the phases.
3. The student is able to describe the uses of steel alloys.
4. The student is able to explain how the properties of a ceramic product depend on the manufacturing method.
5. The student is able to take into account the direction of the load.
6. The student is able to choose an appropriate method for characterizing materials.

Enrollment

01.05.2024 - 31.05.2024

Timing

19.08.2024 - 11.10.2024

Number of ECTS credits allocated

10 op

Mode of delivery

Contact teaching

Unit

School of Smart and Clean Solutions

Campus

Leiritie 1

Teaching languages
  • Finnish
Degree programmes
  • Biotechnology and Chemical Engineering
Teachers
  • Arto Yli-Pentti
Groups
  • MATPI22
    Materiaali- ja pinnoitetekniikka

Objective

Opiskelija osaa kuvata jännitysten ja muodonmuutosten synnyn rakenteissa erilaisissa kuormitustapauksissa ja arvioida materiaalien ja yksinkertaisten rakenteiden toimivuuden selkeissä kuormitustilanteissa. Opiskelija osaa selittää, miten materiaalien keskeiset ominaisuudet riippuvat niiden mikro- ja makrorakenteesta ja miten materiaalien rakenteeseen voidaan vaikuttaa. Opiskelija osaa kuvata terästen keskeisten seosaineiden vaikutukset terästen faasirakenteeseen ja ominaisuuksiin. Opiskelija osaa hyödyntää materiaalien tutkimus- ja testausmenetelmiä.

Content

1. Kuormituslajit sekä niiden aiheuttamat jännitykset ja muodonmuutokset
2. Rakenteen vaikutus kuormitukseen
3. Materiaalien mikro- ja makrorakenteet
4. Metallien faasimuutokset ja plastinen muodonmuutos
5. Materiaalien lujittamismekanismit
6. Metalliseosten koostumus
7. Metallien lämpökäsittelymenetelmät
8. Hiili- ja piimateriaalit
9. Materiaalien tutkimus- ja testausmenetelmät

Evaluation scale

0-5

Assessment criteria, satisfactory (1)

1. Opiskelija tunnistaa kuormituslajit ja osaa kuvata niiden aiheuttamat jännitykset.
2. Opiskelija osaa kuvata makrorakenteen vaikutukset metallien ominaisuuksiin.
3. Opiskelija osaa kuvata rautametallien faasien mikrorakenteen ja ominaisuudet.
4. Opiskelija osaa nimetä testausmenetelmät mekaanisten ominaisuuksien selvittämiseksi.
5. Opiskelija osaa suorittaa yleisimpiä mekaanisten ominaisuuksien testauksia.
6. Opiskelija osaa määritellä rikkomattomien aineenkoetusmenetelmien käyttömahdollisuudet.

Assessment criteria, good (3)

1. Opiskelija osaa laskea jännitykset yksinkertaisissa kuormitustapauksissa.
2. Opiskelija osaa kuvata rakenteen hoikkuuden sekä lovien muodon ja koon vaikutuksen jännitysten jakautumiseen.
3. Opiskelija osaa päätellä faasipiirroksesta metalliseoksen jäähtymisessä syntyvät tasapainon mukaiset rakenteet.
4. Opiskelija osaa kuvata metallien lujittamismekanismit.
5. Opiskelija osaa päätellä polymeerien ominaisuudet niiden rakenteen perusteella.
6. Opiskelija osaa valita metalliseosten lämpökäsittelymenetelmät tarkoituksenmukaisesti.
7. Opiskelija osaa luetella optisen metallografian ja elektronimikroskopian keskeiset erot sekä elektronimikroskoopin keskeiset käyttömahdollisuudet.

Assessment criteria, excellent (5)

1. Opiskelija osaa esittää hiili- ja piimateriaalien keskeiset ominaisuudet.
2. Opiskelija osaa päätellä tasapainopiirroksesta faasien koostumuksen ja suhteellisen osuuden.
3. Opiskelija osaa kuvata terästen seosaineiden käyttötarkoitukset.
4. Opiskelija osaa selittää, kuinka keraamituotteen ominaisuudet riippuvat valmistusmenetelmästä.
5. Opiskelija osaa ottaa huomioon kuormituksen tarkastelusuunnan vaikuttavien jännitysten kannalta.
6. Opiskelija osaa valita tarkoituksenmukaisen materiaalien karakterisointimenetelmän.

Prerequisites

Insinöörikemia
Materiaalitekniikan perusteet