İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Yüksek Sıcaklıklar için Malzeme ve Tasarım Course Name Materials and Design for High Temperature Service Kodu (Code) Yarıyılı (Semester) (Local Credits) AKTS (ECTS Credits) Ders Türü (Course Type) MAK 642E Bahar (Spring) 3 (3-0-0) 7.5 Yüksek Lisans (M.Sc.) Bölüm / Program (Department/Program) Dersin Türü (Course Type) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Makina / Malzeme ve İmalat Yüksek Lisans (Mechanical Engineering / Materials and Manufacturing - Graduate) Seçimli (Elective) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Mekanik esaslar. Kristal yapılı malzemelerde kusurlar ve yayınma. Malzemelerde sürünme şekil değişimi. Sürünme eğrisinin analizi ve gerilme ile sıcaklığın buna etkisi. Sürünme mekanizmaları ve sürünme mekanizma haritaları. Sürünme hasarı ve kırılma mekanizmaları haritaları. Yüksek sıcaklıklarda yorulma ve kırılma. Sürünme-yorulma etkileşimi ve ömür belirleme yöntemleri. Yüksek sıcaklık malzemeleri. Yüksek sıcaklıklar için tasarım prensipleri. (Mechanical fundamentals. Lattice defects in crystals and diffusion in solids. Creep deformation of materials. Analysis of creep curves, temperature and stress dependence of creep behavior. Mechanisms of creep and deformation mechanism maps. Creep damage and fracture mechanism maps. Fatigue and fracture at elevated temperatures. Creep-fatigue interaction and life prediction methods. Materials for high temperature use. Design principles for high temperature engineering applications. ) 1. Malzemelerin yüksek sıcaklıklarda gösterdiği mekanik özellikleri ve davranışları hakkında bilgi vermek, 2. Yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılabilecek malzemeler hakkında bilgi vermek, 3. Yüksek sıcaklıklarda çalışacak makine parçalarının tasarımında yararlanılacak tasarım ilkeleri hakkında bilgi vermektir.. 1. To instruct Students on the properties and behavior of the materials at elevated temperatures, 2. To instruct Students on high temperature materials, 3. To furnish Students by design fundamentals for high temperature applications. Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler: 1. Sürünme mekanizmalarını açıklayabilecek 2. Malzemelerin deformasyon-mekanizma haritalarını tasarım amaçlı kullanabilecek 3. Yüksek sıcaklıklarda çevrimsel zorlanmalar altında çalışacak malzemelerin yorulma ömrünü belirleyebilecek 4. Yüksek sıcaklık problemlerinde kullanılması gerekecek malzemeleri seçebilecek 5. Yüksek sıcaklıklarda çalışacak malzemelerin uzun-aralık özelliklerini belirleyecek 6. Yüksek sıcaklık uygulamalarında makine parçaları için tasarım gerilmesini belirleyebilecektir. The Students, passing this course will be able to: 1. Explain the creep mechanisms, 2. Use deformation mechanism maps for design purposes, 3. Predict fatigue life of materials under high temperature fatigue, 4. Select high temperature materials, 5. Predict the long-term properties of materials at elevated temperatures, 6. Predict the design stress for parts at elevated temperatures. Ders Kitabı (Textbook) Diğer Kaynaklar (Other References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları Materials and Design For Elevated Temperatures (Course Notes), Mehmet Demirkol, 1992 1. Mechanical Behavior of Materials, T. Courtney, McGraw Hill, 1999 2. Creep of Metals and alloys, R.W.Evans, B.Wilshire, The Institute of Metals, 1985 3. Damage Mechanisms and Life Assessment of High-Temperature Components, R.Viswanathan, ASM, 1989 4. Stress Analysis for Creep, J.T.Boyle, J.Spence, Butterworth, 1985 5. Design of Creep, R.K.Penny, D.L.Mariott, Chapman&Hall, 1995 6. 6. Atlas of Creep and Stress-Rupture Curves, H.E.Boyer, ASM, 1988 Problemlerden oluşan 4 ödev verilecektir. 4 homework assignments including problems will be assigned. Yok
(Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) None Dönem ödevi hazırlanmasında ve sunumlarında bilgisayardan yararlanılacaktır. The use of PC is expected in preparation and submission of term Project. Dönem ödevi verilecek, yazılı ve sözlü sunum istenecektir. Her hafta ders sonu kısa sınav yapılacaktır. Students prepare a term project and submit their works in oral and written forms. Short quizzes will be given every week at the end of lecture. Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria) Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) Adedi Değerlendirmedeki Katkısı, % (Quantity) (Effects on Grading, %) 2 % 30 (30 %) 10 % 10 4 % 10 1 % 10 1 % 40 (40 %)
DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Giriş, mekanik esaslar 1, 6 2 Metalürjik esaslar, kristal yapı kusurları ve yayınma 1 3 Metal ve alaşımlarda sürünme şekil değişimi, sürünme mekanizmaları 1 4 Deformasyon mekanizmaları haritaları 2 5 Süperplastik davranış 1 6 Sürünme hasarı ve kırılma mekanizma haritaları 6 7 Yüksek sıcaklıklarda yorulma ve kırılma 3 8 Sürünme-yorulma etkileşimi, ve ömür tayin yöntemleri 3 9 Metal ve alaşımların sürünme verileri 4 10 Uzun aralık özelliklerini tahmin ve gerilme gevşemesi 5 11 Yüksek sıcaklık malzemeleri, klasik malzemeler 4 12 Yüksek sıcaklıklarda kullanılan gelişmiş malzemeler. Sürünme deneyleri. 4 13 Yüksek sıcaklıklar için tasarım esasları 2, 6 14 Yüksek sıcaklıklar için tasarım uygulamaları 2, 6 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Introduction, Mechanical fundamentals 1, 6 2 Metallurgical fundamentals. Crystal structure and defects. Solid-state diffusion. 1 3 Creep deformation of metals and alloys. Creep mechanisms. 1 4 Deformation mechanism maps. 2 5 Super plastic behavior of materials. 1 6 Creep damage and fracture mechanisms. Fracture mechanism maps. 6 7 High temperature fatigue and fracture 3 8 Creep-Fatigue interaction and life prediction methods 3 9 Engineering Creep data of metals and alloys 4 10 Prediction of long-term properties, stress relaxation in machine parts. 5 11 Materials for elevated temperature use. Conventional metals and alloys. 4 12 Advanced materials for high temperature use. Creep and stress rupture testing. 4 13 Design principles for elevated temperature use 2, 6 14 Design practice for high temperature engineering applications. 2, 6
Dersin Malzeme ve İmalat Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, imalat mühendisliği alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme ve imalat mühendisliğinin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi) ii. İmalat mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme ve farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme, karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri) iii. İmalat mühendisliği ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı sorumluluk alarak yürütebilme, bağımsız olarak çözüm üretebilme, karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme, takım çalışması gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). iv. İmalat mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). v. İmalat mühendisliği alanında güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, imalat alanındaki ve alan dışındaki gruplara, gerektiğinde uluslar arasında yaygın kullanılan bir yabancı dili gerekli düzeyde kullanarak, yazılı, sözlü ve görsel olarak, bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanıp, sistemli biçimde aktarabilmek ve iletişim kurabilmek kurulan sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. İmalat mühendisliği alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme, strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). vii. İmalat mühendisliği alanında yaptığı çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik). Katkı Seviyesi 1 2 3 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam Relationship between the Course and Materials and Manufacturing Engineering Curriculum Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the manufacturing engineering area, based upon the competency in the undergraduate level and, grasping the inter-disciplinary interaction related to manufacturing engineering area (knowledge). ii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the manufacturing engineering area, interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the manufacturing engineering area and the knowledge from various other disciplines, solving the problems faced by making use of the research methods (skill). iii. The ability to carry out a specialistic study related to manufacturing engineering area independently, developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes and coming up with solutions while taking responsibility, fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems (Competence to work independently and take responsibility) iv. Assessing the specialistic knowledge and skill gained in the manufacturing engineering area through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). v. Systematically transferring the current developments in the manufacturing engineering area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms, using a foreign language if necessary at least European Language Portfolio B2 Level-, using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the area, ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). vi. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the manufacturing engineering area related data and the ability to teach these values to others, developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes and, using the knowledge and the skills for problem solving and/or practical application in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). vii. In the manufacturing engineering program with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). 1: Little, 2. Partial, 3. Full Level of Contribution 1 2 3 Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Mehmet DEMİRKOL Tarih (Date) 15.06.2011 İmza (Signature)
DERS YÜKÜ HESAPLAMA FORMU Dersin Kodu MAK 642E Dersin Adı Materials and Design for High Temperature Service Dersin Dili İngilizce Dersin 3 (3-0-0) Dersin ECTS 7.5 Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TOPLA M Saat Kazanılan Beceri 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 1, 6 (Çıktılar) Haftalık Ders 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 42 Laboratuar Uygulama Dersle ilgili Sınıf 3 6 3 6 3 3 6 8 6 6 6 8 6 8 78 dışı Etkinlikler Sınavlar ve 2 2 2 2 10 2 2 2 2 2 10 2 2 10.5 10 62.5 Sınava Hazırlık Toplam Saat 6 11 8 11 8 16 11 13 11 11 11 21 11 13 10.5 10 182.5 Ders Değerlendirme Sistemi 2 Yıliçi sınavı: % 30 Kısa Sınavlar: % 10 Ödevler: % 10 Dönem Ödevi: % 10 Final: % 40 Ders Çıktıları Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler: 7. Sürünme mekanizmalarını açıklayabilecek 8. Malzemelerin deformasyon-mekanizma haritalarını tasarım amaçlı kullanabilecek 9. Yüksek sıcaklıklarda çevrimsel zorlanmalar altında çalışacak malzemelerin yorulma ömrünü belirleyebilecek 10. Yüksek sıcaklık problemlerinde kullanılması gerekecek malzemeleri seçebilecek 11. Yüksek sıcaklıklarda çalışacak malzemelerin uzun-aralık özelliklerini belirleyecek 12. Yüksek sıcaklık uygulamalarında makine parçaları için tasarım gerilmesini belirleyebilecektir. Tarih 15.06.2011 Formu Hazırlayan Formu Onaylayan M. Demirkol