単位数: 2. 担当教員: 貝沼 亮介. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TME-MSE204J. 開講言語: 日本語.
○
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
材料の微視的構造すなわち組織は、その材料の諸特性に大きな影響を与える。この授業では、組織制御に必要な材料組織についての基本事項を習得する。
２．概要
金属を中心とした材料組織を対象に、ミクロ組織の熱力学、状態図、拡散、相変態といった組織制御の基本事項を解説する。
３．達成目標等
この授業では、以下のような能力を習得することを目標とする。
・ 本学科の学習・教育目標のAに関する能力を含めて修得する。
・ 相平衡と自由エネルギーとの関係を理解し、状態図を読む能力。
・ 拡散現象の基本を理解し、自由エネルギーと結びつけて諸相変態を説明できる能力。
・ 組織制御のためのプロセス（加工熱処理等）法の原理を理解し、説明できる能力。
この科目ではClassroomを利用して講義資料と講義情報を発信します。
Classroomにアクセスし、クラスコードを入力してください。
なお、参考書は必ず事前に入手しておいてください。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
In this course, the basis of microstructure science of materials is provided.
The purpose of the course is to make the participants understand the basic issues on microstructures of materials, such as thermodynamics for microstructures, phase diagrams, atomic diffusion, phase transformations etc..
This course is designed to help students have the following abilities:
1. the abilities related to Education Issue "A" determined by our department.
2. the abilities to understand the relation between phase equilibrium and free energy and to read phase diagrams.
3. the abilities to understand diffusion phenomena and to explain phase transformations based on free energy.
4. the abilities to understand and explain principles of thermomechanical process for microstructure control.
This class uses Classroom to provide lecture information.
Please access Classroom and input the class-code.
この授業を履修する者は、「材料学概論」の単位を取得しておくと同時に、「結晶回折学」、「材料強度学」も履修することが望ましい。
For the participants, it is required to earn the credit of the course "Introduction of materials science" and to register the courses on "Diffraction and Crystallography" and "Fundamental Aspects of Strength of Materials".
１．序論および一成分系の状態図（温度-圧力、温度-磁場状態図）
２．二成分系の状態図I（不変系反応と組織変化）
３．二成分系の状態図II（正則溶体モデル、共通接線の法則）
４．多成分系の状態図（相律、等温断面図、液相面投影図）
５．拡散現象I（フィックの法則、各種拡散係数）
６．拡散現象II（拡散の活性化エネルギー、短回路拡散）
７．（中間試験）
８．凝固現象I（均一および不均一核生成）
９．凝固現象II（凝固組織、組成的過冷現象、共晶凝固）
１０．拡散型変態I（変態の分類、析出）
１１．拡散型変態II（オストワルド成長、共析変態、TTT図）
１２．拡散型変態III（スピノ-ダル分解、規則・不規則変態、マッシブ変態）
１３．変位型変態I（マルテンサイト変態、形状記憶効果）
１４．変位型変態II（鉄鋼のマルテンサイト変態、ベイナイト変態）
１５. 組織形態の制御と設計（回復、再結晶、粒成長、集合組織）
１．Introduction and Unary phase diagram （Temperature-pressure diagrams）
２．Binary phase diagram I （Invariant reaction and microstructure change）
３．Binary phase diagram II （Regular solution model, Common tangent law）
４．Multi-phase diagram （Phase rule, Isothermal section diagram）
５．Diffusion I (Fick's laws)
６．Diffusion II （Activation energy, Shirt circuit diffusion）
７．（mid-term test）
８．Solidification I （Homogeneous and heterogeneous Nucleation）
９．Solidification II （Solidification microstructure, Constitutional supercooling）
１０．Diffusional transformation I （Classification of transformations, Precipitation）
１１．Diffusional transformation II （Ostwald ripening, Eutectoid reaction, TTT diagram）
１２．Diffusional transformation III （Spinodal decomposition, Order-disorder transformation）
１３．Displacive transformation I （Martensitic transformation, Shape memory effect）
１４．Displacive transformation II （M transformation in steels, Bainitic transformation）
１５. Control of materials morphology （Recovery、Recrystallization、Grain growth）
予習：シラバスに掲載された箇所の配布資料や教科書部分を読み，理解できる部分と理解できない部分を明確にしておく．
復習：講義の内容を踏まえて教科書や配布資料を読み直し，理解度を確認する．
Preparation: Students should read some parts of the handouts and textbook before the lecture and understand theories of not being clear.
Review:You should read the same part of the textbook and handouts again, and confirm your understanding.
講義期間に行う演習または試験の合計で評価する。
The evaluation will be performed on basis of the results of mid-term and final tests or reports.
・指定した参考書を必ず購入のこと。
・記号A-Mについては、マテリアル・開発系の教育目標を参照してください。
https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html