Detail předmětu

Krystalizace kovů a slitin

FSI-9KKSAk. rok: 2022/2023

Předmět seznamuje studenty s teoretickými základy krystalizace kovů a relací mezi strukturou a vlastnostmi odlitku. Modely nukleačního stadia krystalizace a stadia růstu vytváří nutný základ pro cílevědomé řízení krystalizace odlitků.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Ladislav Zemčík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie (ÚST)

Výsledky učení předmětu

Student získá znalosti o průběhu krystalizace slévárenských slitin a přehled současných možností řízení tohoto procesu s cílem získání odlitků s předepsanou strukturou a vlastnostmi.

Prerekvizity

Student musí mít znalosti z termodynamiky a kinetiky fázových transformací (difúze, rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti) a z termomechaniky (stacionární a nestacionární přenos tepla vedením, vnitřní zdroje.)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou konzultací, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška se skládá ze dvou částí - písemné a ústní. Zkouška prověřuje písemnou formou znalosti z tématických okruhů, se kterými jsou studenti seznámeni na přednáškách. Ústní část zkoušky slouží k ověření dílčích znalostí a upřesnění klasifikace.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními procesy probíhajícími při krystalizaci slévárenských slitin s důrazem na cílevědomé řízení těchto procesů umožňující získání odlitku s předepsanou strukturou a vlastnostmi.

Základní literatura

Flemings, M.C.: Solidification Processing. 1st ed. New York: McGraw-Hill Book Company. 1974
Karlsson, L.: Modeling in Welding, Hot Powder Forming and Casting. 1st ed. Materials Park, Ohio: ASM International. 1997
Nobuo Sano ed.: Advanced Physical Chemistry for Process Metallurgy. 1st ed. San Diego: Academic Press. 1997
Stefanescu, D.M.:Science and Engineering of Casting Solidification. 1st ed. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. 2002

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-STG-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-STG-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ladislav Zemčík, CSc.

Osnova

1. Termodynamika krystalizace.
2. Tři odlišné oblasti s různou strukturou zrn v makrostruktuře odlitku, přehled teorií jejich vzniku.
3. Nukleační stadium krystalizace, rychlost nukleace, model homogenní nukleace a heterogenní nukleace na rovinné podložce.
4. Modely heterogenní nukleace v dutinách žárovzdornin.
5. Stádium růstu krystalů, transport tepla na fázovém rozhraní a v soustavě forma-odlitek.
6. Transport hmoty na fázovém rozhraní, vznik odmíšení.
7. Konstituční přechlazení, morfologie fázového rozhraní.
8. Řízení krystalizace kovů, dynamické metody, modifikace taveniny,
9. Řízení krystalizace ve stadiu růstu krystalu, monokrystaly.
10. Krystalizace základních typů slévárenských slitin.