Detail předmětu

Výroba speciálních odlitků

FSI-PLIAk. rok: 2023/2024

Technologie výroby odlitků z žáropevných slitin niklu a kobaltu, odlitků ze slitin titanu, odlitků permanentních magnetů. Základy vakuové metalurgie, použití vakuových pecí indukčních, obloukových a elektronových. Elektrostruskové odlévání odlitků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie (ÚST)

Vstupní znalosti

Student musí mít znalosti z termodynamiky metalurgických procesů (vlastnosti reálných roztoků, kriterium průběhu a rovnováhy metalurgických pochodů, rovnováhy v soustavách tavenina - plyn a tavenina - žárovzdornina) a z teorie krystalizace slévárenských slitin (modely nukleace, transportní děje ve stadiu růstu krystalu, morfologie fázového rozhraní).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky udělení zápočtu: prezence ve cvičeních.
Zkouška: zkouška prověřuje znalosti z oblasti
fyzikálně chemických základů vakuové metalurgie
a z oblasti praktické aplikace vakuové metalurgie
a řízení krystalizace specielních odlitků.
Zkouška je písemná a ústní.

Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná.
Kontrolovanou výukou je účast na cvičení, presenci vede cvičící. V případě absencí cvičící zadá téma samostatné písemné práce.

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit studenty s použitím vakuua a dalších
speciálních technologií při přípravě a odlévání speciálních
slitin a s možnostmi řízení krystalizace těchto slitin.

Student získá znalosti o účincích sníženého tlaku na roztavené
slitiny, o postupech vedení taveb ve vakuových pecích indukčních,
obloukových a elektronových a o způsobech řízení krystalizace
specielních odlitků. Dále získá znalosti o používaných typech vývěv
a o měření nízkých tlaků. Naučí se provádět základní metalurgické
výpočty používané k návrhu postupu vedení taveb ve vakuu.

Základní literatura

Davis, J.R. ed.: Metals Handbook. 1st ed. Materials Park: ASM International. 1998
Davis, J.R. ed.:ASM Specialty Handbook "Heat-Resistant Materials". 2nd ed. Materials Park: ASM International. 1998
Choudhury, A.: Vacuum Metallurgy. 1. ed. Materials Park: ASM International. 1990

Doporučená literatura

Zemčík,L.: Speciální slévárenské procesy. 2. vyd. Brno: VUT Brno.1987
Zemčík,L.: Speciální slévárenské procesy-návody do cvičení. 1. vyd. Brno: VUT Brno. 1990

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-SLE-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vítězslav Pernica, Ph.D.
doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.

Osnova

1.Základní charakteristiky plynných směsí v oboru nízkých tlaků.
2.Termická disociace sloučenin, disociační napětí.
3.Průběh uhlíkové reakce ve vakuu.
4.Rozpouštění plynů.
5.Odplyňování ve vakuu
6.Vypařování složek slitin.
7.Odlévání odlitků ve vakuových pecích indukčních a elektronových.
8.Teoretické základy řízení krystalizace kovů.
9.Odlévání odlitků s rovnoosými zrny, řízení velikosti zrna.
10.Odlitky s orientovanými sloupcovými zrny, monokrystaly.
11.Odlitky permanentních magnetů s orientovanými sloupcovými zrny.
12.Odlévání odlitků ze slitin titanu ve vakuových pecích.
13.Elektrostruskové odlévání odlitků.

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vítězslav Pernica, Ph.D.

Osnova

1.Základní konstrukční uzly vakuové pece, ventily, těsnění (laboratoř vakuové metalurgie)
2.Praktické používání vakuometrů, kalibrace, mezní tlak vývěv (laboratoř vakuové metalurgie)
3.Prohlídka slévárny specielních odlitků.Výroba keramických skořepin, vakuové indukční pece hutní a slévárenské.
4.Praktická ukázka postupu vedení tavby ve vakuové indukční peci (laboratoř vakuové metalurgie)
5.Zkoušky tečení žáropevných slitin (creepová laboratoř)
6.Izostatické lisování odlitků za vysokých teplot (laboratoř HIP)

Cvičení s počítačovou podporou

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.

Osnova

1.Způsoby získávání vakua, základní typy vývěv
2.Základní typy vakuometrů užívaných na vakuových tavících pecích.
3.Určování disociačních napětí oxidů a nitridů, praktické aplikace.
4.Možnosti blokování uhlíkové reakce ve vakuu.
5.Termodynamika a kinetika tvorby bublin.
6.Výpočty tlaků par složek slitin, odhad změn chemického složení.
7.Vsázkové suroviny, výpočty vsázek pro vakuové indukční pece.