Technologie (metalurgie, svařování, slévárenství) (FSI-WTC)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem je získat znalosti o následujících technologiích: metalurgii, slévárenství a svařování slitin železa a neželezných kovů. V každé z těchto technologií je věnována pozornost surovinám, zařízení, jakosti a kontrole procesů a také finálnímu výrobku.
Výstupy studia a kompetence:
Kurs umožňuje získat základní informace o následujících technologiích: metalurgii, slévárenství a svařování slitin železa a neželezných kovů. V každé z těchto technologií je věnována pozornost surovinám, semiproduktu, zařízení, tavicím pecím, jakosti a kontrole procesů a také finálnímu výrobku. Absolvent získá možnost orientace v současných (dnešních) výrobních technologiích kovů.
Prerekvizity:
Všeobecné znalosti a základní znalosti matematiky, fyziky a chemie ze střední školy.
Obsah předmětu (anotace):
Metalurgie slitin železa. Základní technické informace o výrobní technologii železa z rud ve vysokých pecích na minerální palivo. Současná výroba oceli v kyslíkových konvertorech a v elektrických pecích obloukových a indukčních. Hlavní používané výrobní technologie v ocelářství. Plynulé odlévání, lití ingotů. Technologie výroby litiny s lupínkovým, kuličkovým a vermikulárním grafitem. Pece používané k výrobě ocelí a litin. Metalurgie neželezných slitin.
Formování, formovací materiály, příprava forem a jader - rozdělení slévárenských forem. Možnosti výroby netrvalých forem 1. až 3. generace. Technologie lití do trvalých forem. Odlévání, tuhnutí a chladnutí odlitků – důsledky. Dokončovací operace a tepelné zpracování odlitků. Řízení konečné kvality odlitků. Simulace slévárenských pochodů. Aditivní technologie ve slévárenství.
Svařování, svařitelnost materiálu. Jednotlivé technologie svařování, ruční, automatické aj., přídavné materiály. Svařování slitin železa a slitin neželezných kovů. Opravné svařování odlitků. Vady metalurgické, slévárenské a při svařování.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou udělení zápočtu je absolvování všech cvičení. Zkouška má ústní a písemnou část.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Povinná účast na cvičeních. Absence na cvičeních je řešena individuálně.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. povinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Technologie výroby železa ve vysokých pecích a oceli v kyslíkových konvertorech a v elektrických pecích. Technologie plynulého odlévání a lití ingotů.
2. Technologie výroby litiny s lupínkovým, kuličkovým a vermikulárním grafitem. Metalurgie neželezných kovů. Vývojové trendy v metalurgii.
3. Úvod do historie slévárenské výroby. Základní principy výroby odlitků
4. Rozdělení slévárenských forem. Možnosti výroby netrvalých forem 1. až 3. generace
5. Technologie lití do trvalých forem
6. Odlévání, vtokové soustavy. Tuhnutí a chladnutí odlitků
7. Objemové změny při tuhnutí slévárenských slitin. Zneškodňování tepelných uzlů.
8. Simulace slévárenských pochodů. Aditivní technologie ve slévárenství
9. Dokončovací operace a tepelné zpracování odlitků. Řízení konečné kvality odlitků
10.Technologie svařování; ruční, automatické způsoby.
11. Tepelné dělení a přídavné materiály.
12. Svařitelnost ocelí, litin a neželezných kovů
13. Opravné svařování odlitků. Vady metalurgické, slévárenské a svarových spojů; klasifikační systémy.
    Laboratorní cvičení 1. K tématu: Výroba železa ve vysokých pecích a oceli v konvertorech a v elektrických pecích.
2. K tématu: Metalurgie slitin železa a neželezných kovů.
3. K tématu: Základní principy výroby odlitků.
4. K tématu: Netrvalé formy 1. až 3. generace.
5. K tématu: Lití do trvalých forem.
6. K tématu: Odlévání, vtokové soustavy.
7. K tématu: Zneškodňování tepelných uzlů.
8. K tématu: Simulace slévárenských pochodů.
9. K tématu: Řízení konečné kvality odlitků.
10. K tématu: Technologie svařování, mechanické vlastnosti a zkoušky svarových spojů.
11. K tématu: Řezání kyslíkem a plazmou, klasifikace řezů
12. K tématu: Svařitelnost materiálů
13. K tématu: Klasifikační systémy vad svarů. Metalurgické a slévárenské vady a vady svarových spojů.
Literatura - základní:
1. TURKDOGAN, R. T. ,Fundamentals of Steelmaking.The Institute of Materials, London 1996.
2. FLEMINGS, M.C.,Solidification Procesing. McGraw - Hill Book Company.
3. PILOUS, V. – STRÁNSKÝ, K. Structural Stability of Deposits and Welded Joints in Power Engeneering. Gambridge International Science Publishing, Gambridge 1998.
4. CAMPBELL, J.: „CastingsPractice“, Butterworth-Heinemann Ltd, 2004
5. SCHLEG,F.:"Technology of metalcasting",AFS, 2003
6. BEELEY,P.:"Foundry Technology", Oxford,2001
7. BEELEY,P.-SMART,R.:"Investment casting",Cambridge,1995
8. KOUKAL, Jaroslav a kolektiv autorů. Materiály a jejich svařitelnost: učební texty pro kurzy svářečských inženýrů a technologů. 2. upr. vyd. Ostrava: ZEROSS, 2001. ISBN 80-85771-85-3.
9. ASM Handbook Welding, brazing, and soldering Volume 6. 10th editon. Materials Park, Ohio: ASM International, 2016. ISBN 978-0871703828.
10. TURŇA, Milan. Špeciálne metódy zvárania, 1vyd. Bratislava: ALFA, 1989. ISBN 80-05-000097-9
11. ONDREJČEK, Peter. Zváranie ocelí v ochrane plynov taviacou sa elektródou, 1. vyd. Bratislava: ETERNA PRESS, 2003. ISBN 80-968359-5-5.
Literatura - doporučená:
1. LEVÍČEK, P. – STRÁNSKÝ, K. Metalurgické vady ocelových odlitků. SNTL, Praha 1984.
2. RUSÍN, K. Teorie slévárenských procesů. SNTL, Praha 1990.
3. HRIVŇÁK, I. Teória zvárania kovových materiálov. Veda, Bratislava 1989.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-ZSI-P prezenční studium MTI Materiálové inženýrství -- zá,zk 3 Povinný 1 2 L