Výroba speciálních odlitků (FSI-PLI)

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 kursu je seznámit studenty s použitím vakuua a dalších
speciálních technologií při přípravě a odlévání speciálních
slitin a s možnostmi řízení krystalizace těchto slitin.
Výstupy studia a kompetence:
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.
Prerekvizity:
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).
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
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.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  6 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  7 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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 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 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.
Literatura - základní:
1. Choudhury, A.: Vacuum Metallurgy. 1. ed. Materials Park: ASM International. 1990
2. Davis, J.R. ed.: Metals Handbook. 1st ed. Materials Park: ASM International. 1998
3. Davis, J.R. ed.:ASM Specialty Handbook "Heat-Resistant Materials". 2nd ed. Materials Park: ASM International. 1998
Literatura - doporučená:
1. Zemčík,L.: Speciální slévárenské procesy. 2. vyd. Brno: VUT Brno.1987
2. Zemčík,L.: Speciální slévárenské procesy-návody do cvičení. 1. vyd. Brno: VUT Brno. 1990
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-SLE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinně volitelný 2 2 Z