Detail předmětu

Tepelné zpracování kovových materiálů

FSI-WSTAk. rok: 2011/2012

Předmět Speciální technologie zpracování materálů seznamuje studenty s progresivními metodami objemového a zejména povrchového tepelného a chemicko tepelného zpracování kovů. Zabývá se aplikacemi nekonvenčních metod ohřevu a difuzně tepelnými procesy, jako je např. povlakování a vysokoteplotní izostatické lisování. Jsou popsány moderní systémy řízení technologických procesů, základy systému řízení jakosti v provozech tepelného a chemickotepelného zpracování a ekologické aspekty používaných technologií. Předmět navazuje na předmět technologie tepelného zpracování (DTZ) a materiálově zaměřené předměty v nižších ročnících studia.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Miloslav Kouřil, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

Výsledky učení předmětu

Absolvování předmětu WST přináší studentům přehled o moderních technologiích používaných pro zpracování kovových materiálů z hlediska jejich principů, použití, dosahovaných vlastností, vhodnosti aplikace, průmyslových podmínkách výroby, ekonomického hlediska, základů systémů řízení jakosti a ekologických aspektů. Absolventi předmětu by měli být schopni kvalifikovaného výběru materiálu a použité technologie pro konkrétní strojní součást či nástroj, včetně ekonomických a ekologických aspektů výroby.

Prerekvizity

Nauka o materiálu, fyzikální metalurgie, strojírenské materiály a technologie tepelného zpracování v rozsahu přednášeném v předchozím průběhu studia, s návazností na fyziku, hydromechaniku a matematiku.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: Prezence a aktivní účast ve cvičení. Odevzdání
protokolů z laboratorních a seminárních prací s důrazem na ovládnutí jejich
obsahu. Účast na odborné exkurzi a eventuelní splnění náhradních podmínek.
Zkouška: Písemná a ústní, při které posluchač prokáže ucelený přehled i
detailní znalosti probírané látky.

Učební cíle

Cílem předmětu je prohloubit znalosti studentů v oblasti pokročilých technologií užitých pro dosažení potřebných vlastností materiálů, zejména ve vysoce náročných aplikacích a přiblížit studentům praktické hledisko aplikace dosud probíraných fyzikálních a jiných teoretických principů. Dalším úkolem předmětu je přiblížení aspektů řízení jakosti a ekologických otázek spojených s probíranými technologiemi.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Seminární labortorní cvičení jsou povinná.V případě neúčasti je zameškanou
výuku nutno nahradit po dohodě s vyučujícím. V případě předem plánované neúčasti
ve výuce (např. z vážných rodinných důvodů) je nutno s vyučujícím omluvu a
způsob nahrazení dohodnout předem.

Základní literatura

Ryš, Cenek, Mazanec, Hrbek: Nauka o materiálu I/4. Železo a jeho slitiny. Academia Praha 1975
Technologie der warmebehandlung von stahl. Eckstein, Hans Joachim. VEB Deutscher Verlag fűr Grundstoffindustrie Leipzig, 1977. 577 s.
Physical metalurgy Handbook. Sinha Kumar Anil. Mc Graw Hill Handbooks 2002. 712 s. ISBN 0-07-057986-5

Doporučená literatura

Pluhař a kolektiv: Nauka o materiálech. Vysokoškolská učebnice. SNTL 1989
Dorazil a kolektiv: Nauka o materiálu 1 . Skripta VUT FS v Brně
Skočovský, P. – Durmis, I.: Technológia tepelného spracovania kovov. Skripta VŠDS v Žilině, Alfa 1984

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MTI , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Miloslav Kouřil, CSc.

Osnova

1. Přehled typů tepelného a chemickotepelného zpracování;Rekapitulace fyzikálních principů, materiálových a technologických hledisek
2. Nitridace. Princip, nitridační oceli, struktura a vlastnosti nitridačních vrstev
3. Nitridace v plynném prostředí; Podmínky; použití; výhody a nevýhody; Lehrerův diagram; Řízení procesu
4. Procesy odvozené od nitridace; Karbonitridace; oxonitridace a sulfonitridace. Plasmová nitridace; Nitridace a karbonitridace v solných lázních; Proces Tenifer
5. Cementace. Rekapitulace základních technologií a principů. Cementace za sníženého tlaku. Cementace v tzv. pulsním vakuu;Plasmou podporovaná cementace;
6. Nekonvenční způsoby ohřevu; Indukční ohřev; fyzikální princip; Hloubka ohřevu v závislosti na frekvenci použitého proudu. Vysokofrekvenční, středofrekvenční a nízkofrekvenční ohřev
7. Ohřev laserovým paprskem. Princip, aplikace, výhody a nevýhody; Ohřev elektronovým paprskem. Princip, aplikace, výhody a nevýhody; Odporový ohřev.
8. Povlakování nástrojů nitridem titanu a směsnými nitridy
9. Izostatické slinování nástrojových ocelí
10. Tepelné zpracování slitin hliníku a titanu
11. Systémy managementu jakosti (SMJ) a jejich aplikace na procesy tepelného a chemickotepelného zpracování.
12. SMJ a zakázka tepelného zpracování. Metrologie, monitoring, validace procesů
13. Ekologické aspekty tepelně difuzních procesů. Nebezpečné a rizikové látky

Laboratoře a ateliéry

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Miloslav Kouřil, CSc.

Osnova

1. Opakování základů teorie a technologie tepelného zpracování. Diagram tepelného zpracování
2. Nitridační oceli. Stanovení stupně disociace čpavku. Profil tvrdosti nitridační vrstvy
3. Struktura a metalografie nitridačních a odvozených vrstev. Chyby nitridace.
4. Zařízení pro nitridaci
5. Profil tvrdosti cementační vrstvy. Metalografie cementační vrstvy.
6. Chyby cementace. Metalografie
7. Test z oboru nitridace a cementace
8. Profil tvrdosti a struktura povrchově kalených vrstev. Indukční kalení, kalení laserem a elektronovým paprskem. Metalografie, mikrotvrdost.
9. Struktura a profil tvrdosti povlakovaných nástrojových ocelí. Metalografie, mikrotvrdost.
10. Metalografie spékaných nástrojových ocelí
11. Měření v podmínkách tepelného zpracování. Měřicí metody, čidla a přístroje, přesnost. Měřicí obvod s termoelektrickým snímačem.
12. Exkurse v Českém metrologickém institutu
13. Vyhodnocení cvičení, zápočet