Detail předmětu

Teoretické základy oboru

FSI-POB Ak. rok: 2026/2027 Letní semestr

Garant předmětu

doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie

Výsledky učení předmětu

Prerekvizity

Student musí mít znalosti z termodynamiky a kinetiky fázových transformací (difúze, rovnovážné fázové diagramy, fázové přeměny a jejich vliv na strukturu a vlastnosti).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Způsob a kritéria hodnocení

Jazyk výuky

čeština

Cíl

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

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-SLE-P: Slévárenská technologie, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova


  1. Popis látek pomocí fyzikálních veličin, term fyzikální a termodynamické vlastnosti látek.

  2. Povrchové napětí kovů a slitin, měření povrchového napětí.

  3. Hydrostatika – smáčivost kapalin, penetrace taveniny do formy, vztlak kapalin.

  4. Hydrodynamika – ideální kapalina, Bernoulliho rovnice, volný proud, proudění v kanálech vtokové soustavy

  5. Hydrodynamika – vazná kapalina, viskozita, hydraulické ztráty, ztrátová výška, kapalina, Bernoulliho rovnice, volný proud, proudění v kanálech vtokové soustavy, proudění laminární a turbulentní, zabíhavost kovů a slitin.

  6. Termodynamika krystalizace, tři odlišné oblasti s různou strukturou zrn v makrostruktuře odlitku, přehled teorií jejich vzniku.

  7. Způsoby přenosu tepla, vedení, sálání a proudění tepla, koeficienty přestupu tepla.

  8. Nukleační stadium krystalizace, rychlost nukleace, model homogenní nukleace a heterogenní nukleace na rovinné podložce. Modely heterogenní nukleace v dutinách žárovzdornin.

  9. Stádium růstu krystalů, transport tepla na fázovém rozhraní a v soustavě forma-odlitek. Transport hmoty na fázovém rozhraní, vznik segregace prvků při krystalizaci.

  10. Konstituční přechlazení, morfologie fázového rozhraní.

  11. Řízení krystalizace kovů, dynamické metody, modifikace taveniny, řízení krystalizace ve stadiu růstu krystalu, monokrystaly.

  12. Krystalizace základních typů slévárenských slitin. Objemové změny při tuhnutí odlitků a jejich důsledky, tepelné uzly, soustředěné a rozptýlené staženiny. 12

  13. Vznik tepelných a fázových napětí v odlitku. Důsledky napjatosti v chladnoucím odlitku, vznik trhlin, prasklin a zborcení odlitku, možnosti snižování napjatosti v odlitku.

Laboratorní cvičení

14 hod., povinná

Osnova

1. Praktické zkoušky zabíhavosti (Curryho spirála, rozdílné tl.destičky), hliník, litina
2.Termofyzikální vlastnosti formy, experimentální určení součinitele tepelné akumulace formy bf
3. Tuhnutí odlitků, experimentální zjištění konstanty tuhnutí
4. Experimentální měření teplotních polí v odlitku a ve formě, kondenzační zóna
5. Experimentální měření průběhů teplot v odlitku a v neizolovaném, izolovaném a exotermickém nálitku
6. Průběh tuhnutí experimentálního odlitku


7. Smrštování odlitků během chladnutí, měření tvaru a rozměrů odlitků pomocí 3D skenování.

Cvičení

12 hod., povinná

Osnova

1. Úvod do proudění kovu, teorie zabíhavosti, základní zkoušky zabíhavosti
2. Vtokové soustavy, typy, výpočet jednoduchých vtokových soustav (podtlaková, přetlaková)
3. Úvod do měření teplotních polí, možnosti měření termočlánky, optickými pyrometry, termokamerou
4. Nálitkování odlitků, výpočet modulů, vyhodnocení experimentů
5. Simulace tuhnutí na PC, predikce staženin, porovnání simulace s experimentem
6. Pnutí a deformace odlitků, simulace napjatosti na PC