Hlavní projekty vedené katedrou od roku 2010

Optimalizace technologie výroby litých součástí ze slitin neželezných kovů a výzkum lití a tuhnutí oceli pomocí experiment. metod a numerických simulací

SP2014/61

Lichý Petr doc. Ing., Ph.D.

01. 01. 2014 - 31. 12. 2014

Projekt bude zaměřen na podporu základních aktivit spojených s výzkumem prováděným v rámci řešení diplomových a doktorských disertačních prací v oblastech: - termofyzikálních a termodynamických charakteristik reálných jakostí ocelí, - numerického modelování lití a tuhnutí oceli, - optimalizace technologie výroby odlitků ze slitin neželezných kovů, - vývoj technologie odlévání součástí z pórovitých kovových materiálů. V oblasti termofyzikálních a termodynamických charakteristik ocelí bude pozornost zaměřena především na: - tvorbu, testování a zdokonalování metodických postupů vhodných pro výzkum reálných jakostí ocelí – zařízení: „Fyzikální model pro modelování metalurgických procesů při výrobě, zpracování a tuhnutí oceli“ (dále jen Vysokoteplotní model – ocel); - experimentální měření spojená se zkoumáním teplot solidu, likvidu, fázových přeměn, tepelných kapacit reálných značek ocelí. V oblasti numerického modelování lití a tuhnutí oceli bude pozornost zaměřena především na: - přípravu numerického modelu (generování sítě, nastavení počátečních podmínek), - realizace vlastních modelových experimentů a ladění průběhu výpočtů, - vyhodnocování výsledků a jejich verifikaci na základě provozních dat. V oblasti optimalizace technologie výroby odlitků ze slitin lehkých neželezných kovů bude pozornost zaměřena především na - optimalizaci alternativní technologie odlévání slitin na bázi hořčíku a hliníku, která bude splňovat hygienické podmínky výroby, - technologii odlévání odlitků s pravidelnou a nepravidelnou strukturou (kovových pěn) pomocí metody gravitačního lití do pískových forem s cílem získání odlehčených konstrukčních součástí - hodnocení nových typů hořčíkových slitin s lepšími vlastnostmi za zvýšených teplot (nad 200°C) - studium vlivu ochlazovacího účinku formovací směsi na užitné vlastnosti odlitků z vybraných materiálů - stanovení termofyzikálních vlastností vybraných slitin z lehkých neželezných kovů - studium vlivu metalurgických úprav na mikro a makrostrukturu, mechanické vlastnosti a chování za zvýšených a vysokých teplot.

doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D.
Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.
Ing. Michal Cagala
prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
Ing. Eliška Adámková, Ph.D.
Ing. Michaela Strouhalová, Ph.D.
doc. Ing. Ivana Lichá, Ph.D.
Ing. Filip Radkovský, Ph.D.
Bc. Petra Křenková
Bc. Miroslav Křižánek
Bc. Matěj Kubinec
Bc. Zdeňka Zugárková
Bc. Radim Gajdacz

V průběhu celého roku bude v oblasti termofyzikálních a termodynamických charakteristik oceli pozornost zaměřena především na:
- testování a zdokonalování metodických postupů vhodných pro výzkum reálných jakostí ocelí – zařízení: Vysokoteplotní model - ocel;
- experimentální měření zaměřená především na zkoumání teplot solidu, likvidu, fázových přeměn, tepelných kapacit reálných značek ocelí – Vysokoteplotní model – ocel, zařízení pro vysokoteplotní termickou analýzu JUPITER,
- výsledky experimentálního studia budou použity k významnému zpřesnění znalostí o základních fyzikálních vlastnostech pevných látek a nahrazení tabelovaných nebo odhadovaných hodnot teplot fázových přeměn či tepelných kapacit.

V oblasti numerického modelování lití a tuhnutí oceli by mělo dojít:
- k verifikaci nastavení počátečních podmínek numerických simulací,
- k verifikaci výsledků numerických simulací na základě provozních dat.

V oblasti optimalizace technologie výroby odlitků ze slitin neželezných kovů bude pozornost zaměřena na:
- vytipování optimalizovaných metod pro výrobu odlitků z neželezných kovů s pravidelnou a nepravidelnou strukturou na základě experimentálních prací,
- ověření stávajících a potenciálních přípravků pro rafinaci a metalurgické zásahy při výrobě odlitků ze slitin neželezných kovů,
- výběr vhodné formovací směsi pro výrobu odlitků a studium jeího vlivu na užitné vlastnsoti dané slitiny
- hodnocení nových typů slitin na bázi hořčíku s vyššími užitnými vlastnostmi za zvýšených teplot (nad 200°C)
- optimalizace alternativní bezpečné a ekologicky nezávadné technologie odlévání slitin na bázi hořčíku a hliníku(substituce síry ve formovací směsi, aplikace kompozitníchsolných jader).


Výstupem projektu bude:
- zpracování disertačních a diplomových prací,
- publikování zpracovaných výstupů z oblasti studia reálných jakostí ocelí; z přípravy vysokopecní vsázky a optimalizace technologie výroby odlitků ze slitin lehkých neželezných kovů ve formě článků na tuzemských i mezinárodních konferencích.

Časový harmonogram:
Orientační období řešení projektu

období činnost
01.2014 – 03.2014 Nákup vybavení a zahájení experimentální činnosti.Experimentální práce a vytipování vhodné technologie přípravy kovových pěn.Studium vlivu ochlazovacího účinku formy na užitné vlastnosti odlitků
01.2014 – 10.2014 Vývoj a neustálé vylepšování metodiky včetně provádění experimentálních měření na zařízeních určených pro vysokoteplotní termickou analýzu.Příprava, realizace, vyhodnocování a verifikace numerického modelování lití a tuhnutí oceli.
03.2014 – 10.2014 Optimalizace výrobních postupů odlitků ze slitin neželezných kovů. Stanovení termofyzikálních vlastností vybraných slitin z lehkých neželezných kovů.
10.2014 – 11.2014 Vyhodnocování dosažených výsledků
11.2014 – 12.2014 Vypracování závěrečné zprávy

Určené prostředky budou čerpány především na:
- chemické analýzy,
- SEM a EDAX analýzy
- nákup chemikálií, příprava vzorků, příprava kovových forem
- nákup ochranných prostředků a laboratorních pomůcek a materiálů,
- náklady na překlady,
- další materiál související s řešením projektu.
Dále budou prostředky použity pro podporu publikační činnosti, účast na konferencích a služební cesty související s řešením projektu.
Výstupem projektu bude:
- zpracování disertačních a diplomových prací,
- publikování zpracovaných výstupů z oblasti studia reálných jakostí ocelí; a optimalizace technologie výroby odlitků ze slitin lehkých neželezných kovů ve formě článků na tuzemských i mezinárodních konferencích.