Hlavní projekty vedené katedrou od roku 2010

Výzkum v oblasti metalurgických a slévárenských technologií se zaměřením na zvýšení užitných vlastností litých materiálů.

SP2017/57

Lichý Petr doc. Ing., Ph.D.

01. 01. 2017 - 31. 12. 2017

Projekt bude zaměřen na podporu základních aktivit spojených s výzkumem prováděným v rámci řešení diplomových a doktorských disertačních prací v oblastech: - oblast vývoje nových technologií výroby litých kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin: možnosti použití odpařitelných a vytavitelných modelů; vývoj materiálů k výrobě netrvalých modelů; testování nátěrových přípravků pro povrchovou ochranu těchto modelů. - oblast optimalizace stávajících technologií výroby litých kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin: vývoj slévárenských technologií výroby odlitků kovových pěn s pevnou povrchovou kůrou i bez ní s využitím běžně používaných slévárenských postupů a materiálů. - oblast návrhu a testování uspořádání vnitřních dutin: optimalizace tvaru, velikosti, rozložení a stupně vzájemného propojení pórů na základě simulačních programů (Ansys Fluent). - oblast stanovení fyzikálně-mechanických vlastností odlitků kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin s ohledem na možnost jejich aplikace: hodnocení dosažených fyzikálních a mechanických vlastností odlitků v závislosti na technologii výroby a vnitřní struktuře. - oblast možnosti aplikace litých součástí z kovových pěn s ne/pravidelnou vnitřní strukturou: testování reálných odlitků kovových pěn v laboratorních a provozních podmínkách s cílem nalezení multifunkční aplikace těchto materiálů. - oblast vývoje optimálního procesu rafinace hliníkových slitin: optimalizace rafinačního procesu na základě provedeného fyzikálního modelování a numerické simulace, ověření rafinačních prostředků a podmínek, použití inertních plynů k odstranění vodíku – velikost, distribuce a rychlost bublin. - oblast hodnocení metalurgické kvality hliníkových slitin v laboratorních a poloprovozních podmínkách: hodnocení stupně naplynění v závislosti na použitém rafinačním postupu, vliv rafinačního postupu na užitné vlastnosti finálních odlitků. - oblast hodnocení termofyzikálních a termomechanických vlastností slévárenských slitin a materiálů: stanovení termofyzikálních vlastností kovových materiálů v závislosti na metalurgické úpravě a způsobu odlévání; stanovení termomechanických vlastností speciálních kovových materiálů. - oblast testování přípravků a materiálů ovlivňujících strukturu a užitné vlastnosti výsledného odlitku: studium možností ovlivnění primární struktury pomocí očkovadla; použití modifikačních přípravků ke změně vyloučeného eutektika. Volba formovacích materiálů k výrobě jednorázových a trvalých forem s cílem dosažení vyšších užitných vlastností litých dílů. - oblast vývoje metodiky fyzikálního modelování rafinačních procesů hliníkových slitin: návrh a vytvoření metodiky pro získání informací o průběhu rafinačních dějů. - oblast výroby a sestavení fyzikálního modelu rafinačních procesů hliníkových slitin: příprava výkresové dokumentace, návrh konstrukčního řešení, výroba a sestavení fyzikálního modelu. - oblast redukčního odfosfoření vysoce legovaných ocelí: hodnocení současného stavu, návrh laboratorních experimentů, výběr redukčních činidel, laboratorní měření, odběr vzorků pro analýzy, zkoumání účinnosti jednotlivých variant dle použité oceli a redukčního činidla. - oblast termické analýzy vysokoteplotních fázových přeměn ocelí: pomocí metod termické analýzy budou realizovány laboratorní experimenty s cílem zpřesnit především teploty likvidu a solidu u reálně vyráběných jakostí ocelí. - oblast numerického modelování metalurgických procesů a procesů souvisejících s litím a tuhnutím oceli: upřesnění nastavení CFD modelů a modelů lití a tuhnutí oceli, modifikace charakteru proudění a tuhnutí oceli s cílem zvýšení kvalitativních parametrů. - oblast řízené redukce strusky při zpracování vysoce legovaných ocelí: výběr redukčních činidel; teoretický výpočet spotřeby redukčních činidel, návrh laboratorní metodiky; řízená redukce strusky pomocí vybraných redukčních činidel při aplikaci vysoce legovaných ocelí v laboratorních podmínkách; hodnocení účinnosti redukce ze strusky. - oblast testování vlivu kusovosti redukovatelných materiálů na rychlost průběhu redukce: příprava aglomerátu o různé granulometrii, testování různých velikostních frakcí, hodnocení a srovnání výsledných hodnot s běžně provozně využívaným aglomerátem. - oblast testování experimentálního aglomerátu s podílem biomasy: experimentální testování, vyhodnocení a srovnání dosažených hodnot, vyhodnocení pro provozní podmínky.

doc. Ing. Karel Gryc, Ph.D.
doc. Ing. Ladislav Socha, Ph.D.
Ing. Jaroslav Beňo, Ph.D.
doc. Ing. Pavlína Pustějovská, Ph.D.
prof. Ing. Markéta Tkadlečková, Ph.D.
doc. Ing. Ivana Lichá, Ph.D.
Ing. Filip Radkovský, Ph.D.
doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D.
Ing. Michaela Strouhalová, Ph.D.
Bc. Klára Prosová
Ing. Sergey Bliznyukov
Ing. Daniel Kufa
Ing. Jana Sviželová
Ing. Jaroslav Zwyrtek
Bc. Vojtěch Byrtus
Ing. Václav Merta
Bc. Kristýna Konečná
Ing. Kristina Adamusová
Bc. Zuzana Šigutová
Bc. Martin Horký
Bc. Bogusław Krzok
Bc. Radek Hřivňák
Ing. Josef Walek, Ph.D.
Bc. Radim Míček
Ing. Vendula Smočková
Bc. Daniel Lazaridis
Bc. Jakub Kulla
Mgr. Bc. Michael Bouček
Bc. Jakub Pruchnický
Bc. Kamil Vavřač
Bc. Jiří Čarvaš
Bc. David Polách
Bc. Petr Janík
Bc. René Vojáček
Bc. Marek Cienciala
Ing. Horymír Navrátil
Bc. Eva Maixnerová
Bc. Tomáš Raszka
Ing. Michal Sikora
Bc. Václav Sikora
Bc. Petra Skříšovská
Bc. Tomáš Zborovančík
Bc. Vojtěch Borgosz

V průběhu celého roku bude v jednotlivých oblastech slévárenského a metalurgického výzkumu pozornost zaměřena na:
- vývoj nových technologií výroby litých kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin (technologie využívající odpařitelný a vytavitelný model).
- optimalizace stávajících technologií výroby litých kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin s využitím běžně používaných slévárenských metod a materiálů.
- návrh a testování uspořádání vnitřních dutin (tvar, velikost, distribuce, aj.).
- stanovení fyzikálně-mechanických vlastností odlitků kovových pěn s ne/pravidelným uspořádáním vnitřních dutin s ohledem na možnost jejich aplikace.
- možnosti aplikace litých součástí z kovových pěn s ne/pravidelnou vnitřní strukturou; testování reálných odlitků v laboratorních a provozních podmínkách.
- vývoj optimálního procesu rafinace hliníkových slitin.
- hodnocení metalurgické kvality hliníkových slitin v laboratorních a poloprovozních podmínkách.
- hodnocení termofyzikálních a termomechanických vlastností slévárenských slitin a materiálů.
- testování přípravků a materiálů ovlivňujících strukturu a užitné vlastnosti výsledného odlitku.
- vývoj metodiky fyzikálního modelování rafinačních procesů hliníkových slitin: návrh a vytvoření metodiky využívající: vodivostních, teplotních a koncentračních sond spolu s využitím vysokorychlostní kamery pro vyhodnocení charakteru vnitřního proudění, průběhu, chování a distribuce vznikajících bublin dmýchaného inertního plynu a poklesu obsahu rozpuštěných plynů.
- výroba a sestavení fyzikálního modelu rafinačních procesů hliníkových slitin: příprava výkresové dokumentace a návrh konstrukčního řešení pro vytvoření fyzikálního modelu s možností výměny nádob, změny rychlosti otáček, typu a průtoku inertního plynu, výměny grafitových rotorů a vlnolamů, změny způsobu a umístění elementu pro dmýchání inertního plynu.
- možnosti redukčního odfosfoření vysoce legovaných ocelí: zhodnocení současného stavu redukčního odfosfoření v laboratorních a provozních podmínkách, návrh laboratorních experimentů, výběr redukčních činidel, vytvoření metodiky odběru vzorků, hodnocení obsahu fosforu, uhlíku a síry v oceli v průběhu experimentů, vyhodnocení laboratorních experimentů a stanovení nejúčinnější varianty.
- studium vysokoteplotních fázových přeměn ocelí pomocí metod termické analýzy: ke stanovování teplot solidu a likvidu u ocelí jsou běžně používány různé teoretické či empirické výpočty; takto vypočtené teploty se však mohou i výrazně lišit od reálných; především bude využita metoda přímé termické analýzy; výstupem bude determinace teplot solidu a likvidu u reálných průmyslově vyráběných jakostí oceli.
- numerické modelování metalurgických procesů a procesů souvisejících s litím a tuhnutím oceli: příprava numerického modelu (příprava výpočetní sítě, nastavení počátečních podmínek); realizace vlastních modelových experimentů a ladění průběhu výpočtů; vyhodnocování výsledků a jejich verifikace na základě provozních dat.
- řízená redukce strusky při zpracování vysoce legovaných ocelí: návrh metodiky pro laboratorní redukci strusky; výběr a teoretický výpočet spotřeby redukčních činidel; realizace řízené redukce strusky pomocí vybraných redukčních činidel v laboratorních podmínkách.
- testování vlivu kusovosti redukovatelných materiálů na rychlost průběhu redukce: analýza poznatků z oblasti granulometrické struktury vsázky, testování různých velikostních frakcí vsázky, hodnocení dosažených výsledků, srovnání výsledných hodnot s běžně provozně využívaným aglomerátem, vyhodnocení pro běžné provozní podmínky.
- možnosti využití aglomerátu s podílem biomasy jako vsázky do vysoké pece: analýza poznatků, experimentální testování aglomerátů s podílem biomasy, vyhodnocení a srovnání dosažených hodnot s běžně provozně využívaným aglomerátem.