Ливарне виробництво
Спеціальність: Прикладне матеріалознавство
Код дисципліни: 6.132.03.O.029
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Д-р. техн. наук, Кулик Володимир Володимирович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Фахові компетентності:
? ФК 2 - здатність забезпечувати якість матеріалів та виробів;
? ФК 6 - здатність використовувати практичні інженерні навички під час вирішення професійних завдань;
? ФК 8 - здатність застосовувати знання і розуміння міждисциплінарного інженерного контексту та його основних принципів у професійній діяльності.
? ФК 9 - здатність застосовувати сучасні методи математичного та фізичного моделювання, дослідження структури, фізичних, механічних, технологічних та функціональних властивостей матеріалів для вирішення матеріалознавчих проблем.
? ФКС 1.3 - здатність використовуючи відомості щодо технології виробництва матеріалу та виробу, за допомогою певних положень та науково–технiчної лiтератури в умовах лабораторії або контрольного підрозділу цеху прогнозувати можливі види дефектів та визначати засоби їх виявлення.
? ФКС 1.4 - здатність виконувати аналіз процесів структуроутворення під час кристалізації й подальшого охолодження металу чи сплаву, або подальшої обробки тиском виробів з визначенням кінцевої структури та властивостей.
? ФКС 1.6 - здатність під час підготовки виробництва розраховувати температурні поля у виробі під час його нагрівання або охолодження та поля напружень у виробі, виконувати розрахунки динаміки розвитку дифузійних процесів розподілу компонентів в об’ємі виробу та інших супутніх явищ.
Результати навчання: ЗН 11 - знання технологічних процесів виготовлення, оброблення, випробування матеріалів та виробів, методів їх проектування і впровадження.
УМ 5 - уміння здійснювати технологічне забезпечення виготовлення матеріалів та виробів з них.
УМ 11 - уміння обчислювати економічну ефективність виробництва матеріалів та виробів.
УМ 14 - вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у галузі матеріалознавства.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Фізика
Хімія
Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів
Фізичне металознавство
Термічна обробка металів
Структурний аналіз матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна вивчає основні фізико - хімічні закономірності кристалізації, формування структури і властивостей чорних і кольорових металів та їх сплавів; ливарні властивості сплавів та методи їх визначення; обладнання, що використовується для виплавки ливарних сплавів; призначення, переваги і область застосування різних методів отримання литих заготовок в залежності від ливарних властивостей сплавів; вимоги до технологічності литих деталей, причини появи різних видів браку при литві і способи їх усунення; матеріали, оснащення і інструмент, що використовується для виготовлення разових і багаторазових форм.
Дисципліна вчить проводити вибір технологічних процесів отримання виливок з врахуванням властивостей матеріалу заготовки; розробляти оптимальні технологічні процеси виготовлення литих заготовок без ливарних дефектів із заданою структурою і комплексом властивостей; керувати структурою при твердінні і охолодженні для отримання заданих властивостей ливарних сплавів; обґрунтовано вибирати ливарні сплави, технології литва та наступної обробки виливок, щоб забезпечити низьку матеріалоємність, надійну та тривалу роботу деталей машин в умовах експлуатації.
Опис: Ливарне виробництва в машинобудуванні. Розвиток ливарного виробництва в Україні.
Класифікація виливків і вимоги до них. Конструктивні елементи виливка та ливниково-живильної системи.
Класифікація та властивості ливарних сплавів. Характеристика службових ливарних властивостей чавуну. Класифікація, маркування, призначення стальних виливок. Загальна характеристика і класифікація виливок з кольорових металів.
Склад і властивості шихтових матеріалів. Методи розрахунку шихти (арифметичний, аналітичний, графічний).
Ливарні властивості сплавів. Рідкотекучість і методи її визначення.
Елементи ливникових систем. Типи ливникових систем. Особливості заповнення ливникових каналів. Регулювання роботи надливів (живлення виливків при усадці, розрахунок надливів).
Гази у ливарних сплавах і якість. Неметалічні включення, їх утворення і вплив на властивості металів.
Основні вимоги до формових та стрижневих сумішей. Загальне поняття про формувальні та стрижневі матеріали. Формувальні та стрижневі суміші.
Кристалізація і будова металевого зливка. Нерівноважна кристалізація та розвиток ліквації
Вплив хімічних елементів на формування структури і властивостей сталі (постійних домішок, легуючих елементів). Методи управління структурою виливка. Регулювання мікроструктури шляхом модифікування литих сплавів.
Усадкові процеси при твердінні виливків. Розвиток напружень і тріщин в виливках. Класифікація дефектів в виливках. Пригар. Поверхневий натяг форми і ужимина. Ситовидна пористість.
Діаграми стану сплавів. Фізичні та механічні властивості сплавів у рівноважному стані. Правило Курнакова.
Класифікація способів лиття. Лиття в виплавлювані моделі. Суть процесу при литті в виплавлювані моделі. Основні операції. Область використання. Лиття в кокіль. Суть процесу. Основні операції. Область використання. Основні операції при литті в кокіль. Область використання лиття в кокіль.
Лиття під тиском. Суть процесу. Основні операції. Область використання. Основні операції лиття під тиском. Область використання. Лиття під регульованим тиском (низьким, з протитиском, вакуумним всмоктуванням, вакуумно-компресійне).
Відцентрове лиття. Суть способу. Основні операції. Область використання. Основні операції відцентрового лиття. Область використання. Інші спеціальні види литва (по моделях, що газифікуються, за моделями, отриманими методом лазерної стереолітографії, безперервне і напівбезперервне лиття, з послідовним заповненням і кристалізацією, витисканням, електрошлакове, виплавлюваними моделями виливок художнього призначення, в оболонкові форми).
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та допуск до виконання лабораторних робіт.
2. Захист лабораторних робіт, в тому числі виконаних за індивідуальними завданнями.
3. Захист курсової роботи.
4. Екзаменаційний контроль з письмовою та усною компонентами.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з лабораторних, усне опитування (40%);
- підсумковий контроль (60 %, екзамен): письмово-усна форма.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Дан Л. О. Ливарне виробництво: навчальний посібник для студентів металургійних спеціальностей / Л. О. Дан, Л. О. Трофімова ; М-во освіти і науки України, ПДТУ. Каф. технології і комп`ютерізації ливарного виробництва. – Маріуполь : ПДТУ, 2013. – 207 с.
2. Дусанюк Ж. П. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки: навчальний посібник / Ж. П. Дусанюк, О. П. Шиліна, С. В. Репінський, С. В. Дусанюк. – Вінниця: ВНТУ, 2009. – 199 с.
3. Методичні посібники і інструкції до лабораторних робіт.
4. Кузін О.А., Яцюк Р.А. «Металознавство та термічна обробка металів», Київ, Основа, 2005.
Допоміжна
1. Sahoo M. Principles of Metal Casting / M. Sahoo, S. Sahu. – Third Edition 3rd Edition, MsGraw-Hill Education, 2014. –795 p.
2. Srinivasan M. Science and Technology of Casting Processes / M. Srinivasan; InTech, 2012. – 350 p.
3. Campbell F.C. Elements metallurgy and engineering alloys / F.C. Campbell. – ASM International, 2008. – 645 р.
4. Chakrabarti A.K. Сasting technology and cast alloys / A.K. Chakrabarti. – PHI Learning Pvt. Ltd., 2005. – 288p.
5. Campbell J. Complete Casting Handbook. 2nd Edition: Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Elsevier / J. Campbell: Butterworth-Heinemann, 2015. – 1054p.
Інформаційні ресурси
1. http://www.sciencedirect.com/science/book/9780750642842
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Ливарне виробництво (курсова робота)
Спеціальність: Прикладне матеріалознавство
Код дисципліни: 6.132.03.O.030
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Д-р. техн. наук, Кулик Володимир Володимирович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Фахові компетентності:
? ФК 2 - здатність забезпечувати якість матеріалів та виробів;
? ФК 6 - здатність використовувати практичні інженерні навички під час вирішення професійних завдань;
? ФК 8 - здатність застосовувати знання і розуміння міждисциплінарного інженерного контексту та його основних принципів у професійній діяльності.
? ФК 9 - здатність застосовувати сучасні методи математичного та фізичного моделювання, дослідження структури, фізичних, механічних, технологічних та функціональних властивостей матеріалів для вирішення матеріалознавчих проблем.
? ФКС 1.3 - здатність використовуючи відомості щодо технології виробництва матеріалу та виробу, за допомогою певних положень та науково–технiчної лiтератури в умовах лабораторії або контрольного підрозділу цеху прогнозувати можливі види дефектів та визначати засоби їх виявлення.
? ФКС 1.4 - здатність виконувати аналіз процесів структуроутворення під час кристалізації й подальшого охолодження металу чи сплаву, або подальшої обробки тиском виробів з визначенням кінцевої структури та властивостей.
? ФКС 1.6 - здатність під час підготовки виробництва розраховувати температурні поля у виробі під час його нагрівання або охолодження та поля напружень у виробі, виконувати розрахунки динаміки розвитку дифузійних процесів розподілу компонентів в об’ємі виробу та інших супутніх явищ.
Результати навчання: ЗН 11 - знання технологічних процесів виготовлення, оброблення, випробування матеріалів та виробів, методів їх проектування і впровадження.
УМ 5 - уміння здійснювати технологічне забезпечення виготовлення матеріалів та виробів з них.
УМ 11 - уміння обчислювати економічну ефективність виробництва матеріалів та виробів.
УМ 14 - вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у галузі матеріалознавства.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Фізика
Хімія
Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів
Фізичне металознавство
Термічна обробка металів
Структурний аналіз матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна вивчає основні фізико - хімічні закономірності кристалізації, формування структури і властивостей чорних і кольорових металів та їх сплавів; ливарні властивості сплавів та методи їх визначення; обладнання, що використовується для виплавки ливарних сплавів; призначення, переваги і область застосування різних методів отримання литих заготовок в залежності від ливарних властивостей сплавів; вимоги до технологічності литих деталей, причини появи різних видів браку при литві і способи їх усунення; матеріали, оснащення і інструмент, що використовується для виготовлення разових і багаторазових форм.
Дисципліна вчить проводити вибір технологічних процесів отримання виливок з врахуванням властивостей матеріалу заготовки; розробляти оптимальні технологічні процеси виготовлення литих заготовок без ливарних дефектів із заданою структурою і комплексом властивостей; керувати структурою при твердінні і охолодженні для отримання заданих властивостей ливарних сплавів; обґрунтовано вибирати ливарні сплави, технології литва та наступної обробки виливок, щоб забезпечити низьку матеріалоємність, надійну та тривалу роботу деталей машин в умовах експлуатації.
Опис: Ливарне виробництва в машинобудуванні. Розвиток ливарного виробництва в Україні.
Класифікація виливків і вимоги до них. Конструктивні елементи виливка та ливниково-живильної системи.
Класифікація та властивості ливарних сплавів. Характеристика службових ливарних властивостей чавуну. Класифікація, маркування, призначення стальних виливок. Загальна характеристика і класифікація виливок з кольорових металів.
Склад і властивості шихтових матеріалів. Методи розрахунку шихти (арифметичний, аналітичний, графічний).
Ливарні властивості сплавів. Рідкотекучість і методи її визначення.
Елементи ливникових систем. Типи ливникових систем. Особливості заповнення ливникових каналів. Регулювання роботи надливів (живлення виливків при усадці, розрахунок надливів).
Гази у ливарних сплавах і якість. Неметалічні включення, їх утворення і вплив на властивості металів.
Основні вимоги до формових та стрижневих сумішей. Загальне поняття про формувальні та стрижневі матеріали. Формувальні та стрижневі суміші.
Кристалізація і будова металевого зливка. Нерівноважна кристалізація та розвиток ліквації
Вплив хімічних елементів на формування структури і властивостей сталі (постійних домішок, легуючих елементів). Методи управління структурою виливка. Регулювання мікроструктури шляхом модифікування литих сплавів.
Усадкові процеси при твердінні виливків. Розвиток напружень і тріщин в виливках. Класифікація дефектів в виливках. Пригар. Поверхневий натяг форми і ужимина. Ситовидна пористість.
Діаграми стану сплавів. Фізичні та механічні властивості сплавів у рівноважному стані. Правило Курнакова.
Класифікація способів лиття. Лиття в виплавлювані моделі. Суть процесу при литті в виплавлювані моделі. Основні операції. Область використання. Лиття в кокіль. Суть процесу. Основні операції. Область використання. Основні операції при литті в кокіль. Область використання лиття в кокіль.
Лиття під тиском. Суть процесу. Основні операції. Область використання. Основні операції лиття під тиском. Область використання. Лиття під регульованим тиском (низьким, з протитиском, вакуумним всмоктуванням, вакуумно-компресійне).
Відцентрове лиття. Суть способу. Основні операції. Область використання. Основні операції відцентрового лиття. Область використання. Інші спеціальні види литва (по моделях, що газифікуються, за моделями, отриманими методом лазерної стереолітографії, безперервне і напівбезперервне лиття, з послідовним заповненням і кристалізацією, витисканням, електрошлакове, виплавлюваними моделями виливок художнього призначення, в оболонкові форми).
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та допуск до виконання лабораторних робіт.
2. Захист лабораторних робіт, в тому числі виконаних за індивідуальними завданнями.
3. Захист курсової роботи.
4. Екзаменаційний контроль з письмовою та усною компонентами.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з лабораторних, усне опитування (40%);
- підсумковий контроль (60 %, екзамен): письмово-усна форма.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Дан Л. О. Ливарне виробництво: навчальний посібник для студентів металургійних спеціальностей / Л. О. Дан, Л. О. Трофімова ; М-во освіти і науки України, ПДТУ. Каф. технології і комп`ютерізації ливарного виробництва. – Маріуполь : ПДТУ, 2013. – 207 с.
2. Дусанюк Ж. П. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки: навчальний посібник / Ж. П. Дусанюк, О. П. Шиліна, С. В. Репінський, С. В. Дусанюк. – Вінниця: ВНТУ, 2009. – 199 с.
3. Методичні посібники і інструкції до лабораторних робіт.
4. Кузін О.А., Яцюк Р.А. «Металознавство та термічна обробка металів», Київ, Основа, 2005.
Допоміжна
1. Sahoo M. Principles of Metal Casting / M. Sahoo, S. Sahu. – Third Edition 3rd Edition, MsGraw-Hill Education, 2014. –795 p.
2. Srinivasan M. Science and Technology of Casting Processes / M. Srinivasan; InTech, 2012. – 350 p.
3. Campbell F.C. Elements metallurgy and engineering alloys / F.C. Campbell. – ASM International, 2008. – 645 р.
4. Chakrabarti A.K. Сasting technology and cast alloys / A.K. Chakrabarti. – PHI Learning Pvt. Ltd., 2005. – 288p.
5. Campbell J. Complete Casting Handbook. 2nd Edition: Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Elsevier / J. Campbell: Butterworth-Heinemann, 2015. – 1054p.
Інформаційні ресурси
1. http://www.sciencedirect.com/science/book/9780750642842
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).