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 – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
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 – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
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).