Виробництво виливків із сталей та чавунів
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані технології художнього та ювелірного литва
Код дисципліни: 6.136.03.O.030
Кількість кредитів: 8.50
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Доктор техн. наук, Кулик Володимир Володимирович
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Формування фахових компетентностей:
? ФК 1 - здатність застосовувати системний підхід до вирішення проблем металургії.
? ФК 2 - критичне осмислення наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів, необхідне для професійної діяльності в сфері металургії.
? ФК 5 - здатність застосовувати наукові і інженерні методи, а також комп’ютерне програмне забезпечення для вирішення типових та комплексних завдань ливарного виробництва, у тому числі в умовах невизначеності.
? ФК 6 - здатність визначити та дослідити проблему у сфері комп'ютерного моделювання й розроблення технологій художнього та ювелірного литва, а також ідентифікувати обмеження, зокрема ті, що пов’язані з питаннями сталого розвитку, охорони природи, здоров’я і безпеки та з оцінками ризиків.
? ФК 9 - здатність виявляти, класифікувати і описувати ефективність систем, компонентів і процесів в металургії на основі використання аналітичних методів і методів моделювання.
? ФК 11 - здатність реалізовувати концепції ощадливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії, а також впроваджувати ресурсозберігаючі технології, які дозволяють акумулювати ресурси, спрямовані на досягнення цілей в усіх напрямках діяльності металургійних і ливарних підприємств.
? ФК 12 - усвідомлення вимог до діяльності в сфері ливарного виробництва, зумовлених необхідністю забезпечення сталого розвитку.
? ФК 13 - здатність вирішувати типові інженерні завдання ливарного виробництва, зокрема із застосуванням сучасних засобів комп’ютерного моделювання.
? ФК 14 - усвідомлення характеристик специфічних матеріалів, обладнання, процесів та продуктів ливарного виробництва.
? ФК 15 - здатність застосовувати кращі світові практики, стандарти діяльності у металургії за спеціалізацією комп'ютерно-інтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
? ФК 16 - здатність управляти комплексними діями або проектами у ливарному виробництві для забезпечення досягнення поставленої мети з урахуванням всіх аспектів вирішуваної проблеми, у тому числі пов’язаних із виробництвом, експлуатацією, технічним обслуговуванням та утилізацією.
? ФКС 1.1 - здатність раціонально обирати матеріали, типові технологічні процеси, устаткування та оснащення для виготовлення металопродукції, в тому числі з використанням сучасних CAD/CAM/CAE систем, з метою забезпечення заданих властивостей, необхідних показників якості, мінімальної собівартості та впливу на оточуюче середовище при високих техніко-економічних показниках виробництва.
? ФКС 1.2 - усвідомлення основних етапів проектування технології ливарної форми, властивостей матеріалів для виготовлення модельних пристосувань, властивостей формувальних та стержневих матеріалів, здатність здійснювати розрахунки ливникових систем для виготовлення виливків з різних сплавів, розробляти необхідну технологічну документацію з урахуванням типу виробництва.
? ФКС 1.5 – здатність розрахувати кількість ливарного устаткування та його компоновки на виробничих площах ливарного цеху, визначити режими роботи ливарного цеху, його системи вентилювання та освітлення, розрахувати кількість ливарного матеріалу згідно технології виготовлення заданої кількості виливок, запропонувати основні заходи щодо пожежної безпеки та охорони праці.
Результати навчання: ЗН 2 - знання і розуміння інженерних наук, які лежать в основі спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
ЗН 3 - передові знання в галузі металургії й, зокрема, комп'ютерно-інтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
ЗН 5 - розуміння особливостей матеріалів, які застосовуються, обладнання та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також їх обмежень у ливарному виробництві.
ЗН 8 - Розуміння кращих світових практик і стандартів діяльності та навички застосовувати їх у металургійній галузі України.
УМ 1 - вміння виявляти, формулювати і вирішувати типові та складні й непередбачувані інженерні завдання і проблеми ливарного ви-робництва, що включає збирання та інтерпретацію інформації (даних), вибір і використання відповідних обладнання, інструментів та методів, застосування інноваційних підходів та спеціалізованого програмного забезпечення.
УМ 4 - вміння розробляти, проектувати та моделювати ливарні процеси і системи, які задовольняють встановлені вимоги, передбачаючи обізнаність про нетехнічні (суспільство, здоров'я і безпека, на-вколишнє середовище, економіка) аспекти, обирати і застосовувати адекватні методології проектування, у тому числі інструментами автоматизованого проектування.
УМ 5 - вміння обирати і використовувати системи управління і органі-зації ливарного виробництва в сфері художнього та ювелірного литва.
УМ 15 - вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів
Теорія тепло- та масоперенесення
Теоретичні основи формоутворення
Теоретичні основи ливарного виробництва
Фізико-хімічні основи ливарного виробництва
Технологія ливарної форми
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна вивчає технологію отримання якісних виливків із сталей та чавунів різноманітного призначення, теорію і практику виготовлення виливків, способи легування і модифікування разплавів, а також види термічної обробки.
Вивчаючи дисципліну студент навчається самостійно вибрати марку сталі чи чавуну з врахуванням експлуатації деталі, розробити технологію виготовлення виливків, запровадити заходи з метою зниження браку виливків.
Опис: Вступ. Класифікація, маркування, призначення стальних виливків.
Вплив хімічних елементів на формування структури і властивостей сталі (постійних домішок, легуючих елементів).
Виливки з конструкційних нелегованої та легованих сталей. Призначення, хімічний склад і механічні властивості.
Виливки з легованих сталей із спеціальними властивостями
Виливки із холодостійкої сталі. Виливки з інструментальної сталі
Фізичні властивості, види термообробки і її вплив на властивості сталей (Термообробка сталевих виливків)
Шихтові матеріали для виплавлення сталі. Вибір плавильного агрегату. Класифікація процесів та їх загальна характеристика.
Плавлення сталі в дугових печах. Плавлення сталі основним процесом. Плавлення сталі кислим процесом. Плавлення сталі в дугових печах постійного струму. Плавлення сталі в індукційних печах. Спеціальні способи виплавлення сталі.
Розкислення сталі. Позапічна обробка сталі.
Теоретичні основи розрахунку шихти
Розливання сталі. Характеристика розливних ковшів.
Будова і властивості рідкої сталі. Процеси кристалізації і формування структури виливків.
Ліквація сталі в виливках. Модифікування структури виливків. Сутність процесу, види модифікування.
Газові включення у сталевих виливках. Ендогенні і екзогенні включення. Неметалеві включення в виливках. Характеристика включень.
Ливарні властивості сталі.
Ливарні напруження в сталевих виливках.
Надлив. Ливникові системи сталевих виливок.
Дефекти сталевих виливків. Контроль якості сталевих виливків.
Вступ. Чавуноливарне виробництво України. Структурні складові і властивості у рідкому і твердому станах.
Характеристика службових і ливарних властивостей чавуну. Класифікація сплавів за їх складом і властивостями, області застосування. Технологічні і механічні властивості чавуну.
Отримання виливок з сірого чавуну. Марки, склад і властивості сірого чавуну з пластинчастим графітом
Виливки з чавуну з вермикулярним графітом. Властивості, область застосування
Марки, склад і властивості чавуну з кулястою формою графіту
Особливості технології модифікування високоміцного чавуну з кулястим графітом
Ливарні властивості високоміцного чавуну. Створення холодостійких високоміцних чавунів
Термічна обробка виливок з високоміцного чавуну
Виробництво виливків з ковкого чавуну. Марки, склад і властивості ковкого чавуну
Режими відпалу виливків для отримання ковкого феритного і перлітного чавуну. Напрямки прискорення процесів відпалу
Виробництво виливків з легованих чавунів. Класифікація, марки, склад і властивості легованих чавунів
Особливості технології виплавлення синтетичного чавуну
Фізико-хімічні основи модифікування чавуну
Металеві шихтові матеріали і феросплави для плавлення чавуну
Паливо для печей при плавленні чавуну
Вогнестійкі матеріали і рекомендації щодо їх застосування при плавленні чавуну
Основні типи коксових і газових вагранок. Інтенсифікація процесів плавки в вагранці
Плавлення чавуну в індукційних електропечах
Плавлення чавуну в дуговій електропечі. Рафінування чавуну
Використання чавунів в автомобілебудуванні та металургії
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та допуск до виконання лабораторних робіт.
2. Захист лабораторних та практичних робіт, в тому числі виконаних за індивідуальними завданнями.
3. Екзаменаційний контроль з письмовою та усною компонентами.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з практичних та лабораторних робіт, 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 зра
Рекомендована література: Базова
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. Пахаренко В. Л. Матеріалознавство та технологія конструкційних матеріалів (металургія, ливарне виробництво): навчальний посібник / В. Л. Пахаренко, М.М. Марчук . – Рівне: НУВГП, 2009. –179 с.:іл.
3. Макаревич О.П. Виробництво виливків із спеціальних сталей: Монографія / Макаревич О.П., Федоров Г.Є., Платонов Є.О. – К.: Видавництво НТУУ “КПІ”, 2005. – 717 с.
4. Гапонова О. П. Сталі та сплави з особливими властивостями : навч. посіб. / О. П. Гапонова, А. Ф. Будник. – Суми : Сумський державний університет, 2014. – 240 с.
Допоміжна
1. Brown J.R. (Ed.) Foseco Ferrous Foundryman's Handbook / J.R. Brown. – Oxford: Butterworth Heinemann, 2000. – 360 p.
2. Campbell F.C. Elements metallurgy and engineering alloys / F.C. Campbell. – ASM International, 2008. – 645 р.
3. Chakrabarti A.K. Сasting technology and cast alloys / A.K. Chakrabarti. – PHI Learning Pvt. Ltd., 2005. – 288p
4. 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).