345-0032/02 – Ductility of Metals and Unconventional Forming Processes (TMNM)
| Gurantor department | Department of Mechanical Technology | Credits | 4 |
| Subject guarantor | Fiktivní Uživatel | Subject version guarantor | prof. Ing. Jiří Petruželka, CSc. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 4 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 1995/1996 | Year of cancellation | 2005/2006 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
.
Teaching methods
Summary
Essential knowledge about metal forming processes will be extended during this
course. Hot and warm ductility - the most important material property for
metalworking of metals - during bulk and sheet metal forming will be defined.
Techniques for testing of cold and hot workability in bulk and sheet forming
processes will be introduced. Up-to-date and extraordinary metal forming
methods like HERF metal forming, Ultrasonics metal forming, superplasticity
forming will be introduced.
Compulsory literature:
1. AVITZUR, B.: Handbook of Metalforming processes, 1983, Wiley Interscience,
New York.
2. DIETER, G.E.: Mechanical Metellurgy, McGraw Hill Book Company, New York.
3. MIELNIK, E.M.: Metalworking Science and Engineering, 1991, McGraw Hill Book
Company.
4. ASM HANDBOOK, vol. 14 Forming and Forging, 1988, ASM International.
5. DIETER, G.E. KUHN, H. A. SEMIATIN, S.L. Handbook of Workability and Process
Design, ASM Int. 2003
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Seznam přednášek
1 Tvařitelnost - definice, kriteria, proměnné
2 Tvařitelnost při plošném tváření
3 Plastická nestabilita. Limitní diagramy - teoretická východiska
4 Limitní diagramy - experiment
5 Technologická tvařitelnost při plošném tváření
6 Objemové tváření za studena - zkoušky tvařitelnosti
7 Tvařitelnost za tepla
8 Dynamický materiálový model, teoretická východiska.
9 Dynamický materiálový model, experiment a aplikace.
10 Superplasticita, izotermické tváření
11 Drobené a kumulativní deformace
12 Tváření prášků
13 Hydrostatické protlačování . Hydrodynamické mazání
14 Tváření vysokými rychlostmi a energiemi
15 Tváření s ultrazvukem
Seznam cvičení
1 Seznámení s programem cvičení, literaturou, bezpečností práce. Zadání
programu č. 1 „Tahová zkouška a diagram mezních deformací plechu“.
2 Příprava a proměření plochých zkušebních tyčí, provedení tahových
zkoušek se zápisy závislosti síly na prodloužení, změření trhacích tyčí po
provedených zkouškách.
3 Vyhodnocení zkoušek jednoosým tahem na počítači. Výpočet mechanických
vlastností, součinitelů plošné a plastické anizotropie mechanických vlastností
plechu, exponentu deformačního zpevnění, indexu tvářitelnosti.
4 Nakreslení diagramu mezních deformací zkoušeného plechu pro lokální a
pro difúzní nestabilní stav. Zadání programu č. 2 „Metoda deformačních sítí a
tažení hlubokého válcového výtažku“.
5 Nakreslení výkresu deformační sítě, výpočet potřebné síly přidržovače,
součinitele odstupňování tahů, teoretické výšky výtažku. Výroba kruhových
přístřihů z plechu a jejich orýsování.
6 Nanesení deformační sítě na kruhové přístřihy ražením s využitím
přípravku pro vytváření vtisků s regulací razicí síly. Experimentální tažení
hlubokých válcových výtažků z vyrobených přístřihů na zkušebním tažidle.
7 Změření skutečné průměrné výšky jednotlivých válcových výtažků a
průměrných výšek cípů. Vyhodnocení deformačních sítí na jednotlivých výtažcích
s využitím počítače.
8 Nakreslení průběhů jednotlivých vypočtených hodnot po délce povrchové
křivky na jednotlivých válcových výtažcích. Zakreslení zjištěných deformačních
stavů do diagramu mezních deformací použitého plechu.
9 3. prog. Objemové zkoušky tvařitelnosti, konvenční tahová zkouška.
10 Vyhodnocení a aproximace tahového diagramu. 1. test-45min
11 4. prog. Speciální tahová zkouška, Cocroft-Lathamovo kriterium
tvařitelnosti, metodika a příklad hodnocení
12 Speciální pěchovací zkouška, limitní diagram Kuhn-Lee (KL), metodika
experimentu a hodnocení.
13 5. prog. Vliv různého typu maziva na tvařitelnost, hodnocení KL zkouškou
14 6. prog. Pěchovací zkouška za vysokých def. rychlostí, prováděná na
vačkovém plastometru, zkouškou..
15 Vliv rychlosti deformace na tvařitelnost, hodnocení pěchovací. 2. test-
45min
Osnova konzultací
1. 5 hod Tvařitelnost - definice, kriteria, proměnné. Tvařitelnost při plošném
tváření. Plastická nestabilita. Limitní diagramy - teoretická východiska.
Limitní diagramy – experiment. Technologická tvařitelnost při plošném tváření.
Tvařitelnost při objemovém tváření za studena.
2. 5 hod Tvařitelnost za tepla. Dynamický materiálový model, teoretická
východiska. Dynamický materiálový model, experiment a aplikace.
Superplasticita, izotermické tváření. Drobené a kumulativní deformace. Tváření
prášků. Hydrostatické protlačování . Hydrodynamické mazání. Tváření vysokými
rychlostmi a energiemi. Tváření s ultrazvukem
3. 2 hod Metodika zkoušek tvařitelnosti při plošném tváření. Metodika zkoušek
tvařitelnosti při objemovém tváření.Zadání tématu programu.
Seznam otázek 1. testu, každému studentovi bude vygenerováno 10 otázek
1 Definice tvařitelnosti
2 Definice technologické tvařitelnosti
3 Jaký je hlavní mechanismus porušení při objemovém tváření
4 Jaký je hlavní mechanismus porušení při plošném tváření
5 Nakreslete schematicky koncepci porušení tvárným lomem
6 Napište dvě kriteria tvařitelnosti
7 Definice přetvárného odporu
8 Přirozený přetvárný odpor, celkový přetvárný odpor
9 Nakreslete závislost přetvárného odporu na deformaci, napište jednu
matematickou funkci pro jeho aproximaci
10 Nakreslete schematicky závislost přetvárného odporu na teplotě
11 Jaká je závislost tvařitelnosti na teplotě tavení
12 Jaká je závislost tvařitelnosti na kritickém smykovém napětí, čím je
ovlivňováno kritické smykové napětí
13 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí na obsahu C
14 Jak závisí tvařitelnost nerezavejících austenitických ocelí na obsahu Cr
15 Jak závisí tvařitelnost nerezavejících austenitických ocelí na obsahu Ni
16 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí na obsahu velikosti zrna
17 Jak ovlivňují tvařitelnost C ocelí inkluze a sekundární fáze
18 Jak ovlivňují tvařitelnost austenitických nerezavějících ocelí inkluze
a sekundární fáze
19 Jak závisí tvařitelnost uhlíkových ocelí způsob vyloučení perlitu
20 Jaké inkluze jsou z hlediska tvařitelnost nejvíce nebezpečné
21 Jaké inkluze jsou z hlediska tvařitelnost nejméně nebezpečné
22 Jaký je mechanismus ovlivnění tvařitelnosti tlakovou napjatostí
23 Nakreslete schématicky závislost tvařitelnosti na stavu napjatosti
24 Jaká kriteria tvařitelnosti lze získat při tahové zkoušce, napište dvě
25 Jaké ukazatele tvařitelnosti lze získat při tahové zkoušce, napište dva
26 Napište Kuhnovo kriterium tvařitelnosti při tlakové zkoušce
27 Jaké ukazatele tvařitelnosti lze získat při tlakové zkoušce, napište
jeden
28 Definice tváření za tepla
29 Jaké změkčovací mechanismy snižují přetvárný odpor při tváření za tepla
30 Co rozhoduje o uplatnění jednotlivých změkčovacích mechanismů
31 Popište tváření jako energetický systém
32 Definujte kritérium - účinnost disipace energie
33 Definujte kritérium – parametr metalurgické nestability
34 Popište heslovitě experiment DMM
35 Popište heslovitě aplikaci DMM u stacionárních tvářecích procesů
36 Popište heslovitě aplikaci DMM u nestacionárních tvářecích procesů
37 Jak lze rozdělit ztrátu stability podle rozměrů polotovaru
38 Na čem závisí okamžik ztráty stability (na jakých proměnných)
39 Jak velká je max. homogenní deformace při jednoosé napjatosti
40 Jak velká je max. homogenní deformace při dvojosé napjatosti
41 Jak závisí okamžik vzniku krčku na rozměrové nebo strukturní
nehomogenitě, (graf s popisem)
42 Jak závisí okamžik vzniku krčku součiniteli vlivu rychlosti deformace,
(graf s popisem)
Seznam otázek 2. testu, každému studentovi bude vygenerováno 10 otázek
1 Definice superplasticity
2 Podmínky strukturní superplastické deformace
3 Nejvýznamnější technické superplastické materiály
4 Superplastické výrobní technologie
5 Základní technické problémy provozních superplastických technologií
6 Výhody využití práškových polotovarů
7 Nakreslete schéma hlavních operací práškové metalurgie
8 Uveďte jednu provozní technologii výroby prášků a jednu technologii
tváření prášků
9 Technologie HIP, CIP definice schéma
10 Pseudoprocesy
11 Rozdělení metod tváření vysokými parametry
12 Princip pneumatiko mechanických HERF bucharů
13 Rozdělení technologií tváření výbuchem, nakreslit schéma jedné
technologie
14 Rozdělení technologií elektrohydraulického tváření, nakreslit schéma
jedné technologie
15 Rozdělení technologií elektromagnetického tváření, nakreslit schéma
jedné technologie
16 Teoretický princip hydrostatického tváření
17 Nakreslete závislost skutečného napětí na deformaci a hydrostatickém
tlaku
18 Nakreslete schéma hydrostatického tváření
19 Výhody hydrostatického tváření
20 Hlavní technické problémy hydrostatického tváření
21 Napište rovnici pro smykové napětí pro model hydrodynamického tření
22 Napište symbolicky vztah pro velikost tlaku v tlakové mezeře
23 Nakreslete schématicky systém tlakového mazání při hlubokém tažení se
ztenčením stěny
24 Nakreslete schématicky tažný nástroj pro hydrodynamické tažení drátu
25 Nakreslete schématicky hydrodynamický tažený trn pro tažení trubek
26 Z čeho sestávají ultrazvuková zařízení pro aplikace v tváření
27 Jak ovlivňuje ultrazvuk tvářecí proces a na čem závisí velikost tohoto
účinku
28 Jak je vysvětlován mechanismus vlivu ultrazvuku při tváření
29 Jakých systémů se používá při tažení trubek, nakreslete jeden
schématicky
30 Jakých systémů se používá při hlubokém tažení, nakreslete jeden
schématicky
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.