Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Przetwórstwo stopów i materiałów spiekanych
Course of study:
2019/2020
Code:
MIMT-2-208-s
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Szczepanik Stefan (szczepan@metal.agh.edu.pl)
Module summary

Student otrzymuje podstawową wiedzę z zakresu wytwarzania wyrobów z proszków metali, zastosowania zaawansowanych technologii przez kucie matrycowe, wyciskanie, walcowanie oraz druk 3D. Wiedza materiałowa i technologiczna o wpływie parametrów wytwarzania na własności wyrobów pozwala na projektowanie procesów wytwarzania wyrobów o gęstości materiałów litych z bardzo ograniczoną lub wyeliminowana obróbką mechaniczną.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywy i przedsiębiorczy. IMT2A_K02 Activity during classes,
Examination
Skills: he can
M_U001 Korzystając z technologii metalurgii proszków umie zaprojektować i wykonać materiał wsadowy odpowiednio do rodzaju formowanego materiału oraz przyjętej technologii wytwarzania wyrobu. IMT2A_U01, IMT2A_U04 Activity during classes,
Test,
Report
M_U002 Umie dobrać poprawne parametry wybranych procesów wytwarzania lub przetwórstwa wyrobów, ma wiedzę o przebiegu tych procesów oraz potrafi przeprowadzić konieczne podczas ich realizacji pomiary. IMT2A_U04 Activity during classes,
Test,
Report
M_U003 Wie jak określić wybrane właściwości wyrobów, ma umiejętność stosowania koniecznych do tego technik badawczych oraz potrafi opracować i zinterpretować otrzymane wyniki. IMT2A_U04 Activity during classes,
Test,
Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Wie jaki jest wpływ metody wytwarzania oraz będącej tego konsekwencją gęstości wyrobów spiekanych na ich własności oraz zna zakres zastosowań tych wyrobów. IMT2A_W03 Examination
M_W002 Zna wiodące technologie wytwarzania wyrobów spiekanych, potrafi dobrać urządzenie oraz narzędzia właściwe dla rodzaju formowanego materiału. IMT2A_W03 Examination
M_W003 Zna procesy stosowane podczas wytwarzania i przetwórstwa wyrobów z proszków lub spieków, potrafi dobrać linie technologiczne. IMT2A_W03 Examination
M_W004 Ma wiedzę na temat technologii wytwarzania i przetwórstwa wyrobów z proszków tytanu i jego stopów IMT2A_W03 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
56 28 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywy i przedsiębiorczy. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Korzystając z technologii metalurgii proszków umie zaprojektować i wykonać materiał wsadowy odpowiednio do rodzaju formowanego materiału oraz przyjętej technologii wytwarzania wyrobu. - - + - - - - - - - -
M_U002 Umie dobrać poprawne parametry wybranych procesów wytwarzania lub przetwórstwa wyrobów, ma wiedzę o przebiegu tych procesów oraz potrafi przeprowadzić konieczne podczas ich realizacji pomiary. - - + - - - - - - - -
M_U003 Wie jak określić wybrane właściwości wyrobów, ma umiejętność stosowania koniecznych do tego technik badawczych oraz potrafi opracować i zinterpretować otrzymane wyniki. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Wie jaki jest wpływ metody wytwarzania oraz będącej tego konsekwencją gęstości wyrobów spiekanych na ich własności oraz zna zakres zastosowań tych wyrobów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna wiodące technologie wytwarzania wyrobów spiekanych, potrafi dobrać urządzenie oraz narzędzia właściwe dla rodzaju formowanego materiału. + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna procesy stosowane podczas wytwarzania i przetwórstwa wyrobów z proszków lub spieków, potrafi dobrać linie technologiczne. + - - - - - - - - - -
M_W004 Ma wiedzę na temat technologii wytwarzania i przetwórstwa wyrobów z proszków tytanu i jego stopów + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 138 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 h
Preparation for classes 30 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (28h):

1.Zastosowanie wyrobów spiekanych.
2.Wpływ gęstości wyrobów i metody wytwarzania proszków na własności mechaniczne wyrobów spiekanych
3.Linie technologiczne i urządzenia do wytwarzania wyrobów spiekanych przez prasowanie i spiekanie.
4.Dobór prasy i konstrukcja narzędzi do prasowania proszków.
5.Urządzenia i procesy prasowanie na gorąco proszków stopów i materiałów specjalnych, jak: molibden, fazy międzymetaliczne Fe-Al, Ti-Al, mikro i makro infiltrowane laminaty.
6.Procesy i urządzenia do wyciskania profili pełnych i rur z proszków, zastosowanie do wytwarzania wyrobów z nadstopów na osnowie niklu.
7.Kucie matrycowe wyrobów z proszków i spieków:
- charakterystyka linii technologicznej, technologie wytwarzania wyrobów,
- konstrukcja narzędzi do kucia, schematy technologiczne kucia, przykłady zastosowania.
8. Walcowanie proszków: kotlina odkształcenia i zagęszczania, złożenia walców, prawo stałej masy, parametry procesu walcowania, schematy linii do walcowania proszków.
9. Wytwarzania wyrobów z wolframu i molibdenu – własności mechaniczne i elektryczne wyrobów.
10.Tytan i jego stopy otrzymane metodą metalurgii proszków
11. Metody wytwarzania wyrobów z proszków tytanu i jego stopów
13. Podstawy druku 3D metali i zastosowanie (2).

Laboratory classes (28h):

1 Analiza odkształcania kulistych cząstek proszku w zależności od ich ułożenia:
- modelowanie fizyczne,
- symulacja stanu odkształcenia i naprężenia metalowej cząstki proszku,
2. Wyciskanie wyprasek z proszku aluminium:
- wykonanie wyprasek przez prasowanie na zimno proszków – dobór masy w zależności od współczynnika wyciskania,
- badania wpływu parametrów wyciskanie na gorąco i własności wyciskanych wyrobów,
- analiza metodą elementów skończonych procesu wyciskania.
- opracowanie wyników eksperymentalnych z otrzymanymi w wyniku symulacji.
3. Zagęszczanie na gorąco w matrycach zamkniętych wyprasek z otrzymanych z proszków:
- wykonanie wyprasek przez prasowanie na zimno proszku,
- zagęszczanie wyprasek na gorąco w warunkach izotermicznych,
- badania wybranych własności fizycznych mechanicznych wyrobów,
4. Walcowanie spieków – wpływ wielkości odkształcenia na poszerzenie i wydłużenie oraz gęstość wyrobów i własności mechaniczne.
5. Kucie w matrycach zamkniętych:
- wpływ kucia w matrycach zamkniętych wsadu w postaci wyprasek prasowanych na zimno oraz otrzymanych po prasowaniu na gorąco na gęstość wyrobów,
- badania własności mechaniczne kutych wyrobów,
6. Kucie w matrycach kształtowych wyprasek na osnowie aluminium:
- badania wpływu kształtu narzędzi na przebieg siły,
- symulacja procesu kucia.

Planuje się w ramach przedmiotu wyjazdowe zajęcia celem zapoznania studentów z technologiami przemysłowymi wytwarzania wyrobów w procesach metalurgii proszków.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podaje Prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

0,4 zliczenie + 0,6 egzamin

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Podaje Prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze

Prerequisites and additional requirements:

Brak

Recommended literature and teaching resources:

1.S. Szczepanik: Przetwórstwo stopów i materiałów spiekanych – wykład 1996-2007.
2.S. Szczepanik: Przeróbka plastyczna materiałów spiekanych z proszków i kompozytów. AGH UWN-D, Kraków 2003.
3. S. Szczepanik, M. Wojtaszek: Wybrane procesy przetwórstwa stopów i materiałów spiekanych. AGH UWn-D, Kraków 2004.
4.A. Bose, W. B. Eisen: Hot Consolidation of Powder & Particulates. MPIF Princenton 2003.
5.S. Stolarz, W. Rutkowski: Wolfram i molibden. PWT Warszawa 1961.
6.W. Rutkowski: Projektowanie właściwości wyrobów spiekanych z proszków i włókien.PWN Warszawa 1977.
7. Powder Metallurgy Equipment Manual. Prepared by the Powder Metallurgy Equipment Association. Metal Powder Industries Federation 1977.
8.Materiały i prospekty firmowe.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

http://www.bpp.agh.edu.pl/

1. S. Szczepanik, P. Nikiel: Procesy przetwórstwa zaawansowanych materiałów otrzymanych metodą metalurgii proszków. Hutnik Wiadomości Hutnicze 2015 t. 82 nr 4, s. 290-301
2. S. Mitchell, S. Szczepanik, P. Nikiel, A. Wronski: Microstructures and mechanical properties of a warm processed sintered ultrahigh carbon steel. Rudy i Metale Nieżelazne Recykling 2014 R. 59 nr 12, s. 605-611.
3. S. Szczepanik: Przetwórstwo zaawansowanych materiałów otrzymanych z proszków na osnowie aluminium. Obróbka Plastyczna Metali 2014 vol. 25 nr 1, s. 53-63
4. S. Szczepanik, H. Wiśniewska-Weinert, P. Nikiel, T. Wiśniewski, M. Wojtaszek: Własności i morfologia powierzchni spieków z proszku brązu. Rudy i Metale Nieżelazne 2012 R. 57 nr 8, s. 512-517
5. M. Lijewski, H. Wiśniewska-Weinert, S. SZCZEPANIK, T. Wiśniewski: Właściwości samosmarnych łożysk
z proszku brązu z modyfikowaną powierzchnią nanocząsteczkami smaru MoS2. Tribologia: teoria i praktyka 2012 R. 43 nr 4, s. 141-150
6. S. Szczepanik, M. Wojtaszek: Properties of Al−Si−Fe−Cu−Mg alloy PM composites obtained by closed-die forging and heat treatment. Materials Science Forum 2010 vols. 638-642, s. 1842-1847
7. S. Szczepanik, S. C. Mitchell, A.  A.  S. Abosbaia, A. S. Wronski: Warm forging of spheroidised ultrahigh carbon steel. Powder Metallurgy Progress 2010 vol. 10 no. 1, s. 59-65;
8. S. Szczepanik: Selected problems of die-forging of PM steel products. Steel Research International 2005 vol. 76 no. 2/3 s. 219–225.
9. P. Nikiel, S. Szczepanik, S. J. Skrzypek, Ł. Rogal: The effect of thermo-mechanical treatment on structure of ultrahigh carbon PM steel. Journal of Materials Engineering and Performance, 2017, vol. 26, iss. 4,
s. 1562–1568.

Additional information:

None