Předložená diplomová práce se zabývá analýzou vlivu procesních parametrů na zabíhavost a vlastnosti odstředivě odlévaného odlitku z niklové superslitiny IN 713LC. Motivací k jejímu zpracování bylo řešení konkrétních průmyslových potřeb podniku PBS Velká Bíteš v oblasti eliminace vad nezaběhnutí u tenkostěnných leteckých odlitků. Cílem práce bylo provést teoretický rozbor problematiky, využít možnosti numerické simulace v predikci zabíhavosti a experimentálně ověřit vliv licí teploty a otáček formy na zabíhavost a výsledné mechanické i strukturní vlastnosti na speciálně navrženém zkušebním tělese. Student úspěšně zvládl přípravu 3D tištěných modelů, modifikace vtokových soustav i samotný náročný proces vakuového odstředivého lití. Samostatně a aktivně realizoval celý komplexní experiment, včetně rozsáhlého vyhodnocení vnitřní kvality pomocí NDT metod, metalografie a zkoušek mechanických vlastností. Velmi oceňuji jeho vysoké pracovní nasazení, iniciativu a samostatnost při řízení všech fází experimentálních prací. Oceňuji také kritický a objektivní přístup k interpretaci výsledků a statistickému vyhodnocení dat, což svědčí o studentově zralosti. Práce je navíc sepsána na velmi dobré jazykové i formální úrovni. Jako celek splňuje všechny stanovené cíle na vysoké úrovni a jednoznačně prokazuje inženýrské schopnosti autora.

Diplomová práce byla zaměřena do výroby odlitků z niklových slitin odlévaných do keramických skořepinových forem. Cílem výzkumu bylo stanovit souvislosti mezi výrobními a technologickými podmínkami odstředivě litých oběžných kol a výslednou jakostí odlitků a jejich mechanickými vlastnostmi. Jedná se o velmi aktuální téma, jelikož poptávka po těchto materiálech a typech odlitků neustále narůstá.

Teoretická část diplomové práce je napsána přehledným a čtivým způsobem a shrnuje všechny důležité procesy spojené s výrobou v práci hodnocených odlitků.

V praktické části byla nejprve navržena geometrie experimentálního odlitku, která bude odpovídat tvarově a velikostně standardně odlévaným odlitkům turbínových kol, ale nebude podléhat požadavkům na kompletní utajení dané geometrie a výrobního postupu. Následně diplomant provedl řadu výpočtů pro stanovení optimálních hodnot rotace formy během odlévání a chladnutí a tuhnutí. Výpočty doplnil celou řadou zajímavých simulací slévárenské technologie v programu ProCAST. Na základě těchto výpočtů i simulací byla provedena výroba experimentálních skořepinových forem z modelů zhotovených technologií 3D tisku. Ve výrobních podmínkách konkrétní slévárny provedl diplomant kromě výroby formy i vytavení modelů. Daná slévárna, jak v práci i diplomant uvedl, nedisponuje ověřeným zařízením pro technologii vypálení plastových modelů (Flasch Fire), což vedlo k celkovému poškození některých forem. Téměř všechny vyrobené skořepiny projevovaly určité mechanické poškození, což vedlo k úpravě a ke změně některých plánovaných výrobních parametrů a podmínek pro odlévání experimentálních odlitků. Tohle dle mého soudu mohlo mít vliv i na výsledky některých zkoušek a měření a vedlo k tomu, že nebylo možné některé výsledky objektivně zobecnit. Výroba nových skořepin patrně s ohledem na značné zvýšení nákladů a nedodržení termínu logicky nebyla provedena a byly použity, resp. opraveny všechny poškození jevící formy. I přes tento nedostatek jsou přínosy práce pro slévárenskou teorii i praxi velmi zajímavé.

Po odlití a odstranění skořepiny bylo u všech odlitků dle plánu provedeno detailní zhodnocení všech navržených zkoušek a analýz. Kladně hodnotím snahu o maximální využití statistických metod, i když schopnosti interpretací výsledků a závěrů byly ovlivněny celkovým rozsahem statistického souboru. V některých případech (např pro tvrdosti tab. 18) by bylo vhodné doplnit stanovené aritmetické průměry také o příslušné směrodatné odchylky. Z výsledků experimentů byl potvrzen vliv rotace formy i licí teploty na strukturu a vlastnosti odlitků z niklové superslitiny IN 713LC.

Diplomová práce je rozdělena přehledně a logicky, a svým rozsahem, kvalitou i způsobem vypracování je na výborné úrovni. Jedná se o velmi kvalitní práci na dobré odborné i jazykové úrovni, která může být využita při dalším vývoji slévárenských technologií odstředivě litých turbínových kol do keramických skořepinových forem. Práce obsahuje jen malé množství grafických a stylistických chyb. Hodnotím práci výborně tedy za B a doporučuji ji k obhajobě.

 

Některé připomínky k práci:

Provedené numerické simulace a výsledky by bylo vhodné i s ohledem na následnou analýzu vad odlitků doplnit i predikcí vad spojených s tuhnutím, tj. predikcí vzniku staženin a mikrostaženin. Jelikož se jedná o geometrii nepodléhající NDA tak by to nemuselo být problematické.

Plochy lomů (původní i po dolomení) na snímcích obr. 42 a obr. 43 ze světelné mikroskopie nejsou zcela ostré a bylo by vhodnější použít elektronové mikroskopie. Topics for thesis defence:

1. V případě tahové zkoušky byla u vzorku 40 naměřena smluvní mez kluzu 664 MPa a mez pevnosti 670 MPa (tab. 12 str. 63). Jedná se o minimální rozdíly, avšak stanovená tažnost byla 3,3 %. Jak si to vysvětlujete?
2. Proč nebylo zvoleno vytavení, resp. vypálení keramických skořepin v jiném zařízení mimo slévárnu PBS. Nedalo se tak předejít vzniku poškození a vzniku trhlin ve skořepinách?
3. Při odlévání odlitku oběžného kola za rotace ve vaší diplomové práci byla stanovena výpočtem maximální rychlost otáčení 180 ot/min. Doporučená byla rychlost otáčení 120 ot/min, avšak v experimentu byla použita rychlost pouze 60 ot/min. Bylo další snížení otáček skořepiny během odlévání vyvoláno něčím jiným než jen rizikem prasknutí skořepin během odlévání nebo po odlití? Jaký vliv mělo podle vás další snížení otáček na zabíhavost a vlastnosti materiálu odlitku.