Témy dizertačných prác pre akademický rok 2022/2023

 

Téma: Únavová životnosť oceľových vzoriek pri viacosovom náhodnom axiálno-torznom namáhaní


Školiteľ: doc. Ing. Marta Kianicová, PhD.

Anotácia:

Predmetom práce je posúdenie rôznych prístupov k predikcii únavovej životnosti pri náhodnom viacosovom namáhaní a to ako v časovej tak aj vo frekvenčnej oblasti. Experimentálne skúšky budú urobené na vzorkách z nástrojovej ocele v axiálnom, torznom a axiálne-torznom záťažovom režime namáhania, ktorý bude odvodený z literárne dostupných údajov a aplikovaný blokovo. Cieľom práce je tiež posúdenie degradačných mechanizmov, uplatňujúcich sa pri iniciácii a šírení únavovej trhliny na základe 3D topografických meraní a detailného fraktografického rozboru experimentálnych únavových povrchov vzoriek.


Forma štúdia: denné štúdium

 

Téma: Predĺženie životnosti hlavní strelných zbraní deponovaním tvrdých nanoštrukturovaných povlakov metódou HiPIMS.

 

Školiteľ: doc. Ing. Daniel Kottfer, PhD.

Anotácia:

Hlaveň strelnej zbrane je najnamáhanejšou časťou strelnej zbrane vzhľadom na prostredie, ktorému v prevádzke odoláva. Výstrel je charakterizovaný horením streliviny v podmienkach vysokého tlaku a teploty. Vývrt leteckých kanónov je chránený Cr povlakom, vytvoreným z elektrolytu. Táto technológia je veľmi nevhodná vo vzťahu k životnému prostrediu. Preto kontinuálne prebieha výskum možnej náhrady Cr elektrolyticky deponovaného povlaku ako technológie, tak aj materiálu povlaku. Technológia HiPIMS ponúka možnosti deponovania tvrdého nanoštrukturovaného povlaku pri teplotách do 400°C. Tu sa ponúka priestor na základný výskum zákonitostí deponovania povlaku na báze karbidov prvkov 4a skupiny periodickej sústavy prvkov ako napr. W, Cr a Mo na vnútorný povrch hlavne metódou HiPIMS formou dizertačnej práce.

Dizertačnú prácu možno zamerať na:

• Teoretické štúdium procesu deponovania povlakov na báze karbidov W, Cr a Mo na vnútorný povrch rúry naprašovaním a HiPIMS

• Výskum vplyvu parametrov procesu deponovania: výkon, frekvencia, dĺžka pulzu a predpätie na povlakovanej súčiastke na hrúbku, tvrdosť a Youngov modul, textúru a chemické zloženie, koeficient trenia a opotrebovanie WCrMoC povlakov

• Výskum vplyvu parametrov procesu deponovania na odolnosť voči opotrebovaniu pri teplotách do 900°C

Optimalizovanie uvedených technologických parametrov za účelom prípravy tvrdého oteruvzdorného povlaku pre prax

 

Forma štúdia: externé štúdium

 

 

Téma: Výskum zákonitostí prípravy nanoštrukturovaných WC, CrC a MoC povlakov deponovaných metódou HiPIMS.

 

Školiteľ: doc. Ing. Daniel Kottfer, PhD.

Anotácia:

Príprava tvrdých nanoštrukturovaných povlakov na oceľových povrchoch je limitovanná teplotou popúšťania ocelí. Vytváranie tvrdých povlakov na báze karbidov pre strojársku výrobu je stále aktuálne. Karbidy W a Cr samostatne majú individuálne prednosti ako sú vysoká tvrdosť a Youngov modul (WC a CrC), nízky koeficient trenia (WC) a odolnosť voči opotrebovaniu. HiPIMS technológia umožňuje deponovanie povlakov pri teplotách do 400°C, čo je vhodné pre vytvorenie povlaku na oceľovej súčiastke, ktorá bola tepelne spracovaná na požadovanú tvrdosť. Po procese povlakovania tým možno dosiahnuť tvrdší a oteruvzdornejší funkčný povrch súčiastky, ktorý pridaním Mo do uveddených povlakov ponúka aj ďalší benefit – zlepšenie žiaruvzdornosti a tým rozšírenie podmienok použitia povlakovanej súčiastky pri vyšších teplotách.

Oblasť procesu deponovania WCrMoC povlakov metódou HiPIMS, vplyv parametrov na vlastnosti WCrMoC povlaku sú v posledných desaťročiach málo publikované. Takto sa ponúka priestor na základný výskum uvedených zákonitostí formou dizertačnej práce.

Dizertačnú prácu možno zamerať na:

• Teoretické štúdium procesu deponovania CrC, MoC a WC povlakov metódou HiPIMS

• Výskum vplyvu parametrov procesu deponovania ako výkon, frekvencia, dĺžka pulzu a predpätie na povlakovanej súčiastke na hrúbku, tvrdosť a Youngov modul, textúru a chemické zloženie, koeficient trenia a opotrebovanie WC, CrC, MoC povlakov

• Optimalizovanie uvedených technologických parametrov za účelom prípravy tvrdého oteruvzdorného povlaku pre prax a jeho odskúšanie cestou hodnotenia rezných vlastností


Forma štúdia: denné štúdium

 

Téma: Štrukturálne a napäťové stavy v materiáli pri zváraní vysokopevnostných materiálov v ochrannej atmosfére


Školiteľ: doc. Ing. Igor Barényi, PhD., EUR ING

Anotácia:  Práca pojednáva o zmenách v štruktúre materiálu v teplotnom poli (v okolí zvaru), dôsledkom čoho dôjde k zmene napäťových stavov v samotnej štruktúre. Keď stav napätia v materiáli dosiahne kritickú hodnotu (medzný stav materiálu), dochádza k praskaniu v okolí zvaru, čo u vysokopevnostných  ocelí býva častý jav. Práca výstup do praxe v oblasti špeciálnej techniky a bude riešená v spolupráci s externou spoločnosťou. Na základe metalografickej analýzy disponovaných častí v teplotnej zóne zvaru, ako aj v samotnom zvare pomocou rastrovacieho a emisného atómového mikroskopu zistíme zmenu morfológie štruktúry materiálu.  Pre účely zistenia napäťových stavov v materiáli pri zváraní u vybraných vysokopevnostných ocelí je vhodné použiť metódu röntgenovej difrakčnej analýzy, preto, že umožňuje s vysokou presnosťou určiť mikroskopické napätie v materiáli, v našom prípade po procese zvárania. Účelom práce je zistiť napätové stavy na vybraných oceliach v teplotnom rozhraní v okolí zvaru. Na základe uvedených aspektov je možné stanoviť nasledovné ciele práce :

-          vybrať a aplikovať spôsob zvárania na vzorkách vybraných ocelí,

-          navrhnúť a aplikovať spôsob zvárania na vzorkách vybraných ocelí,

-          určiť teplotné pásmo okolia zvaru, porovnať mechanické vlastnosti, vnútorné napätia, morfológiu štruktúry a lomové plochy vzoriek,

-          charakterizovať mechanické vlastnosti v teplotnej zóne zvaru u vybraných vysokopevnostných ocelí pri procese konkrétneho spôsobu zvárania,

-          na základe výsledkov z experimentov navrhnúť spôsob a možnosti aplikácie vo zváracích procesoch tak, aby sa minimalizovalo praskanie materiálu.

 

Školiteľ špecialista:  Ing. Ján Tvarožek, PhD.

Forma štúdia: externé štúdium

 

Téma: Degradácia materiálu v teplotnej zóne pri zváraní vysokopevných materiálov


Školiteľ: doc. Ing. Marta Kianicová, PhD.

Anotácia: Práca sa zaoberá zmenou pevnostných pomerov v materiáli v teplotnej zóne pri zváraní. Dôsledkom zmeny morfológií v štruktúre materiálu dochádza k ich celkovej degradácii. Zmena štrukturálnych a napäťových stavov v exponovanom materiáli vplýva i na zmenu pevnostných charakteristík v oceli. Práca výstup do praxe v oblasti špeciálnej techniky a bude riešená v spolupráci s externou spoločnosťou Na základe metalografickej analýzy materiálu v teplotnej zóne pomocou rastrovacieho a emisného atóm. mikroskopu je možné veľmi kvalitne zmapovať zmenu morfológie v štruktúre materiálu.               Pre účely zistenia napätostných stavov v materiáli v teplotnej zóne v okolí zvaru je vhodné použiť metódu röntgenovej difrakčnej analýzy, ktorá umožňuje s vysokou presnosťou zistiť mikroskopické napätie v závislosti od vzdialenosti zvaru.     Účelom práce je zistiť rozsah a pokles pevnostných charakteristík v teplotnej zóne skúmaného materiálu. Na základe uvedených aspektov je možné stanoviť ciele práce :

-          vybrať a aplikovať spôsob zvárania na vzorkách vybraných ocelí a zadefinovať na nich rozsah teplotnej zóny,

-          navrhnúť a aplikovať spôsob šetrenia degradácie ocele,

-          porovnať mechanické vlastnosti, vnútorné napätia, morfológiu štruktúry a lomné plochy vzoriek,

-          na základe výsledkov z experimentov navrhnúť spôsob a možnosti aplikácie vo zváracích  procesoch tak, aby boli v praxi použité tie metódy, pri ktorých je minimálna degradácia materiálu.

 

Školiteľ špecialista:  Ing. Ján Tvarožek, PhD.

Forma štúdia: externé štúdium

 

 

Téma: Zvariteľnosť vybraných materiálov vodíkových tlakových systémov


Školiteľ: doc. Ing. Jozef Jasenák, PhD.

Anotácia: Predmetom práce je posúdenie a preskúmanie zvariteľnosti kovových a nekovových materiálov s ohľadom na ich chemické zloženie a stav. Experimentálne bude realizované stanovenie zvariteľnosti bežných kovových materiálov a   metodika zvariteľnosti s ohľadom na vodíkové prostredie. Cieľom je  posúdenie a zvládnutie navrhovania postupov zvárania a WPS (podľa EN). Súčasťou bude vypracovanie špeciálnych postupov zvárania a metodík s cieľom zníženia výskytu defektov v zvarových spojoch pre potreby praxe


Školiteľ špecialista:

Forma štúdia: denné alebo externé štúdium