GATE Lehrplan für Metallurgietechnik

Betreff: MT

Kursstruktur

Abschnitte / Einheiten	Themen
Section A	Engineering Mathematics
Einheit 1	Lineare Algebra
Einheit 2	Infinitesimalrechnung
Einheit 3	Vektorrechnung
Einheit 4	Differentialgleichung
Teil 5	Wahrscheinlichkeit und Statistik
Einheit 6	Numerische Methoden
Section B	Thermodynamics and Rate Processes
Section C	Extractive Metallurgy
Section D	Physical Metallurgy
Section E	Mechanical Metallurgy
Section F	Manufacturing Processes

Lehrplan

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

• Matrizen und Determinanten
• Lineare Gleichungssysteme
• Eigenwerte und Eigenvektoren

Unit 2: Calculus

• Grenze, Kontinuität und Differenzierbarkeit
• Teilderivate
• Maxima und Minima
• Sequenzen und Serien
• Test auf Konvergenz
• die Fourierreihe

Unit 3: Vector Calculus

• Gradient
• Divergenz und Curl
• Linien-, Oberflächen- und Volumenintegrale
• Theoreme von Stokes, Gauss und Green

Unit 4: Differential Equations

• Lineare und nichtlineare ODEs erster Ordnung
• Lineare ODEs höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
• Cauchys und Eulers Gleichungen
• Laplace verwandelt sich
• PDEs - Platz, eindimensionale Wärme- und Wellengleichungen

Unit 5: Probability and Statistics

• Definitionen von Wahrscheinlichkeits- und Stichprobensätzen
• Bedingte Wahrscheinlichkeit
• Mittelwert, Median, Modus und Standardabweichung
• Zufällige Variablen
• Poisson-, Normal- und Binomialverteilungen
• Korrelations- und Regressionsanalyse

Unit 6: Numerical Methods

• Lösungen linearer und nichtlinearer (Bisection, Secant, Newton Raphson-Methoden) algebraischer Gleichungen

• Integration nach Trapez- und Simpson-Regel

• Ein- und mehrstufige Methoden für Differentialgleichungen

Section B: Thermodynamics and Rate Processes

• Gesetze der Thermodynamik, Aktivität, Gleichgewichtskonstante, Anwendungen auf metallurgische Systeme, Lösungen, Phasengleichgewichte, Ellingham- und Phasenstabilitätsdiagramme, Thermodynamik von Oberflächen, Grenzflächen und Defekten, Adsorption und Segregation

• Grundlegende kinetische Gesetze, Reihenfolge der Reaktionen, Geschwindigkeitskonstanten und Geschwindigkeitsbegrenzungsschritte

• Prinzipien der Elektrochemie - Einzelelektrodenpotential, elektrochemische Zellen und Polarisationen, wässrige Korrosion und Schutz von Metallen, galvanische Korrosion, Spaltkorrosion, Lochkorrosion, intergranulare Korrosion, selektives Auswaschen, Oxidation und Hochtemperaturkorrosion - Charakterisierung und Kontrolle

• Wärmeübertragung - Leitfähigkeits-, Konvektions- und Wärmeübertragungskoeffizientenbeziehungen, Strahlung, Stoffübertragung - Diffusion und Ficksche Gesetze, Stoffübergangskoeffizienten

• Impulsübertragung - Konzepte der Viskosität, Schalenbilanzen, Bernoulli-Gleichung, Reibungsfaktoren

Section C: Extractive Metallurgy

• Mineralien -
  • Mineralien von wirtschaftlicher Bedeutung
  • Zerkleinerungstechniken
  • Größenklassifizierung
  • Flotation
  • Schwerkraft und andere Methoden der Mineralverarbeitung
• Agglomerations-, Pyro-, Hydro- und elektro-metallurgische Prozesse
• Material- und Energiebilanz
• Prinzipien und Verfahren zur Gewinnung von Nichteisenmetallen -
  • Aluminium
  • Copper
  • Zinc
  • Lead
  • Magnesium
  • Nickel
  • Titan und andere seltene Metalle
• Eisen- und Stahlherstellung -
  • Principles
  • Rollenstruktur und Eigenschaften von Schlacken
  • Metallurgischer Koks
  • Hochofen
  • Direkte Reduktionsprozesse
  • Primär- und Sekundärstahlherstellung
  • Pfannenmetallurgie einschließlich Desoxidation
  • Desulphurization
  • Kontrolle der Sulfidform
  • Inertgasspülung
  • Vakuumreaktoren
• Sekundärveredelungsprozesse einschließlich -
  • AOD
  • VAD
  • VOD
  • VAR
  • ESR
• Barren und Strangguss
• Herstellung von Edelstahl, Öfen und Feuerfestmaterialien

Section D: Physical Metallurgy

• Kristallstruktur und Bindungseigenschaften von Metallen, Legierungen, Keramiken und Polymeren, Struktur von Oberflächen und Grenzflächen, nanokristalline und amorphe Strukturen

• Feste Lösungen

• Solidification

• Phasentransformation und binäre Phasendiagramme

• Prinzipien der Wärmebehandlung von Stählen, Gusseisen und Aluminiumlegierungen

• Oberflächenbehandlungen

• Rückgewinnung, Rekristallisation und Kornwachstum

• Struktur und Eigenschaften industriell wichtiger Eisen- und Nichteisenlegierungen

• Elemente der Röntgen- und Elektronenbeugung

• Prinzipien der optischen, Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie

• Industriekeramik, Polymere und Verbundwerkstoffe

• Einführung in die elektronische Basis der thermischen, optischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Materialien

• Einführung in elektronische und optoelektronische Materialien

Section E: Mechanical Metallurgy

• Elastizität, Fließkriterien und Plastizität

• Defekte in Kristallen

• Elemente der Versetzungstheorie - Arten von Versetzungen, Schlupf und Zwillingsbildung, Quelle und Multiplikation von Versetzungen, Spannungsfelder um Versetzungen, partielle Versetzungen, Versetzungswechselwirkungen und Reaktionen

• Stärkungsmechanismen

• Zug-, Ermüdungs- und Kriechverhalten

• Superplasticity

• Bruch - Griffith-Theorie, Grundkonzepte der linearen elastischen und elastoplastischen Bruchmechanik, Übergang von duktil zu spröde, Bruchzähigkeit

• Fehleranalyse

• Mechanische Prüfung - Zug, Druck, Torsion, Härte, Schlag, Kriechen, Ermüdung, Bruchzähigkeit und Formbarkeit

Section F: Manufacturing Processes

• Metallguss -

  • Muster und Formen einschließlich Formdesign mit Zuführung

  • Gating und Risering

  • Melting

  • Gießpraktiken beim Sandguss

  • Dauerformguss

  • Feinguss und Schalenformen

  • Gussfehler und Reparatur

• Warm-, Warm- und Kaltumformung von Metallen

• Metallumformung -

  • Grundlagen der Umformprozesse beim Walzen

  • Forging

  • Extrusion

  • Drahtziehen und Blechumformen

  • Formfehler

• Metallverbindung -

  • Soldering

  • Löten und Schweißen

  • Gängige Schweißverfahren beim Schutzgasschweißen

  • Gas-Metall-Lichtbogenschweißen

  • Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen

  • Unterpulverschweißen

• Schweißmetallurgie, Probleme beim Schweißen von Stählen und Aluminiumlegierungen, Defekte in Schweißverbindungen

• Pulvermetallurgie -

  • Herstellung von Pulvern

  • Compaction

  • Sintering

• NDT unter Verwendung von Farbstoffpenetrations-, Ultraschall-, Radiographie-, Wirbelstrom-, Schallemissions- und Magnetpartikelmethoden

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