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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