RECENZJA rozprawy doktorskiej

Prof. dr hab. inż. Tadeusz Pacyniak
[email protected]
Katedra Technologii Materiałowych i Systemów Produkcji
Wydział Mechaniczny
Politechnika Łódzka
RECENZJA
rozprawy doktorskiej
mgr inż. Daniela Medyńskiego, zatytułowanej
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę
i wybrane własności sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu ”
wykonana na zlecenie Dziekana Wydziału Mechanicznego
Politechniki Wrocławskiej
ŁÓDŹ, kwiecień 2016
2
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
Prof. dr hab. inż. Tadeusz Pacyniak
Politechnika Łódzka
Katedra Technologii Materiałowych
i Systemów Produkcji
RECENZJA
rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego, zatytułowanej
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę
i wybrane własności sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu ”
wykonana na zlecenie Dziekana Wydziału Mechanicznego
Politechniki Wrocławskiej
1. Charakterystyka ogólna pracy
Żeliwo,
pozostaje
nadal
najbardziej
rozpowszechnionym
tworzywem
odlewniczym, z którego produkuje się odlewy o bardzo różniej masie i gabarytach.
Zawdzięcza to swoim korzystnym właściwościom technologicznym i odlewniczym
i stosunkowo niskiej cenie. Dominującym żeliwem w krajowej produkcji odlewów nadal
pozostaje żeliwo szare, z tym, że konstruktorzy coraz częściej skłaniają się do
stosowania na elementy części maszyn żeliw wysokojakościowych.
Na szczególne podkreślenie zasługuje żeliwo z wydzieleniami grafitu kulkowego
(żeliwo sferoidalne oraz żeliwo ausferrytyczne-ADI) bądź wermikularnego (grafit
o kształcie robaczkowym, zwartym). Do żeliw wysokojakościowych charakteryzujących
się szczególnymi cechami (np. odpornością na zużycie ścierne czy wysoką odpornością
korozyjną) należą żeliwa stopowe. Żeliwa wysokojakościowe są przedmiotem
współcześnie prowadzonych badań mających na celu wytworzenie materiałów o ściśle
określonych właściwościach.
Recenzowana praca wpisuje się tematykę współczesnych badań, a dotyczy
zagadnień związanych z kształtowaniem struktury oraz właściwości austenitycznego
sferoidalnego żeliwa niklowo-manganowo-miedziowego.
3
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
Autor w swojej pracy podjął m.in. próbę oceny wpływu zmian wartości
ekwiwalentu niklu i parametrów obróbki cieplnej na stopień i sposób przemiany
austenitu w sferoidalnym żeliwie Ni-Mn-Cu.
Problematykę recenzowanej pracy należy więc uznać jako trafną zarówno z
punktu widzenia poznawczego, jak i ze względu na możliwości praktycznego
zastosowania wyników badań i opracowań autora.
Przedstawiona do recenzji rozprawa doktorska mgr inż. Daniela Medyńskiego
zatytułowana „Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę
i wybrane właściwości sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu” liczy 144 strony, które uzupełnia
bogata bibliografia (168 pozycji), oraz streszczenie w języku polskim i angielskim.
Uważam, że dobór literatury przez Doktoranta pozwala wnosić o Jego dobrym
merytorycznym przygotowaniu do podjęcia problematyki związanej realizowaną
tematu pracy. Język rozprawy jest stosunkowo przejrzysty, choć autor ma manierę
używania skrótów np. „3.4.1. Odlewy surowe”…, zaś jej konstrukcja jest dla mnie mało
logiczna i niezbyt czytelna. Mam tutaj głównie na uwadze umieszczenie „Celu i zakresu
pracy” jako podrozdziału w części doświadczalnej, a nie jako oddzielnego rozdziału.
Poziom edycyjny pracy nie budzi większych zastrzeżeń, chociaż w recenzowanym
egzemplarzu brak jest wykazu ważniejszych oznaczeń, co utrudnia czytanie pracy ze
zrozumieniem.
2. Ocena części literaturowej
Część literaturowa zawarta jest w rozdziale 2 pracy jako część teoretyczna.
W rozdziale 2. Autor opisał zagadnienia związane z tematyką pracy przedstawiając
kolejno:

czynniki wpływające na proces krzepnięcia odlewów,

przemianę austenitu,

ekwiwalent niklu,

rozszerzalność cieplną,

właściwości mechaniczne,

odporność na zużycie ścierne,

odporność korozyjną.
4
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
Układ tej części pracy jest prawidłowy, a sam opis dość wyczerpujący, choć autor
nie ustrzegł się błędów zarówno edytorskich, jak i językowych. Przykładowo na np. str.
14 znajdują się błędne dane na rysunku 2.6, opisującym wpływ Si na stopień zabielenia
klina (w opisie osi argumentów widnieje Mn). Do rys. na str. 19 nie dołączono oznaczeń.
Czytelnik musi się domyślić, że EP to zmiana energii swobodnej płytki (płatka?), a że
EK – kulki. Znaleźć można lapsusy językowe, np. „dla wytworzenia się grafitu
kulkowego znaczenie ma ta ilość magnezu, która weszła do żeliwa jako dodatek
stopowy.” (str. 20). Nasuwa się tu również wątpliwość, czy Autor traktuje Mg w żeliwie
jako dodatek stopowy, czy modyfikator (sferoidyzator)? Na tej samej stronie
znajdujemy: „(…) mikrostruktura żeliwa sferoidalnego jest zwykle eutektyczna.” To
skład chemiczny żeliwa może być eutektyczny, mikrostruktura może takiemu składowi
jedynie odpowiadać. Nie sposób również zgodzić się, że rys. 2.13 przedstawia
uproszczony wykres równowagi stabilnej. Również znajdowanie pustych kart w pracy
doktorskiej nie powinno mieć miejsca (pomiędzy str. 40, a 41). Ogólnie jednak należy
stwierdzić, że zebrane dane stanowią dobrze prezentujący się zbiór odpowiadający
tematowi pracy.
Jednakże, po lekturze części teoretycznej mam niedosyt polegający na tym, że
zabrakło mi w niej jakiegoś podsumowania z którego wynikałaby potrzeba podjęcia
takiego właśnie tematu i określenia celu i tezy pracy.
Oceniając tę część pracy stwierdzam, że tak przedstawiona część literaturowa
stanowi wystarczającą podstawę teoretyczną do realizacji podjętego tematu.
3. Teza i cel rozprawy
W rozdziale „ 3.1. Cel i zakres pracy „ Autor określił cele poznawcze oraz
utylitarne (choć w przypadku tego ostatniego mamy do czynienia tylko z jednym celem
utylitarnym). Nie mogę zgodzić się ze stwierdzeniem „ Przedstawione powyżej cele
pracy określiły zakres i sposób jej realizacji”. Toż to przecież dla zrealizowania
postawionego sobie celu określa się odpowiedni zakres pracy a nie odwrotnie.
Niestety Doktorant nie sformułował tezy pracy doktorskiej, co moim zdaniem ją
zuboża. Można było zamiast celu utylitarnego postawić tezę pracy na przykład
następującej treści: Istnieje możliwość opracowania takiego składu chemicznego
sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu i takiej jego obróbki cieplnej, że odlewy o dużej
5
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
wytrzymałości, udarności, odporności na zużycie ścierne zachowają odpowiednio wysoką
odporność na korozję.
4. Ocena części merytorycznej rozprawy
Autor
rozprawy
w
części
doświadczalnej
opisał
szerokie
spektrum
przeprowadzonych badań, co jest ze wszech miar godne pochwały i zdecydowanie
podnosi wartość pracy. Dobór zarówno rodzaju badań, jak i technik badawczych
potwierdza dojrzałość naukową Autora rozprawy. W tej części pracy Doktorant
przedstawił wyniki swoich badań:
 mikroskopowych,
 segregacji,
 dylatometrycznych,
 twardości,
 właściwości mechanicznych,
 odporności na zużycie ścierne,
 odporności korozyjnej,
 potencjodynamicznych.
W opisie wyników badań nieco rażą powtarzające się tytuły podrozdziałów:
„Odlewy surowe” i „Odlewy wygrzewane” itd. Zastanawia również, dlaczego Autor
zdecydował się umieścić badania twardości w oddzieleniu od badań właściwości
mechanicznych. Wszak twardość jest również właściwością (czy, jak stanowi Polska
Norma – własnością) mechaniczną.
Przy analizie tej części pracy nasuwają się następujące uwagi.
1. Dlaczego
do
analiz
mikroskopowych
wykorzystał
Autor
mikrotwardościomierz?
2. Brak punktu pomiarowego na rys. 3.8 dla braku przemiany austenitu.
Zmieniłby on charakter linii trendu, którą Doktorant wyznaczył.
3. Nie sposób zgodzić się ze stwierdzeniem, że: „Stwierdzono zmniejszenie
stopnia przesycenia
pierwiastkami faz tworzących strukturę
stopu
w temperaturze otoczenia.” Czy chodzi o zmniejszenie stopnia przesycenia
po wyżarzaniu? Jeśli tak, nie potwierdzają tego dane na rys. 3.11.
6
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
4. Dlaczego Autor na str. 65 zdecydował się przedstawić wnioski (wiersz od
12÷17) przed wynikami badań?
5. Wątpliwym jest twierdzenie na str. 66, że „zwiększanie ekwiwalentu niklu
wygrzewanych odlewów sprzyjało zwiększaniu rozdrobnienia nowej fazy
(rys. 3.16a).” Na tymże rysunku pokazano mikrostrukturę żeliwa, dla którego
EkwNi = 15,6%; poprzedni opis dotyczy żeliwa o EkwNi > 16,0%.
6. Jaki cel przyświecał Doktorantowi przy pomiarze składu chemicznego
wewnątrz wydzielenia grafitu sferoidalnego? (str. 71)
7. Na
rysunkach
3.46-3.49
naniesienie
wartości
twardości
odlewów
niewyżarzonych istotnie zmieniłoby przebieg wykreślonych linii trendu.
8. Autor rozprawy używa przestarzałego oznaczenia wydłużenia względnego
A5. Od wielu lat, zgodnie z PN-EN stosuje się oznaczenie A.
9. Co Autor rozumie pod pojęciem „chropowatość przełomu”? Przełom ocenia
się zwykle jako kruchy bądź ciągliwy.
10. Dlaczego na rys. 3.67 i 3.68 Doktorant zdecydował się na przedstawienie
zależności szybkości korozji od czasu poprzez łączenie punktów? W innych
przypadkach wykorzystana była linia trendu.
W podsumowaniu Doktorant prowadzi dyskusję nad wpływem ekwiwalentu
niklowego, rodzaju obróbki cieplnej na zmiany mikrostruktury zarówno odlewów bez
obróbki cieplnej („surowych”) jak i po obróbce cieplnej na ich właściwości. Doktorant
w podsumowaniu stwierdza, że o odporności korozyjnej decyduje nie ekwiwalent
niklowy, a skład chemiczny, w szczególności zaś zawartość niklu.
Merytoryczną część pracy kończą wnioski. We wnioskach pewną wątpliwość
budzi porównanie wniosku nr 3 i 4, które wydaje się są sprzeczne w zakresie odporności
korozyjnej badanych odlewów. Ponadto we wnioskach nie doczytałem się wniosku
dotyczącego trzeciego celu poznawczego.
Powyższe uwagi, pomimo, że dość liczne, nie umniejszają merytorycznej wartości
pracy. Do szczególnych osiągnięć Autora zaliczyć należy opracowanie zależności
statystycznych
pomiędzy
a ekwiwalentem niklu.
odpornością
na
zużycie
ścierne
oraz
twardością,
7
Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Daniela Medyńskiego zatytułowanej,
„Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa NI-Mn-Cu”
5. Ocena końcowa
Przytoczone uwagi krytyczne w niczym nie umniejszają pozytywnej oceny
recenzowanej rozprawy zarówno pod względem zastosowanych metod badawczych, jak
też uzyskanych wyników i ich interpretacji. Doktorant zrealizował zakres merytoryczny
pracy. Wykazał się wiedzą, umiejętnością w prowadzeniu eksperymentów oraz
opracowania i analizy wyników, a także wyciągania wniosków. Należy podkreślić, że
opracowanie składu chemicznego sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu i jego obróbki
cieplnej, pozwalające na otrzymywanie odlewów o dużej wytrzymałości,
udarności, odporności na zużycie ścierne i jednocześnie zachowujących
odpowiednio wysoką odporność na korozję, jest niewątpliwą nowością
i osiągnięciem autorskim Doktoranta.
Wniosek końcowy
Na podstawie powyższej opinii o rozprawie doktorskiej mgr inż. Daniela
Medyńskiego, zatytułowanej „Wpływ zawartości niklu i parametrów obróbki cieplnej na
strukturę i wybrane własności sferoidalnego żeliwa Ni-Mn-Cu” reprezentującej dyscyplinę
budowa i eksploatacja maszyn stwierdzam, że wykazał się on wiedzą umożliwiającą
prowadzenie samodzielnych badań naukowych, a oceniana praca jest samodzielnym
rozwiązaniem problemu badawczego, stanowi wkład w postęp wiedzy i spełnia wymogi
stawiane przez Ustawę z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach i tytule naukowym oraz
stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65 poz. 565 ze zm. Dz. U z 2005 r, nr 164
poz. 1365), przedkładam więc Wysokiej Radzie Wydziału Mechanicznego Politechniki
Wrocławskiej wniosek o dopuszczenie mgr inż. Daniela Medyńskiego do publicznej
obrony.
Łódź, 04. 04. 2016 r.