- - Berecz Tibor - - Zsoldos Ibolya KONFERENCIA- oatk@oatk.hu. Diamond Congress Kft. diamond@diamond-congress.hu

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "- - Berecz Tibor - - Zsoldos Ibolya KONFERENCIA- oatk@oatk.hu. Diamond Congress Kft. diamond@diamond-congress.hu"

Benedek Kelemen
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 KONFERENCIAPROGRAM

2 - - Berecz Tibor - - Tis Zsoldos Ibolya KONFERENCIA- - oatk@oatk.hu Diamond Congress Kft. diamond@diamond-congress.hu 2

3 2. TEREM KEDD IV Tranta Ferenc 11:00 Tisza M. M. L. 11:20 Kuzsella L. Koncsik Zs. 11:40 Kaptay Gy. Mekler Cs. Baumli P. - Stomp D Nagy O. - J.L :00. 12:20 Dynamic experiments and 2D and 3D Characterization of Metals Kobayashi, S. Inaba, K. Saito, K. Okada, A. Uehara, K. Endo, T. 12: :00 16

Tartalom A fizikai szimuláció szerepe nagyszilárdságú acél és alumíniumötvözet hegeszthetőségének megítélésében ME Lukács János egyetemi tanár Kuzsella László egyetemi docens Koncsik Zsuzsanna

4 Tartalom A fizikai szimuláció szerepe nagyszilárdságú acél és alumíniumötvözet hegeszthetőségének megítélésében ME Lukács János egyetemi tanár Kuzsella László egyetemi docens Koncsik Zsuzsanna tanársegéd Meilinger Ákos tanársegéd Gáspár Marcell PhD hallgató Miskolci Egyetem, Gépészmérnöki és Informatikai Kar Mechanikai Technológiai Tanszék Balatonkenese, október A fizikai szimuláció A Gleeble 3500 termo-mechanikus fizikai szimulátor Hegesztési melegrepedések A hegesztési melegrepedések keletkezésének alakváltozási elmélete A melegrepedés-érzékenység számszerűsítésének fizikai szimuláción alapuló lehetőségei NST (Nil-Strength Temperature) vizsgálatok és eredményeik HTT (Hot Tensile Test) vizsgálatok és eredményeik A hegesztési paraméterek hőhatásövezetre gyakorolt hatásának vizsgálata HAZ vizsgálatok és eredményeik Összefoglalás, következtetések Köszönetnyilvánítás 2 A fizikai szimuláció számítógépes szimuláció fizikai szimuláció: a tényleges és a lehetséges ipari esetünkben anyagtechnológiai folyamatok megvalósítása, a valósággal egyező idő léptékben és a valóságot relevánsan megközelítő geometriai (térfogati) léptékben 3 A Gleeble 3500 termo-mechanikus fizikai szimulátor: anyagvizsgálatok és folyamat szimulációk Anyagvizsgálat meleg szakítóvizsgálatok meleg nyomóvizsgálatok feszültség alakváltozás görbék meghatározása zérus szilárdsághoz tartozó hőmérséklet (NST) meghatározása alakváltozó képesség vizsgálata szívósság vizsgálata dilatometria kúszásvizsgálatok fárasztóvizsgálatok termikus fárasztás termo-mechanikus fárasztás 4 Folyamat szimuláció folyamatos öntés kovácsolás sajtolás meleghengerlés ömlesztő hegesztés: hőciklus, hőhatásövezet (HAZ) ellenálláshegesztés diffúziós egyesítés, diffúziós kötések hőkezelés: különféle hőciklusok megvalósítása porkohászat: szinterelés A Gleeble 3500 termo-mechanikus fizikai szimulátor A hegesztési melegrepedések keletkezésének alakváltozási elmélete Jellemzők (maximális értékek) hevítési sebesség: C/s hűtési sebesség: C/s elmozdulás: 100 mm elmozdulási sebesség: 2000 mm/s statikus erő (húzás): 100 kn statikus erő (nyomás): 100 kn próbatest átmérő: 20 mm HTT CCT FST P th = a melegrepedések elkerüléséhez szükséges alakváltozó képesség BTR = Brittleness Temperature Range a képlékenység nem éri el a szükséges (küszöb) alakváltozó képességet (P < P th ) melegrepedések keletkezhetnek ha a varratfém alakváltozása nagyobb, mint az alakváltozó képesség, akkor melegrepedések keletkeznek (ε 1 > P) ha a varratfém alakváltozása kisebb, mint az alakváltozó képesség, akkor nem keletkeznek melegrepedések (ε 2 < P) 5 6 1

1 A fizikai szimuláció A Gleeble 3500 termo-mechanikus fizikai szimulátor Hegesztési melegrepedések A hegesztési melegrepedések keletkezésének alakváltozási elmélete A melegrepedés-érzékenység

5 Alakváltozások a melegrepedések keletkezésének alakváltozási elméletében ε 2 > P melegrepedések keletkeznek ε 1 = P határeset ε 1 < P nem keletkeznek melegrepedések ε s = a hegesztési hőciklus okozta alakváltozás ε k = a zsugorodás okozta alakváltozás ε z = tartalék alakváltozás A melegrepedés-érzékenység számszerűsítésének fizikai szimuláción alapuló lehetőségei melegszakító vizsgálat NST vizsgálat 7 8 A melegrepedés-érzékenység számszerűsítésének fizikai szimuláción alapuló lehetőségei Az NST (Nil-Strength Temperature) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag NST: zérus szilárdsághoz tartozó hőmérséklet (Nil-Strength Temperature) NST vizsgálat NDT: zérus alakváltozó képességhez tartozó hőmérséklet (Nil-Ductility Temperature) HTT vizsgálat, hevítéses: Z = 0% DRT: az alakváltozó képesség helyreállásának hőmérséklete (Ductility Recovery Temperature) HTT vizsgálat, hevítéses-visszahűtéses: Z = 5% BTR: minimális alakváltozó képesség / ridegség hőmérséklet tartománya (Brittleness Temperature Range) számítás NDR: zérus alakváltozó képesség tartománya (Nil-Ductility Range) számítás DRR: az alakváltozó képesség helyreállásának aránya (Ductility Recovery Rate) számítás RDR: az alakváltozó képesség helyreállásának aránya (Ratio of Ductility Recovery) számítás CF: repedési tényező (Crack Factor) számítás C F 9 NST DRT 100% NDT NST Próbatest NST, C S960QL_ ,5 C/s S960QL_ S960QL_ S960QL_ S960QL_ C/s S960QL_ S960QL_ S960QL_ S960QL_ S960QL_ S960QL_ Átlag 1408,0 Szórás 30,46 Szórási együttható 2,16% 10 Az NST (Nil-Strength Temperature) vizsgálatok körülményei és eredményei: 6082-T6 alapanyag Az NST (Nil-Strength Temperature) vizsgálatok eredményei Hőmérséklet, C Beállított hőm. Mért hőm. 1 C/s 21 C/s NST Próbatest NST, C 6-BM-NST BM-NST BM-NST BM-NST BM-NST BM-NST BM-NST BM-NST Anyagminőség Próbatestek száma, darab Átlag, C Szórás, C Szórási együttható, % S690QL ,5 19,15 1,35 S960QL ,0 30,46 2,16 AlMg3 (5754) ,6 1,81 0, T ,6 7,15 1,16 Idő, s 6-BM-NST Cement kötőanyag Termoelemek 6-BM-NST Átlag 616,6 Szórás 7,15 Szórási együttható 1,16%

vizsgálat 7 8 A melegrepedés-érzékenység számszerűsítésének fizikai szimuláción alapuló lehetőségei Az NST (Nil-Strength Temperature) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag NST: zérus szilárdsághoz

A HTT (Hot Tensile Test) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag Hevítés-visszahűtés (on cooling) 500 C/s 2 s 40 C/s 13 Hőmérséklet, C Kontrakció, % 800 93,05 1000 99,82 1100 99,52 1200 99,99 1300

6 A HTT (Hot Tensile Test) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag Hevítés-visszahűtés (on cooling) 500 C/s 2 s 40 C/s 13 Hőmérséklet, C Kontrakció, % , , , , , , , , / , / , / , / , / , /800 92, /500 83,98 HTT (Hot Tensile Test) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag Fajlagos keresztmetszet-csökkenés, Z, % HTT hevítéses HTT hevítéses-visszahűtéses NST NST = 1408 C NDT = 1390 C DRT = 1370 C C F = 2,73% C F < 4%, nincs érzékenység Hőmérséklet, T, C 14 A hegesztési paraméterek hőhatásövezetre gyakorolt hatásának vizsgálata (HAZ) A hegesztési paraméterek hőhatásövezetre gyakorolt hatásának vizsgálata (HAZ) Hegesztési körülmények hegesztő eljárás: VFI (82% Ar + 18% CO 2 ) alapanyag: S960QL (SSAB: WELDOX 960) hozaganyag: UNION X 96 t 8,5/5 = 5 15 s (6 10 s) lemezvastagság: 12 mm Fizikai szimuláció modell: Rykalin 3D próbatest: 10 x 10 x 70 mm durvaszemcsés övezet ( ºC) 1350 ºC normalizált (finomszemcsés) övezet (A ºC) 950 ºC részleges átkristályosodási (interkritikus) zóna (A 1 A 3 ) 800 ºC t 8,5/5 = 5 s és 15 s vonalenergia: 1015 J/mm és 3046 J/mm Durvaszemcsés övezet T max = 1350 C HAZ vizsgálat A HAZ vizsgálatok eredményei: keménységmérések A HAZ vizsgálatok eredményei: ütővizsgálatok Hőhatásövezeti zóna T max, C Átlagkeménység, HV10 t 8,5/5 = 5 s t 8,5/5 = 15 s szemcsedurvulási normalizált részleges átkristályosodási Ütőmunka -40 C hőmérsékleten, KV, J t8,5/5 = 5 s t8,5/5 = 15 s Maximális hőmérséklet, T max, C

S960QL alapanyag Fajlagos keresztmetszet-csökkenés, Z, % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 HTT hevítéses HTT hevítéses-visszahűtéses NST NST = 1408 C NDT = 1390 C DRT = 1370 C C F = 2,73% C F < 4%,

7 Összefoglalás, következtetések 1. Összefoglalás, következtetések 2. A Gleeble 3500 termo-mechanikus szimulátorral az NST hőmérsékletek nagy megbízhatósággal határozhatók meg. Az elvégzett NST vizsgálatok alapján a vizsgált anyagminőségek NST hőmérsékletei az alábbiak: S690QL jelű acél: 1421 C; S9060QL jelű acél: 1408 C; AlMg3 (5754) jelű alumíniumötvözet: 603 C; 6082-T6 jelű alumíniumötvözet: 607 C. Az elvégzett NST és HTT vizsgálatok alapján megállapítható, hogy az S960QL acél melegrepedés-érzékenységi hajlamot nem mutat. A Gleeble 3500 termo-mechanikus szimulátorral az S960QL jelű acél hőhatásövezetének kritikus zónái megbízhatóan előállíthatók. Az S960QL jelű acél VFI eljárással történő hegesztésének technológiája a hőhatásövezet fizikai szimulációira alapozva megtervezhető, a kötés megfelelő minősége garantálható. A szimulált hőhatásövezet szemcsedurvulási és normalizált zónáiban a két szélső t 8,5/5 hülési időhöz tartozó keménységek szignifikánsan eltérnek, a részleges átkristályosodási zóna ugyanezen keménységei azonosnak tekinthetők. A keménység értékek átlagai biztonsággal az előírt határérték alatt maradtak. A szimulált hőhatásövezeti zónák ütővizsgálatának eredményei megfelelnek követelményeknek Köszönetnyilvánítás A Gleeble 3500 típusú termo-mechanikus fizikai szimulátor beszerzésére a TIOP /1-2F nyilvántartási számú projekt keretében került sor. Az előadásban ismertetett kutató munka a TÁMOP B-10/2/KONV projekt eredményeire alapozva, a TÁMOP A-11/1/KONV jelű projekt részeként az Új Széchenyi Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. A fizikai szimuláció szerepe nagyszilárdságú acél és alumíniumötvözet hegeszthetőségének megítélésében ME Lukács János egyetemi tanár janos.lukacs@uni-miskolc.hu Kuzsella László egyetemi docens Koncsik Zsuzsanna tanársegéd Meilinger Ákos tanársegéd Gáspár Marcell PhD hallgató Miskolci Egyetem, Gépészmérnöki és Informatikai Kar Mechanikai Technológiai Tanszék Köszönöm a megtisztelő figyelmet!

jelű alumíniumötvözet: 607 C. Az elvégzett NST és HTT vizsgálatok alapján megállapítható, hogy az S960QL acél melegrepedés-érzékenységi hajlamot nem mutat.

Hasonló dokumentumok

Nagyszilárdságú acélok és alumíniumötvözetek hegesztett kötéseinek viselkedése ismétlődő igénybevétel esetén

Nagyszilárdságú acélok és alumíniumötvözetek hegesztett kötéseinek viselkedése ismétlődő igénybevétel esetén Lukács János Nagy Gyula Gáspár Marcell Meilinger Ákos Dobosy Ádám Pósalaky Dóra Miskolci Egyetem,