Bevezetés a ézeres anyagegunkáásba FBN33E- Dr. Geretovszky Zsot. noveber. Átaános esetben: Kinetikai hatás s. ( t) e aho dt : a foyaat aktivációs energiája R: az egyetees gázáandó ive a diffúzió a csúcshőérséket közeében a egjeentősebb így raktikus a kinetikai hatást ennek függvényében kifejezni: α t e
Kinetikai hatás s. A csúcshőérséket közeében a T(t) függvény jó közeíthető araboáva. Ezze a közeítésse az α és t zárt anaitikus forában kifejezhető: ontszerű feszíni forrás vonaszerű éységi forrás α α π π t t Aq v Aq vd πλet T 4πλρce ( T T ) e: a ter. ogaritus aaszáa d: a eez vastagság Kinetikai hatás s 3. Leggyakrabban azt szeretnénk, ha a vátozás eggyorsabban, vagy egnagyobb értékben ejátszódna, ai ekvivaens azza, hogy Avagy ontszerű feszíni forrás vonaszerű éységi forrás T T π Aq v πλet T e π Aq vd 4πλρce( T T) e. diffúzióra / az egyes anyagcsaádokra kb. áandó, féek: 5-, keráiák -7, gyéánt 3-36 J.C. on, K.E. Eastering and M.F. Ashby, Acta Metaurgica 3 (984) 949-96
Kaibráci ció. Tegyük fe, hogy bizonyos kíséreti körüények között () iserjük a kinetikai hatást. α t e Ha egy ásik kíséret során vagyunk kiváncsiak a kinetikai hatásra: α t e α t α t R T T e Ez egy átaános esetben érvényes összefüggés, eye száítható. Kaibráci ció. Ha ost ég azt is fetéteezzük, hogy ind a kaibráó, ind edig az isereten ontban köze vagyunk a egunkát anyag ovadásontjához: akkor T T T α t α t Az α és t értékeit beírva edig ontforrásra qv q v vonaforrásra qv d q vd
Diffúzió Terikusan indukát foyaatok Szecseéret növekedés (grain growth) Szintereés (sintering) Fedurvuás (artice coarsening) Diffúzi zió. A cé: az anyag feszínébe szeretnénk diffundátatni egy ásik koonenst. szenezés (carburization), févezetők adaékoása (doing) D ke Dt kte araboikus közeítésben k α t e Kaibrációs ont () hasznáatáva ontforrásra: qv ( ) q v
Diffúzi zió. λ 3.5W a 7.5 T 8K T 98K 6 K s grafit diffúziója Arco acéba CO ézer,,98kw,,36 in -,,7, r B 6 P. Canova and E. Raous, Journa of Materias Science (986) 43-46 Szenítés s (carb arburisation) 5CrNi6 acé CO ézer (λ.6) 75W, r B 3.5 aikor szenet diffundátatunk az anyagba acé feszín 75W, r B 3.5.4 /in 5x. /in x sziárd fázisú diffúzió grafit rétegge 8W, r B 3.5 /in x ovasztás A.. Katsaas, G.N. Haideenoouos: Laser-bea carburizing of ow-aoy stees, Surface and Coatings Technoogy 39 () 83-9
Szecseéret növekedn vekedés s. dg dt k g e g: szecseéret gdg ke dt g g kte g : kezdeti szecseéret vonaforrásra g g ( g ) ( g ) qv d q vd Szecseéret növekedn vekedés s. ausztenit szecsék növekedése Nb-a ötvözött acéban, CO ézer, kw,, in -, d, r B,3, g 4µ J.C. on: Modeing the icrostructura changes in stees due to fusion weding, PhD thesis, 985
Szintereés. A szintereés (sintering) hajtóereje a fino orszecsék nagy feüeti energiája. Aikor egy ort a szecséket akotó anyag ovadásontjának kb. /3-ra eegítik, akkor a egnövekedett diffúziósebesség révén a szecsék összeovadnak (necking), eynek során a rendszer összfeüete csökken, s egyszersind töörödik is az anyag. dρ dt k e n ρ: a sűrűség : szecseéret n: konstans (át. 3 körüi érték) : a szintereés (~ szecsehatár diffúzió) aktivációs energiája Szintereés. eőtte utána 4/s több koonensű Cu-ötvözet or ézeres szintereése 6/s Dongdong Gu, Yifu Shen: Baing henoena during direct aser sintering of uti-coonent Cu-based eta owder, Journa of Aoys and Coounds 43 (7) 63 66
Szeektív ézeres szintereés (SLS) zirconia, ZrO htt://en.wikiedia.org/wiki/seective_aser_sintering htt://www.3dsystes.co/roducts/ss/index.as Otikai adattáro roás 78n 65n 45n htt://www.eoe.corne.edu/ages/h336/bu-ray.ht htt://www.couteroutook.co/forus/index.h?showtoic358&odethreaded
Feadatok ) Mérésekke azt taáták, hogy egy ARMCO vas feszínébe a szén,7 éységben diffundátatható be, ha a intán évő grafit bevonatot egy CO ézer 6 sugarú, 98 W-os nyaábjáva viágítjuk eg, iközben a intát,36 in - sebességge ozgatjuk a nyugvó ézernyaábhoz viszonyítva. Száoja ki, hogy iyen karakterisztikus éységig diffundá a szén a vasba, ha a nyaábtejesítényt 58 W-re csökkentjük, a ozgatás sebességét edig,5 in - -ra növejük! ) A szerkezeti vátozások terodinaikai foyaatai bizonyos esetekben ovasztássa, és/vagy eároogtatássa járnak. Megfigyeték, hogy az L o /T o, ietve az L /T f hányadosok a egtöbb fére és ötvözetre jó közeítésse áandó, s az utóbbi hányados az eőbbinek kb. tízszerese. Mive agyarázza a hányadosok áandóságát? Mibő szárazhat a tizes szorzófaktor? Várhatóan fenná-e hasonó összefüggés ezen ennyiségek között neféek esetében is? Váaszait indokoja! (L o : ovadáshő, T o : ovadásont, L : árogáshő, T f : forrásont). feadat λ 3.5W a 7.5 T 8K T 98K 6 s A feadat szövege szerint: P. Canova and E. Raous, Journa of Materias Science (986) 43-46 Kaibrációs ont () hasznáatáva: qv ( ) q v q v.7? 98W q 58W.36 in v.5 in 58W.36 in ( ) (.7). qv q v 98W.5 in