A szerkezeti anyagok tulajdonságainak megváltoztatási lehetőségei. Szilárdság növelésének lehetőségei



Hasonló dokumentumok
Hőkezelhetőség, hőkezelt alkatrészek vizsgálata

A hőkezeléseket három lépésben végzik el:

(C) Dr. Bagyinszki Gyula: ANYAGTECHNOLÓGIA II.

Anyagtudomány Előadás. Acélok nem-egyensúlyi átalakulási diagramjai Izotermás és folyamatos hűtésű átalakulási diagramok

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1. 1. Ötvözők hatása 2. Szerkezeti acélok

Alakítás és hőkezelés hatása az acél szövetszerkezetére

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK. Anyagtudomány c. tantárgyból a 2009/10. tanév I. félévében Gépészmérnöki és Informatikai Kar, Gépészmérnöki Szak, BSc képzés

Acélok és öntöttvasak definíciója

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1

Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

SZERSZÁMKÉSZÍTŐ MESTERVIZSGÁRA FELKÉSZÍTŐ JEGYZET

Orvosi implantátumok anyagai

Anyagtudomány. Vasötvözetek fémtana. Gyakorlati vas-karbon ötvözetek Ötvözetlen acélok, öntöttvasak

Atomerőművi anyagvizsgálatok 4. előadás: Fémtan

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK

ANYAGISMERET I. ACÉLOK

Magyarkúti József. Anyagvizsgálatok. A követelménymodul megnevezése: Mérőtermi feladatok

TANULÁSTÁMOGATÓ KÉRDÉSEK AZ 2.KOLLOKVIUMHOZ

Hőkezelési utasítások készítése

A hőkezelés célja. Hőkezelési eljárások. Fémek hőkezelése. Tipikus hőkezelési ciklus

Gépészet szakmacsoport. Porkohászat

Anyagszerkezettan vizsgajegyzet

Felkészülést segítő kérdések

ACÉLOK ÉS ALKALMAZÁSUK

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Hőkezelt alkatrészek vizsgálata

Műanyagalakító szerszámacélok

MUNKAANYAG. Dabi Ágnes. A villamos ívhegesztés fajtái, berendezései, anyagai, segédanyagai, berendezésének alkalmazása

Fémes szerkezeti anyagok

Anyagfelvitel nélküli felületkezelések

KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLOK HEGESZTÉSE

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1. Szerkezeti acélok

Lézersugaras technológiák II. Buza, Gábor

VASTAGLEMEZEK HEGESZTÉSE

GAFE FORGÁCSOLÁSI ALAPISMERETEK (Gépi forgácsoló műveletek)

Az ötvözők hatása az acélok tulajdonságaira

JÁRMŰIPARI VÉKONYLEMEZEK ÍV- ÉS ELLENÁLLÁS-PONTHEGESZTÉSE

Mérnöki anyagismeret. Szerkezeti anyagok

A vizsgafeladat ismertetése: A szóbeli vizsga kérdései a következő témaköröket tartalmazzák:

GÉPJAVÍTÁS IV. SEGÉDLET

Anyagmérnöki Tudományok, 37. kötet, 1. szám (2012), pp

2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 20%.

Az alakítási textúra hatása a saválló acélokban végbemenő fázisátalakulásokra

Kötőelemek tűrései a DIN 267 T2 szerint

Alumínium és ötvözeteinek hegesztése

Szilárdság (folyáshatár) növelési eljárások

A fémtani vizsgálatok csoportosítása

ALAKVÁLTOZÁS INDUKÁLTA MARTENZITES ÁTALAKULÁS AUSZTENITES Cr-Ni ACÉLOKBAN

TDK Dolgozat. DP acélok ellenállás ponthegesztése

(Fordította: Dr Való Magdolna)

SZERVÍZTECHNIKA ÉS ÜZEMFENNTARTÁS. Dr. Szabó József Zoltán Egyetemi docens Óbudai Egyetem BDGBMK Mechatronika és Autótechnika Intézet

Vas- karbon ötvözetrendszer. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Fémek technológiája

A melegen hengerelt acélszalagok tulajdonságainak javítása a szalaghűtő-rendszer optimalizálásával

BÍRÁLAT. Szabó Péter János

Mérnöki anyagok Járműszerkezeti anyagok. Vas-karbon ötvözetrendszer Egyensúlyi átalakulások

A korrózió elleni védekezés módszerei. Megfelelő szerkezeti anyag alkalmazása

SZERSZÁMKÉSZÍTŐ. I. Általános irányelvek 1. A képzés szabályozásának jogi háttere. A központi program

Anyagszerkezet és vizsgálat. 4. Előadás: Vas-karbon ötvözetrendszer

A vizsgafeladat ismertetése: Gyártósori gépbeállító feladatok ismeretanyag

GRANE Szerszám- és mûanyagformaacél

Egyensúlyitól eltérő átalakulások

Mechanikai tulajdonságok Statikus igénybevétel. Nyomó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása

Vasötvözetek hőkezelése Teljes keresztmetszetre kiterjedő hőkezelések. Fábián Enikő Réka

A szárazmegmunkálás folyamatjellemzőinek és a megmunkált felület minőségének vizsgálata keményesztergálásnál

Tisztelt Ügyfelünk! Szíves figyelmébe ajánljuk a DIRECT LINE Nemesacél Kft. további katalógusait:

Készítsen elvi szabadkézi vázlatokat! Törekedjen a témával kapcsolatos lényeges jellemzők kiemelésére!

Vas és szén. Anyagismeret, anyagkivála sztás. Acél jellemzıi. Egyéb alkotók: ötvözı vagy szennyezı?

Hőkezelési eljárások:

A metastabilis Fe-Fe 3 C ikerdiagram (Heyn - Charpy - diagram)

Színfémek és ötvözetek egyensúlyi lehőlése

7. Alapvető fémmegmunkáló technikák Öntés, képlékenyalakítás, préselés, mélyhúzás. ( )

Nettó árak, érvényes ig. nagyobb teljesítmény, mint amire számít. HOLEX ProSteel a tömör keményfém HPC nagyoló marók új generációja.

joke Fill Hegesztési hozaganyagok joke Fill hegesztési hozaganyagok

Hidegalakító szerszámacélok

SZERSZÁMKÉSZÍTŐ. 2. A szakképesítés OKJ-ban szereplő és egyéb adatai. A szakképesítés azonosító száma:

SZERSZÁMKÉSZÍTŐ. I. Általános irányelvek 1. A képzés szabályozásának jogi háttere A központi program

Mechatronikai technikus Mechatronikai technikus

A TRIP ACÉL PONTHEGESZTÉSÉNEK HATÁSA RESISTANCE SPOT WELDING EFFECT IN CASE OF TRIP STEEL

Fémek hegeszthetősége bevontelektródás kézi ívhegesztéssel

Könnyűfém és szuperötvözetek

Dr. Gulyás József - Dr. Horváth Ákos - Illés Péter - Dr. Farkas Péter ACÉLOK HENGERLÉSE

Javító és felrakó hegesztés

BUDAPESTI MŰSZAKI EGYETEM Anyagtudomány és Technológia Tanszék. Hőkezelés 2. (PhD) féléves házi feladat. Acélok cementálása. Thiele Ádám WTOSJ2

Vas- karbon ötvözetrendszer

Anyagismeret. 3. A vas- karbon ötvözet

A nagytermi gyakorlat fő pontjai

2/ Szerszámkészítő Szerszámkészítő

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

DIEVAR Premium Warmarbeitsstahl

MUNKAANYAG. Szám János. Furatesztergálás technológiai tervezése, szerszámok, készülékek megválasztása, paraméterek meghatározása

MEGHÍVÓ. MTA-ME Anyagtudományi Kutatócsoport eredményei

TARTALMI ÖSSZEFOGLALÓ

Anyagvizsgálatok. Technológiai vizsgálatok

ÖSSZEFOGLALÓ. I. Áttekintés

A lineáris dörzshegesztés technológiai paramétereinek megválasztása

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

Az anyagok mágneses tulajdonságai

Átírás:

A szerkezeti anyagok tulajdonságainak megváltoztatási lehetőségei Szilárdság növelésének lehetőségei

A fémek tulajdonságainak megváltoztatási lehetőségei A fémek tulajdonságait meghatározza: az összetételük, a szerkezetük és a feszültség állapotuk. A tulajdonság megváltoztatás célja lehet: a mechanikai tulajdonságok megváltoztatása fizikai tulajdonságok megváltoztatása stb.

A fémek szilárdság növelésének lehetséges módszerei ötvözés hidegalakítás (felkeményedés) hőkezelés

A fémek szilárdság növelésének lehetséges módszerei Ötvözés Az ötvöző elemek a fémekben: szilárd oldatot, vegyületet képezhetnek két-és többfázisú szövetelemeket (eutektikum, eutektoid) de minden esetben növelik a szilárdságot.

A hidegalakítás hatása Ha egy fémet a folyáshatárnál nagyobb feszültséggel terheljük, maradó alakváltozást szenved. A maradó alakváltozás eredményeként, megváltozik a fém állapota azaz felkeményedik. (felkeményedés)

A hidegalakítás hatása (felkeményedés)

Hőkezelés A hőkezelés egy tervszerűen megválasztott hőmérsékletváltoztatási folyamat, mely felhevítésből, hőntartásból és lehűtésből áll, és célja a munkadarab szövetszerkezetének illetve feszültségállapotának tudatos megváltoztatása, az előírt tulajdonságok elérése céljából.

Hőkezelés Hőmérséklet-idő diagram Hőkezelés közben a szerkezeti anyag szilárd halmazállapotú, részlegesen sem olvad meg, tehát a hőkezelést csak a szolidusznál kisebb hőmérsékleten végezzük!

A hőkezelés alapja lehet: az allotróp átalakulások befolyásolása, az eutektoidos folyamat egyensúlyitól való eltérítése (vasötvözetek) a szilárd állapotban végbemenő oldódás és kiválás befolyásolása a diffúzió, a szilárd állapotban bekövetkező oldódás, ötvözés tudatos kihasználása feszültségmentesítés

A hőkezelés során lejátszódó folyamatok A darab és a környezet között hőcsere van. Megvalósulhat hővezetéssel, hőáramlással hősugárzással

T, C o Munkadarabok hevítése és hűtése (1) Hevítés és hűlés során a munkadarab felületének és belsejének a hőmérséklete eltérő Kemence Felület Mag hőmérséklete Idő, s

Munkadarabok hevítése és hűtése (2) A felület és a mag közötti hőmérséklet különbséget befolyásoló tényezők: A mdb és a kemence közötti hőmérséklet különbség A hevítés sebessége A mdb hővezető képessége A mdb mérete A hőátadás módja A hőmérséklet különbség belső feszültségeket, repedéseket, vetemedést okozhat! A felhevítés lehet szakaszos!

Munkadarabok hevítése és hőntartása (1) A hőntartás célja: A hőmérséklet különbségek kiegyenlítése A fémtani folyamatok lejátszódása (pl. ausztenitesedés) A kemencében lejátszódó folyamatok: Oxidáció Dekarbonizáció Tudatos összetétel változtatás

Munkadarabok hevítése és hőntartása (2) Oxidáció vasötvözeteknél: 200-300 C o között vékony oxid hártya 600 C o fölött vastag, rideg oxidréteg (reve) Dekarbonizáció vasötvözeteknél: Az elszéntelenedés 700 C o fölött indul meg Ehhez hasonlóan az ötvözők is kiéghetnek Következmény: a felületi kéreg nem edződik meg, kisebb szilárdságú, a húzófeszültségek miatt repedési veszély

Munkadarabok hevítése és hőntartása (3) Egyéb gázok hatása az acél felületére: A hidrogén dekarbonizál A szénmonoxid karbonizál A nitrogén semleges A széndioxid, oxigén és a vízgőz oxidál A kéndioxid 800 C o fölött intenzíven revésít

Munkadarabok hűtése (1) A lehűtés az izzítási hőmérsékletről szobahőmérsékletre szabályozottan történik A lehűtés sebességét az elérni kívánt szövetszerkezeti változás határozza meg A lehűtési sebesség főbb formái: Gyors hűtés (edző, rögzítő hatású) Normál hűtés (rendszerint levegőn) Lassú hűtés (lágyító hatású)

Munkadarabok hűtése (2) Hűtőközegek: Kemence (szabályozott, lassú hűlés) Levegő (természetes hűlés) Olaj (közepesen gyors hűtés) Sóolvadékok, vizes emulziók, víz (gyors hűtés) A hűtési sebesség hatása a munkadarab hőmérséklet eloszlására: Minél gyorsabb a hűtés, annál nagyobbak a hőmérséklet különbségek a felület és a mag között

A hőkezelések csoportosítása teljes keresztmetszetre kiterjedő és felületi hőkezeléseket.

Teljes keresztmetszetre kiterjedő hőkezelések A kezelések lehetnek: lágyító és egyneműsítő keménységet fokozó szívósságot fokozó Az anyagokra vonatkozó anyagszabványok a legfontosabb hőkezelések adatait tartalmazzák.

Lágyító és egyneműsítő hőkezelések Cél: a lágy, homogén, finomszemcsés állapot biztosítása. Felosztás: átkristályosodással nem járó hőkezelések T< A c1 teljes átkristályosodással járó kezelések T> A c3

Feszültségcsökkentés Célja az anyagban lévő belső feszültségek csökkentése vagy megszüntetése. A belső feszültségek az öntést, kovácsolást, hengerlést és hegesztést, követő egyenlőtlen hűtés, valamint hidegalakítás (hajlítás, egyengetés, nagyoló forgácsolás) során keletkeznek az acélokban. A feszültségcsökkentésnél a munkadarabot 550-650 C hőmérsékleten 2-6 órán át hőntartjuk, majd kemencével együtt hűtjük.

Átkristályosodással nem járó hőkezelések Lágyítás Cél:a 0,3 %-nál nagyobb C tartalmú ötvözetlen valamint ötvözött acélok forgácsolhatóságának, alakíthatóságának biztosítása. az acélt A c1 -nél 10-20 C -al kisebb hőmérsékletre (680-700 C -ra) hevítjük, itt hőntartjuk, majd kemencében hűtjük. A hőntartás időtartama ötvözetlen acélok esetében 2-3 óra, ötvözötteknél 4-5 óra. A lágyítás Brinell keménységméréssel ellenőrizhető, a keménységértékeket az anyagszabványok tartalmazzák.

Lágyítás Szövetszerkezet: szemcsés perlit A cementit lemezek felszakadása még nem történt meg 0,45 % C ötvözetlen acél

Lágyítás Lágyítás előtt lágyított Ötvözetlen szerszámacél C 0,8%

Normalizálás Célja a melegen alakított, hegesztett, öntött acélok túlhevített, durvaszemcsés, egyenlőtlen szemcseszerkezetének javítása A ausztenitesítés(ac3+30-50 C ), 5-10 perces hőntartás után nyugodt levegőn való lehűtésből A keletkező szövetszerkezet a C tartalomtól függően ferrit, lemezes perlit vagy lemezes perlit és szekunder cementit. A normalizált acélok mechanikai jellemzői a szelvényátmérőtől függnek!

Normalizálás 0,45 % C ötvözetlen acél Szállítási állapot Normalizált

Normalizálás Szövetszerkezet ferrit + perlit (lemezes) Betétben edzhető ötvözetlen acél Ötvözetlen nemesíthető acél

Keménységet fokozó hőkezelések Cél: az acél legnagyobb keménységének biztosítása. Az acél martenzites állapotban a legkeményebb. A martenzit úgy érhető el, hogy az acélt homogén ausztenites állapotból a felső kritikus lehűlési sebességnél gyorsabban hűtjük. Ezt a műveletet, mint hőkezelést edzésnek nevezzük. Az edzés célja a martenzites szövetszerkezet biztosítása!

Az acél edzhetősége, átedzhetősége Az acélnak azt a tulajdonságát, hogy ausztenites állapotból v kf -nél nagyobb sebességgel hűtve martenzitessé tehető az acél edzhetőségének nevezzük.

Az acél edzhetősége, átedzhetősége Az edzhetőség feltételei: 1. A szövetszerkezet a hűtés megkezdésekor legyen ausztenites. Hipoeutektoidos acéloknál: A c3 + 30-50 C Eutektoidos acéloknál: A c1 + 30-50 C Hipereutektoidos acéloknál: A c1 + 30-50 C, 2. A C tartalom legyen nagyobb, mint 0,2 % 3. A lehűlési sebesség legyen nagyobb, mint a v fkf.

Az átedzhetőség fogalma Ideálisan vagy teljesen átedződő szelvényátmérőnek nevezzük azt az átmérőt, amelynél az adott összetételű mdb teljes keresztmetszete martenzites lesz (v > v kr ) átedződő szelvényátmérőnek (DI) nevezzük azt az átmérőt, amelynél az adott összetételű mdb magja 50%-ban martenzites, 50%-ban bénites lesz A gyakorlatban az átedzhető szelvényátmérőt (DI) tekintjük edzhetőségi kritériumnak

Az edzhetőség vizsgálata Jominy próbával (1) A Jominy próba 25,4 mm átmérőjű, 100 mm hosszú hengeres rúd, melyet ausztenitesítés után a véglapon vízsugárral hűtenek A vizsgálati eredmény a paláston mért keménység eloszlás

A Jominyvizsgálat kísérleti elrendezése A vízsugár intenzitása, ezáltal a hűlési sebesség állandósága az esési magassággal szabályozott Az edzhetőség vizsgálata Jominy próbával (2)

Jominy vizsgálat

Ötvözetlen és ötvözött acélok Jominy görbéi C tartalom hatása Hűlési sebesség az elérhető keménység nő Ötvözők hatása, DI-t növelik Jelölés SAE J404 C% Mn% Ni% Cr% Mo% 1020 0.20 0,90 0,01 - - 1040 0,39 0,89 0,01 - - 1060 0,62 0,81 0,02 - - 4140 0,38 0,79 0,01 1,01 0,22 4340 0,40 0,75 1,71 0,77 0,30

Az átedzhetőséget befolyásoló tényezők (1) Ausztenit szemnagyság: A számok 4-8-ig a szemcsenagyságot mutatják, a 8-as a legkisebb szemcse Minél nagyobb az ausztenit szemcsnagyság, annál jobb az átedzhetőség. Vigyázat a durvább martenzit nem kedvező! A karbon tartalom növeli a martenzit keménységét, és az átedzhetőséget

Az átedzhetőséget befolyásoló Ötvözőelemek: az egyes ötvözők az átedzhetőséget eltérő mértékben növelik, ezt egy szorzótényező fejezi ki tényezők (2)

A Jominy görbe és az átedzhető átmérő meghatározása számítással (1) Ismert az acél kémiai összetétele Pl. a SAE J406-os szabvány tartalmazza az egyes ötvözők szorzófaktorát, melyből az átedzhető szelvényátmérőt (DI) lehet meghatározni A DI-ből a szabványban ismertetett módon lehet a Jominy görbét származtatni

A Jominy görbe és az átedzhető átmérő meghatározása számítással (2) C% 0,35 0,189 Példa: CrMo 35 acél Mn% Si% Ni% Cr% Mo% Cu% V% 0,86 0,26 0,10 0,96 0,19 0,22 0,01 3,867 1,182 1,036 3,074 1,570 1,080 1,020 Adott ötvöző%-hoz tartozó szorzó faktorok (SAE J406-os szabvány) A szorzó faktorok szorzata adja az átedződő átmérőt: DI = 4,758 = 121 mm A Jominy távolságból és az összetételből a szabványban lévő szorzótényezőkkel számítható a keménység

Edzés Célja a martenzites szövetszerkezet, ezzel a legnagyobb keménység biztosítása. Az edzés hőmérsékletének megválasztásakor az alábbiakat kell figyelembe venni: Hipoeutektoidos acéloknál: A c3 + 30-50 C Eutektoidos acéloknál: A c1 + 30-50 C Hipereutektoidos acéloknál: A c1 + 30-50 C Az egyes acélfajták edzési hőmérsékletét a vonatkozó anyagszabványok tartalmazzák.

A hőntartási idő: a darab méreteitől függ a lehűtés a v > v kf feltételt teljesítő víz, vizes emulzió vagy olaj, szerszámacélok esetében sófürdő. Az edzett acél kemény, rideg, szerkezeti anyagként nem használható, ezért minden esetben szükség van egy újabb kezelésre ez a megeresztés. A megeresztés hőmérséklete általában 180-200 C, ideje legalább fél illetve egy óra. A kis hőmérsékletű megeresztés az acél ridegségét csökkenti a keménység jelentéktelen csökkenése mellett. Az edzés keménységméréssel ellenőrizhető!

Edzés Edzett, megeresztett szövet. Martenzit+ kevés maradék ausztenit

Szívósságot fokozó hőkezelések Nemesítés A nemesítés = edzés + nagyhőmérsékletű megeresztés. A megeresztés során lejátszódó folyamatok A kialakuló szövet szferoidit

Szívósságot fokozó hőkezelések Nemesítés. Az anyagjellemzők változása ötvözetlen acél nemesítése során

Kiválásos keményítés A kiválásos keményítés a szilárdságnövelés hatékony eszköze abban az esetben, ha az alapfém és az ötvöző egymással szilárdoldatot alkot, az oldódás korlátozott, és a szilárd állapotban való kiválás az ötvöző és az alapfém vegyületének formájában történik. Alkalmazás: alumínium ötvözeteknél mikroötvözött acélok kúszásálló ötvözetek

Kiválásos keményítés