Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére Csepeli Zsolt Bereczki Péter Kardos Ibolya Verő Balázs Workshop Miskolc, 2013.09.06.
Előadás vázlata Bevezetés Vizsgálat célja, jellemző adatai Mérés tapasztalatai Méréstechnikai háttér Programozási háttér Átalakulási hőmérsékletek meghatározása, értékelése Kialakult szövetszerkezetek vizsgálata
Hőmérséklet Bevezetés Termodinamikai szempontból a DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) és az alakítás nélküli statikus átalakulás közötti legnagyobb különbséget az jelenti, hogy a DIFT-nél az alakítással bevitt tárolt energia is megjelenik a γ α átalakulás hajtóerejeként. Emiatt fontos, hogy számszerűsítsük a tárolt energia nagyságát és megismerjük hatását az ausztenit átalakulására. Idő
Vizsgálat célja, jellemző paraméterei A vizsgálatok célja az ausztenit átalakulási hőmérsékletének meghatározása dilatométerrel az ausztenites állapotban végzett alakítás hőmérsékletének függvényében. Vizsgált S460MC minőségű acél kémiai összetétele: 0,07%C, 1,45%Mn, 0,016%Si, 0,007%S, 0,015%P, 0,076%Al, 0,055%Nb Próbatest mérete: Ø10 18 mm Alakítások száma: 1 Logaritmikus alakváltozás mértéke: 0,4 Alakváltozás sebessége: 1 s -1 Alakítás hőmérséklete: 950 C, 920 C, 890 C, 860 C, 830 C, 800 C, 770 C
Matematikai szimulációval (HSMM) meghatározott hőmérsékletvezetés utolsó szúrás vízhűtés (ΔT 175 C)
Mérési ciklus T 1 [ C] T 2 [ C] T 3 [ C] #1 950 922 747 #2 920 892 717 1 C/s #3 890 862 687 #4 860 832 657 #5 830 802 627 #6 800 772 597 #7 770 742 567
Dilatométeres mérés
Méréstechnikai háttér A műszer méréstartománya ±2.5mm, így annak érdekében, hogy a 40%-os hosszirányú redukció utáni megnövekedett átmérőjű próbatesten is képes legyen mérni a fázisátalakulás okozta átmérőváltozást úgy kellett beállítani, hogy felhelyezve a ~10mm átmérőjű próbatestre, méréstartományának alsó részében tartózkodjon. A műszer mérőtestét kerámiaszálas huzallal függesztettük fel egy tűgörgős csapággyal ellátott hengerre, amely egy acélrúdon fut, biztosítva ezzel a műszer axiális irányú szabad mozgását. A próbatest két vége között, amelyek az alakító szerszámokkal érintkeztek jelentős hőmérséklet-különbség volt tapasztalható. Végleges megoldást a rézalátétek időközi cseréje jelentett, mert ezek az alátétek az alakítások során fellépő jelentős erő hatására eltérő módon deformálódnak és oxidálódnak, amely nem csak felületi, hanem mikroszerkezeti változásokat is eredményez. Ez oldalanként eltérő elektromos ellenállású szerszámtesteket eredményez, ami miatt a hőprofil aszimmetrikussá válik.
Programozási háttér A program specifikuma, hogy a kellően nagy sebességű (1 s -1 ) és pontos logaritmikus alakváltozási mértékű alakítás megvalósíthatósága érdekében a programban az alakítás alatt a két alakító szerszámra rögzített útjeladó által mért jelre szabályoztuk a munkahengerek mozgását. A program figyelembe veszi az adott alakítási hőmérsékletre jellemző hőtágulás értékét, hiszen a hevítés tehermentes állapotban történik, majd ezzel a kiindulási hosszal kiszámítja a 0,4-es mértékű logaritmikus alakváltozáshoz szükséges hosszcsökkenés értékét. A bal oldali munkahengert a program úgy mozgatja, hogy a nullázott értékű útjeladó épp ekkora negatív elmozdulást érjen el 0.4s alatt. A háromlépcsős hűtési szakasz pedig szintén tehermentes állapotban, tehát erővezérlés mellett megy végbe a vizsgálati feladatban leírt módon és paraméterekkel.
Távolság, μm Dilatogramok kiértékelése 2600 2580 2560 Dilatogram Ausztenit Ferrit Lineáris (Ferrit) Lineáris (Ausztenit) y = 0,1974x + 2403 R 2 = 0,9991 2540 2520 2500 2480 2460 y = 0,3091x + 2265,1 R 2 = 1 2440 2420 2400 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Hőmérséklet, C
Hőmérséklet, C Átalakulási hőmérsékletek 800 750 700 650 600 550 3% átalakult hányad 97% átalakult hányad 2. szövetelem megjelenése 500 770 800 830 860 890 920 950 980 Alakítás hőmérséklete, C
Dilatométerrel meghatározott értékek elemzése 1 C/s
Vizsgálatok értékelése Kidolgoztuk a DIFT hatás kimutatásához szükséges dilatométeres mérés metodikáját. A kiválasztott mikroötvözött acéllal sikeres kísérleteket végeztünk az alakítással bevitt energia hatásának kimutatására az ausztenit átalakulási hőmérsékletére. A dilatogramokat kiértékelve egyértelmű összefüggés látható az alakítás hőmérséklete és az ausztenit átalakulásának kezdő, illetve befejező hőmérséklete között. Az alakítás hőmérsékletének csökkentésével jelentős szemcsefinomítást tudtunk megvalósítani. A kialakult szövetszerkezetek minőségi és mennyiségi jellemzéséhez további vizsgálatok szükségesek.
Köszönöm a figyelmet!