Szilárdságnövelés. Az előkészítő témakörei



Hasonló dokumentumok
ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2016/17. Szilárdságnövelés. Dr. Mészáros István Az előadás során megismerjük

Szilárdságnövelés. Az előadás során megismerjük. Szilárdságnövelési eljárások

Szilárdság (folyáshatár) növelési eljárások

1. Sorolja fel az újrakristályosító hőkezelés néhány ipari alkalmazását! Dróthúzás, süllyesztékes kovácsolás.

ANYAGISMERET ÚJRAKRISTÁLYOSODÁS. Bevezetés, az újrakristályosítás célja

Acélok és öntöttvasak definíciója

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Fémek technológiája

Alumínium ötvözetek. hőkezelése. Fábián Enikő Réka

ANYAGISMERET I. ACÉLOK

Az alumínium és ötvözetei valamint hegeszthetőségük. Komócsin Mihály

Fázisátalakulás Fázisátalakulások diffúziós (egyedi atomi mozgás) martenzites (kollektív atomi mozgás, diffúzió nélkül)

Alakítás és hőkezelés hatása az acél szövetszerkezetére

ACÉLOK HEGESZTHETŐSÉGE

Színes fémek hőkezelése Fábián Enikő Réka

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK

Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

TANULÁSTÁMOGATÓ KÉRDÉSEK AZ 2.KOLLOKVIUMHOZ

ACÉLOK ÉS ALKALMAZÁSUK

FÉMÖTVÖZETEK HŐKEZELÉSE

AZ ACÉLOK HŐKEZELÉSÉNEK ALAPJAI oktatási segédlet

Hőkezelő technológia tervezése

Fémötvözetek hőkezelése ANYAGMÉRNÖKI ALAPKÉPZÉS (BSc) Hőkezelési szakirány

Csikós Gábor Alumínium ötvözetek fogyóelektródás ívhegesztése, autóipari alkalmazás

SZERKEZETI ACÉLOK HEGESZTÉSE

GÉPÉSZMÉRNÖKI SZAK. Anyagtudomány II. Szabványos acélok és öntöttvasak. Dr. Rácz Pál egyetemi docens

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Alumínium és ötvözeteinek hegesztése

FÉMÖTVÖZETEK HŐKEZELÉSE

Hőkezelési alapfogalmak

Acélok II. Készítette: Torma György

GEMTT001-B ANYAGTUDOMÁNY ALAPJAI

Anyagismeret tételek

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

ALAKÍTOTT AUTÓIPARI VÉKONYLEMEZ ELLENÁLLÁS-PONTHEGESZTÉSE

Mérnöki anyagismeret. Szerkezeti anyagok

Szemcsehatárcsúszás és sebességérzékenységi tényező ultra-finomszemcsés Al-30Zn ötvözet plasztikus deformációjában. Visegrád 2011

A szilárdságnövelés lehetőségei

Kúszás, szuperképlékenység

GEMTT031-B Anyagtudomány és anyagvizsgálat

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

Tanulmány. Kidolgozta: PhD hallgató 1, egyetemi docens 2. Készült:

Vasötvözetek hőkezelése Teljes keresztmetszetre kiterjedő hőkezelések. Fábián Enikő Réka

Fémtan I. kommunikációs dosszié FÉMTAN I. ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR

ANYAGSZERKEZETTAN II.

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Hatékonyság a gyorsacél tartományában

A hegeszthetőség fogalma

Kúszás, szuperképlékenység

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

HŐKEZELÉS FÉMTANI ALAPJAI

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Szerkezeti-, különleges és szerszám acélok

lasztás s I. (gyakorlati előkész

Mikropillárok plasztikus deformációja 3.

1. Az acélok felhasználási szempontból csoportosítható típusai és hőkezelésük ellenőrző vizsgálatai

10. fejezet: Az alumínium és ötvözetei

Az ötvözet a fémek szilárd oldata, ami a következő anyagokból tevődik össze:

Anyagválasztás dugattyúcsaphoz

1. Hidegalakítás, melegalakítás, félmelegalakítás

Anyagtudomány: hagyományos szerkezeti anyagok és polimerek

Anyagtudomány2 (PhD szig) féléves házi feladat. Martenzites átalakulás és kiválásos keményítés

NEMZETKÖZI GÉPÉSZETI TALÁLKOZÓ - OGÉT

Vezetési jelenségek, vezetőanyagok

Reális kristályok, kristályhibák

CrMo4 anyagtípusok izotermikus átalakulási folyamatainak elemzése és összehasonlítása VEM alapú fázis elemeket tartalmazó TTT diagramok alkalmazásával

ANYAGISMERET Készítette: Csonka György 1

FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK

SZERSZÁMACÉL ISMERTETÕ. UHB 11 Keretacél. Überall, wo Werkzeuge hergestellt und verwendet werden

Öntöttvasak. Öntöttvasak

Könnyű- és színes fémek

ALUMÍNIUM ÉS ÖTVÖZETEI. Cél

EcoCut ProfileMaster az új generáció

FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK

SiAlON. , TiC, TiN, B 4 O 3

Mérnöki anyagok Járműszerkezeti anyagok. Vas-karbon ötvözetrendszer Egyensúlyi átalakulások

Fogászati anyagok. Dr. Mészáros István Anyagtudomány és Technológia Tanszék. Konzerváló fogászat (tömések készítése), helyreállító fogászat

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

1. A témakörök heti bontás (Ütemezés)

1.-4. modul: Korszerű, növelt szilárdságú acélok a járműváz és karosszéria gyártásában

KURZUS: VÁLOGATOTT FEJEZETEK AZ ANYAGTUDOMÁNYBÓL. Szerző: Dr. Zsoldos Ibolya Lektor: Dr. Réger Mihály. 1. MODUL: Példák különleges fémötvözetekre

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 5. Általános anyagszerkezeti ismeretek Fémek, ötvözetek

Anyagtudomány 2018/19. Bevezetés. Dr. Szabó Péter János

Nanoszemcsés anyagok mikroszerkezete és vizsgálata

MELEGEN HENGERELT ALUMÍNIUMÖTVÖZETEK DINAMIKUS ÚJRAKRISTÁLYOSODÁSÁNAK VIZSGÁLATA

ACÉLSZERKEZETEK I Előadás

Az atomok elrendeződése

Hőkezelési alapfogalmak

Fúrás felsőfokon A továbbfejlesztett Dragonskin bevonat új szintre emeli az WTX Speed és WTX Feed fúrók teljesítményét

Al 2 O 3 kerámiák. (alumíniumtrioxid - alumina)

Fejlődés a trochoidális marás területén

43,2 27, Alakváltozás (%)

ACÉLSZERKEZETEK GYÁRTÁSA 3.

CORRAX egy rozsdamentes, maraging acél mûanyag formákhoz

ÖNTÖTTVASAK HEGESZTÉSE

Az alacsony rétegződési hibaenergia hatása az ultrafinom szemcseszerkezet kialakulására és stabilitására

VANADIS 30 SuperClean Co-ötvözésû nagyteljesítményû PM gyorsacél hidegalakító szerszámokhoz

Különleges anyagok. Fémek tulajdonságait meghatározó tényezők. Az előadás során szó lesz

Átírás:

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Alapképzés Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 2007/08 Szilárdságnövelés Dr. Palotás Béla palotasb@eik.bme.hu Dr. Németh Árpád arpinem@eik.bme.hu Szilárdság növelés 1 Az előkészítő témakörei A szilárdságnövelés fontossága A szilárdságnövelés módszerei A képlékeny hidegalakítás Ötvözés Hőkezelés Diszperziós keményítés Szemcsefinomítás Újrakristályosodás Részecske és szálerősítés Gyakorlaton elvégzendő feladatok Szilárdságnövelés 2 1

A szilárdságnövelés fontossága Személyautóknál 100 kg tömegcsökkenés 0,7 l/100 km benzinfogyasztás csökkenés Repüléstechnika könnyűfémek alkalmazása Magnézium a jövő anyaga Szilárdság növelés 3 Korszerű acélszerkezetek Nagyobb szilárdság Kisebb falvastagság Hegeszthető szerkezeti acélok 1000 MPa folyáshatárt is elérték Hidak, felhőkarcolók, autódaruk (100 m 2000 kn ) Szilárdság növelés 4 2

A szilárdságnövelés lehetőségei Feladat: akadályozni a diszlokációk mozgását Tökéletes rácsú egykristályok Képlékeny hidegalakítás Ötvözés Hőkezelés Diszperziós keményítés Szemcsefinomítás A módszerek kombinációja pl, termomechanikus kezelések Kompozitok létrehozása Szilárdság növelés 5 Képlékeny hidegalakítás R m A 5 A diszlokációk a tökéletes rácshoz képest csökkentik a szilárdságot. Az alakítás hatására nő a diszlokáció sűrűség. n σ = cϕ Δ σ = k Alakítás mértéke ρ ρ: diszlokáció sűrűség Szilárdság növelés 6 3

Szilárdság növelés 7 Ötvözés hatása Az ötvözők hatása alumíniumnál : C hatása acéloknál: R m Zn Mg Cu Si Mn Ötvöző A 5 Mn Cu Mg Zn Ötvöző Szilárdság növelés 8 4

Szilárdságnövelés pl. alakítható acéloknál Csak szilárdoldatos szilárdságnövelés: 0,1 % Mn 4 MPa szil. növelés 0,1 % Si 10 MPa 0,1 % P 100 MPa, de szemcsehatáron ridegít-b akadályozza Szilárdság növelés 9 Hőkezelés Allotróp átalakulással rendelkező anyagoknál (acél, Ti) Acélok: nem egyensúlyi átalakulások hatása Perlites, bénites átalakulások Martenzites átalakulás a legnagyobb szilárdságváltozást eredményezi Allotróp átalakulás nélküli anyagoknál (alumínium, hőálló acélok ) Kiválásos keményedés ha a feltételei teljesülnek Szilárdság növelés 10 5

A kiválásos keményedés feltételei T α Szegregáció Al Fo Fo + A n B m α + Fo β α + A n B m (β) Nemesíthető ötvözetek B Alakítható ötvözetek A n B m Az oldóképesség változzon a hőmérséklet függvényében Nagy keménységű fázis váljon ki Megfelelő diffúziós tényezője legyen az ötvözőnek Szilárdság növelés 11 Homogenizálás T T t Homogenizálás hőmérsékleti tartománya (a szolidusz alatt) Szilárdság növelés 12 6

A kiválásos keményítés végrehajtása Homogenizálás T T krit Mesterséges öregítés 120-180 C Természetes öregítés 20 40 C t Gyors hűtés edzés - lágyítás Lágy anyag Al, sárgaréz Szilárdság növelés 13 A kiválásos keményedés Szilárdság β β Szemi-koherens ZÓNÁK β Inkoherens Túltelített szilárdoldat KIVÁLÁSOS KEMÉNYEDÉS Idő log. T= állandó Szilárdság növelés 14 7

Alacsonyabb hőmérsékletű öregítésnél nagyobb a szilárdság növekedés R m,(hv) T = állandó β T 2 Egyensúlyi állapot Zónák T 1 < T 2 Túlöregítés log t Szilárdság növelés 15 Nemesíthető alumínium ötvözetek Alumíniumötvözetek nemesítése= kiválásos keményítés Al Cu Al Mg Si Al Zn Mg 1,8 % 11,7 % Mg 2 Si 475 C 17 % MgZn 2 660 548 Cu 5,65 33 Al 2 Cu Al Szilárdság növelés 16 8

Acélok kiválásos keményedése I. GYORSACÉLOK (esztergakések stb). háromszor megeresztve, jelentős keménységnövekedés érhető el. A 1 T 1200 1290 ºC ~ 600 ~ 400 Mech. tul. HV A 3 ~ 550 ºC 3 x - 70-80 3 x 2 x KV 1 x T meg t Szilárdság növelés 17 Acélok kiválásos keményedése II. BH acélok (bake hardenable) Lakkbeégetésre keményedő karosszérialemezeknél 50 MPa szilárdságnövelés 170-220 0 C hevítésnél Szilárdság növelés 18 9

Diszperziós keményítés Különböző fázisok egyenletes eloszlásával szilárdság növelés érhető el. A kisebb méretű fázisok egyenletes eloszlásban nagyobb szilárdság növekedést eredményeznek Gb Gb 3 Δ σ = Δ σ = K c D r Pl. mikroötvözés Szilárdság növelés 19 Szemcsefinomítás Hall- Petch összefüggés: 1 2 R d- szemcseátmérő, e = Re0 + kd R e0, k- anyagminőségtől függő állandó R e0 Szilárdság növelés 20 10

Szilárdság növelés 21 Újrakristályosodás jelensége R m R m ANIZOTRÓP Regenerációs folyamat: Képlékeny törés A A 5 ρ 5 Alakítás mértéke T Hidegalakítás hatása T megújulás T újrakrist. Szilárdság növelés 22 11

Az újrakristályosodás hőmérséklete R m T újra = f ( q, t, ötvöző ) R m T meg. T T újra. q 1 q 2 q 1 > q 2 > q 3 t = áll. q 3 T Szekunder újrakristályosodás T 1 T 2 T 3 T 1( c + lgt1) = T2 ( c + lgt2) Szilárdság növelés 23 Szemcseméret újrakristályosodásnál d = f ( q, T, t, ötvöző ) d, mm f ( T ) f ( t ) d, mm A kritikus alakítást el kell kerülni: 3 15 %, értéke az ötvöző tartalomtól függően. Kritikus alakítás q, % Szilárdság növelés 24 12

KOMPOZITOK Részecske és szálerősítés Kompozitok: Részecske erősítés: Szálerősítés: Oxidokkal, wiskerekkel, C szálakkal, 18/8-s acél szálakkal, B szálakkal Al Al 2 O 3 Al Si ötv. Al 2 O 3 szálakkal ( 8-11 μm) Szilárdság növelés 25 Gyakorlaton elvégzendő feladatok Ötvözés hatásának vizsgálata Alakítási keményítés (Al, Cu huzalon) Kiválásos keményedés vizsgálata Keményedés bizonyítása (természetesen öregbített anyagon) Újrakristályosodás vizsgálata Szemcseméret változásának elemzése Szemcsefinomítás szilárdság növelő hatásának bizonyítása Durvaszemcsés anyagnak kisebb a szilárdsága Szilárdság növelés 26 13

Kiválásos keményedés vizsgálata AlZn4Mg2 ötvözet kiválásos keményedése és vizsgálata Edzett állapot (gyakorlaton) Hevertetett állapot (edzett + természetesen öregedett hosszú ideig (több, mint egy évet) Szilárdság növelés 27 SZEMCSEFINIMÍTÁS Újrakristályosítás Ék alakú Al 99,5 próbatest hidegalakítása húzással (előzetesen lágyítva) Újrakristályosító hőkezelés 520 ºC on 20 perc hőntartással Szemcsék láthatóvá tétele maratással ( 45 cm 3 HCl + 15 cm 3 HNO 3 + 15 cm 3 HF +25 cm 3 H 2 O összetételű marószerrel) 20 10 20 200 15 db jeltáv bejelölve, 10 mm-enként Szilárdság növelés 28 14

Asztali nyújtóberendezés Szilárdság növelés 29 Az újrakristályosodás utáni kiértékelés A szemcseátmérő ábrázolása az alakítás mértékének l l q = l függvényében 100 % Az újrakristályosodott darab párhuzamosra vágása, majd elszakítása. A szakadás helyének értékelése. 0 0 d q krit q % Szilárdság növelés 30 15

SZILÁRDSÁGNÖVELÉS BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék Anyagvizsgáló laboratórium dátum: mérőcsoport A vizsgálat célja A vizsgálat körülményei Kiválásos keményedés Hőkezelés HRØ2,5/625N Átlag Megjegyzés Edzett Természetesen öregített ( edzés + egy év hevertetés) Ötvözés Al 99,5 AlSi12 Szemcsefinomság, újrakristályosodás HRBØ2,5/310N Átlag Megjegyzés q, % Megj. d, mm Szakadás helye d, mm q %, Szilárdság növelés 31 16