FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK Tantárgyi Kommunikációs Dosszié Miskolci Egyetem, Műszaki Anyagtudományi Kar, Fémtani, Képlékenyalakítási és Nanotechnológiai Intézet Miskolc, 2013
Előadó, tárgyjegyző : Dr Mertinger Valéria, egyetemi docens Gyakorlattartó: Dr Nagy Erzsébet, tudományos munkatárs A tárgyat ajánljuk: Műszaki Anyagtudományi Kar (BSc) hőkezelő szakirányos hallgatói (2+0) aláírás,kollokvium, 2 kredit (MSc) kohómérnök szakos hallgatók (2+1)aláírás, Kollokvium, 3 Kredit Tantárgyi előkövetelmény a vizsgára jelentkezéshez a BSc-s hallgatók részére: Fémtan I, Anyagszerkezettan I, II, Vasötvözetek hőkezelése, Fémötvözetek hőkezelése sikeres vizsga. Előadás ideje, helye: tavaszi félév, aktuális tanrend szerint, tanszéki előadó Ajánlott irodalom: 1. Wiedemann: Structural materials, Open University, 1990 2. Van Vlack: Materials for engineering, Addison Wesley Publishing Company, 1982 3. Van Vlack: Elements of Materials Science and Engineering, Addison Wesley Publishing Company, 1982 4. Askeland: The science and engineering of materials, PWS Publishing Company, 1989 5. Dr Bárczy Pál: Fémtan III. egyetemi jegyzet, J14-1615 6. Dr Bárczy Pál: Fémötvözetek fémtana, egyetemi jegyzet, J14-1534 7. C.R. Brooks: Heat treatment, structure and properties of nonferrous alloys, American Society for Metals 8. Dr Köves Elemér: Alumínium kézikönyv, Műszaki könyvkiadó, Bp.1984 9. Faragó Elsa : Nagyszilárdságú öntöttvasak, Műszaki könyvkiadó, 1985 10. Éles-szőke, Minőségi és nemesacélok, Műszaki könyvkiadó, 11. ASM Spec,. Handbook, Aluminium and Aluminium Alloys, ASM International 1996 12. J. G. Kaufman, E.L.Rooy: Aluminium Alloys casting, ASM International 2005 13. ASM Spec,. Handbook, Coper and copper Alloys, ASM International 2001 14. Gácsi, Mertinger: Fémtan, Műszaki Könyvkiadó, 2000 15. ASM Spec. Handbook: Cast Irons, ASM International 16. W. Callister: Materials science and engineering an intruduction A tananyag az előadásokon elhangzottakat öleli fel. A gyakorlatok az előadás anyagához kapcsolódnak, egyéni feladatok formájában. A tanulmányi előírásokra vonatkozóan az egyetemi Tanulmányi és Vizsgaszabályzat paragrafusai adják a szabályozás kereteit. Ezen túl a tárgyra vonatkozó konkrét előírások a következők. A tárgy tematikája: Hét Előadás 1,2,3,4, Bevezetés, Technológiák, szerkezet és tulajdonságok 5,6 Acélok 7 Öntöttvasak 8,9 Könnyűfémek 10 Nagy olvadáspontú fémek 11 Rézötvözetek 12 Reaktor anyagok, Szuperötvözetek 13 Alakmemória ötvözetek 14 Üvegfémek
Mágneses anyagok Heusler ötvözetek Legfontosabb kérdések és válaszok: K: Kötelező-e előadásra járni? V: Nem! De kreditet szerezni sem! K: Hogyan lehet aláírást szerezni a BScs hőkezelő illetve az MScs hallgatóknak? V:Az előadásokon elhangzott anyag figyelemmel kísérésének ellenőrzésére minden előadás után egyéni feladatot adunk ki, melyet a következő előadás idejéig kell írásban megválaszolni. A félév végéig 7 db helyes válasznak kell lennie (+ az egyéni gyakorlati feladat leadásával ahol releváns). K: Van e más módja az aláírás megszerzésének? V: Igen, a félév végén Április13-án legalább elégséges eredménnyel megírt ZH dolgozattal (+ az egyéni gyakorlati feladat leadásával). A zárthelyi dolgozat 1 alkalommal az utolsó héten pótolható! K: Esetleg más módon lehet-e? V: Nem! K: Mi az aláírás megszerzésének feltétele a levelező munkarendben? V: Levelező munkarendben az aláírás a legalább elégséges eredménnyel megírt zárthelyi dolgozattal megszerezhető. K: Mi a vizsga formája: V: Szóbeli vizsga, Szóbelizni az elővizsga időszakban is lehet. K: Mitől függ a vizsgajegy értéke? V: Az aznapi teljesítménytől. 2013. február 17. Dr.Mertinger Valéria egyetemi docens
Minta zárthelyi: Zárthelyi dolgozat Fémes szerkezeti anyagok Dátum::.. Pont:.Jegy:.. Sorszám Kérdés 1. Mi a szilárdoldatos keményítés elve? 2. Kristályosodott szilárdoldat szerkezet mely jellemzője a meghatározó a mechanikai tulajdonságokra? 3. Kétfázisú szerkezet mely jellemzője lesz meghatározó a mechanikai tulajdonságokra? 4. Milyen mechanikai tulajdonság jellemzi a rendezett rácsú szilárdoldatokat és az intermetallikus és egyéb vegyület fázisokat? 5. Soroljon fel a kérgesítő eljárások közül hármat. 6. A maraging acélokban a karbon tartalom 0,03% alatt van. Edzés után a martenzit lágy. Mi biztosítja mégis ezen acélok növelt szilárdságát? 7. Miért fontos a fárasztó igénybevételnek kitett alkatrészek felületi minősége? 8. Milyen szövetszerkezetűek lehetnek a korrózió álló acélok? 9. A felhasználás szempontjából milyen főbb elvárások vannak a szerszámacélokkal szemben? 10. Mire használjuk a gyorsacélokat és mi a legfőbb elvárás ezekkel az acélokkal szemben? 11. Mi az öntöttvasak módosítása? 12. Milyen ötvözőfémmel ötvözné a lemezgrafitos öntöttvasat, ha öntés után is martenzites szövetet kívánna elérni benne, azaz legalább 3-4% ötvözőt kellene használnia.? 13. Mely tulajdonsága rosszabb a gömbgrafitos öntöttvasnak a lemezgrafitossal szemben? 14. Milyen lépései vannak a temperszén gyártásnak? 15. Miért ne legyen steadit a temperöntvénynek szánt öntöttvas anyagában? 16. Miért ne legyen steadit a gömbgrafitos öntöttvasban? 17. Milyen típusú alumínium ötvözeteket ismer? 18. Mely elemek az ötvözetlen alumínium szokásos szennyezői? 19. Milyen jelenséget okoz a rézben előforduló oxigén szennyezés? Hogyan védekezünk ellene? 20. Mik az automata acélok? Mi biztosítja a jellemző tulajdonságukat? 21. Milyen ötvözetcsoportok tartoznak a nemesíthető alumíniumötvözetekhez? 22. Milyen fázisokból áll az alumíniumötvözetek nemesítő hőkezelése?. 23. Milyen szerepe van az ötvöző fémeknek a nemesíthető acélokban? 24. Mi biztosítja a nagyszilárdságú hegeszthető acélokban a nagy szilárdságot anélkül, hogy a hegeszthetőség romlana? 25. Öntött kilincset kell készítenie eloxált felülettel alumínium ötvözetből. Melyik ötvözetcsaládból választ: Al-Mg vagy Al-Si? 26. Milyen ötvözetből készítene: kukta fazekat? 27. Milyen ötvözetből készítene: fogaskereket? 28. Milyen ötvözetből készítene: felnit személygépkocsihoz? 29. Milyen ötvözetből készítene távvezeték oszlopot? 30. Milyen ötvözetből készítene: esztergakést?
31. FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK Kommunikációs dosszié Jelölje meg és nevezze meg az egyes fázisokat és szövetelemeket Fe-C ötvözetről készült mikroszkópi képeken. Minden kérdésre helyesen adott válasz 1 pont. 0-12 elégtelen 12,5-17 elégséges 17,5-21 közepes 21,5-25 jó 25,5-31 jeles
Minta Olda meg! feladat: FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK Kommunikációs dosszié 1-1. Kültéri használat estén a vasat gyakran vékony cink réteggel látják el. Mit gondol hogyan változik a cink réteg hatására a bevonatolt vagy galvanizált acél? Mit kell figyelembe venni elővigyázatosságból a termék gyártásánál? A termék visszaforgathatóságát hogyan befolyásolja? 1-2. Átlátszó mennyezetet szeretnénk tervezni repülőgéphez. Ha kerámia mennyezetet használunk (azaz hagyományos ablaküveget) a kövek és a madarak betörhetik. Tervezzünk egy olyan anyagot, amely csökkentené a kárt vagy az ezzel járó baleset mértékét. 1-3.
A spirálrugóknak nagyon erősnek és keménynek kell lenniük. A Si 3 N 4 erős és kemény anyag. Kiválasztaná ezt az anyagot rugónak? Magyarázza meg! 1-5. Szeretne egy repülőgépet tervezni, amely emberi erővel folyamatosan 30 km távolságra képes repülni. Milyen főbb elvárások lennének az alkalmazott anyaggal szemben és annak megfelelően milyen anyag lehet alkalmas? 1-7. Milyen tulajdonságokkal kell egy ács kalapácsnak rendelkeznie? Hogyan gyártana le egy ács kalapács fejet?
1-8. Az űrsikló teste kerámia téglákból áll, amelyeket alumínium rétegre helyeznek el. Vitassa meg a siklótest tervezési elvárásait, amelyek az anyagok ilyen kombinációjához vezettek. Mi a probléma a test gyártásban, amivel a tervezők és a gyártók szembenézhetnek? 1-9. Szeretne egy anyagot kiválasztani elektronikai kontaktusokhoz, amely elektronikus kapcsoló berendezésekben használatos és gyakori kapcsolásnak van kitéve. Milyen tulajdonságokat kell szem előtt tartani? Milyen anyagot választana. Megfelelne e erre a célra Al 2 O 3? Ha igen miért? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1-10. Az alumínium sűrűsége 2,7g/cm 3. Tételezzük fel, hogy szeretne alumínium alapú kompozit anyagot gyártani, amely sűrűsége 1.5g/cm 3. Tervezze meg az anyagot, amely rendelkezik ezzel a sűrűséggel. Lehetséges-e polietilén gyöngyöket, amely sűrűsége 0.95g/cm 3, bejuttatni az alumíniumba. Magyarázza meg!
FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK Kommunikációs dosszié.pont 1-12. Szeretne fizikailag szétválasztani különböző anyagokat hulladék hasznosítás keretén belül. Írjon le néhány lehetséges eljárást, amely használható lehetne az olyan anyagok elválasztására, mint műanyagok, alumínium ötvözetek, és acélok. 1-13. Néhány gépjármű dugattyúja készülhet olyan kompozit anyagból, amely kis, kemény SiC részecskéket tartalmaz alumínium mátrixban. Mi az egyes komponensek szerepe az alkatrész tulajdonságainak szempontjából. Milyen problémákat okozhatnak a két anyag különböző tulajdonságai a gyártáskor?.pont