Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bertha Mária Anyagtulajdonságok Fémek és ötvözetek.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bertha Mária Anyagtulajdonságok Fémek és ötvözetek."— Előadás másolata:

1 Bertha Mária Anyagtulajdonságok Fémek és ötvözetek

2 Bertha Mária Alapanyagok •Fémek  Vas, acél, réz és ötvözetei, könnyűfémek és ötvözeteik •Műanyagok  Hőre lágyuló és hőre keményedő műanyagok, elasztomerek •Kerámiák  Kristályos, amorf, speciális kerámiák •Kompozit (társított) anyagok

3 Bertha Mária Vas- és acél termékek Nyersvas Öntészeti Öntvény gyártás Acél nyersvas Acél termékek

4 Bertha Mária Öntöttvasak •Hagyományos öntöttvasak: –Lemezgrafitos öntöttvasak (ferrit + perlit + lemezes grafit) –Fehér nyersvas (perlit + ledeburit) és származékai: •Fehér temperöntvény •Fekete temperöntvény •Gömbgrafitos öntöttvasak (Mg vagy Ce kezelés) –Perlites gömbgrafitos öntöttvas –Ferrites gömbgrafitos öntöttvas

5 Bertha Mária Öntöttvasak osztályozása Gyors közepes lassú hűtés Fehér perlites ferrites szürkeöntvény Perlites ferrites temperöntvény Perlites – ferrites gömbgrafitos öntöttvas Hagyományos öntöttvasban a grafit lemezes (táblás) formában van jelen Mg/Ce hatására a grafit gömb alakú lesz, ez a gömbgrafitos öntöttvas Hagyományos gömbgrafitos öntöttvasak

6 Bertha Mária Fehér öntöttvas szövetei: Perlit + ledeburit Ledeburit

7 Bertha Mária Öntöttvasak szöveteinek összehasonlítása Gömbgrafitos öntöttvas Fekete temperöntvény

8 Bertha Mária Lemezgrafitos öntöttvasak (1) •Szerkezet: az alapszövet ferrit vagy perlit, amelyben a grafit lemezes formában található •A szilárdság növelés lehetőségei: –A perlit arányának növelése az alapszövetben –A grafit lemezek méretének csökkentése (modifikált öntöttvas – csapoláskor FeSi vagy CaSi adagolással) •Tulajdonságok: –Jó önthetőség, kis zsugorodás dermedés közben –Kis szilárdság, kis nyúlás, rideg, inkább nyomó igénybevétellel terhelhető

9 Bertha Mária Lemezgrafitos öntöttvasak (2) •Szabványos jelölés: MSZ ISO , 150, 200, 250, 300, 350 (Régi jel: Öv 100…Öv 350) •A szakítószilárdság 100…350 MPa között változik, függ az öntvény falvastagságától, és a hülés sebességétől •Jól forgácsolhatók, jó a kopásállóságuk •Gépalkatrészek, gépállványok, hajtómű házak készítésére használatosak

10 Bertha Mária Lemezgrafitos öntöttvasak (3) ferrites perlites

11 Bertha Mária Tempervasak (1) •A temperöntvények alapanyaga a fehér nyersvas (a karbon vaskarbid - Fe 3 C alakban van jelen) •Fehér temperöntvény: az öntvényt oxidáló atmoszférában hőkezelve (1050 C o -on óra) a vaskarbid elbomlik, a karbon a felületre diffundál és ott kiég, a szerkezet ferrit-perlites lesz (C%<0,35) •Fekete temperöntvény: az öntvényt semleges atmoszférában hőkezelve (1050 C o -on óra, majd szabályozott hűtés) a vaskarbid elbomlik, és temperszén formájában a ferrites alapszövetben marad

12 Bertha Mária Tempervasak (2) fehér tempervas •Szabványos jelölés: MSZ ISO W 35-04; W 38-12; W 40-05; W •A szakítószilárdság 340…480 MPa között változik, függ az öntvény falvastagságától, a nyúlás 15…4% között, a keménység HB •Jól önthetők, de a karbon kiégetés miatt csak kis falvastagságú és méretű öntvények készíthetők •Kisebb alkatrészek, használati eszközök (pl. szekrénykulcsok, csőidomok) készítésére használatosak

13 Bertha Mária Tempervasak (3) fekete és perlites tempervas •Szabványos jelölés: MSZ ISO B 30-06; B 32-12; B 35-10; (fekete tempervasak) P 45-06; P 50-05; P55-04; … P 70-02; P (perlites tempervasak) •A szakítószilárdság 300…800 MPa között változik, függ az alapszövettől, a nyúlás 12…1% között, a keménység HB között alakul •Jól önthetők, a B jelű tempervasak csőidomokhoz használatosak, a P jelűek nagyobb szilárdságú és kopásállóságú öntvényekhez (pl. fékpofák)

14 Bertha Mária Kéregöntvények •Azokat az öntvényeket, melyeknek a belseje szürke öntöttvas, a külső felülete pedig fehér, kéregöntvényeknek nevezzük •Ezeknél a kéreg kemény, kopásálló, a belső részek pedig jobban megmunkálhatók, nem annyira ridegek •Példák: szelepemelők, vezérmű tengelyek, malomipari őrlő hengerek

15 Bertha Mária Gömbgrafitos öntöttvasak (1) •A grafit gömb alakban történő kristályosodását hipoeutektikus öntöttvasaknál magnézium, hipereutektikus öntöttvasaknál cérium beoltásával érik el (bonyolult, költséges technológia) •Szövetszerkezet: ferrit-perlites alapszövetbe ágyazott gömbös grafit •Jól önthető, kedvező kopásállóságú, a lemezgrafitos öntöttvashoz képest kiváló a szilárdsága, hőállósága

16 Bertha Mária Gömbgrafitos öntöttvasak (2) •Szabványos jelölés: MSZ Göv ; …Göv 500-7;…Göv (a jelölés első száma a szakítószilárdság, a második a nyúlás) •A szakítószilárdság 350…900 MPa között változik, a nyúlás 22…2% között, felületi edzéssel HRC keménység érhető el •Gépalkatrészek, (pl. forgattyús tengelyek, hajtórudak, fogaskerekek), belső nyomásnak kitett házak, mezőgazdasági gépalkatrészek készítésére használatosak

17 Bertha Mária Gömbgrafitos öntöttvasak (3) ferritesperlites

18 Bertha Mária Öntöttvasak szilárdságának összehasonlítása (R m, MPa)

19 Bertha Mária Öntöttvasak kiválasztásának szempontjai •Az alkatrész igénybevétele és a méretek függvényében meghatározott szilárdság •Az igénybevétel jellegéből (pl. dinamikus hatás) becsült minimális nyúlás •Koptató hatás esetében a keménység, kopásállóság •Az öntvény alakja, falvastagsága - megmunkálhatósági kritérium

20 Bertha Mária Az acélok csoportosítása •Ötvözetlen acélok •Gyengén ötvözött acélok (Σ ötvöző% < 5%) •Erősen ötvözött acélok (Σ ötvöző% > 5%) •Ötvözők: Mn, Si, Cr, Ni, Mo, V, W, Co •Felhasználás szerinti csoportosítás: –Szerkezeti acélok –Szerszám acélok

21 Bertha Mária Ötvözetlen acélok C%~0,1 0,250,35 0,6 0,8

22 Bertha Mária Az acélok tulajdonságai •Az alkatrész gyártás szempontjából: –Tervezés szempontjából fontos anyagjellemzők –Megmunkálhatósági jellemzők (forgácsolhatóság, képlékeny alakíthatóság, hőkezelhetőség) •A szerkezet építés szempontjából –A felhasznált előgyártmányok (lemezek, szelvények, rúdak) anyagtulajdonságai –Megmunkálhatósági jellemzők (alakíthatóság, hegeszthetőség)

23 Bertha Mária Az acélok tulajdonságainak adatbázisai A felhasznált acélok választéka rendkívül széleskörű, ezért különböző forrásokból szedhetők össze a szükséges jellemzők: •Szabványok •Gyártó cégek termék katalógusai •Kézikönyvek, áttekintő művek •Számítógépes adatbázisok

24 Bertha Mária Általános rendeltetésű ötvözetlen szerkezeti acélok (MSZ EN 10025) •Szabványos jelölés: Fe 235; 275; 355; a szám a folyás-határ átlagos értéke (Fe 490; 590, 690 esetén az R m ); karbontartalom 0,13…0,2% Kiegészítő betűjel: B, C, D (pl. Fe 235 B) az ütőmunka minimális értékéhez (KV=27J) tartozó hőmérsékletet jelenti (20, 0, -20 C o ) •A folyáshatár 235…355 között, a szakítószilárdság 350…690 MPa között változik, a nyúlás 24…10% között, az ütőmunka min. 27 J •Jól hegeszthetők, ezért átlagos rendeltetésű szerkezetek, alkatrészek készíthetők belőlük

25 Bertha Mária Hegeszthető finomszemcsés szerkezeti acélok •Szabványos jelölés: S 275; 355; 420; 460; a szám a folyáshatár átlagos értéke a karbontartalom 0,13…0,2% + mikroötvözők Kiegészítő betűjel: M, ML, N, NL (pl. S 275 M) az ütőmunka minimális értékéhez tartozó hőmérsékletet jelenti •A folyáshatár 275…460 között, a szakítószilárdság 360…720 MPa között, a nyúlás 24…10% között változik, az ütőmunka min. 27 vagy 40 J. •Jól hegeszthetők, igényes szerkezetekhez valók

26 Bertha Mária Betétedzésű acélok (MSZ EN 10084) •Szabványos jelölés: acélonként változó, az összetételre, ötvözőkre utaló (pl. C10; 16MnCr5…) Összetétel: karbontartalom 0,07…0,3% + Mn, Cr, Mo, Ni ötvözők •A tulajdonságok a kéregben és a magban különbözőek, cél a kemény kéreg és szívós mag •Jól használhatók gépelemek gyártására (fogaskerék, tengely, csapágypersely, gömbcsukló, …stb.)

27 Bertha Mária Betétedzésű acélok (Cementálási technológia) •A cementáló közeg típusa: (zárójelben az 1mm kéregvastagság eléréséhez szükséges idő órában) szilárd (10), gázközeg (6), sófürdő (4) •Cementálás utáni hőkezelés: edzés (lehet külön a magra és a kéregre) megeresztés ( C o ) •Kéreg keménység: 56…60 HRC

28 Bertha Mária Nemesíthető acélok (MSZ EN 10083) •Szabványos jelölés: acélonként változó, az összetételre, ötvözőkre utaló (C22; 50CrMo4…) Összetétel: karbontartalom 0,17…0,6% + Mn, Cr, Mo, Ni ötvözők •A tulajdonságok a szelvény átmérő és a hőkezelés (edzés + megeresztés) függvényében különbözőek •Jól használhatók dinamikus és szilárdsági igénybevételnek kitett gépalkatrészekhez

29 Bertha Mária Nemesíthető acélok (Nemesítési technológia) •Edzés: sikere függ az átedzhető szelvényátmérőtől •Az edzett acél megeresztése: a tulajdonságok a megeresztési hőmérséklettől (és időtől – kb. 1-2 óra) függnek T Ütőmunka Szakítószilárdság Nyúlás Megeresztési hőköz

30 Bertha Mária Nemesíthető acélok ajánlott alkalmazása (példák) R eH min.D<1616

31 Bertha Mária Szerszámacélok (1) •Az igénybevételtől függően széles választékban kaphatók (erősen ötvözött acélok) •Főbb típusok: –Gyorsacélok –Hidegmegmunkáló acélok –Melegalakító szerszám acélok –Műanyagalakító szerszám acélok

32 Bertha Mária Szerszámacélok (2) •Az acélok kiválasztását összehasonlító táblázatok könnyítik meg (kiválasztás több szempont alapján) •Főbb választási szempontok: –Keménység, kopásállóság –Szívósság, hősokk tűrés –Megmunkálhatóság –Hőkezelhetőség, mérettartósság

33 Bertha Mária Szerszámacélok (3) hőkezelés: gyorsacélok •Példa: R6; S6-5-2 (6% W, 5% Mo, 4% Cr) •Edzés: –Ausztenitesítés C o ; 80…150 sec. –Hűtés olajban, sófürdőben vagy vákumban •Megeresztés 550 C o -on 3x2 óra (az utolsó megeresztés csak 500 C o -on) •Elérhető keménység 66 HRC

34 Bertha Mária Szerszámacélok (4) hőkezelés: gyorsacélok A hőkezelés hőmérséklet-idő diagramja 1200 C o 550 C o

35 Bertha Mária Szerszámacélok (5) hőkezelés: gyorsacélok Megeresztési diagram: HRC 550 T, C o HRC

36 Bertha Mária Szerszámacélok (6) hőkezelés: hidegmegmunkáló acélok Hőkezelési diagram és megeresztési görbe T HRC T C o 950 C o 200 C o K1 jelű acél

37 Bertha Mária Az alumínium és ötvözetei •Alakítható alumínium ötvözetek (ötvöző tartalom néhány %) –Nemesíthető –Nem nemesíthető •Öntészeti alumínium ötvözetek (eutektikus összetételhez közeli ötvöző tartalom) –Ötvözött alumínium öntészeti célra (Si, Mg, Cu) –Egyéb öntészeti alumíniumok ötvözetek

38 Bertha Mária Az alumínium tulajdonságai •Kis sűrűség (ρ= 2,7 Mg/m 3 ) •Alacsony olvadáspont (660 C o ) •Jó hő- és villamos vezetőképesség •Kiváló korrózió állóság •Kedvező alakíthatóság •Szilárdsága kicsi (R m =45 MPa), de ez ötvözéssel, hőkezeléssel és hidegalakítással jelentősen növelhető

39 Bertha Mária Az alumínium fő ötvözői (MSZ EN 573 szabvány szerint) Tiszta alumínium1000 jelű sorozat Cu ötvözésű2000 jelű sorozat Mn ötvözésű3000 jelű sorozat Si ötvözésű4000 jelű sorozat Mg ötvözésű5000 jelű sorozat Mg és Si ötvözésű6000 jelű sorozat Zn ötvözésű7000 jelű sorozat Li ötvözésű8000 jelű sorozat Egyéb ötvözésű9000 jelű sorozat

40 Bertha Mária Öntészeti alumínium ötvözetek (példák) •2000 jelű sorozat: AlCu4TiMg nemesíthető, nagy szilárdságú •4000 jelű sorozat: AlSi12 (eutektikus) kiválóan önthető, vékony falú öntvényekhez •5000 jelű sorozat: AlMg9 korrózióálló, jól fényesíthető

41 Bertha Mária Nemesíthető alumínium ötvözetek (példák: lemezek tulajdonságai) Lágy R m Lágy A% Nemesített R m Nemesített A% AlMgSi AlCu4Mg AlCu5.5Mg Képlékeny alakítás (kivágás, hajlítás, mélyhúzás) lágy állapotban; kisebb alkatrészek igény szerint nemesíthetők A rudak mechanikai jellemzői hasonlóak a lemezekéhez

42 Bertha Mária Nemesíthető alumínium ötvözetek (kiválásos keményedés - 1) •Lépései: –Homogenizálás az α-mezőben –Gyors hűtés –Megeresztés •Keménység növelés mechanizmusa: –Fémes vegyület kiválás finom eloszlásban –A kivált szegregátumok a diszlokációk mozgását gátolják, emiatt nő a szilárdság és csökken a nyúlás

43 Bertha Mária Nemesíthető alumínium ötvözetek (kiválásos keményedés - 2) T, C o α Homogenizálás Megeresztés

44 Bertha Mária A réz és ötvözetei •Alakítható réz ötvözetek –Lemezalakításra alkalmas sárgarezek –Éremverésre alkalmas bronzok •Öntészeti réz ötvözetek –Ónbronz és vörösötvözetek –Ólombronzok –Sárgarezek öntészeti célokra

45 Bertha Mária A réz tulajdonságai •Közepes sűrűség (ρ= 8,93 Mg/m 3 ) •Olvadáspont (1083 C o ) •Kiváló hő- és villamos vezetőképesség •Légköri korrózió állóság •Kedvező alakíthatóság, önthetőség •Szilárdsága közepes (R m =220 MPa), ötvözéssel tovább javítható

46 Bertha Mária A fontosabb öntészeti rézötvözetek (MSZ 8579:1991) •Ónbronzok (öntészeti célokra) öCuSn12: nagy igénybevételű alkatrészek öCuSn10P: vegyipari szerelvények •Vörösötvözetek öCuSn10Zn2: csapágycsészék, csigakerekek öCuSn5Zn5Pb5: áramvezető sínek •Ólombronzok (főként csapágy öntvények) öCuPb20Sn5: hideghengerművek csapágyai öCuPb5Sn10: savas közegben lévő csapágyak

47 Bertha Mária A fontosabb sajtolható rézötvözetek •Tiszta réz (Cu%>99,85): áramvezető huzalok, mélyhúzott alkatrészek •Sárgarezek: –90% Cu, 10% Zn: finom alkatrészek –70% Cu, 30% Zn: mélyhúzott alkatrészek –60% Cu, 40% Zn: hőcserélő lemezek •Bronzok: –95,5% Cu, 3% Sn, 1,5% Zn: érem verés

48 Bertha Mária Összefoglalás •A fémek és ötvözetek tulajdonságai az összetétel és a hőkezelési állapot függvényében változnak •Fő jellemzőjük a kedvező szilárdság és szívósság, a jó alakíthatóság, kiváló hő- és villamos vezetőképesség •A fémek tulajdonságait az anyag szabványok és adatbázisok tartalmazzák


Letölteni ppt "Bertha Mária Anyagtulajdonságok Fémek és ötvözetek."

Hasonló előadás


Google Hirdetések