Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék1 Hőkezelési műveletek tervezése Hőkezelés és Hegesztés II.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék1 Hőkezelési műveletek tervezése Hőkezelés és Hegesztés II."— Előadás másolata:

1 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék1 Hőkezelési műveletek tervezése Hőkezelés és Hegesztés II.

2 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék2 Hőkezelési műveletek tervezése Hőkezelő eljárások: 1. melegítésből (hevítésből), 2. hőntartásból és 3. hűtésből összetevődő ciklusok egyszeri vagy többszöri végrehajtása.

3 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék3 A technológiai adatok megadásához elegendő a hőmérsékletváltozást ténylegesen leíró függvény használata helyett egy egyszerűsített ábrázolás, egyenes szakaszokból felépített diagramon

4 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék4 Az alábbi technológiai adatok megadása szükséges T m, °C: melegítési hőmérséklet, t m, h, vagy min, melegítési idő: a darab teljes átmelegedéséhez szükséges idő, t mf, h, vagy min, felmelegítési idő: a darab felületének a melegítési hőmérsékletre hevítéséhez szükséges idő, t mk, h, vagy min, hőkiegyenlítési, vagy átmelegítési idő: a darab magjának a melegítési hőmérsékletre hevítéséhez szükséges idő, miután a felület elérte a kívánt hőmérsékletet, t t, h, vagy min, hőntartási idő: a darab állandó hőmérsékleten tartásának időtartama, t h, h, vagy min, hűtési idő: a darab teljes keresztmetszetben való lehűtéséhez szükséges idő.

5 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék5 1. A melegítés tervezése: A hevítés hőmérsékletét alapvetően az alkalmazandó hőkezelő eljárás és acél minőség szabja meg. Használunk: Fe-Fe 3 C diag., szabványok, C görbék, katalógus, megeresztési diagramok, ausztenitesítési diagramok A hőmérsékletkülönbség függ: hővezető képesség ( ), méret (L), és a hőátadási együttható (α) Bi=α∙L/ Hőtech. Jellemző L jellemző méret: gömb, henger sugara (r) Lemez vastagságának a fele!!! (s/2) A hevítendő anyagokat megkülönböztetjük: Hőtechnikailag vékony test keresztmetszetében hevítés során a hőmérsékletkülönbség figyelmen kívül hagyható, azaz Bi≤0,25 Hőtechnikailag vastag testeknél el nem hanyagolható hőmérsékletkülönbség alakul ki. Bi≥0,5 Átmeneti 0,25 ≤ Bi ≤ 0,5

6 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék6 Acélok ( adott ) hőtechnikailag vékony, illetve vastag testnek számító munkadarab a jellemző méret (L) és a kemencehőmérséklet függvényében. Az adott minőségű és méretű ( és L adott) gyártmány a hőátadási együtthatótól, azaz a hevítés sebességétől függően tekinthető vékonynak (lassú hevítés), vagy hőtechnikailag vastagnak (gyors hevítés).

7 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Hőtechnikailag vékony test állandó hőmérsékletű kemencében való hevítésének egyenlete Jelölés: –T k : a kemence hőmérséklete [°C] –T: a test pillanatnyi hőmérséklete –T 0 : a test kezdeti hőmérséklete –Tm: a test előírt hőmérséklete Darabnak dt idő alatt átadott hőmennyiség –dQ= α(T k -T)Adt(1.) Darab dT értékkel való hőm. növeléshez szüks. Hőmennyiség –dQ= cmdT(2.) (1.) és (2.)-ből –α(T k -T)Adt=mcdT Ebből a hevítési idő Ha c, α T k állandó, a melegítési idő Mechanikai Technológiai Tanszék7 t: idő [s] C: fajhő [J/ kg∙°C] α: hőátadási együttható m: test tömege [kg] A: test felülete

8 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése A darab tömegének és felületének viszonya –ρ: a darab sűrűsége kg/m –K 1 alaki tényező Összességében a melegítési idő Azaz vékony testeknél egyenesen arányos a test jellemző méretével, és fordítottan a hőátadási együtthatóval (hevítés sebességével). Habár α értékét sok midnen befolyásolja, jól használható A jobb oldali ábra. Ezen látni, higy a hőm növ.-vel nő a fajhő is. Számítások során közepes fajhővel szokás számolni, ezt táblázatok is tartalmazzák, pl: 2.1 tábl. Mechanikai Technológiai Tanszék8 3

9 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Hőtechnikailag vastag testeknél Melegedési folyamat a Fourier-féle diff. Egyenlettel írható le:,ahol a: hőmérsékletvezetési együttható ∆: Laplace opertátor Jelentős számítási igény miatt számítógépet alkalmaznak Végeselemes módszerrel ötvözve (csomópontoknál lépésenként számol) Kezdeti- és peremfeltételek megadása szükséges (pl: kemence hőmérséklete, és a darab felületének hőmérséklet változása) Számítási igény csökkenthető, ha szimmetriát alkalmazunk Számítás folyamatterve Eljárás továbbfejlesztése, matematikai modell –a betáplálási adatokkal tetszőleges esetre számításokat elvégzi, jelentős selejt csökkenés –Hevítés folyamatirányítására (vezérlés) is hasznos Nagyobb méretű, erősen ötvözött acéloknál egyenetlen melegedés -> termikus feszültségek-> korlátozzák a hevítési sebességet (lépcsős hevítés) Mechanikai Technológiai Tanszék9

10 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék10 A gyakorlati tervezéshez ajánlásokat alkalmazunk Egyedileg elhelyezett daraboknál, szakaszosan működő, ill. áthúzó kemencékre alkalmazható. A, Normalizáláshoz, edzéshez B, Megeresztéshez A hőmérséklet- idő diagramok a kemence hőmérsékletére vonatkoznak. A karbonegyenérték kiszámítása: Ce = C + 0,2 Mn + 0,25 Cr + 0,33 Mo + 0,1 Ni, ahol az egyes elemek mennyiségét tömegszázalékban kell beírni A diagramok felső része a melegítés lépcsőinek számát (a megfelelő hőmérsékleten) adja meg, az alsó a melegítés időtartamát.

11 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék11 Normalizáláshoz, edzéshez Megeresztéshez

12 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék12 ahol: t m – melegítési idő (s) L – a jellemző méret (mm) t f – fajlagos melegítési idő (s.mm -1 ) k f – formatényező k e – elhelyezkedésből adódó helyesbítő tényező Szerkezeti acélok ausztenitesítési hőmérsékletre való hevítéséhez

13 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék13 Hevítő berendezés Melegítési hőmérséklet, °C Melegítési idő, t f, a munkadarab átmérőjének 1 mm-ére számítva, s szénacélötvözött acél Lángkemence Elektromos kemence Sófürdő Fajlagos melegítési idők (t f ) hengeres darabra

14 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék14 A munkadarab alakjaJellemző méret, LFormatényező, k f golyógolyóátmérő0,70 kockaélhosszúság0,70 hengerátmérő1,0 hasábélhosszúság1,0 gyűrű gyűrűszélesség gyűrűvastagság 1,5 lemezvastagság2 csőfalvastagság 2,0 rövid nyitott csőnél 4,0 hosszú csőnél 4,0 zárt csőnél Különböző alakú munkadarabok formatényezői (k f )

15 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék15

16 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék16 Hevítési módszerek: a)behelyezés T k hőmérsékletű kemencébe b) kemencével együtt való melegítés c) két lépcsős előmelegítés alkalmazása

17 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék17 A hőntartás tervezése: Hőtechnikailag vékony testek a teljes keresztmetszetben egyszerre érik el a kívánt hőmérsékletet, a hőntartás ettől az időponttól számítható. Hőtechnikailag vastag testeknél a mag előírt hőmérsékletre melegedése jelenti a hőntartás kezdetét. A hőntartás során mennek végbe, illetve fejeződnek be a hőkezelés jellegének megfelelő fémtani folyamatok. A hőntartás idejét meghatározza a hőkezelés célja, anyagminőség, kiinduló szövetszerkezet, stb. A hőntartás idejét tapasztalati adatok, kísérleti eredmények, vagy számításokon (pl. diffúziós folyamatoknál) nyugvó összefüggések alapján határozhatjuk meg. Egyes hőkezelő eljárásokat ismertető segédletek tartalmazzák ezt. (A hőntartás ideje a szükséges minimum legyen, pl: szemcsedurvulás miatt)

18 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék18 A hűtés tervezése: Szintén az alkalmazandó hőkezelési eljárásból és és anyagminőségből kell kiindulni. A hőkezelési célt szolgáló hűtési sebességet leggyakrabban a folyamatos hűtésre érvényes C-görbékből határozzuk meg. Tervezéskor ki kell jelölni a hűtés körülményeit az eljárást (folyamatos, tört edzés, megszakított edzés, lépcsős edzés, stb.) A hűtőközeget és annak hőmérsékletét Figyelembe véve a darab alakját, anyagát, méretét Belső és maradó feszültségek alakulásának elemzését Hűtési módok: Folyadékba való bemártással, Folyadéksugárral, Levegőn, Kemencében, stb. Leggyakrabban folyadékokat alkalmaznak: Víz, Ásványi olajok, Só- és fémolvadékok, Szerves polimeroldatok. Edzőközegek: víz vagy leggyakrabban olaj.

19 MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék19 Vizes edzés szénacélokra, gyengén ötvözött acélokra korlátozódik. Polimer oldatok a koncentrációval változtatják a hűtőképességüket, környezet- és balesetvédő, költséghatékony Az eddigieket összegezve a gyakorlatban Kísérletileg felvett görbéket alkalmazunk Elég ismerni az acél lehűlési idejét az átalakulási hőmérsékletről 500°C-ig, az így berajzolható görbe elegendő pontossággal mutatja a keletkező szövetet. Lépcsős hűtésnél az időzés időtartamának megállapításához az izotermás C görbét használjuk segédletként.


Letölteni ppt "MECHANIKAI TECHNOLÓGÁK Hőkezelési műveletek tervezése Mechanikai Technológiai Tanszék1 Hőkezelési műveletek tervezése Hőkezelés és Hegesztés II."

Hasonló előadás


Google Hirdetések