Szilárdságnövelés lehetőségei

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Anyagvizsgálatok Mechanikai vizsgálatok.
Advertisements

ötvözetek állapotábrája
METALLOGRÁFIA (fémfizika) ÖTVÖZETEK TÍPUSAI.
Anyagtulajdonságok Fémek és ötvözetek.
Kristályrácstípusok MBI®.
Rácshibák (a valós kristály)
Szilárdságnövelés lehetőségei
1. Termodinamikai alapfogalmak Mire kell? A mindennapi gyakorlatban előforduló jelenségek (például fázisátalakulások, olvadás, dermedés, párolgás) értelmezéséhez,
Szilárdságnövelés lehetőségei
A nyersvasgyártás betétanyagai:
A H N J B D F C E G S P Q M O C% T K S’ E’ C’ K’ F’ D’ L P’ δ
Nem egyensúlyi rendszerek
Ötvözetek szerkezete, annak termodinamikai háttere és hatása a fizikai tulajdonságokra Korszerű anyagok és technológiák, MSc 2013.
TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek.
ATOMREAKTOROK ANYAGAI 5. előadás
Fémtan, anyagvizsgálat 1
Az anyagok szerkezete.
A fémek és ötvözetek kristályosodása, átalakulása
Az igénybevételek jellemzése (1)
A képlékeny alakítás elméleti alapjai
FÉMTAN, ANYAGVIZSGÁLAT 2011_10_ _10_18
FÉMTAN, ANYAGVIZSGÁLAT 2011_10_18
A talajok mechanikai tulajdonságai V.
A talajok mechanikai tulajdonságai
Az ismételt igénybevétel hatása A kifáradás jelensége
Korszerű acélok Válogatott fejezetek az anyagtudományból MSc tananyag
Intelligens anyagok.
OLDATOK KOLLIGATÍV TULAJDONSÁGAI
Egyensúlyitól eltérő átalakulások
Alumínium és ötvözetei.
Az anyagok közötti kötések
VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA
Műszaki Alapozó és Gépészmérnöki szak Gépgyártástechnológiai Tanszék
Anyagismeret 3. A vas- karbon ötvözet.
Anyagismeret 2. Fémek és ötvözetek.
Színfémek SZÍNFÉMEK.
Vas-szén ötvözetek.
Ötvözetek ötvözetek.
Hőkezelés órai munkát segítő HŐKEZELÉSEK.
A fémrács.
Könnyűfémek Sűrűségük < 4,5 kg/dm3 Legfontosabb könnyűfémek:
A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011
Az oldatok.
Reális kristályok, kristályhibák
Acélok edzése.
A gyorsacélok hőkezelése
Az anyagok mágneses tulajdonságai
Oldatkészítés, oldatok, oldódás
1 Kémia Atomi halmazok Balthazár Zsolt Apor Vilmos Katolikus Főiskola.
Helyük a periódusos rendszerben Felhasználásuk Közös tulajdonságaik Kivételek Szabadon mozgó elektronfelhő Fémes kötés.
Fázisátalakulások Fázisátalakulások
Milyen tényezőktől függ az anyagok oldhatósága?
Hegesztési folyamatok és jelenségek véges-elemes modellezése Pogonyi Tibor Hallgatói tudományos és szakmai műhelyek fejlesztése a Dunaújvárosi.
Korszerű anyagok és technológiák
Nagyfeloldású Mikroszkópia
Anyagismeret 3. A vas- karbon ötvözet.
Diffúzió Diffúzió - traszportfolyamat
Szilárdságnövelés lehetőségei
Nagyrugalmas deformáció Vázlat
Edzési deformációk és korrelációja a maradó feszültségállapottal
Posibilities of strength-enhancing
Korszerű anyagok és technológiák, MSc
A folyadékállapot.
Szilárdságnövelés lehetőségei
A talajok mechanikai tulajdonságai V.
Nem egyensúlyi rendszerek
Fázisátalakulások Járműanyagok 2016.
A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011
Nem egyensúlyi rendszerek
OLDATOK.
Előadás másolata:

Szilárdságnövelés lehetőségei Korszerű anyagok és technológiák, M.Sc.

Szilárdságnövelés A metastabilitások fajtái (tágabb értelemben) összefüggenek a szilárdságnövelés lehetőségeivel A METASTABIL ÁLLAPOT JELLEGE PÉLDÁK TÖBBLET ENERGIA (RTm) TÖBBLET ENERGIA J/mol) ÖSSZETÉTELLEL KAPCSOLATOS TÚLTELÍTETT OLDATOK  1 10 SZERKEZETTEL KAPCSOLATOS TÚLHŰTÖTT OLVADÉKOK, AMORF FÉMEK ÉS INTERMETALLIKUS FÁZISOK  0.5 5 MORFOLÓGIAI VAGY TOPOLÓGIAI TERMÉSZETŰ NAGY FELÜLETŰ,NANO-MÉRETŰ FÁZISDISZPERZIÓK  0.1 1

Milyen szilárdságnövelő mechanizmusok vannak? Szilárdságnövelés Milyen szilárdságnövelő mechanizmusok vannak? Képlékeny alakváltozás okozta keményedés (képlékeny alakítás) (újabban: sugárzási károsodás) Oldott atomok által okozott felkeményedés (az oldott atomok tulajdonságai: Hume Rothery szabályokkal való összefüggés!) Kiválásos keményedés (precipitációs keményedés) Diszperziós keményedés Gyors hűtés okozta keményedés (quench hardening) Szemcseszerkezet finomítása

A fémek leglágyabb és legkeményebb Szilárdságnövelés – képlékeny alakváltozás Pusztán a diszlokációsűrűség változásából adódó keménység (modulus) változások A fémek leglágyabb és legkeményebb állapota pusztán a diszlokációsűrűség alapján Egykristály-rekrisztallizált (lágyított) fém- plasztikusan deformált (nagy diszl. sűrűségű) állapot

Szilárdságnövelés – képlékeny alakváltozás I. szakasz: rugalmas tartomány után a könnyű csúszás vagy egyszeres csúszás jelensége a domináns. szakasz: meredek, T-től független (csúszásvonalak rövidek, inhomogén deformációs tartományok). szakasz: parabolikus (nem lineáris) tartomány, kevéssé ismert diszlokációmozgási-mechanizmus, kezdete, megjelenése hőmérséklettől függ. A keményedési görbe alakja a kristályszerkezettől nagy mértékben függ!

Szilárdságnövelés – képlékeny alakváltozás

Szilárdságnövelés – oldott atomok és diszlokációk kölcsönhatása Oldott atomok, kiválások, diszperziók okozta keményedési mechanizmus rokon vonásai, és a különbözőségek A felkeményedés mechanizmusa: → öregedés

Szilárdságnövelés – képlékeny alakváltozás és szilárd oldat

Szilárdságnövelés – képlékeny alakváltozás és szilárd oldat Mi határozza meg az oldékonyságot? Hume-Rothery: méret hatás, elektronegatív valenciakülönbség, rácsszerkezet Zn As Sn

az ReH és az Rm közelít egymáshoz, alakváltozó képesség csökken, Szilárdságnövelés – öregedés hatása Az atomi folyamatoktól és/vagy fázisviszonyok változásától függetlenül ötvözeteknél az öregedés jelenti: szilárdság növekszik, az ReH és az Rm közelít egymáshoz, alakváltozó képesség csökken, ütőmunka csökken. → elridegedés

A kiválásos keményedés két lépcsője: Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés A kiválásos keményedés két lépcsője: 1. Az egyensúlyi oldási viszonyokhoz képest túltelített szilárd oldat keletkezik. - általában gyors hűtéssel (egy nagyobb oldhatósággal rendelkező tartományból). 2. Finom kiválások megjelenése → közelítünk az egyensúlyi oldási és fázisviszonyokhoz. - kisebb hőmérsékletű, mint az 1. lépcső „mesterséges öregítő” hőkezeléssel, - esetleg természetes öregedéssel.

Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés To görbék lefutásának meredeksége és a maximális túltelíthetőség, a megoszlásmentes megszilárdulás, az üvegképződés jelensége Milyen határesetek lehetnek? -túltelitett, kristályos szilárd oldatok képződése -fémes üvegállapot keletkezése (glassy alloys)

Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Kiválásos folyamat egyetlen lépésben konkrét példák: Fe-alapú ötvözetekben Ti, Mo, karbidok kiválása lényeg: nagy legyen a hajtóerő! ΔGe: fajtérfogat változásból eredő feszültség energiája Mit kell szabályozni a kiválásos folyamat során? A kiválások mennyiségét, átlagos méretét és távolságát! Milyen eszközökkel? -koncentráció beállítása -hőkezelések hőmérséklete Hőkezelések ideje - ΔGe > 0

Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra Kiválásos keményedés - Al –ötvözetekben: itt több lépcsős a kiválási folyamat ! Érdekesség: Az Al-bronzok (a diagram réz oldala) hasonlóan működik, mint az acélok → martenzites jellegű átalakulás, gyors hűtés után keménységnövekedés.

Kiválásos folyamat mechanizmusa több lépcsőben Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Kiválásos folyamat mechanizmusa több lépcsőben Amikor az egyensúlyi kiválási folyamat több lépcsős Spinodális dekompozíció

Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Több lépésben éri el a rendszer a szabadenergia minimumoz (az egész folyamat részleteiben a T,t függvénye) Guinier- Preston zónák: hosszútávú fluktuációkkal kezdődik a szilárd oldat lebomlása

A kiválási folyamatok értelmezése Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés A kiválási folyamatok értelmezése Az összetételtől is függ a folyamat végeredménye

Al(Cu)” nemesítési” folyamatai Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Al(Cu)” nemesítési” folyamatai A keménység alakulása a hőkezelési folyamatok során

Szilárdságnövelés – kiválásos keményedés Folyamat stabilizálódása Al(Cu) túltelített szilárd oldatból kiváló fázisnál

Stabilizálás harmadik komponenssel: Ti, Mg, B, stb Mit kellene javítani? Öntési zsugorodást, hőkezelések során történő méret és mechanikai tulajdonság változásokat csökkenteni

Hőkezelések hatása a szilárdságra

Mikro-ötvözéssel szabályozzák a kiválások eloszlását, méretét, a hőkezelés paramétereit!