ATEC II._BGK_1. eloadas

ANYAGTECHNOLGIA ALAPJAI II. (BAGAN23NNC, BAGAN23NND), 2. vfolyam, 1. flv,

vkzi jegy, 3 kredit, 2 ra elads (kthetente), 2 ra gyakorlat (kthetente)

Oktatsi cl: A fmes anyagok hkezel eljrsainak bemutatsa.

Elad: dr. Pinke Pter

http://www.banki.hu/~aat/oktatas/gepesz/index.htmAnyagtechnolgia alapjai II. (tantrgyprogram, vkzi feladatok,

a gyakorlatok idpontjai,...)

Elrhetsgek: [email protected]

2015. december 10. (13. okt. ht)Ptzrthelyi2015. december 3. (12. okt. ht)Zrthelyi

Aclok hagyomnyos felletkezel eljrsai.2015. oktber 22.

7.ht

Aclok szilrdsgnvel hkezelsei.2015. oktber 8.5.ht

A hkezels eszkzei: kzegek, szablyzs. Aclok lgytsa.

2015. szeptember 24.

3. ht

A hkezelsek clja, felosztsa, trgyalsi mdja. A htads s a hvezets folyamata. Aclok hmrskletvltozs okozta szerkezetvltozsainak ttekintse. A hkezels eszkzei: kemenck.

2015. szeptember 10.

1.ht

Az eladsok temezse:

Zrthelyi dolgozat:

ntvnyek s nem vasfmek hkezelsei.2015. november 5.

9.ht

Flvkzi kvetelmnyekA flv sorn kt egyni feladatot s egy zrthelyi feladatot kell sikeresenmegoldani. A hallgat Letiltva indexbejegyzst kap, ha valamelyik egyni feladatt hatridig nem adja be vagy a gyakorlatok legalbb 70%-n nem vesz rszt. Az vkzi jegy a feladatokra kapott osztlyzatok tlaga, s a zrthelyi / ptzrthelyi osztlyzatnak tlaga, amennyiben egyik jegy sem elgtelen. Ellenkez esetben az vkzi jegy elgtelen. Amennyiben a hallgat valamennyi kvetelmnyt az eredeti hatridben teljesti, az vkzi jegy meghatrozsnl a kerekts felfel, ellenkez esetben lefeltrtnik. Az elgtelen vkzi jegy a vizsgaidszak els 10 munkanapjn egy alkalommal alrsptl vizsga jelleggel javthat. Aki az elz v(ek)ben mr sikeres egyni feladatokat adott be (elgtelen vkzi jeggyel rendelkezik), annak nem kell a gyakorlatokra jrnia s feladatot sem kell beadnia. vkzi jegyk a zrthelyi eredmnye lesz.

Anyagtechnolgia alapjai II. trgyhoz ajnlott irodalom Kisfaludy Antal Rger Mihly Tth Lszl: Szerkezeti anyagok

I.-II. (BMF/E jegyzet) Gti Jzsef Horvth Lszl. Kisfaludy Antal Kovcs Mihly. Rger

Mihly Tth Lszl: Anyagtechnolgia II., 272-318. oldal (BMF/E jegyzet) Szombatfalvy rpd (szerk.): A hkezels technolgija

(Mszaki Knyvkiad, Budapest, 1985) Smling Klmn: Hkezelsi pldatr (Mszaki Knyvkiad, Budapest,

1981) Pinke Pter Kovcs-Coskun Tnde: Mrnki anyagtudomny,

Pldatr I. (E BGK jegyzet) Pinke Pter Kovcs-Coskun Tnde: Mrnki anyagtudomny,

Pldatr II. (E BGK jegyzet) Bagyinszki Gyula, Kovcs Mihly: Gpipari alapanyagok s flksz

gyrtmnyok Gyrtsismeret, 69-89. oldal, (Tanknyvmester Kiad, Budapest, 2003)

Br Attila: Hkezel berendezsek (Mszaki Knyvkiad, Budapest, 1979)

ANYAGTECHNOLGIA ALAPJAI II.1. elads

Bnki Dont Gpsz s Biztonsgtechnikai Mrnki Kar

E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter


1. elads - tartalomjegyzk

2. Htvitel hkezels sorn

1.2. Az anyagminsg s a hkezels kapcsolata

3. Hkezelsi diagram

1. A hkezels alapjai s fogalomkre

1.3. A hkezels szerepe a gyrtstechnolgiban

2.1. Hmennyisg, hevtsi id, htads2.2. Hvezets, hramls, hsugrzs2.3. A kemencben elhelyezett trgy melegedse

3.1. A hkezelsi diagram s szakaszai3.2. A melegts szakasza

3.4. A lehts szakasza

1.1. Alapfogalmak

3.3. A hntarts szakasza


1.1. Alapfogalmak

1. A hkezels alapjai s fogalomkre

Hkezels: hevtsi, hntartsi s lehtsi szakaszokbl lltermikus ciklus, amely a munkadarab szerkezetnek, illetve, feszltsgllapotnak tudatos megvltoztatsra irnyul, az elrt tulajdonsgok elrse cljbl. Termokmiai (vegyi) hkezels: a termikus ciklus sorn a munkadarab kmiai sszettele is megvltozik (leggyakrabban csak a felleti rtegben).Termomechanikus hkezels: a hkezelsi ciklust kplkenyalaktssal kombinljk a kvnt szerkezet, illetve feszltsgllapot elrse cljbl. Hkezels teljes trfogatban: a munkadarab egsz trfogatra kiterjed hkezels. Felleti hkezels: a munkadarab felleti rtegre kiterjedhkezels.


1.2 Az anyagminsg s a hkezels kapcsolata

Az anyagminsg paramtercsoportjai

Termo-kmiai hke-zels

Termo-mechanikus

kezels

Hkezels (termikus)


1.3 A hkezels szerepe a gyrtstechnolgiban

Hkezels hkezelsi technolgia

- hmrsklet vltoztatsa ltal a kvnt anyagtulajdonsgok elrse.Hkezels:- kohszati hkezels,- hkezels a gyrtstechnolgiban.

A hkezelssel sszefgg alapkrdsek: Mi a hkezels clja? Mit (milyen anyagot) szeretnnk hkezelni? Mi a kiindul llapot? Hogyan hajthat vgre a hkezels? Hogyan ellenrizhet a hkezels eredmnyessge?

Flkszgyrtmny

hevts alaktsi hmrskletre

melegalakts

lgyts

cementls

forgcsols

edzs s megereszts

befejez forgcsols


Gpalkatrsz gyrtsnak vzlata(bettedzett fogaskerk )

Termokmiai kezels

Hkezels

Hkezels


2.1. Hmennyisg, hevtsi id, htads

2. Htvitel hkezels sorn

bett

hevts

ventiltor A test felmelegtshez szksges hmennyisg ( ) [ ]JTTmcQ o= 1m - a test tmege [kg], c - fajh [J/kg.C ],T1 vgs hmrsklet [C] , To kezdeti hmrsklet [C ]. A fajh minden fmre s tvzetre jellemz rtk, de a hmrsklettel egytt vltozik a gyakorlatban kzepes fajhvel szmolunk.

A testnek dt id alatt tadott hmennyisg - htadsi egytthat [W/m2.C], Tk kemencehmrsklet [C] , T - pillanatnyi hmrsklet [C], A a test fellete [m2].

( )AdtTTdQ k =

A testnek dT rtkkel val hmrskletnvelshez szksges hmennyisg mcdTdQ =


A hevtsi idre rhat ,

ha c, s Tk lland, a hevtsi (melegtsi) id)( TT

dTAmcdt

k =

=

m

o

T

T km TT

dTAmc

t mk

okm TT

TTAmc

t

= ln

Tm a test elrt hmrsklete. Az sszefggs htechnikailag vkony test hevtsre rvnyes. Htechnikai jellemz - htadsi egytthat [W/m2.C](Biot szm) L - a test jellemz mrete [m]

- hvezet kpessg [W/m.C]LBi =

Htechnikailag vkony test keresztmetszetben hevts sorn a hmrskletklnbsg figyelmen kvl hagyhat, azaz Bi0,25

Htechnikailag vastag testeknl el nem hanyagolhat hmrsklet-klnbsg alakul ki. Bi0,5 tmeneti tartomny 0,25


1.3. Hvezets, hramls, hsugrzs

A krnyezet s a test kztt hcsere (felmelegeds, lehls) valsul meg, amely: - hvezetssel (kondukci) - hramlssal (konvekci) - sugrzssal (radici) megy vgbe.

1.3.1. HvezetsSzilrd testekre jellemz, folyadkokra, gzokra akkor, ha nyugalom-ban vannak. A hvezet kpessg () fgg: az tvzet vegyi sszetteltl, az ersen tvztt aclok rossz hvezetk, felhevtskre hosszabb id szksges (a repedsveszly elkerlse vgett), szerkezeti llapottl, a rcstorzulssal romlik a hvezet kpessg, hmrsklettl, a hmrsklet nvelsvel romlik a fmek hvezetkpessge, 900 C krl az aclok h vezet kpessge kzel azonos.

hvezetshramls

hsugrzs

hsu-grzs


T [C]

[

W

/

m

C

]

A hvezet kpessghmrskletfggseacloknl

1.3.2. HramlsA htads a htad kzeg (gz, folyadk) ramlsa rvn jn ltre. Ez befolysolhat az ramlsi sebessggel s gz htadkzeg esetn a nyomssal. Az ramlsi sebessg a kemencbe beptett ventilltorokkalnvelhet (pl. megereszt kemencknl van jelentsge). A nyoms nvelst a korszer vkuumkemenckben vgzett gzhtsnl hasznljk ki.


A hramlsnl a hramlsi htadsi egytthat:

[ ]CmWD

Fko2/ =

F arnyossgi tnyez [W/m.C] a kzeg h vezet kpessge D [m] a test jellemz mrete

Szabad ramls esetn viszonylag kicsi az tadott hmennyisg, pl. kamrs kemencben k = 17...30 W/m2C. Knyszerramlssalnagyobb rtkeket lehet elrni.Sfrdben (szabad ramls esetn), ha a test hossza legalbbmsflszerese az tmrjnek k~ 1000 W/m2C.1.3.3. HsugrzsA hsugrzs tjn trtn energiatads nem ignyel kzvettkzeget, a magasabb hmrsklet testrl henergia jut az alacsonyabb hmrsklet testre. Vkuumkemenckben ez az egyetlen mdja a munkadarab felhevtsnek. A sugrzssal tadott hmennyisgre rvnyes: ( )44 es TTQ =


- sugrzsi egytthat [W/m2K4] , Ts a sugrz test felletnek abszolt hmrsklete [K], Te - az elnyel test test felletnek abszolt hmrsklete [K]. A - sugrzsi egytthat a sugrz s helnyel testek felleti llapottl, anyagtl, alakjtl s hmrsklettl fgg. A s sugrzsi htadsi egytthatra rvnyes:

es

ess TT

TT

=

44

1.3.4. A kemencben elhelyezett trgy melegedseA kemence s a munkaterbe elhelyezett trgy kztt mind a 3 fajta hkzls vgbemegy. Kifejezhet egy sszetett htadsi egytthat: skv ++=v htadsi egytthat vezetsnl k ramlsi htadsi egytthats sugrzsi htadsi egytthatA kemencben elhelyezett trgy elssorban hramls s sugrzstjn melegszik. A hmrsklet nvekedsvel rohamosan n a sugrzssal tadott h, kb. 800 C-on a sugrzssal tadotthmennyisg az sszes hmennyisg mintegy 80 %-a.


A nagymrtk hfeszltsgek s a repedsveszly kialakulsnak elkerlsre 2 lehetsg van: lass hevts alkalmazsa (revseds, dekarbonizci, szemcsedurvuls lp/lphet fel), szakaszos melegts - tbblpcss hevts alkalmazsa, a munkadarabot t kell rakni az egyik kemencbl a msikba;elmelegt znk alkalmazsa folyamatos mkdskemencknl.


3. Hkezelsi diagram

Hkezels: clszeren tervezett technolgiai folyamat, amelyhevtsbl (melegts), hntartsbl valamint lehtsbl ll sclja a munkadarab meghatrozott tulajdonsgainak belltsa a szvetszerkezet vagy/s feszltsgllapot megvltoztatsa ltal.

Id, t

H

m

r

s

k

l

e

t

,

T

Kemence hmrsklet

Felmelegtsi id tmelegtsi id

Melegtsi id Hntar-tsi id

Lehtsi id

3.1. A hkezelsi diagram s szakaszai

Hkezelsi diagram (hmrsklet id)


A technolgiai adatok megadsa egyszerstetthmrsklet - id diagramon

tm melegtsi idtt hntartsi idth lehtsi id

tm - melegtsi id: a darab teljes tmelegedshez szksges id.tt - hntartsi id: a darab hmrskleten tartsnak idtartama.th - htsi id: a darab teljes keresztmetszetben val lehtshez szksges id.


Fajlagos melegedsi idk (tf) hengeres darabra

770-820820-880

12-1410-12

18-2016-18

Hevtberendezs

Melegtsi hmrsklet, C

sznacl tvztt acl

Lngkemence 800-900 60-70 65-80

Elektromos kemence

770-820820-880

60-6550-55

70-7560-65

Sfrd

Melegtsi id, tf, a munkadarab tmrjnek 1 mm-re szmtva,

[s/mm]

A hkezel gyakorlatban a melegedsi idt (tm) tapasztalati sszefggsek felhasznlsval hatrozzk meg. A melegedsi id meghatrozsnl figyelembe kell venni: a munkadarab mreteit, alakjt, a kemencben val elhelyezs mdjt, a hevtberendezs fajtjt.

3.2. A melegts szakasza


[ ]skktLt effm =A melegtsi idL jellemz mret (mm), tf fajlagos melegtsi id (s.mm-1),kf formatnyez, ke elhelyezkedsbl add korrekcis tnyez

A munkadarab alakja Jellemz mret, L (mm) Formatnyez, kfgoly golytmr 0,70kocka lhosszsg 0,70henger tmr 1,0hasb lhosszsg 1,0

gyr gyrszlessggyrvastagsg1,51,5

lemez vastagsg 2

cs falvastagsg2,0 rvid nyitott csnl4,0 hossz csnl4,0 zrt csnl

Klnbz alak munkadarabok formatnyezi (kf)


Korrekcis tnyez a kemencben val elhelyezs szerint (ke)

d 0.5d

d 2d

1.0

1.0

2.0

1.4

1.3

1.7

a 0.5a

a

1.0

1.4

4.0

2.2

2.0

1.8

a 2a

a

Elrendezs akemencben

Helyesbttnyez, k

e

Elrendezs akemencben

Helyesbttnyez, k

e

Korrekcis tnyez, ke

Korrekcis tnyez, ke


Hevtsi mdszereka) a munkadarab behelyezse Tk hmrsklet kemencbe,b) kemencvel egytt val hevts,c) ktlpcss elhevts alkalmazsa.

A munkadarab/munkadarabok hevtse sorn (a sok ellentmondkrlmny ellenre) arra kell trekedni, hogy a hevts viszonylag gyors legyen.


3.3. A hntarts szakasza A hntarts sorn mennek vgbe, illetve fejezdnek be a hkezels jellegnek megfelel fmtani folyamatok. A hntarts idejt meghatrozza: a hkezels clja, a hevt kzeg, a kemence tpusa, az anyagminsg, a kiindul szvetszerkezet, a munkadarab mrete, a munkadarabok elhelyezse.A hntarts idejt tapasztalati adatok, ksrleti eredmnyek segtsgvel, vagy szmtsokkal (pl. diffzis folyamatoknl) hatrozhatjuk meg. A hntarts ideje a szksges minimum legyen (pl. szemcsedurvuls miatt). Hengeres acl munkadarabok hntartsi idejnek meghatro-zshoz jl alkalmazhatk az albbi tapasztalati sszefggsek, ahol D [mm] a munkadarab jellemz tmrje.

[ ]min2

20 Dtt +=[ ]min210D

tt +=


3.4. A hts szakasza Az alkalmazand hkezelsi eljrsbl s anyagminsgbl kell kiindulni. A hkezelsi clt szolgl htsi sebessgetleggyakrabban a folyamatos htsre rvnyes C-grbkblhatrozzuk meg.Tervezskor meg kell hatrozni: a hts krlmnyeit, az eljrst (pl. folyamatos, trt edzs, megszaktott edzs, lpcss edzs,...), a htkzeget s annak hmrsklett, figyelembe vve a darab alakjt, anyagt, mrett, a bels s marad feszltsgek kialakulsnak eslyt.ltalban trekedni kell arra, hogy a lehtsi sebessg minl kisebb legyen(a munkadarab elhzdsa, repedsek alakulhatnak ki), sok esetben viszontgyorshts kell (a diffzis folyamatok megakadlyozsra).

Gzprna kialakulsa acl vizhtses edzsnl


Ms

50 CrMo4 acl folyamatos hts talakulsi diagramjavzhtsfel

let

mag

olajhtsfel

let

mag

lghtsfelle

t

mag

Feladat: Vlasszunk edz hats htkzeget 50 mm-es 50CrMo4 aclbl kszlt hengeres munkadarab htshez, ha ausztenitestsi hmrskletrl (850C) ismertek az albbi htsi idk (500 C-ra): vzhts -fellet 4s, -mag 30s; olajhts -fellet 27s, -mag 44s; leveghts -fellet 510s, -mag 720s.

Edzhatshtk-zeg:vz, olaj.

a hlsi grbkhez tartoz htsi sebessgek tlagrtkkkel jellemezhetk [ ]sCt

Tv A /500

500

o

=

TA auszteni-testsi hmr-sklet

a megfe-lel ht-kzeg


Felhasznlt irodalom:[1] Balogh Andrs, Schffer Jzsef, Tisza Mikls: Mechanikai

technolgik, HEFOP-3.3.1-P.-2004-09-0102/1.0 SZ. PROJEKT, Miskolc, 2007.

[2] Szombatfalvy rpd: A hkezels technolgija, Mszaki Knyvkiad, Budapest, 1985.

[3] Vgvri Ferenc: Gpipari technolgik II., Hkezels, Kecskemti Fiskola, GAMF, Kecskemt, 1999.

[4] Kisfaludy Antal, Borossay Bla: Az aclok hkezelsnek alapjai, BMF BGK, Budapest, 2004.

[5] Lizk Jzsef: Hkezels: gyakorlati segdlet, Nemzeti Tanknyvkiad, Budapest, 2002.

[6] Hkezelsi mveletek tervezse, Power Point bemutat, Mechanikai Technolgiai Tanszk, Miskolci Egyetem, 2013.

ATEC II._BGK_1. eloadas

Documents

Transcript of ATEC II._BGK_1. eloadas