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
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
1.2 Az anyagminsg s a hkezels kapcsolata
Az anyagminsg paramtercsoportjai
Termo-kmiai hke-zels
Termo-mechanikus
kezels
Hkezels (termikus)
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
Gpalkatrsz gyrtsnak vzlata(bettedzett fogaskerk )
Termokmiai kezels
Hkezels
Hkezels
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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 =
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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 =
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
- 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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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)
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
[ ]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)
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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 +=
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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
E-BGK-AAT Tantrgy neve: Anyagtechnolgia alapjai II. Szerz: Dr. Pinke Pter
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.