Anyagtudomány – 2014/15
Bevezetés
Dr. Szabó Péter János
[email protected]
Anyagtudomány Tárgykód: BMEGEMTMK02 Kiméret, követelmény: 2 + 0 + 1 / v Előadók: Dr. Szabó Péter János (ATT) 1 – 7. oktatási hét Dr. Ronkay Ferenc (PT) 8 – 14. oktatási hét Laborok: külön beosztás szerint (www.att.bme.hu) Laborfelelős: Pelyhe Liza (ATT), Dr. Ronkay Ferenc (PT)
Anyagtudomány és Technológia Tanszék Alapítva 1889
MT épület
3
1
Anyagtudomány és Technológia Tanszék Tanszékvezető: Dr. Szabó Péter János Honlap: www.att.bme.hu
• Hallgatói adminisztráció: MT épület, földszint 054. (Dr. Berecz Tibor)
• Laboratóriumok: MT és G épület
Az ATT oktatási tevékenysége BSc képzés (alapképzés) Gépészmérnöki Szak Alaptárgyak: Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat (~420 fő) Fémek technológiája (~300 fő) Anyagtechnológia szakirány (80 fő) (Képlékeny-) alakítástechnika, Hegesztés, Hőkezelés, Roncsolásmentes anyagvizsgálat Minőségirányítás Villamosmérnöki Szak – Anyagtudomány (~450 fő) Terméktervező Szak – Anyagismeret (~100 fő) Energetikai Szak – Anyagismeret (~100 fő) Mechatronikai Szak – Anyagismeret (~100 fő)
MSc képzés (mesterképzés) Gépészmérnöki Szak Alaptárgy: Anyagtudomány (~340 fő) Anyagtechnológia szakirány (~15 fő) Alakító technológiák elmélete Öntészet, porkohászat Hegesztés Végeselemes tervezés (MSC MARC) Kerámiák, kompozitok Orvostechnikai anyagok Korrózió, károsodás (fáradás, törés) Mikroszerkezeti vizsgálatok
2
PhD képzés (doktori) Anyag- és Gyártástechnológia alprogram Anyagtechnológia részprogram ~10 doktorandusz hallgató
Hegesztő szakmérnök képzés 3 féléves képzés (25 fő) Magyar + EWE és IWE diploma
Szakmai területek Anyagok
Szerkezeti Kerámia Fémmátrixú Tömbi nanoszerkezetű Orvostechnikai Mágneses
Technológiák
Hegesztés Hőkezelés Képlékeny alakítás Lézer megmunkálás
Károsodás, anyagvizsgálat
Mechanikai Mikroszerkezeti
Példák a Tanszéken folyó kutatómunkákból Lehetséges TDK, diplomaterv és doktori témák
3
Kérdés
Fémmátrixú anyagok gyártása, vizsgálata, előállítása Kompozitok Könnyűfém mátrix Szál, részecske… ~60 tf% térkitöltés Al2O3, C, SiC Hibrid kompozitok Dupla kompozitok Folyamatos módszer
Dr. Orbulov Imre
Fémmátrixú anyagok gyártása, vizsgálata, előállítása
4
Fémmátrixú anyagok gyártása, vizsgálata, előállítása Fémhabok
Könnyűfém mátrix Nyílt cellás Szintaktikus ~60 tf% térkitöltés Kiemelkedő fajlagos tulajdonságok Dupla kompozitok Ideális kutatás
Dr. Orbulov Imre
Kerámia anyagok vizsgálata, alkalmazása Ipari kerámiák Oktatás (MSc) Mechanikai vizsgálatok Hajlítás Keménységmérés Ipari kapcsolatok Mikeron Kerox Ideális kutatás
Tulajdonságok Alkalmazhatóság Alkatrész tervezés,
gyártás Dr. Németh Árpád
Mágneses anyagok vizsgálata, alkalmazása (→ OMH) Mágneses vizsgálatok
Dia-, paramágneses anyagok vizsgálata Kemény mágnesek vizsgálata Lágymágneses anyagok vizsgálata (amorf, nanokristályos) Magnetostrikció mérése
Anyagvizsgálati alkalmazások
Mechanikai feszültségi állapot vizsgálata Szövet ill. diszlokációs szerkezeti változások vizsgálata Mágneses vizsgáló eljárások és mérőeszközök fejlesztése (hardware, software, adatgyűjtés)
Dr. Mészáros István
5
Mágneses hiszterézis, Barkhausen zajmérés
AISI 430
ferrites , AISI 304 ausztenites, SAF 2507 duplex, Lean-duplex korrózióálló acél vizsgálata
Hőerőművi
kazán túlhevítő csövek , ipari csővezetékek feszültségi állapotának vizsgálata
Amorf
és nanokristályos anyagok, Fe-Si transzformátor lemezek vizsgálata
Kérdés
Orvostechnikai anyagok gyártása, vizsgálata, alkalmazása Jelenleg aktív kutatási területeink: Értágítóbetétek (koszorúér és perifériás)
vizsgálata és fejlesztése Vezetődrótok és ballonkatéterek vizsgálata Fogszabályzó eszköz vizsgálata Fogászati implantátumok vizsgálata és fejlesztése
Koszorúérsztent részei
Anyagok: korrózióálló acél, Co-Cr ötvözet, Pt-Cr ötvözet, nitinol, titán
Gyártástechnológia: Lézersugaras vágás vagy hegesztés Kémiai maratás Elektropolírozás Bevonatolási technológiák
Saját fejlesztésű perifériás sztent
Dr. Bognár Eszter
6
Koszorúér-sztentek
Koszorúérsztent részei
Hatóanyag-eloszlás
Elektródafej
Röntgensugaras láthatóság
Tömbi nanoszerkezetű anyagok gyártása, vizsgálata, alkalmazása Al 6062
Rudak, lemezek gyártása
Eltérő sebességű hengerlés
Különböző irányú kovácsolás
Könyöksajtolás 3,0 2,5 2,0
egyszerű nyírás csavarás-zömítés csavarás-húzás előrefolyatás (R) előrefolyatás (R/2) zömítés
1,5 1,0 0,5 0,0 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
egyenértékű alakváltozás
2,5
3,0
Dr. Krállics György
7
Ultrafinomszemcsés anyagok előállítása, vizsgálata • Nagy diszlokációsűrűségű anyagok hőkezelése • Diszlokációsűrűség növelése – erőteljes képlékeny alakítással – martenzit létrehozásával
• Cél lehet még a speciális szemcsehatárok arányának növelése
Ciklikus termomechanikus kezelés
a
b
c
Ciklusok száma Átlagos szemcsenagyság, m Kisszögű határok aránya, %
d
1 44 49,2
2 45 49,7
3 17 10,4
4 2,5 4,3
Bimodális szemcseszerkezet
8
Kérdés
Képlékenyalakítás Görgőzött termék Lemezalakító technológiák Alakíthatósági vizsgálatok Lemezanyag minősítése Térfogatalakító technológiák Hidegfolyatás, redukálás, zömítés Süllyesztékes kovácsolás tervezése Anyagjellemzők meghatározása Súrlódás, kenőanyag minősítése Folyamatmodellezés Szerszám és berendezés terhelhetőségi vizsgálata
Üzemi hengerállvány Dr. Krállics György
Hegesztés, hőkezelésDr. Dobránszky János Dörzshegesztési folyamat elemzése
Réz–réz mikrohegesztés: lézersugaras és ellenállás- ~
Duplex acélok hegesztése, ATIG, termikus öregítése
9
Mechanikai anyagvizsgálat Szakítóvizsgálat 5 kN, 100 kN, 250 kN Törésmechanika KIc, J, da/dN CT, TPB
spektrométer
Kisciklusú fárasztás Univerzális gépek Keménységmérés HR, HB, HV, HK, … mikrokeménység Ütőmunka (300 J) Dr. Orbulov Imre Dr. Lovas Jenő
Mikroszerkezeti vizsgálatok Visszaszórt elektron-diffrakció, EBSD
Egyedi mérési pontok orientációjának gyors meghatározása Statisztikus mennyiségű adat Textúra meghatározás Szemcsehatárok vizsgálata Szemcsék belső deformációjának vizsgálata
Dr. Szabó Péter János
Kutatási területek fémek szemcsehatár-szerkezetének tudatos
módosítása léces martenzit orientációs viszonyainak vizsgálata újrakristályosodás mértékének meghatározása intenzív képlékeny alakítás hatásának vizsgálata
a szemcsehatár-szerkezetre és a textúrára
10
Alakemlékező ötvözetek
Kérdés
Károsodásanalízis Vasúti kerék Üzem közbeni keréktörés A futófelületre merőleges kicsi,
mikroszkópikus repedések, elhanyagolhatók A futófelülettel párhuzamos, kiterjedt
repedések 280°C környékén (akár intenzív fékezés
hatására) a kerék anyaga ridegedik (Cr) Túlterhelés és a fenti együttállások hatására
a koszorú repedései instabilan terjedtek. Dr. Dévényi László, Dr. Lovas Jenő
11
Károsodásanalízis Elektromos érintkező Polimer házfél, ferrit gyűrűben tört a
csatlakozó Rugókemény bronz anyag Kiinduló repedések a gyártáskori hajlításból,
a hajlítás sugara túl kicsi Nem megfelelő szerelési kultúra A szereléskor fellépő igénybevétel húzás –
hajlítás jellegű, a húzás iránya a szerelési helyzettel ~45°-ot zár be. Dr. Dévényi László
Erőművi acélok károsodás vizsgálata Regeneráló hőkezelés T>500°C, 10-50 MPa, kúszási üregképződés Mikroüregek, üregsorok, mikrorepedések,
stabil-, majd instabil repedésterjedés, makrotörés Élettartam növelési lehetőség regeneráló hőkezeléssel. A regeneráló hőkezelés hatásai: Az üregek részben záródnak, részben az új szemcsék belsejébe kerülnek, a kúszás szempontjából „közömbös” helyre Szekunder kúszás 1/3-ig hatásos. Dr. Ginsztler János, Dr. Dévényi László
Vízvezetéki csövek korróziójának vizsgálata, maradék élettartam becslés Több, mint 30 éves kapcsolat a Fővárosi
Vízművekkel. Az FVM csőrendszerében bekövetkezett
káresetek elemzése. Folyamatos vizsgálat a feltárt csövekből a
maradék élettartam meghatározásához. Vizsgálati módszerek: metallográfia, mikroszkópia, statikus és ciklikus terhelés, törésmechanika, feszültségkorróziós vizsgálatok Dr. Németh Árpád
12
KÖSZÖNÖM MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Anyagtudomány és Technológia Tanszék MTA-BME Kompozittechnológiai Kutatócsoport 1111 Budapest, Bertalan Lajos u. 7. MT épület Tel.: +36 1 463 1234 Fax: +36 1 463 1366 E-mail:
[email protected] www.att.bme.hu
13
