2015.03.24.
A jelen tudománya a jövő gyakorlata.
Az acél válasza korunk kihívásaira avagy az acél fejlődési potenciálja Dr. Verő Balázs, Dr. Janó Viktória
.
Az előadás vázlata
A világ acéltermelése A vas eredete A ferrumhordozók Az Fe mint kémiai elem A vaskohászati vertikum mint zárt ciklusú technológia Az acél ötvözői, jellegzetes szövetelemei és azok mechanikai jellemzői Az acélból készült lapostermékek választéka az acél laposbuga folyamatos öntése a lágyacélok a C-Mn acélok a HSLA acélok a DP (CP) acélok a TRIP acélok az MS acélok A KFI stratégia 2
A világ acélfelhasználása Minden ember évente kb. 200 kg acélt használ fel. A Föld lakossága 2014ben elérte a 7 milliárdot. A világ acéltermelése évente 1,3 milliárd tonna.
3
1
2015.03.24.
A vas eredete vs. a csillagok halála Pulzár a Rák-ködben Nagy tömegű csillagoknál a hélium elhasználása után a fúzió egyre nagyobb atomtömegű elemekkel folytatódik, egészen a vasig. A fúzió azért áll le a vasnál, mert az ennél nagyobb rendszámú elemek keletkezése már nem energianyereséges
A csillagok életének végső szakaszában, amikor a csillag elhasználta a belsejében lévő hidrogént, elkezd összehúzódni és egyre forróbb lesz. A hidrogén még nagy mennyiségben fordul elő a felszín közelében és itt is beindul a fúzió. A magban újabb nukleáris reakciók indulnak be: a hélium fúziójából szén keletkezik. Amikor a hélium elfogy, a csillag újra összehúzódik. 4
Hol van a vas a Földön?
A szárazföldi kéreg egy 15–20 km mélységben húzódó vonal mentén további két részre osztható: - a felső, alumíniumban, szilíciumban és alkáli fémekben gazdag gránitos, valamint - az alsó, több vasat és magnéziumot tartalmazó bazaltos kéregre.
A földmag két viszonylag önálló részre osztható: - külső mag: közel 2300 km, folyadékszerű - belső mag: 1220 km, szilárd Mindkettő fő alkotóelemei nehézfémek elsősorban vas és kisebb mennyiségben nikkel. A szilárd belső mag létezését 1936-ban fedezte fel Inge Lehmann. A belső magban a legújabb kutatások szerint a vasnál nehezebb elemek is jelen vannak, a külső magban viszont a vasnál könnyebb elemek találhatók. 5
Ferrumhordozók – vasércek – vashulladék Az ausztráliai Uluru: Ausztrália egyik legismertebb nemzeti jelképe. A homokkő sziklatömb 348 m magas. A sziklatörmelékekben található bazalt, illetve más helyeken bazalt helyett klorit és epidot fordul elő. A kimutatott ásványok elsősorban gránit alkotta forrásra utalnak. Viszonylag frissen ez a kőzet szürke színű, de a vastartalmú ásványok az időjárás oxidációs hatására a szikla külső felszínének rozsdavörös árnyalatot adnak. Kiruna, vasércbánya, Észak-Svédország: Ásványi típus: Magnetit (mágnesvasérc) Éves termelés: 15 millió tonna vasérc termék A világ legnagyobb és legmodernebb mélyszinti vasércbányája. A telepen folyó bányászat kezdete óta, több mint 100 évvel ezelőtt, az LKAB kb. 950 millió tonna ércet termelt ki, mellyel az eredeti érctestnek csupán a harmada lett feldolgozva. 1999 közepétől a bánya addigi szállítási szintjét, – a 775 méter mélységet – felváltotta a következő alacsonyabb szint, 1045 m, ahol 2018-ig tart majd a kitermelés. 6
2
2015.03.24.
Ferrumhordozók – vasércek – vashulladék Vasércek összetétele: A vörösvasércek lilásvörös színűek, és hematit alapúak. Ezek a legfontosabb vasércek. A legjobbak 64-68% vasat tartalmaznak. A mágnesvasércek vagy szürkevasércek magnetit alapú ércek, vastartalmuk 60% fölött is lehet. Tömörebbek, ezért valamivel nehezebben redukálhatóak. A magnetit gyakran a kova különböző, az érc minőségét rontó módosulataival (jáspis, kvarc) nő össze. A barnavasércek alapásványai legalább részben hidroxidosak. Kötött víztartalmukat hevítés hatására elveszítik, így vastartalmuk növelhető. A pátvasércek sziderit, azaz vaskarbonát alapúak és általában másodlagos keletkezésűek. Vas- és acélhulladék Saját eredetű: előnyős, mert összetétele közelítőleg ismert. Külső eredetű: hátránya, hogy összetétele bizonytalan, előnye viszont az, hogy nagy mennyiségben keletkezik. 7
Az Fe, mint kémiai elem 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3d6 , 3p6, 4s2 α-Fe: 911 ᵒ C-ig Térkitöltés: 68% Rácsparaméter: 2,86 x10-10 m
γ-Fe: 1394 ᵒ C-ig Térkitöltés: 73% Rácsparamáter: 1000 ᵒ C-on 3,65 x10-10 m
δ-Fe: 1538 ᵒ C-ig Térkitöltés: 68% Rácsparaméter: 1390ᵒC-on 2,932 x10-10 m
8
ISD DUNAFERR – Zárt ciklusú technológia
9
3
2015.03.24.
Az acél ötvözői 1. Intersztíciósan oldódó ötvözők: H, B, C, N, O 2. Szubsztitúciósan oldódó ötvözők: Mn, Cr, Si, Ti, V, W, Mo, Ni, stb. 3. Karbidképző ötvözők:
Az Fe- Fe3C egyensúlyi fázisdiagramja acélokra vonatkozó részlete
Fe3C
4. Mikroötvözők: Ti, Nb, V, (Al) 5. Ausztenitképző ötvözők: C, Ni, Co, stb. 6. Ferritképző ötvözők: Si, Cr, P, Al, stb.
A ferrit maximális C oldó képessége 0,02%, az ausztenit maximális C oldó képessége 2,08%, míg a δ-ferrit maximális C oldó képessége 0,09% 10
A intersztíciós hely nagysága a ferritben és az ausztenitben Az intersztíciós szilárd oldat képződésének feltétele: rnem fém / rfém ≤ 0,59 A vas atomsugara: 1,26x10-10m (0,126nm) Karbon atomsugara: : 0,72x10-10 m A két atomsugár hányadosa 0,57, vagyis teljesül a fenti kritérium. - Ez a kritérium a rácstípustól független feltétel. A ferrit térben középpontos szabályos rácsában rendelkezésre álló üres hely mérete: 0,366x10-10 m. A felületen középpontos rácsú ausztenitben kétféle intersztíciós hely van, nevezetesen a tetraéderes és az oktaéderes hely. Ez utóbbi a nagyobb méretű. Az allotróp átalakulás hőmérsékletén, 911oC-on az oktaéderes intersztíciós hely nagysága 0,536x10-10m. Az adatokból látható, hogy még az ausztenitben sem elegendő az intersztíciós hely nagysága ahhoz, hogy a karbonatom rácstorzulás okozása nélkül be tudjon épülni, de lényegesen kisebb torzulást okoz itt, mint a ferrit rácsában. Ezzel magyarázhatjuk a ferrit és az ausztenit 11 karbonoldó-képességében meglévő két nagyságrendnyi különbséget.
A martenzit elemi cellája C - atom
Fe - atom
A ferrit rácsának torzultsága (tetragonalitása) az acél karbontartalmától függ és nem minden egyes intersztíciós helyre jut egy karbon atom.
A martenzit rácselemének vázlatos rajza
12
4
2015.03.24.
Az acél szövetelemeinek mechanikai tulajdonságai Fázis
Re, MPa
Rm, MPa
A, %
Keménység, HV
Intersztíció mentes ferrit
100-150
~280
~50
-
Ferrit (lágyacél)
220
300
45
-
Ferrit (0,7%Ni, 0,6%Cr)
330
550
35
180
Ferrit (13%Cr)
300
500
>18
-
Perlit
900
1000
10
-
Cementit
3000
-
-
800-1150
Nb (C,N)
-
-
-
2500-3000
Bénit (0,1%C)
400-800
500-1200
25
320
Martenzit (0,1%C)
800
1200
<5
380
Martenzit (0,4%C)
2400
-
-
700
Ausztenit (8%Ni, 18%Cr)
300
600
>40
240
13
Az acélból készült lapostermékek választéka
Teljes nyúlás
Rm x A80 = 12 000 - 24 000 MPa%
Szakítószilárdság 14
Az acél folyamatos öntése és az öntőgép
Méret: 800-1500 x 240 mm 8 m, 15-20 t
15
5
2015.03.24.
Hibajelenségek - A középvonali dúsulás A folyamatos öntés alapvető feladata: megfelelő geometriájú, külső és belső hibáktól mentes féltermék előállítása. Meniszkusz
Olvadék Szilárd
Középvonali dúsulás: makrodúsulás és porozitás - az olvadék elmozdul a vele egyensúlyt tartó szilárd fázis közeléből, - korlátozott lehetőség olvadék utánpótlásra a kristályosodás közben.
Mushy zóna
Mushy Mushy szakasz
olvadék+ szilárd (kásás, pépnemű)
A feldolgozott termékben (lemez) is megtalálható, utólagos hőkezeléssel lényegesen nem korrigálható (rétegesség, repedések)!
Öntési irány
Metallurgiai hossz, tócsamélység (10-30 m)
16
Ipari alkalmazás, összetett hatások A támgörgőbeállítás módosítása - függőleges öntőgép, rögzített görgőbeállítás, - a tervezett eredmények előzetes modellezése, - a támgörgőbeállítás módosítása: 4 szál – egy év A középvonali dúsulás okozta minőségi problémák egymást követő évben, t* Claims 3because of centerline segregation, t 500
Claim
450 400
Accepted claim
350
300 250 200 150 100 50 0
before
during
after
before
during
after
*official data of Quality Management of ISD Dunaferr Co. Ltd.
17
Egykomponensű olvadék dermedésekor kialakuló öntött szövet 1. OFHC réz öntött szerkezete
2. Az öntött szövet vázlata
1. 2. 3.
finom dendrites tartomány oszlopos krisztallitokból álló tartomány egyenlő tengelyű dendritekből álló tartomány
6
2015.03.24.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: folyamatosan öntött acél laposbuga öntött szerkezete
1. 2. 3.
finom dendrites tartomány, oszlopos krisztallitokból álló tartomány, egyenlő tengelyű dendritekből álló tartomány.
Reális körülmények között mikrodúsulás szükségszerűen kialakul.
Többkomponensű olvadékok konstritucionális (összetételi) túlhűlés által irányított dermedése: alapfeltevés és alapfeltételek Alapvető kérdés: hogyan növekedhetnek pozitív hőmérsékleti gradiens (+G) mellett a primer dendritágak (oszlopos kristályok)?
ΔG = Golvadék – Gszilárd > 0 és ΔG nő, ha Δx nő.
-
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a modell alapvető jellemzői A finom dendrites tartomány termikus túlhűléssel jön létre. Növekedési modell: a dermedés (a kristálynövekedés) közel állandósult (közel stacionár) állapotban játszódik le, az olvadék/szilárd fázishatárfelületet síknak tételezzük fel, a szilárd állapotbeli diffúzió sebessége elenyészően kicsi, az olvadékbeli koncentráció-kiegyenlítődés csak diffúzió révén történhet, az olvadékáramlás kizárt, a fázishatárfelület sebessége (R) állandó, a kristálynövekedés értelemszerűen a rendszerből való hőelvonás következménye.
7
2015.03.24.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: az ötvözőben dús olvadékréteg kialakulása a dermedési front előtt
Azt feltételezzük, hogy a likviduszhőmérséklet a koncentrációtól lineárisan függ, vagyis
akkor
Vesse össze a termikus túlhűlésre vonatkozó ábrával! R – lineáris kristályosodási sebesség ko – megoszlási hányados D – diffúziós tényező x – a dermedési fronttól mért távolság
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: az ötvözők olvadékbeli diffúzió sebessége mint a kristályosodás sebességét meghatározó tényező T
Kvázi stacioner állapot t=t0
t=t0+∆t
T=T0
T=T0+∆T
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a Tolv (x) és TL(x) görbe kölcsönös helyzetének szerepe az öntött szövetszerkezet kialakulásakor
1.
Sík dermedési front csak akkor alakulhat ki, ha a hőmérsékleti gradiens nagyon meredek, a dermedési sebesség kicsi és a fémes olvadék nagyon tiszta.
2.
Ha a fémes olvadék már nagyon kevés szennyezőt is tartalmaz, a sík dermedési front instabillá válik; minden olyan pontnál, ahol a dermedési front jobban előrehalad, az összetételi túlhűlés miatt ennek növekedése kitüntetetté válik. A korábban sík dermedési front különálló cellákból álló fronttá alakul. Ebben az esetben a szövetet orientációjukban csak kevéssé különböző oszlopkristályok alkotják.
8
2015.03.24.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a Tolv (x) és TL(x) görbe kölcsönös helyzetének szerepe az öntött szövetszerkezet kialakulásakor
3. Ha az összetételi túlhűlés kifejezetté válik, a kidudorodások csúcsokká válnak, és kialakul a dendrites növekedés. Ezt a dendrites növekedést gyakran csúcsnövekedésnek nevezik vagy más néven transzkrisztallin zónának.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: dendrites állapotot meghatározó tényezők Az ugyanolyan kristályosodási sebességhez tartozó szekunder dendritágak távolsága más tényezőktől is függ a mérési eredmények szerint.
A szekundér dendritágak közötti távolság változása a különböző ötvözési technológiák de megegyező dermedési sebesség mellett
A szekundér dendritágak közötti távolság változása a helyi a dermedési idő függvényében (Fe-Ni ötvözet) Bower, Brody és Flemings szerint
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a szekunder, tercier dendritágak kialakulása Egykomponensű olvadékok termikus túlhűlése által irányított dermedésekor a primer dendritágra merőleges irányban nem alakulhat (-hatnak) ki a szekunder dendritágak növekedésének feltételei, mert ebben az irányban G ≈ 0. Többkomponensű olvadékok dermedésekor a primer dendritágakra merőleges irányban is fellép az összetételi túlhűlés → szekunder, majd esetleg tercier dendritágak keletkezése.
Dendritalak a túlhűlés (∆T) függvényében
9
2015.03.24.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a helyi dermedési idő (local solidification time) Definíció: a kétfázisú (olvadék+kristályos) állapotban való tartózkodás ideje Flemings és Tsai összefüggése a szekunder dendrittávolságra: ahol: d – a szekunder dendritágak távolsága, K – anyagra jellemző állandó θ0 θf – a helyi dermedési idő
θf
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a szekunder dendritágak távolsága Tehát a dermedés idő függ a ΔT hőmérsékletközétől, a G hőmérsékleti gradienstől és az R kristályosodási sebességtől. ahol ∆T a dermedés hőmérsékletköze Ha az adott rendszer sajátosságaitól eltekintünk, akkor a szekunder dendritágak távolságát az 1/GR határozza meg. Másrészről a szekunder dendritágak távolsága a kritikus csíraméret r* 8-szorosával egyezik meg.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: egyenlőtengelyű dendrites tartomány Az egymással érintkező dendritágak megakadályozzák az olvadék utánpótlást mikrolunker Az utolsó deremdési szakaszban az olvadék feldúsul ötvözőkben és szennyezőkben zárványok (oxidok, szulfidok, intermetallikus fázisok) jelennek meg a dendritágak felületén
A szilárd fázis és az olvadékban lévő második fázis (zárvány) részecskéi között lehetséges kölcsönhatások:
10
2015.03.24.
Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a mikrodúsulás kialakulása A mikrodúsulás lényegében az összetételi túlhűlés következménye, mértékét ma már szoftver segítségével (pl. IDS szoftver) határozhatjuk meg. Meghatározó tényezők: - dermedés körülményei, - k0 – megoszlási hányados, - az ötvözők olvadékbeli diffúziós sebessége.
A dúsulás mértékének változása a dermedés sebességének függvényében
Az acél legfontosabb ötvözőinek megoszlási hányadosa
összetételi vagy konstitucionális túlhűlés által irányított dermedés Ξ kvázi stacionér állapotban lezajló, az ötvöző elemeknek az olvadékbeli diffúziója által irányított dermedés
Az acélból készült lapostermékek választéka
Teljes nyúlás
MILD: Lágyacél Rm, : 280MPa A80 : 35%
C: 0,04-0,1% Mn: 0,15-0,25% Si< 0,01% Al: 0,04%
Szakítószilárdság 33
11
2015.03.24.
Lágyacélból készített tipikus termékek A mélyhúzási eljárás során a lemezből üreges testek kialakítása történik. A húzási munkafolyamatokat az anyagalakíthatóság határáig valósítjuk meg.
Fémtömegcikkek
Zománcozott fürdőkád
34
A lágyacélok dresszírozása A dresszírozatlan és a dresszírozott szalag szakítódiagramja
A dresszírozási technológiában a hengerlési erőn kívül a szalagfeszítésnek és húzásnak is fontos szerepe van az alakváltozás mértékének meghatározásában.
A lágyacélok szakítódiagramjában a felső folyási határon meginduló és az alsó folyási határon lezajló inhomogén alakváltozás a jellemző, ami az ún. Lüders-front mozgásában ölt testet. A lágyított állapotú lemezből készült alkatrész folyásvonalas lesz – kedvezőtlen esztétikai megjelenés. 35
A dresszírozás hatásának fémtani magyarázata A szalagvastagság és a minőség függvényében a dresszírozási nyúlásnak létezik egy olyan értéktartománya, amelynél a folyáshatárnak minimuma van:
Képlékenyen és rugalmasan deformálódott tartományok, a Lüders-sávok kimutatása Fryféle maratással, mikrokeménység méréssel.
A dresszírozás célja kettős: a folyási határ minimalizálása és a folyásvonalasság megszüntetése. Megoldás: maximális hosszúságú, mozgásra képes Lüders-frontok létrehozása a lemezben. 36
12
2015.03.24.
A pikkelymentesen zománcozható lágyacélok gyártástechnológiája
Pikkely a zománcozott acéllemezen H2 permeációs görbe
t TH 02 6,7 d Pikkelymentes zománcozás feltétele: MSz EN 10209: 2000 Dipermet-H 37
A pikkelymentesen zománcozható lágyacélok gyártástechnológiája
Repedt, törött karbidok és mikroüregek a ferrit-karbid határfelületen, a karbidban levő repedések folytatásában. Hengerlési felülettel párhuzamos minta, ε=12% 38
Az acélból készült lapostermékek választéka C-Mn acélok
Teljes nyúlás
Rm, : 450MPa A80 : 25%
Szakítószilárdság 39
13
2015.03.24.
A C-Mn acélokból készült jellemző termékek
Vasúti híd rácsszerkezete
Autópálya-korlát
40
A C-Mn acélok mechanikai tulajdonságainak javítása Termomechanikus eljárások összehasonlítása
Hőmérséklet
Az ausztenit szemcsefinomításának korlátai
, s-1
Idő
DIFT: Deformation Induced Ferritic Transformation Yuqing Weng: Ultra-Fine Grained Steels, Springer, 2008
41
Az acélból készült lapostermékek választéka
Teljes nyúlás
HSLA: Nagy szilárdságú, gyengén ötvözött acélok Rm, : 650MPa A80 : 15%
Szakítószilárdság 42
14
2015.03.24.
A HSLA acélok tipikus alkalmazási területei Hegesztett cső típusok
A hegeszthető nagy folyáshatárú acélok folyási határa a szívósság függvényében. A jobboldali függőleges tengelyen az adott acél minőség kifejlesztésének időpontja is követhető.
szövetszerkezet
Spirálvarratos acélcső
Luxus óceánjáró
Hosszvarratos acélcső 43
A HSLA acélok mikroötvözői Ti: maximális mennyisége 0,1 tömeg% A titán az acél karbon- és nitrogéntartalmával Ti(C,N) képez, melyek meggátolják az ausztenit szemcsedurvulását nagy hőmérsékleten.
Nb: maximális mennyisége: 0,09 tömeg% A nióbium atommérete erősen különbözik a vasétól, és így erősen gátolja oldott állapotban az ausztenit újrakristályosodását illetve a karbonnal és a nitrogénnel karbonitridet képez. Ezek az apró kiválások gátolják az ausztenit szemcsenövekedését, és kiválásos szilárdságnövekedést is okoznak. V: maximális mennyisége: 0,15tömeg% A vanádium csak nitrideket tud képezni, melyek ferrites állapotban válnak ki, és lényegében csak kiválásos keményedést okoznak. 44
Az egyes szilárdságnövelő mechanizmusok hatása a folyási határra és az átmeneti hőmérsékletre Mi a célja a szemcseméret csökkentésének? Erre a kérdésre közismert a válasz, amely azonban eltérő tartalmú a felületen középpontos és a térben középpontos rácsú ötvözetek, így az acélok esetében. A felületen középpontos rácsú fémeknél – pl. alumínium, réz, saválló acél – a szemcseméret csökkentése a folyáshatár növelésének egyik lehetséges eszköze. A térben középpontos rácsú fémek, ötvözetek – így pl. a szerkezeti acélok esetében – ez az egyetlen lehetőség a folyáshatár és az átmeneti hőmérséklet egyidejű kedvezőbbé tételére. 45
15
2015.03.24.
A Hall-Petch összefüggés szerinti d-1/2-es szemcseméret-függés eredete Lágyacél Hall-Petch diagramja
A Hall-Petch összefüggésben a folyáshatár szemcseméret-függését kifejező tag -1/2 hatványkitevője abból adódik, hogy N. J. Petch feltételezte, hogy a szomszédos szemcsében a feszültségmező a szemcsehatártól mért r távolságban (d/r) 1/2 szerint változik. Feltételezhető, hogy a -1/2-es kitevőt a kísérleti eredmények figyelembe vételével állapította meg.
NϬ0
A modell feltételezi, hogy a diszlokációk a szemcsehatár előtt, mint átjárhatatlan fal előtt, felsorakoznak, és a szemcsehatárba nem lépnek be.
46
Az acélból készült lapostermékek választéka DP-CP: Kettős és komplex fázisú acélok
Teljes nyúlás
Rm, : 750MPa A80 : 25%
Szakítószilárdság 47
A DP acélok szokásos összetétele Ferrit: 80tf%, martenzit: 20tf% Acél
C
Mn
Si
DP
0,1
1
0,5
”
0,1
1,0.
0,1
”
0,1
0,5
0,1
”
0,12
1,2
0,1
”
0,07
1,4
Al
Cr
1,2
0,5
Nb
Egyéb P: 0.05
0,8
0,04 0,03
P: 0.03
Az interkritikus hőmérsékleten kialakuló 20tf%-nyi és kb. 0,4-0,5 tömeg% C-tartalmú ausztenitből keletkezik a martenzit.
48
16
2015.03.24.
A DP acélok jelentősége és előállítási lehetőségei Mechanikai tulajdonságok:
nagy szilárdság (~1100MPa-ig), jelentős keményedő képesség, kiváló alakíthatóság, nagy mértékű törési szívósság.
Autóipari alkalmazás: karosszériaelemek (bake hardening, kiváló mélyhúzhatóság, nagy mértékű energia adszorpció…)
„Hagyományos” gyártási lehetőségek:
49
Az acélból készült lapostermékek választéka TRIP: Transformation Induced Plasticity
Teljes nyúlás
Rm, : 800MPa A80 : 30%
Szakítószilárdság 50
A TRIP acélok szokásos összetétele Ferrit: 55tf%, bénit: 35tf%, maradék ausztenit: 10tf% Acél
C
Mn
Si
TRIP
0,2
1,5
1,5
”
0,2
1,5
0,1
1,8
”
0,3
1,5
0,3
1,2
”
0,15
1,5
0,6
”
0,15
1,5
0,1
”
0,2
1,5
1,5
0,04
”
0,2
1,5
1,1
0,04
Al
Cr
Nb
Egyéb
P: 0,1 1
Cu, Ni Mo: 0,3
Mivel az interkritikus tartományban az ausztenit és a ferrit aránya 1:1, a DP acélhoz viszonyítva nagyobb karbontartalmú alapanyagból kell kiindulni. 51
17
2015.03.24.
A DP és TRIP acélok átalakulási tulajdonságainak szimulációja Gleeble-vel
Átalakulási diagram meghatározása J-MatPro programmal.
A lehűlési görbe a termomechanikus szimulátor bemenő adata.
52
A módosított technikai elrendezés a DP és TRIP acélok meleghengerlési technológiájához ElőlemezElőlemez-tekercselő végvágó olló
Hatállványos készsor Kifutó görgősor
I. Számú csévélőberendezés
Szalaghűtő berendezés
Interkritikus csévélő
II. Számú csévélőberendezés
Aszimmetrikus hengerállvány
53
Az acélból készült lapostermékek választéka MS: Martenzites acélok
Teljes nyúlás
Rm, : 1300MPa A80 : 7-8%
Szakítószilárdság 54
18
2015.03.24.
Nagy szilárdságú acélok a gépkocsik karosszériájában
55
A PH acélból készült alkatrészek gyártástechnológiája – A
56
A léces martenzit szerkezete
tömbök A tömbökön belüli, egymással kisszögű határral elválasztott tartományok (lécek).
57
19
2015.03.24.
A 22MnB5 acél mechanikai tulajdonságai és átalakulási diagramja A különböző hőkezelések hatása a mikroszerkezetre és a mechanikai tulajdonságokra Vastagság (mm)
Kezelési mód
Martenzit (%)
Bénit (%)
Ferrit (%)
900oC, 15' -WCP
S0
20
<1
950oC, 10' -WCP
100
<1
950oC, 10' -NCP
100
<1
Vastagság
Kezelési mód
EModul (GPa)
An (%)
A25 (%)
900oC, 15' -WCP
198
987
1397
2,6
3,8
950oC, 10' -WCP
198
1024
1418
2,6
3,7
950oC, 10' -NCP
188
1076
1413
1,7
2,1
900oC,
15' -WCP
194
1035
1485
3,4
6,7
950oC, 10' -WCP
210
1010
1478
3,4
6,3
950oC, 10' -NCP
176
1075
1480
3,2
5,4
950oC,
15' -WCP
241
987
1493
3,6
8,1
950oC, 15' -NCP
211
1050
1490
3,2
7,4
(mm)
1,0
900oC, 1,5
2,8
1,0
15' -WCP
98
2
<1
950oC, 10' -WCP
98
2
<1
950oC, 10' -NCP
96
4
950oC,
15' -WCP
100
950oC, 15' -NCP
97
1,5
2,8 3
RP0,2 Rm (MPa) (MPa )
58
UFG acélok fejlesztési lehetőségei 1. léces martenzites szerkezet többlépéses temperálása hidegalakítással kombinálva: nanoméretű karbid-kiválások elnyújtott ferrit-mátrixban 300°C/s; 750°C; 10s edzés vízben
ekviaxiális ferrit, bimodális szerkezetű nanoszemcsés karbidkiválásokkal (50-150nm)
léces martenzites szövet 0,2-0,3μm-es lécek, φ~10^14m^-2
UTS=1050MPa εfrac.=0,62 dfer. ~ 1,2μm
59
A műszaki fejlesztés stratégiája
60
20
2015.03.24.
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
61
21
