ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA

Tudományos Diákköri Konferencia 2011

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA Helyszín:

MT épület, I. emelet Könyvtár

Időpont:

2011. november 16.

Elnök:

Dr. Krállics György, egyetemi docens

Titkár:

Fábián Enikő Réka, egyetemi tanársegéd

Tag(ok):

Dr. Lovas Jenő, egyetemi adjunktus Dr. Reé András, ny. egyetemi adjunktus

9:00 Ács Máté, Bernáth József, Czizmazia János, Fekete Balázs Duplakompozitok gyártása és vizsgálata Konzulens(ek): Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjunktus 9:20 Bakos Levente, Lóth Ágoston, Uzonyi Sándor LDX2404 lean duplex acél hegesztése Konzulens(ek): Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs 9:40 Farkas Dániel, Torma György, Vincze Dávid Modern damaszkolási technológiák

Konzulens(ek): Nagy Péter, PhD-hallgató 10:00 Kristóf Dániel, Németh Levente A hegesztő huzal és az áramátadó kapcsolatának és kopásának elemzése Konzulens(ek): Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs SZÜNET 10:40 Kun Péter Szintaktikus fémhabok mikroszerkezeti vizsgálata Konzulens(ek): Dr. Májlinger Kornél, egyetemi tanársegéd; Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjunktus


11:00 Preszl Dániel Fluxgate típusú magnetométer modellezése Konzulens(ek): Dr. Mészáros István, egyetemi docens 11:20 Rácz András, Tóth Levente Eszközfejlesztés mikrogömbhéjak infiltrálásához Konzulens(ek): Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjunktus 11:40 Steinbach Ágoston A mélységi keménységprofil és a szemcseszerkezet változása közötti kapcsolat mélygörgőzés hatására vasúti kerékpártengelyek anyagában Konzulens(ek): Dr. Berecz Tibor, egyetemi adjunktus 12:00 Torma György Középkori testpáncélok mechanikai vizsgálata Konzulens(ek): Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs 12:20 Török Máté, Lipák Gábor Duplex kézikocsi tervezési és gyártási folyamata Konzulens(ek): Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs


Duplakompozitok gyártása és vizsgálata Production and Investigation of double composites Ács Máté BSc, IV. évf., Bernáth József BSc, IV. évf., Csizmazia János BSc, IV. évf., Fekete Balázs BSc IV. évf. Konzulens: Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjuktus, ATT A kompozitok általában két vagy több anyag összeépítésével jönnek létre. Egy egyszerű példával élve kompozit a gépjárművek gumiabroncsa, ami gumiból és acél huzalokból áll. Ezt az alkatrészt két fő komponens alkotja: a mátrixanyag (a gumi) és az erősítőanyag (az acél huzalok). Ezek mellett még egy fontos harmadik összetevő is szerepet kap, ami nem más, mint a mátrix és az erősítőanyag között lévő átmeneti réteg. Ez a réteg felelős a megfelelő teherátadásért a mátrix és az erősítőanyag között. A címben szereplő duplakompozitokban maga az erősítőanyag is egy kompozit. Munkánkban olyan duplakompozitokkal foglalkoztunk, amelyekben a mátrixanyag egy fémmátrixú szintaktikus hab, az erősítőanyag pedig egy alumínium mátrixú kompozit huzal (kompozit a kompozitban). A duplakompozitokat és az erősítést képező kompozit huzalokat is nyomásos infiltrálással állítottuk elő egy speciálisan erre a célra szolgáló kemencében. Az erősítésként használt kompozit huzalok ~60 tf%-nyi, nagy szilárdságú alumínium-oxid szálat (3M gyártmány) tartalmaz Al99,5 mátrixban. A mátrixot képező szintaktikus fémhab ~65 tf%-nyi, SLG típusú kerámia mikrogömbhéjból (Envirospheres Ltd.) és alumínium ötvözet mátrixból épül fel. A kísérleti munkánk során több kompozithuzal elrendezést is kipróbáltunk és vizsgáltunk (tiszta szintaktikus fémhab, egy soros három huzalos, egy soros hat huzalos és így tovább). A duplakompozitok mechanikai tulajdonságait hárompontos hajlítással vizsgáltuk. Az eredmények azt mutatták, hogy a duplakompozitok fajlagos hajlítószilárdsága (a hajlítószilárdság osztva a próbatestek sűrűségével) nagyobb volt, mint a szín alumíniumé. Mikroszerkezeti vizsgálatokat is végeztünk. Az infiltráltság minőségének megítélésére fénymikroszkópiát alkalmaztunk, az eredmények jó infiltráltságot mutattak és nem volt megfigyelhető határfelület a kompozithuzal és a szintaktikus fémhab mátrix között. Pásztázó elektronmikroszkópiát alkalmaztunk a próbatestek töretfelületének vizsgálatára. A rögzített képek a mikrogömbhéjak rideg és az alumínium mátrix képlékeny törését mutatták. Összefoglalásként, eredményeink alapján kijelenthető, hogy az általunk előállított és vizsgált duplakompozitok sikeresen alkalmazhatók könnyű szerkezeti alkatrészekként.


LDX2404 duplex korrózióálló acél hegesztése LDX2404 lean duplex steel welding Bakos Levente BSc IV. évf., Lóth Ágoston BSc II. évf., Uzonyi Sándor BSc II. évf. Konzulens: Dr. Dobránszky János tudományos főmunkatárs, ATT Ipari és építészeti felhasználások során sok esetben fontos a hegesztett acélszerkezet vagy berendezés korrózióállósága. Ezt a korrózióállóságot vasbázisú ötvözetekben csak jelentős ötvözéssel lehet elérni. Hagyományosnak mondható ferrites, ausztenites, martenzites korrózióálló anyagok mellett az elmúlt két évtizedben megjelentek a vegyes szövetszerkezetű acélok, az úgy nevezett duplex acélok. A duplex acélok szövetszerkezete ausztenites és ferrites kristályszerkezetből áll. A ferrites szerkezet kiváló ellenálló képességet nyújt a feszültségkorróziós törések ellen és nagy szilárdságot kölcsönöz az acélnak, az ausztenites szövetszerkezet kedvező szívóssági tulajdonságot, alacsony átmeneti hőmérsékletet és korrózióállóságot eredményez. Legfőbb ötvözői a króm és a nikkel. Az elmúlt évben a finn acélgyártó Outokumpu vállalat kifejlesztette az LDX2404 nevű lean duplex acélt. A nikkel árát a tőzsdei árak szabják meg, ami miatt a 10 évvel ezelőtti árához képest az elmúlt 10 évben 5-20-szoros drágulás figyelhető meg. A lean duplex acélok alacsony (sovány) nikkel tartalmú duplex acélok, ami nagy mennyiségű gyártás és felhasználás során jelentősen csökkentheti a szerkezet költségét. A dolgozatban bemutatásra kerülnek az LDX2404 sovány duplex acél vegyi és mechanikai tulajdonságai, összehasonlítva a hagyományosnak tekinthető egyéb korrózióálló acélokkal. Az LDX2404 hegesztése különös körültekintést igényel szerkezeti felépítése és ötvözői miatt. A tanulmányban ismertetjük ennek a hegesztést megelőző előkészítő munkálatokat. A hegesztést egy egy tengelyű Yamaha robottal végeztük, semleges védőgázos wolframelektródás ívhegesztéssel. A hegesztést megelőzően a robot programozhatóságát ismertük meg, és készítettük el a mintadarabok félig automatizált hegesztéséhez szükséges programtervet. A hegesztés során kerestük az LDX2404 acél hibamentes kötőhegesztéséhez szükséges hegesztési paramétereket, a wolframelektróda kúpszögét állítottuk, és több féle védőgáz összetételt vizsgáltunk. Az elkészített varratok szövetszerkezetét kimunkálás után mikroszkóppal vizsgáltuk, és megmértük delta-ferrit tartalmát, majd a kapott eredményeket értékeltük.


Modern damaszkolási technológiák Modern damascening technologies Farkas Dániel BSc III. évf., Torma György BSc VI. évf., Vincze Dávid BSc III. évf. Konzulens: Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs, ATT Az emberek zömének a damaszkolás nem egy sokat mondó fogalom. A mi célunk ezzel a TDK-dolgozattal az, hogy elmélyültebb ismereteket szerezünk a damaszkolás területén és a szerzett tudást továbbadjuk. A történelemben visszatekintve a damaszkolás a vas felfedezésével egyidős eljárási mód. De vajon a modern korban is használjuk-e ezt a különleges hegesztési technológiát? A válasz egyértelmen igen, de már korántsem arra, amire valaha kialakult ez az eljárás. A modern kor a damaszkolást már nem az alapanyag homogenizálására alkalmazza, hanem sokkal inkább azért mert így a fémnek egy exkluzív, esztétikus külső kölcsönözhető. Munkánk során nem csak elméleti áttekintést végzünk, hanem a saját magunk által készített damaszkolt próbadarabokon végzünk anyagvizsgálati méréseket. Ezen vizsgálatok közé tartoznak például: keménységvizsgálat metallográfiai vizsgálat, töretfelület vizsgálat, stb. A damaszkolt anyag nem csak acélból állhat, acél mellett egyéb fémekkel is elvégezhető a damaszkolás. Ezen a területen is beható vizsgálatokat végzünk, mely által jobb összképet kaphatunk a damaszkolt anyagok tulajdonságairól. A TDK dolgozat első részében egy pontos leírás szerepel magáról a damaszkolásról és egy történeti áttekintés, ami a legfontosabb részleteket tartalmazza. Ezután belemélyedünk a damaszkoláshoz használt anyagok kombinációiba és megpróbálunk egy pontos összképet adni arról, hogy milyen fémek és ötvözetek damaszkolhatóak és miért. Ezután pontos leírást adunk az áltatunk elkészített próbadarabokról és azok tulajdonságairól a már említett kísérletek segítségével. Ezután tisztázzuk azt, hogy a damaszkolás mit jelent most, 2011-ben és mire használható a modern korban. Irodalom: [1] Hrisoulas, Jim, The Complete Bladesmith, Paladin Press, Boulder, 1987 [2] Aitchison, Leslie, A History of Metals, Macdonald & Evans Ltd., Bungay, 1961


A hegesztő huzal és az áramátadó kapcsolatának és kopásának elemzése Investigation of the contact and wear of welding wire and MIG-welding contact

Kristóf Dániel BSc III. évf., Németh Levente BSc III. évf. Konzulens: Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs, ATT A fogyóelektródás védőgázas ívhegesztőgép egy kevésbé ismert, de kétségtelenül nélkülözhetetlen alkatrésze az áramátadó, más néven dűzni. Ez az apró rézből készült alkatrész irányítja a hegesztőanyagot a hegesztett kötés létrejöttének helyéhez, valamint ez az alkatrész továbbítja a huzal és a munkadarab megolvadásához szükséges villamos áramot. Ezen alkatrész a hegesztő berendezés egyik leggyorsabban kopó, legtöbb cserét igénylő alkatrésze. Használat során ugyanis a huzal néhány ponton súrlódik az áramátadó forgástengelyén lévő furattal, így a huzal hajlásszöge a pisztolyhoz képest módosul, csökken az elektromos vezetőképesség. Problémát jelent továbbá a hegesztőhuzalon lerakódó por, főleg fémszemcsék koptató hatása. Nem elhanyagolható szempont az áramátadó felületének elektromos ellenállás növekedése. Használat közben a nagymennyiségű lerakódó szennyeződés, mely a magas hőmérséklet miatt bele is ég a furatba, lehetetlenné teszi a minőségi hegesztett kötés létrehozását. Ilyenkor cserélni kell az alkatrészt. Persze ez a kopási folyamat sok tényezőtől függhet, többek között a hegesztés áramerősségétől, a huzalelőtolás sebességétől, a huzal átmérőjétől, felületének szennyezettségétől, minőségétől, a hegesztő berendezés belső ívszabályozásától, a hegesztési pozíciótól, a hegesztett munkadarab paramétereitől. Témámban megvizsgálom, hogy ezek a tényezők mennyire befolyásolják az alkatrész amortizációját, és milyen lehetséges megoldások találhatóak élettartamának jelentős növelésére. Munkám során megfigyelem, különböző huzalok, áramátadóra gyakorolt hatását, súrlódását, koptató hatását. A kísérleteket egy nagy pontosságú szakítógép segítségével végzem el, így megtudom, hogy a különböző feltételek módosításával hogyan változik a huzal és az áramátadó közti súrlódás. Az áramátadó tartósságának növelésével a hegesztés folyamata gazdaságosabbá, és gyorsabbá tehető, kiváltképp a hegesztőrobotok esetében, ahol különösen fontos a hasznos munkaidő.


Szintaktikus fémhabok mikroszerkezeti vizsgálata Microstructural investigation of metal matrix syntactic foams Kun Péter BSc IV. évf. Konzulens: Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjunktus, ATT, Dr. Májlinger Kornél, egyetemi tanársegéd, ATT A múlt évi munkámban sikeresen állítottam elő nyomásos infiltrálással Al99,5, AlSi12, AlMgSi1 és AlCu5 mátrixú szintaktikus fémhabokat. Másrészről számos zömítő vizsgálatot végezve megvizsgáltam az előállított szontaktikus fémhabok mechanikai jellemzőit. A mérések elvégzése közben számos olyan fontos működési és környezeti paramétert figyelembe vettem, mint például a próbatestek karcsúsága (magasság - átmérő aránya), vagy a próbatestek hőkezeltségi állapota. A mérések elvégzése után minden anyagtípus esetében párba állítottam a próbatestek tipikus tönkremeneteli módjait a jellemző nyomóvizsgálati diagramjaikkal. Mindazonáltal a mechanikai vizsgálatok elvégzésével az anyagok jellemzése még korántsem teljes, mivel a mikroszerkezeti vizsgálatokkal lehet feltárni és megmagyarázni néhány jelenséget, ami a nyomóvizsgálatok során jelentkezett, a mechanikai tulajdonságok vizsgálatánál. Ezért, ebben az évben a szintaktikus fémhabok mikroszerkezeti vizsgálata volt a célom. Megfigyeléseket végeztem fénymikroszkóppal és pásztázó elektron mikroszkóppal is. A szintaktikus fémhabokban jellemző átmeneti rétegek és a mátrixanyagok kémiai elemeloszlásának vizsgálata érdekében vonalmenti és egy-egy területre koncentráló energia diszperzív röntgenspektroszkópiás (EDS) méréseket is végeztem kitüntetett vonalak mentén és kitüntetett területeken. A továbbiakban röntgendiffrakciós (XRD) vizsgálatokkal a gyártás során esetlegesen végbemenő kémiai reakciók nyomát kerestem. A mikroszerkezeti vizsgálatok első lépéseként a vizsgálni kívánt próbatesteket meg kell csiszolni és polírozni. Ennek érdekében kifejlesztettem egy minta előkészítési metódust a fémmátrixú kompozitok számára. A polírozás után elvégzett fénymikroszkópi vizsgálatok jó infiltráltságot mutattak minden mátrixanyag esetében, ellenben az átmeneti réteg a mikrogömbhéjak és a mátrixanyag között nem volt megfigyelhető. Ezért nagyobb nagyítású megfigyelésekre volt szükség, ami az elektronmikroszkóp használatát tette indokolttá. Emellett vonalmenti EDS vizsgálatokat végeztem az átmeneti rétegre merőleges vonalak mentén. A vizsgálatok többé-kevésbé jól definiált átmeneti réteget tártak fel. A rétegek vastagsága a szintaktikus fémhabok összetevői közötti kémiai reakciókra utalt. Az EDS térképek a kémiai elemek egyenletes eloszlását tárták fel a mátrixanyagban. Az XRD vizsgálatok viszont megerősítették a vonalmenti EDS vizsgálatok alapján feltételezett kémiai reakciót, ami egy cserereakcióban valósult meg a mikrogömbhéjak anyaga és a mátrixanyag között, mullitot képezve.


Fluxgate típusú magnetométer modellezése Modeling of Fluxgate type magnetometer Preszl Dániel BSc, II. évf. Konzulens: Dr. Mészáros István, egyetemi docens, ATT Dolgozatomban a Fluxgate típusú mágnestér mérő szenzor fizikai modellezésével foglalkoztam. Ennek keretében megépítettem a szenzor kísérleti mérési összeállítását, amin vizsgálatokat végeztem. A műszer mérési tartományát, érzékenységét illetve működésének a karakterisztikáját vizsgáltam, ill. határoztam meg. A méréseket a feladathoz kifejlesztett LabView alkalmazás segítségével végeztem el. Az összeállított Fluxgate szenzor modell kiválóan alkalmasnak bizonyult az eszköz tanulmányozására, ill. működésének demonstrálására. Irodalom: [1] Fausto Fiorillo: Measurement and characterization of magnetic materials


Eszközfejlesztés mikrogömbhéjak infiltrálásához Equipment development for the infiltration of microballoons Rácz András BSc III. évf., Tóth Levente BSc III. évf. Konzulens: Dr. Orbulov Imre Norbert, egyetemi adjunktus, ATT A mikrogömbhéjak és mikroszemcsék átitatása (infiltrálása) fémolvadékokkal napjaink aktuális feladata. Az ipari alkalmazásokban egyre inkább teret nyernek a fémmátrixú kompozitok (például belső égésű motorok blokkjaiban), amelyek előállítása nyomásos infiltrációval történik. Ebben a folyamatban egy inert gáz nyomását felhasználva „kényszerítik” a fémolvadékot arra, hogy a kis méretű szemcsék, gömbhéjak közé hatoljon. Különösen ígéretes anyagoknak látszanak az úgynevezett szintaktikus fémhabok. A szintaktikus fémhabok olyan cellás anyagok, melyekben az üregek formája és egymáshoz viszonyított elhelyezkedése nagyon hasonló. Mivel a szintaktikus fémhabokban a porozitást az erősítőanyagként használt, belül üreges gömbhéjak okozzák, valamint mert a mátrix és a gömbhéjak között átmeneti réteg van jelen így ezeket a részecskeerősítésű kompozitok közé sorolhatjuk. Ezen kívül zárt cellás porózus szerkezeti anyagok leírásának is megfelelnek, mivel a fémhabok porozitását a gömbhéjak falával elhatárolt zárt üregek adják. A szintaktikus fémhaboknak jók a fajlagos mechanikai tulajdonságai, melyek az egyéb cellás vagy porózus szerkezeti anyagoktól eltérően izotrópok. Bár nagy a porozitásuk, de mivel ezek zártak, így gáz- és vízzáróak, ezeken kívül jó a mechanikai csillapítóképességük is, valamint tűz- és hőállóak. A szintaktikus fémhabok sikeres és termelékeny előállításhoz ígéretes lépésnek tűnik a nyomásos infiltráció és a kisnyomású melegkamrás öntés (fröccsöntés) technológiájának összekapcsolása. Jelen pillanatban ezt a kapcsolatot (konkrétan az infiltrált hossz és az infiltrálási idő, valamint infiltrálási nyomás közötti kapcsolatot) matematikai egyenletek formájában, lényegében pusztán elméleti úton határozzák meg. A számítások azonban számos paramétert és környezeti hatást elhanyagolnak, ezért mérésekre van szükség. Munkánkban ehhez a méréshez fejlesztettünk ki egy mérőeszközt. Az eszköz univerzálisan alkalmazható mindenféle szemcse mérésre, teljesen automatizált és számítógépes adatgyűjtéssel rendelkezik. Az előkísérletek biztató eredményeket mutatnak, munkánk részeként a berendezéssel végrehajtott mérések eredményeinek elemzésére kívánunk koncentrálni. Irodalom: [1] K. A. Semlak és F. N. Rhines: The rate of infiltration of metals, Transactions of The Metallurgical Society of AIME, (1958), 325-331 [2] R. Asthana, P. K. Rohatgi és S. N. Tewari: Infiltration processing of metal – matrix composites: a review, Processing of Advanced Materials, 2 (1992), 1-17 [3] P. K. Rohatgi, R. Q. Guo, H. Iksan, E. J. Borchelt, R. Asthana: Pressure infiltration technique for synthesis of aluminium – fly ash particulate composite, Materials Science and Engineering A, 244 (1998), 22-30 [4] K. P. Trumble: Spontaneous infiltration of non-cylindrical porosity: close-packed spheres, Acta Metallurgica, 46 (1998:7), 2363-2367 [5] T. Bárczy és G. Kaptay: Modeling the infiltration of liquid metals into porous ceramics, Materials Science Forum, 473-474 (2005), 297-302


A mélységi keménységprofil és a szemcseszerkezet változása közötti kapcsolat mélygörgőzés hatására vasúti kerékpártengelyek anyagában Changing of the relationship between the radial hardness-profile and crystallite structure in materials of railway car axles due to surface rolling

Steinbach Ágoston BSc, III. évf. Konzulens: Dr. Berecz Tibor, egyetemi adjuktus, ATT Dolgozatunkban a mélygörgőzés hatásait vizsgáljuk a vasúti kerékpártengelyek anyagában. A mélygörgőzés más országokban elterjedtebb technológia a vasúti kerékpártengelyek felújítására. A mélygörgőzés során a forgó vasúti kerékpártengelyekhez meghatározott ideig, meghatározott erővel adott átmérőjű hengeres gördülőtesteket nyomunk, amelynek során szövetszerkezeti változások eredményeképpen a felszínhez közeli néhány mm vastagságú rétegben többek között a szilárdság növekedése jelentkezik. A mélygörgőzés hatásait a felszínhez közeli rétegekben (mikro)keménység-méréssel és a szövetszerkezet optikai mikroszkópos ill. pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálatával, valamint automatizált EBSDvel (Electron Backscatter Diffraction – visszaszórt elektron diffrakció) vizsgáljuk.


Középkori testpáncélok mechanikai vizsgálata Mechanical examination of medieval body armour Torma György BSc, VI. évf. Konzulens: Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs, ATT A régészetben megjelent legújabb trend a régészeti leletetek modern eszközökkel való vizsgálata, azok működésmechanizmusának mérnöki modellezése. Ezen dolgozat célja a középkori testpáncélok mechanikai vizsgálata annak érdekében, hogy fény derüljön ezen páncélok energiaelnyelő mechanizmusára és képességére, tönkremeneteli módjára valamint a korabeli technológia adta korlátaira. A vizsgálatokban kisebb részben eredeti leletek (láncingekből kivett szemek), nagyobbrészt eredeti leletek alapján készült páncélmodellek vettek részt. A munkám során két páncéltípust modelleztem, melyeket kétféle vizsgálati módszernek vetettem alá, azok jellemző tönkremeneteli módját modellezve. Ennek megfelelően a TDK-dolgozat is két részre oszlik: az első rész lemezpáncél-modellek ejtővizsgálatáról, a második rész pedig láncing-szemek szakítóvizsgálatáról szól. A vizsgálati módszerek a lemezpáncél-modellek és a láncing szemek vizsgálatánál rendre ejtővizsgálat és szakítópróba voltak. Mindkét esetben a tönkremenetelet modelleztem. A vizsgálat többek között mechanikai magyarázatot nyújt a középkori testpáncélok lemezvastagságára, valamint arra a kérdésre, hogy miért volt általánosan elterjedt a szegecselt láncpáncél a középkori Európában. Leírást nyújt továbbá ezen páncélok fő tönkremeneteli mechanizmusaira és védőképességére. Irodalom: [3] Williams, Alan, The Knight and the Blast Furnace, Brill, Leiden, 2003 [4] Töll László, A harci vértezetek története, doktori disszertáció, Debrecen, 2010


Duplex kézikocsi tervezési és gyártási folyamata Planning of a trolley with duplex steel and its production Török Máté BSc V. évf., Lipták Gábor 5 éves képzés Konzulens: Dr. Dobránszky János, tudományos főmunkatárs, ATT TDK dolgozatunk egyben egy konkrét tanszéki probléma megoldása, egy gépészmérnöki tervezés, gyártás, ellenőrzés teljes folyamata. Az anyagtechnológia és tudomány tanszéken több kísérlethez, kutatáshoz is szükség van folyékony nitrogénre. Ennek tárolására egy speciális, törékeny fém-üveg tartály szolgál. Ezt a tartály lehetséges újratölteni illetve cserélni. Meglehetősen bonyolult és összetett feladat ennek az óvatos cipelése, töltése, majd minden egyes használatnál a nitrogén kiöntése, kimérése. Ennek a folyamatnak a megkönnyítésére, egyszerűsítésére született dolgozatunk, melyben egy különböző tartályméretekhez is használható, kerekeken guruló, az esetleges törést okozó ütésektől, rezgésektől csillapított, megcsapágyazott billenthető hordozó kocsit terveztünk, és kiviteleztünk. Az anyagválasztásnál úgy döntöttünk, hogy Duplex, az Outukumpu által kínált LDX 2101-es acélból készítjük el a szerkezetet, így biztosak lehetünk abban, hogy a laboratóriumi körülmények közt, esetleg korróziót segítő gyorsító anyagokkal érintkezve sem kell tartanunk a szerkezet korróziós tönkremenetelétől. A tervezési folyamatot követően elkészítettük a gyártáshoz szükséges hegesztés varrattérképeket, műhelyrajzokat, és vizsgálatokat végeztünk a megfelelő gyártói hegesztési utasítások megírásához. Itt a vizsgálatok a hegesztett varrat ferrit - ausztenit szövetelemek arányának meghatározására terjedtek ki metallográfiai és ferritszkópos vizsgálatokkal. A vizsgálatokhoz a készítendő szerkezettel azonos anyagból, azonos hegesztési poziciókkal próbavarratokat készítettünk. Ezek a hegesztések különböző sebességgel, áramerősséggel, volfrám elektródás argon védőgázos technológiával készültek. Törekedtünk a lehető legkisebb, de mégis a varrat megfelelőségéhez elegendő hőbevitelt elérni. Megoldottuk a szerkezet összes hegesztésénél a gyökoldali védelmet is, ezzel is javítva azok minőségét. Ehhez külön speciális gyökvédelmi szerszámot készítettünk, aminek a segítségével a zártszelvényeket argon gázzal tudtuk feltölteni. Munkánkkal egy összetett komplex mérnöki feladatot szeretnénk bemutatni a speciális igényekre való tervezői feladatoktól kezdve a gyártás megkezdéséhez szükséges anyagválasztási, és hegesztőmérnöki feladatokon, vizsgálatokon keresztül a teljes kivitelezésig, a kész termék elkészüléséig, és annak megfelelőségének ellenőrzéséig. Részletesen kitértünk a Duplex acélok hegesztésénél felmerülő problémákra, a gyártás során odafigyeltünk a hő okozta nem kívánt alakváltozások kiküszöbölésére.

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA

Recommend Documents