Felkészülést segítő kérdések 1. Rajzolja fel egy lágyacél szakító diagramját. Nevezze meg a jellegzetes szakaszokat. I. Rugalmas alakváltozás: a terhelés megszűnése után a darab visszanyeri eredet alakját. II. Egyenletes alakváltozás: a képlékeny deformáció a mérőhossz minden egyes pontján azonos. III. Kontrakció: a képlékeny deformáció egy szűk tartományra korlátozódik.
2. Definiálja a szabványos alakváltozási jellemzőket. Fajlagos nyúlás: - mérnöki: 𝜀 =
=
- valódi: 𝜑 = 𝑙𝑛
= 𝑙𝑛
−1=
−1=
−1
= 2𝑙𝑛
Fajlagos keresztmetszet-változás: ψ = - u töréspontnál: 𝑍 = Egyezményes nyúlás: -𝐴= ∗ 100[%] - ha 𝐿 = 5𝑑 -𝐴 -𝐴
,
= =
∗ 100[%] - ha 𝐿 = 10𝑑 ∗ 100[%] - ha 𝐿 = 80𝑚𝑚
3. Definiálja a szabványos feszültségi jellemzőket. Feszültség: - mérnöki: 𝜎
=
- valódi: 𝜎 =
(𝑀𝑃𝑎) (𝑀𝑃𝑎)
Folyáshatár (alsó, felső, egyezményes): 𝑅 Szakítószilárdság: 𝑅 =
=
;𝑅
=
;𝑅
,
=
,
Valódi törési szilárdság:𝜎 =
4. Adja meg a kapcsolatot a mérnöki és valódi rendszerben a fajlagos nyúlások és a feszültségek között. Fajlagos nyúlás: 𝜑 = ln(1 + 𝜀) Feszültség: 𝜎 = 𝜎 (1 + 𝜀)
5. Értelmezze a fajlagos törési munkát, adja meg annak közelítő képletét. Fajlagos törési munka: 𝑊 = ∫ 𝜎 𝑑𝜀 = ∫
𝜎 𝑑𝜑
Közelítés: 𝑊 ≅ 𝜑 Értelmezés: feszültség-alakváltozás diagram alatti terület, törésig egységnyi térfogaton végzett munka
1
6. Sorolja fel a roncsolásmentes anyagvizsgálati módszereket. Vizuális vizsgálat Folyadék behatolásos vizsgálat Akusztikus emisszió Mágneses repedésvizsgálat Örvényáramú vizsgálat Ultrahang vizsgálat Röntgen vizsgálat Izotópos vizsgálat
7. Ábra segítségével mutassa be az örvényáramos vizsgálattal a hiba kimutathatóságát. Mérési elv: örvényáramok mágneses tere és az örvényáramot keltő primer mágneses tér kölcsönhatása a hibák következtében megváltozik. Alkalmazhatóság: csak villamosan vezető anyagoknál a felületi és felület közeli hibák kimutatására, valamint az anyagjellemzők változásának érzékelésére Kivitelezés: gyűrűtekercses és tapintó tekercses megoldások.
8. Rajzolja fel a röntgenvizsgálat elrendezését, jelölje az egyes elemeket. Etalon tűsor: hibaméret meghatározására. Ólomszám: sorszám.
9. Adja meg hogyan változik a röntgensugár intenzitása adott x hibaméret esetén. Intenzitás: 𝐼 = 𝐼 𝑒 , hiba estén: 𝐼 = 𝐼 𝑒 ( ) Hányadosuk: 𝐾 = = 𝑒 (µ: gyengülési együttható)
10. Adja meg az elnyelési tényező kifejezését, az abban szereplő mennyiségek megnevezésével. Elnyelési együttható: 𝜇 = 𝑐𝜌𝜆 𝑍 𝑐 – konstans; 𝜌 – anyag sűrűsége;; 𝜆 - sugárzás hullámhossza;; 𝑍 - anyag rendszáma
11. Elvi vázlattal mutassa be, hogy ultrahangos vizsgálat esetén hogyan határozható meg egy észlelt hiba mélysége. Mérési elv: a vizsgált anyagban terjedő nyomáshullámok útjába kerülő hibák megváltoztatják a hullámterjedés viszonyait Alkalmazhatóság: síkszerű (kétdimenziós) hibák (repedések, rétegződések) kimutatására előnyös, térfogati hibák kimutatása nehezebb. Véglap reflexiós módszert ábrázol a kép.
12. Definiálja a felbontóképességet. Az objektív lencse felbontóképessége (d) alatt azt a legkisebb tárgytávolságot értjük, aminek végpontjait már külön pontként képezi le a lencse. 𝑑 = λ – a megvilágító fény hullámhossza
13. Mit ért egy lencse numerikus apertúrája alatt? Az n sin α szorzatot numerikus aperturának is nevezik. n – a tárgy és az objektív közötti ún. immerziós közeg törésmutatója α – az optikai tengely és az objektívbe még bejutó legszélső fénysugarak által alkotott kúp félszöge
2
14. Milyen lépésekből áll a próbatest előkészítése mikroszkópi vizsgálathoz? A vizsgálathoz a próbadarabon először nagyon sima, sík felületet kell kialakítanunk, először öt - hat féle, egyre finomabb szemnagyságú csiszolópapírral. A legfinomabb papírral már készre csiszolt mintafelületet az eltorzult felületi réteg eltávolítása céljából tovább fényesítjük (polírozzuk). A készre fényesített minta tisztítását általában alkoholos mosással fejezzük be. A legtöbb anyagnál a fázishatárok és a kristályhatárok láthatóvá tétele maratással történik.
15. Definiálja az ideális kristályt, mutassa be egy síkrács felépítését. Az ideális kristály a térben ismétlődő azonos szerkezeti elemekből áll. Ideális, ha az alábbi teljesül: 𝑟 = 𝑟 + 𝑚𝑎 + 𝑛𝑏 + 𝑝𝑐 ahol 𝑚, 𝑛, 𝑝 ∈ 𝑍;; és 𝑎, 𝑏, 𝑐 bázisvektorok. Ideális rács ilyenformán végtelen. (Felépítése címszóval esetleg rajzolhat az ember még egy szemléltető négyzetrácsot.)
16. Rajzolja be egy egységnyi élű kockába a (232) Miller-indexű síkot és adja meg annak normális vektorát. Berajzolás: tengelymetszetek: 1/2, 1/3, 1/2 ill. ennek tetszés szerinti többszörösei (pl. 3, 2 és 3). Normálvektor: (2,3,2)
17. Adja meg egyszerű köbös rendszer esetén a cellában lévő atomok számát, a koordinációs számot, és a legnagyobb üres hely koordinátáit. Atomok száma: N=1 Koordinációs szám: k=6 Legnagyobb üres hely koordinátája: <½ ½ ½>
18. Adja meg FKK rendszer esetén a cellában lévő atomok számát, a koordinációs számot, és a legnagyobb üres hely koordinátáit. Atomok száma: N=3 4 Koordinációs szám: k=12 Legnagyobb üres hely koordinátája: <½ ½ ½>, <½ 0 0>
19. Adja meg TKK rendszer esetén a cellában lévő atomok számát, a koordinációs számot, és a legnagyobb üres hely koordinátáit. Atomok száma: N=2 Koordinációs szám: k=8 Legnagyobb üres hely koordinátája: <½ ¼ 0>
20. Adja meg egyszerű köbös rácsra a csúszási rendszert. Legsűrűbb illeszkedési - sík: {1 0 0} - irány: <1 0 0>
21. Adja meg FKK rácsra a csúszási rendszert. Legsűrűbb illeszkedési - sík: {1 1 1} - irány: <1 1 0>
22. Adja meg TKK rácsra a csúszási rendszert. Legsűrűbb illeszkedési - sík: {1 1 0} - irány: <1 1 1>
3
23. Sorolja fel a rácshibákat. Ponthibák: - üres rácshely - intersztíciós/szubsztitúciós idegen atom - Frenkel-féle hibapár - Wagner-Schottky hibapár Vonalszerű hibák: - éldiszlokációk - csavardiszlokációk Felületszerű hibák: - szemcsehatár (nagyszögű, kisszögű) - fázishatár (inkoherens, szemikoherens, koherens) - ikersík - rétegződési hiba
24. Sorolja fel a pontszerű rácshibákat, milyen anyagszerkezeti folyamatoknál van jelentős hatásuk? Ponthibák: - üres rácshely - intersztíciós/szubsztitúciós idegen atom - Frenkel-féle hibapár - Wagner-Schottky hibapár Hatás: szilárdságot növelik, diszlokációk mozgatásának akadályozásával, rácsszerkezet torzítása által, diffúziót gyorsítják. Egyéb hatás: szilárdságot növelik, diszlokációk mozgatásának akadályozásával, rácsszerkezet torzítása által
25. Sorolja fel a vonalszerű rácshibákat, milyen anyagszerkezeti folyamatoknál van jelentős hatásuk? Vonalszerű hibák: - éldiszlokációk - csavardiszlokációk Hatás: megkönnyítik a képlékeny alakváltozást, ami tulajdonképpen a diszlokációk mozgatását jelenti, csökkentik a szilárdságot, növelik azonban a diffúzió és a kristályosodás sebességét (?).
26. Sorolja fel a felületszerű rácshibákat, milyen anyagszerkezeti folyamatoknál van jelentős hatásuk? Felületszerű hibák: - szemcsehatár (nagyszögű, kisszögű) - fázishatár (inkoherens, szemikoherens, koherens) - ikersík - rétegződési hiba Hatás: szemcsehatárok nehezítik a diszlokációk mozgását, ezáltal a szilárdságot növelik, talán a többi is hasonló hatású (?), elősegítik, gyorsítják a diffúziót (?). Egyéb hatás: szemcsehatárok pl. nehezítik a diszlokációk mozgását, ezáltal a szilárdságot növelik.
27. Rajzolja fel egy egykristály képlékeny alakváltozására jellemző τ-γ görbét, nevezze meg a jellemző szakaszokat. I. Egyszerű csúszás II. Bonyolult csúszás III. Keresztcsúszás
28. Ábra segítségével mutassa be, mit értünk Schmid-tényező alatt. Az F húzóerő hatására a csúszó síkban ébredő τ csúsztató feszültség figyelembe véve, hogy a csúszó sík felülete 𝐴 = és a húzóerő síkba eső komponense 𝐹 = 𝐹 cos 𝛽 𝐹 𝐹 cos 𝛽 cos 𝛼 𝜏= = = 𝜎 cos 𝛽 cos 𝛼 = 𝜎𝑚 𝐴 𝐴 ahol 𝑚 = cos 𝛼 cos 𝛽 a Schmid, vagy geometriai tényező.
4
29. Írja fel a Gibbs-féle fázis szabályt, adja meg az egyes tagok értelmezését. Gibbs-féle fázisszabály általánosban: F+Sz=K+2 Fémtanban (állandó nyomás): F+Sz=K+1 K – komponens: a rendszert alkotó atom vagy molekula fajták. F – fázis: határral (fázishatár) rendelkező tartomány, homogén (helytől független) és izotróp (iránytól független) tulajdonságokkal. Sz – szabadsági fok: energiatárolás független lehetőségeinek száma;; azon állapottényezők száma, amelyeket szabadon megválaszthatunk anélkül, hogy a termodinamikai egyensúly állapota megváltozna.
30. Rajzolja fel egy tisztafém lehűlési görbéjét. Első kép: elméleti hűlési görbe. Második: valóságban túlhűtés szükséges.
31. Definiálja a kritikus csíraméretet. Kritikus csíraméret: 𝑟 ∗ = Ömledék kristályosodásakor a szilárd fázis növekedésre képes legkisebb méretű eleme.
32. Rajzoljon fel egy korlátlan oldódást jelző állapotábrát, rajzolja fel egy tetszőlegesen választott koncentrációhoz tartozó lehűlési görbét. 33. Sorolja fel az Fe-Fe3C rendszerben lévő fázisokat. Folyadék (ömledék) δ – Delta ferrit (TKK) γ – Ausztenit (FKK) α – Ferrit (TKK) Cementit/vaskarbid – Fe3C
34. Sorolja fel az Fe-Fe3C rendszerben lévő szövetelemeket. – delta ferrit - (szilárd oldat) – ausztenit - (szilárd oldat) – ferrit - (szilárd oldat) – primer (I.) cementit – Fe3C (folyadékból válik ki) – szekunder (II.) cementit – Fe3C (ausztenitből válik ki) – tercier (III.) cementit – Fe3C (ferritből válik ki) – ledeburit (eutektikum) – telített folyadékból – perlit (eutektoid) – telített ausztenitből alakul ki
35. Rajzoljon fel egy bénites szerkezet létrehozását mutató átalakulási diagramot. Tiszta bénit csak izotermikus átalakulás során jöhet létre. Az ábra perlites acél átalakulását mutatja, de lehet másfélét is rajzolni, lényeg, hogy a B jelű mezőt keresztezze az átalakulást jelölő vízszintes vonal.
5
36. Rajzolja fel egy hipoeutektoidos acél folyamatos átalakulási diagramját. Hipoeutektoidos: alul bal oldali kép. C10-es acél.
37. Rajzolja fel egy hipereutektoidos acél folyamatos átalakulási diagramját. Hipereutektoidos: alul jobb oldali kép. S101-es acél. Eltérés a hipoeutektoidostól: legfontosabb, hogy fent ferrit helyett cementit, ill. néhány hőmérséklet és idő eltérés, ami skálák hiányában legfeljebb jellegre érzékeltethető.
38. Jellemezze az alapvető hőkezelési technológiákat (átalakulási diagram segítségével). Lágyítás. Normalizálás (vonal a másik kettő közt). Edzés. (Megeresztés, nemesítés itt nem ábrázolható).
39. Ismertesse és jellemezze a nemegyensúlyi átalakulások során keletkező szövetszerkezeteket. Keletkezhet az, ami egyensúlyi átalakulásnál várható: perlit, ferrit, cementit. Bénit: nagy túlhűtés, részleges diffúziós mozgás nagy kristályosodási sebesség, jó szilárdsági és szívóssági tulajdonságok. Martenzit: diffúzió és kristálycsíra nélküli átalakulás (FKK –> TKK), C-ben túltelített ferrit, nagyon kemény, de rideg, törékeny anyag, tulajdonságai megeresztéssel javíthatók (keménység csökken, szívósság nő).
40. Ismertesse az edzhetőség feltételeit. Kemény martenzites szerkezet létrehozása. Martenzit létrehozása: adott vkrit hűlési sebességnél nagyobb sebességű hűtéssel. C<0,2-0,25% széntartalom esetén még vízben való hűtéssel sem érhető el a vkrit, így nem hozható létre tisztán martenzites szerkezet. Kemény martenzit: minél nagyobb a széntartalom (kb. 0,8%-ig), annál nagyobb a martenzit keménysége. C<0,2-0,25% alacsony a martenzit keménysége, nincs jelentős hatása az edzésnek.
41. Mit ért a Di50 fogalmán? (Elméletileg számított) átedzhető szelvényátmérő. 𝐷
= 8 ∗ 1,08
√𝐶
(1 + 𝑓 ∗ 𝐶 %)
i – (eméleti) végtelen hűtési sebességre utal (a felületen) 50 – test közepénél 50% martenzit n – szemcse fokozatszáma: 𝑁 = 8 ∗ 2 ahol N: szemcse/mm2
42. Rajzolja fel a véglap edzési próba (Jominy-próba) elvi elrendezését. Átedzhető szelvényátmérő kísérleti meghatározására szolgál. Ausztenitesített próbatest alsó lapját hűtik, a próbatest különböző pontjaihoz a véglaptávolság függvényében különböző hűlési sebességek rendelhetők.
6
43. Mutassa meg egy Jominy-görbe segítségével, hogy mit értünk a J35/48-15 érték alatt. Jominy-görbe a képen látható, J35/48-15 nekem nem mond sokat, főleg a számok, talán köze lehet ahhoz, hogy a szükséges keménység értékéből a görbe segítségével megadható a hozzá tartotó x átedzhető átmérő (véglaptávolság) (?).
44. Rajzolja fel egy ábrában a keménység és széntartalom kapcsolatát lágy és edzett állapotban. Egyre nagyobb széntartalom esetén növekszik a keménység, edzett acél keménysége mindig lényegesen nagyobb.
45. Mekkora egy szerkezeti acél maximális széntartalma? (Ábra segítségével indokolja válaszát.) C<0,6% széntartalom. Ábra: szívósság széntartalom függvényében, hiszen a szerkezeti acélnak viszonylag szívósnak kell lenni, 0,5% után ez túlzottan lecsökken.
46. Rajzolja fel a keménység és a megeresztési hőmérséklet kapcsolatát. Minél nagyobb a megeresztési hőmérséklet, annál kisebb a keménység. 200°C körül láthatólag jelentős csökkenés: martenzit elbomlásának kezdete (?).
47. Egy alkalmas állapotábra segítségével ismertesse a kiválásos keményedés feltételét. Kiválásos keményedés feltétele: korlátozott oldást tartalmazó állapotábra. Oldóképesség változása a hőmérséklet függvényében, valamint eközben egy kemény fázis váljon ki, mely megfelelő diffúziós tényezővel rendelkezik.
48. Rajzolja fel állandó hőmérsékleten az idő függvényében a keménységváltozást. 49. Ábrák segítségével mutassa be a koherens és a szemikoherens zónaképződést. Nem találok ábrát ide, legfeljebb azt, ami a kristályhibáknál van koherens és szemikoherens zónahatárnál. Van valakinek valami ötlete?
50. Ismertesse az újrakristályosodás során lezajló folyamatokat. Füzetből merített anyag, nem tudom, erre gondoltak-e (?). - Képlékeny alakítás - Megújulás - Poligonizáció - Új kristályszerkezet
51. Ábrán mutassa be az állandó hőmérséklethez tartozóan az alakítás mértéke és a kialakuló szemcseméret közötti kapcsolatot. Egy bizonyos kritikus alakítás szükséges ahhoz, hogy az újrakristályosodás egyáltalán meginduljon, utána a kialakuló szemcseméret az alakítás mértékével fordított arányban változik.
7
52. Sorolja fel a mechanikai állapottényezőket és hatásukat. Hőmérséklet: csökkenése ridegíti az anyagot. Igénybevétel sebessége: dinamikus igénybevétel (nagy sebesség) ridegít. Feszültségi állapot: többtengelyű feszültségállapot (húzás) ridegít.
53. Rajzolja fel az ütvehajlító vizsgálat elvi elrendezését és egy jellegzetes KV-T diagramot. Ütőmunka: 𝐾𝑉 = 𝑚𝑔(𝐻 − 𝐻 )
54. Sorolja fel TTKV átmeneti hőmérséklet lehetséges definícióit. Adott KV értékhez (pl. 27J, 40J) tartozó hőmérséklet. Töretfelület alapján: 50-50% szívós (matt, szálas) és rideg (csillogó, kristályos) töret. Expanzió (törött próbatest méretváltozása) alapján: adott értékhez tartozó hőmérséklet. KV-T görbe inflexiós pontja.
55. Adja meg egy időben szinuszosan változó feszültséglefutás jellemzőit. σm – középfeszültség σa – feszültségamplitúdó σmax – legnagyobb feszültség σmin – legkisebb feszültség 𝜎 𝑅= 𝜎
56. Rajzoljon fel egy Wöhler görbét. Jobb oldali kép a Wöhler görbe.
57. Mit értünk kifáradási határ, illetve tartamszilárdság alatt? Kifáradási határ: az a feszültségamplitudó (adott középfeszültségnél), amely végtelen sok igénybevétel esetén sem okoz törést. Tartamszilárdság: az a feszültségamplitudó (adott középfeszültségnél), amely megadott igénybevételi számig nem okoz törést.
58. Mutassa be egy két kifáradási határ értéket felhasználó Smith-diagram szerkesztését. Szimmetrikus lengő igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σ kp Nullkezdésű lüktető igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σ kp1 Folyáshatár: Rp0,2
59. Írja fel a kisciklusú fáradásra jellemző Manson-Coffin egyenletet (hiszterézis görbe alapján értelmezze az egyes jellemzőket). ∆𝜀 = 𝐶𝑁 𝑙𝑔𝜀 = 𝑙𝑔𝐶 + 𝑚 ∗ 𝑙𝑔𝑁 60. Mit értünk feszültség koncentrációs tényezőn (αk)? 𝛼 =
é
A feszültségkoncentrációs tényező megadja, hogy egy anyaghiány (bemetszés, furat, repedés, stb…) környezetében mérhető maximális feszültség hányszorosa a névleges feszültségnek.
61. Rajzolja fel egy bemetszett próbatest sorozattal történő mérés alapján a Wc-αk diagramot. Wc és αk egymással fordítottan arányos.
8
62. Adja meg egy középen 2a hosszúságú repedést tartalmazó végtelen kiterjedésű húzott lemezre értelmezett feszültség intenzitási tényezőt és lehetséges dimenzióit. Feszültség intenzitási tényező: K1=σ Lehetséges dimenziók:MPa
a Ygeom, ahol végtelen esetén Ygeom elhagytható.
m ill. Nmm-3/2
63. Rajzolja fel a kúszást jellemző t görbéket.
t
és
I. Elsődleges kúszás II. Másodlagos kúszás (állandósult állapot) III. Harmadlagos kúszás
64. Adja meg a kúszás állandósult szakaszára az f (T , ) összefüggést. Füzetemben: 𝜀̇ = 𝐾 ∗ 𝑒𝑥𝑝
+ 𝐵𝜎
Dián: 𝜀̇ = 𝐴 𝐷
65. Értelmezze a Larson-Miller paramétert. Larson-Miller paraméter: 𝑇 (𝐶 + 𝑙𝑔𝑡 ) = 𝑇 (𝐶 + 𝑙𝑔𝑡 ) =
= 𝐿𝑀𝑃
66. Írja fel a nagyolvasztóban lejátszódó reakciókat. 2C + O2 = 2CO (szén tökéletlen égése) C + O2 = CO2 (+ Q) (szén tökéletes égése) FeO + C = Fe + CO (direktredukció) FeO + CO = Fe + CO2 (indirektredukció) CaCO3 = CaO + CO2 (salakképződés) MgCO3 = MgO + CO2 (salakképződés)
67. Ábrák segítségével mutassa be a S és P hatását a különböző tulajdonságokra. Kén: FeS, szemcsehatárokon kiválik, melegalakításkor 1000°C felett megolvad, az anyag elveszti alakváltozó képességét: vörös törékenység. Foszfor: P2O5, ridegít, P koncentráció növekedésével Rm nő, KV csökken. Ábrát nem találtam hozzá, füzetemben kénhez egy 2 komponensű korlátozott oldódású állapotábra tartozik, foszforhoz egy grafikon, ami a két leírt változást mutatja a szokásos görbékkel.
68. Írja fel a megoszlási és a tömeghatás törvényét. Megoszlási törvény: 𝐿(
, )
=
(
)
[
]
Tömeghatás törvénye: 𝑚𝐴 + 𝑛𝐵 = 𝑝(𝐴𝐵) egyensúlyi reakcióra: 𝐾(
, )
=
( (
) ) (
)
69. Ábra segítségével mutassa be, hogy mely elemek redukálódnak a nagyolvasztóban. Ábrát csak füzetben találtam hozzá, oldalsó vázlat alapján: vízszintes tengely: T, függőleges: -ΔG, jobbra lejtő vonal: CO, keresztezők balról: FeO, MnO,SiO2, Al2O3, TiO, ZrO Ahol keresztezi egymást a két vonal, azon a hőmérsékleten redukálja a CO az adott oxidot, ill. jobbra eső oxidok redukálják a tőlük balra levőket.
70. Sorolja fel az acélgyártási eljárásokat. Siemens-Martin Konverteres Elektroacélgyártás (? mindhárom kérdéses)
71. Ismertesse a gázok hatását az acélok tulajdonságaira (ahol lehet ábrákkal). O, N: ridegít, regít. O hatására keménység és KV csökken, N hatására keménység nő, KV csökken. Ábrának ridegtörést bemutató szakítódiagram rajzolható (esetleg egy képlékeny is viszonyításképp). H: pelyhesít. Ábra a füzetemben: kis kör tele pontokkal, majd nyíl és másik kis kör benne néhány csillaggal, gondolom az jelképezi a pelyhesedést.
9
72. Sorolja fel a dezoxidálási módszereket. Ülepítő dezoxidálás: dezoxidens ötvöző lesz. Diffúziós dezoxidálás: dezoxidens nem lesz ötvöző. Szintetikus salakkal. Üstmetallurgia.
73. Mit értünk alakítási szilárdság alatt? Alakítási szilárdság (kf): a képlékeny alakváltozás megindításához majd fenntartásához szükséges feszültség egytengelyű feszültségi állapotban. Többtengelyű feszültség esetén: Tresca: 𝜎 − 𝜎 = 𝑘 Lode: 𝜎 − 𝜎 = 𝛽𝑘 ahol 𝛽 = 1 − 1,15 Huber-v.Mises-Hencky: 𝜎 =𝐾
74. Mutassa be ábrák segítségével az alakítási szilárdságnak az alakváltozástól, az alakváltozási sebességtől és a hőmérséklettől való függését. Oldalsó képet a wikipédián találtam :), felső két kép a hőmérsékletfüggés, középső kettő az alakváltozástól, alsó kettő pedig az alakváltozási sebességtől való függés. Használat: felső kettő „összeolvasva”, tehát egyenes szakasz, csökkenés, majd újra egyenes rajzolandó, alsó kettőnél pedig a hidegalakításos kép szükséges.
75. Mit értünk alakítási ellenállás alatt? Alalkítási ellenállás (k/q): alakítás irányában kifejtendő külső erő okozta feszültség. Rúdhúzás: 𝑘 = 𝜎 = 𝛽𝑘 − 𝜎 Rúdnyomás/sajtolás: 𝑘 = 𝜎 = −𝛽𝑘 + 𝜎
76. Mi a hidegalakítás és mi jellemzi a hidegen alakított darabot? Újrakristályosodási hőmérséklet alatt végbemenő alakítás. Jellemzői: keményedés, alakváltozási képesség fokozatos kimerülése, a szemcsék megnyúlása, a diszlokáció sűrűség növekedése. Méretpontosabb termék, jobb felületi minőség, az alakváltozóképesség előbb kimerül, nagyobb fajlagos szerszámterhelés.
77. Mi a melegalakítás és mi jellemzi a melegen alakított darabot? Újrakristályosodási hőmérséklet felett végbemenő alakítás. Lágyulási folyamatok (megújulás, rekrisztallizáció), az alakváltozási képesség kevésbé korlátozott, a mikroszerkezet változása. Kevésbé méretpontos termékek, rosszabb felületi minőség, kisebb fajlagos mechanikai terhelés, plusz hőterhelés.
78. Rajzolja fel a mélyhúzás és a kivágás elvi vázlatát. Jobbra: mélyhúzás. Balra: kivágás.
79. Rajzolja fel az előre és hátrafolyatás elvi vázlatát. Balra: előrefolyatás. Jobbra: hátrafolyatás.
80. Rajzolja fel a süllyesztékes kovácsolás elvi vázlatát. Mire szolgál a sorja csatorna? Az anyagtöbblet a sorjacsatornába áramlik kovácsolás közben (?).
10
81. Ábrák alapján mutassa be az ausztenit és ferritképző ötvözők hatását a szövetszerkezetre. Ferritképzők: A4-t csökkentik, A3-t növelik, más néven ferrit stabilizátorok, ezek az ötvözők a ferritben oldódnak: Pl. Cr, Si, Mo, V, Ti, Nb, W stb., mindazon ötvözők, amelyek nem ausztenitképzők. Ausztenitképzők: A4-t növelik,A3-t csökkentik, más néven ausztenit stabilizátorok, ezek az ötvözők ausztenitben oldódnak: Ni, Mn, N, C és a Cu.
82. Ismertesse az ötvözők hatását a megeresztés állóságra. Az ötvözők növelik a megeresztés állóságot, növelik a karbid stabilitását. W, Mo, V a legjelentősebb hatású, 1-1% ötvözőtartalom 110, 110, ill. 55°C-kal tolja el az üzemi hőmérséklet felső határát.
83. Sorolja fel a karbidképző ötvözőket. Karbidképző ötvözők: Mn, Cr, Mo, W, Nb, V, Zr, Ti A karbidképzők növelik a melegszilárdságot is, mert a rekrisztallizációs hőmérsékletet növelik.
84. Sorolja fel a kérgesítő eljárásokat. Betétben edzhető acélok: cementálás. Nemesíthető acélok: lángedzés, nagyfrekvenciás edzés, nagy energiasűrűségű sugárzás, nitridálás, CVD/PVD.
85. Mutassa be egy betétben edzhető acélnál a kettős edzés technológiáját. Cementálással a felületközeli rétegben megnöveljük a Ctartalmat, így az edzhetővé válik. Ezt követően belső részt hőkezeljük (bárnem edződik, de kedvezőbb tulajdonságot kapunk), majd a kérget megeddzük (itt kisebb az A3, ausztenitesíthető anélkül, hogy a mag is ausztenitesedne), majd egy kis hőmérsékletű, feszültségcsökkentő megeresztést végzünk el.
86. Ábra segítségével mutassa be a kéregvastagság és az elérhető keménység kapcsolatát a különböző kérgesítő eljárásoknál. 87. Ismertesse az alábbi acéljelölésben szereplő mennyiségeket: S 355 J2 G2 W Cu5 S – szerkezeti acél 355 – folyáshatár J2 – -20°C-on 27J KV G2 – csillapított acél W – időjárásálló Cu5 – ötvöző: 0,5% réz
88. Rajzolja fel a Schaeffler-diagramot és jelölje be az egyes szövetelemeket. Korrózió és saválló Cr-Ni acélok.
89. Rajzolja fel hőmérséklet adatokkal az ötvözött hidegalakító szerszámacélok T-t hőkezelési diagramját. 800-900°C edzés, <400°C megeresztés (~ ábra folytonos vonal).
90. Rajzolja fel hőmérséklet adatokkal az ötvözött melegalakító szerszámacélok T-t hőkezelési diagramját. 1000-1050°C edzés (több lépcsős melegítés), 3-szor 400450°C megeresztés (~ ábra szaggatott vonal).
91. Rajzolja fel hőmérséklet adatokkal a forgácsoló 11
szerszámacélok T-t hőkezelési diagramját. Forgácsoló szerszámok: gyorsacélok.
92. Sorolja fel a színes és könnyűfémeket. Könnyűfémek: magnézim, lítium, berílium, alumínium, titán. Színesfémek: réz, horgany (cink), ón, ólom, nikkel, volfrám.
93. Sorolja fel az alumínium fő ötvözőit. Réz, mangán, szilícium, magnézium, cink, lítium.
94. Ismertesse a kerámiák jellemző tulajdonságait. - kis sűrűség az esetek többségében - nagy olvadáspont - nagy rugalmassági határ - nagy keménység - nagy kopásállóság - nagy nyomószilárdság - nagyfokú kémiai stabilitás - nagy melegszilárdság, nagy korrózióállóság - nagy villamos ellenállás 107-1016 Ω m - jól polarizálhatók, nagy dielektromos állandó (ε =50-80) - ridegség, törékenység - mikrorepedések jelenléte -kis hősokkállóság - nehéz gyárthatóság, viszonylag magas ár
95. Sorolja fel a bemutatott egykristályos kerámiákat. Grafit, gyémánt. Szilicium, germánium egykristályok (félvezetők).
96. Sorolja fel a bemutatott vegyület kerámiákat. Oxidok Al2O3, ZrO2, ThO2… Karbidok SiC, TiC, … Nitridek TiN, Si3N4, AlN, karbonitridek Hidrátok: cement, beton Boridok: BN
97. Ismertesse a kompozitok fő csoportjait. Alkotói: mátrix, erősítő anyag, átmeneti réteg. Csoportosítás: szálerősítésű (rövid/hosszúszálú), részecskeerősítésű, réteges (szendvicsszerkezet). Összetétel: fém-fém(szál), kerámia-fém(szál), kerámia-kerámia, stb..
98. Sorolja fel a fémhabok előállításának lehetséges technológiáit. Gázátbuborékoltatás; habképző anyaggal; ömledékmetallurgiai habosító eljárás; hő hatására kiolvadó anyaggal; folyamatos, kisajtolásos eljárás; kémiai reakció segítségével; fémgömbhéjak felhasználásával; üreges töltőanyaggal; kioldódó töltőanyaggal.
99. Sorolja fel a porkohászati technológia fő lépéseit. - Porgyártás. - A por előkészítése: osztályozás, lágyítás, keverés, adalékolás. - A porkeverék sajtolása, tömörítés (nyers, green állapot). - Alakadás, megmunkálás. - Zsugorítás (szinterezés): kiégetés. (- Kiegészítő (utólagos) műveletek: kalibrálás, dombornyomás, felületi kezelések, hőkezelés, átitatás, korrózióvédelem stb.)
12
100. Sorolja fel a védőgáz szerepét a hegesztésnél. Védi a kialakuló ömledéket a káros hatásoktól, pl. levegő O2 tartalmával történő oxidációtól, gázok bediffundálásától. Különféle védőgázok befolyásolják a beolvadási mélységet (és alakot), és esetleg tulajdonságait (lásd 102-es és 104-es kérdés).
101. Ismertesse a fogyóelektródás, védőgázos ívhegesztéshez szükséges hegesztőanyagok fajtáit és azok hegesztéstechnológiai jellemzőit. Tömör vagy porbeles huzal. Tömör: Ötvözetlen acél + dezoxidens (Si, Al, Ti ötvözéssel). Porbeles: önvédő, jobb tulajdonságok;; dupla portöltetű porbeles: védőgázra sincs szükség.
102. Ismertesse a fogyóelektródás, védőgázos ívhegesztéshez szükséges védőgázok fajtáit és azok hegesztéstechnológiai jellemzőit. Aktív: O2, CO2 (CO+O2 disszociál) Semleges: Ar, He O2 jobb varrat beolvadást (alak) eredményez Keverék: 75-82% Ar + 18-25% CO2 (Corgon)
103. Ismertesse a kézi ívhegesztés bevonatos hegesztőelektródáinak típusait és azok hegesztéstechnológiai jellemzőit. Rutilos (TiO2): jó ívgyújtás, ívstabilitás (könnyű a hegesztés), salak leválás, finomcseppes anyagátmenet, de rossz szívósság. Bázikus (CaCO3): rossz ívgyújtás, ívstabilitás (nehéz a hegesztés), salak leválás, durvacseppes anyagátmenet, de jó szívósság, tehát magas mechanikai elvárások esetén használatos. Cellulóz: jó ívgyújtás, ívstabilitás, salak leválás (könnyű a hegesztés), finomcseppes anyagátmenet, kevesebb salak, de rossz szívósság, (helyszíni és pozícióhegesztéshez)
104. Ismertesse a volfrámelektródás, védőgázos ívhegesztéshez használt védőgázokat. Leggyakrabban Ar, esetleg He. Hélium sűrűsége kisebb, azonban esetében nagyobb a beolvadási mélység, ami kevés H2 hozzáadásával tovább nő, a hidrogén jelenléte Ni-tartalmú korrózióálló acélok kivételével általában káros, így nem használható.
105. Ismertesse a volfrámelektródás, védőgázos ívhegesztéshez használt volfrámelektródák típusait. W gyakori adalékai: RexOy – ritkaföldfém oxidok. CeO2, ThO2, Y2O3, LaO2/La2O3, ZrO2
106. Ismertesse a volfrámelektródás, védőgázos ívhegesztés jellemző alkalmazásait. Színes- és könnyűfémek, erősen ötvözött acélok (szerszámok javító- és felrakó hegesztése, korrózióálló acélok) hegesztése. Csövek körvarratának hegesztése, ötvözetlen és gyengén ötvözött acéloknál, gyökhegesztésre is.
107. Ismertesse – vázlatokon is bemutatva – az alapvető ellenálláshegesztési eljárásokat, és nevezzen meg alkalmazási példákat. Ellenállás ponthegesztés (felső kép). Ellenállás vonalhegesztés (sok pont egy vonalban). Alkalmazás: főként lemezek hegesztésére, autókarosszériák, közel minden fémhez alkalmas. Ellenállás dudorhegesztés (középső kép). Alkalmazás: ipar minden területén alkalmazható, konstrukciós egyszerűsítések, anyagok ugyanazok, mint ponthegesztésnél. Ellenállás tompahegesztés (alsó kép). Alkalmazás: ipar minden területén, tengelyszerű alkatrészek, láncok, csapok hegesztésére, szintén sokféle anyagra jó.
13
Anyagválasztás 1. Szerszámokhoz: a) Forgácsoló szerszámok ( esztergakés, csillagfúró, stb… ) Gyorsacél ( HS-el kezdődik a neve ), mert kemény, bírja a hőt Gyártás: a lágy állapotban vásárolt anyagot forgácsolják, majd hőkezelik, végül méretpontosító köszörülést végeznek b) Képlékeny alakító szerszámok ( bélyeg, tüske, vágólap, süllyeszték, stb… ) Nem gyorsacél, hanem egyéb, nem HS-el kezdődő nevű szerszámacél kell, ha hidegalakításhoz kell, akkor rövidebb nevű, kisebb számokat tartalmazó kell, ha meleg alakításhoz kell, akkor több ötvözővel rendelkező, nagyon számokat tartalmazó nevű kell c) Ez egy közkedvelt kivétel a szerszámoknál: reszelő: ehhez magas karbontartalmú acél kell ( C+magas szám, pl. C80 ), gyártása: edzés + pici eresztés 2. Szerkezeti anyagok, alkatrészek: a) Ha nincs koptató igénybevétel, akkor elég ha simán egy nemesíthető acélt választasz, ( nagyobb terhelésnél egy kicsit hosszabb nevűt ), gyártás: öntés/kovácsolás, forgácsolás, hőkezelés ( edzés, eresztés ), méretpontosító köszörülés Ha kopásálló kell, akkor ugyanilyen lépések, csak a hőkezelés speckó: b) 60 HRC-ig felületi edzés kell, gyors hevítés ( a belseje ne melegedjen fel ) majd hirtelen hűtés ( így csak a kéreg edződik ), edzésre lehetőség: lángedzés, körégő, indukciós edzés ( ez a legjobb ) c) 60-62 HRC körülihez betétedzés/cementálás kell, a felületébe karbont diffundálunk ( pl. szénporban hevítés segítségével ), ezekhez természetesen betétedzhető acélok listájából kell választani d) 70 HRC körüli keménységhez nitridálható acél kell, nitrogént diffundálunk be nitritképző ötvözetekkel ( titán, vanádium, molidén ). Mivel mérettartó anyagok, ezért a gyártás során nem kell utolsó lépésnek a mérettartó köszörülés.
108. Ismertesse az öntöttvasak tulajdonságait és szövetszerkezetük szerinti típusait. Lemezgrafitos öntöttvas: kis (szakító)szilárdságú és rideg, nagy nyomószilárdság, jó siklási tulajdonságok, jó forgácsolhatóság, igen jó rezgéscsillapítás. Gömbgrafitos öntöttvas: jobb szilárdság és képlékenység, dinamikus igénybevételnek és belső nyomásnak kitett elemek készülnek belőle.
109. Sorolja fel az öntöttvasak szilárdságnövelési lehetőségeit. Grafit méretének változtatása (modifikálás) - öntési túlhevítés - beoltás FeSi, CaSi Grafit alakjának változtatása - gömbgrafitos öntöttvas: edzhető, keményíthető Hőkezelés (temperálás) - oxidáló közeg: ferrites - semleges közeg: perlites
110. Ismertesse az öntészeti technológiákat. Kokilla öntés. Folyamatos öntés. Öntőiszapos eljárás. Nyomásos öntés (nagynyomású/kisnyomású, hidegkamrás/melegkamrás). Fröccsöntés. Centrifugálöntés.
111. Anyagválasztás Az alábbi anyagcsoportok közül válasszon egy megfelelő anyagtípust a táblázatban szereplő alkatrészekhez, illetve szerszámokhoz. Adja meg az előgyártás technológiáját (ha kell jellemző hőmérséklet adatokkal) és rajzolja fel a hőkezelés T-t diagrammját hőmérséklet adatokkal.
C10R(C10), 15NiCr13(BNC2), 17Cr3(BC2), 14NiCrMo13-4(BNCMo2), C15E(C15) (betétben edzhető acélok) C60, 34CrNiMo6(NCMo5), 34Cr4(Cr1), 28Mn6(Mn1), C25 (nemesíthető acél) S275JR N (Fe275B/A42B), E335 (Fe590/A60) (általános rendeltetésű acél) 60WCrV8(W6),
HS6-5-3(R13),
105V(S101),
X210Cr12(K9),
102Cr6(K6),
HS18-0-1(R3),
55NiCrMoV7(NK2), X40CrMoV5-1(K13K) (szerszámacél) 24CrMo13-6, 34CrAlMo7-10, 31CrMoV9, (nitridálható acél) X8Cr13(K01), X40Cr13(KO13), X12NiTi18 9(Ko36Ti) (korrózióálló acélok)
bordáste 15NiCr13, erős, dinamikus igénybevételhez 80mm alatt;; 12mm rúd, rúdból vágás ngely
süllyesztékes
kovácsoláshőkezelés
méretpontosító köszörülés 14
fogasker 28Mn6 közepes igénybevétel, elhanyagolható koptatás;; 78mm rúd, 26mm ék darabolássüllyesztékes kovácsolásforgácsoláshőkezeléskészre köszörülés
kovácss 55NiCrMoV7, üllyeszt
nagyméretű
darabok;;
520x420x1520mmszikra
ék
kovácsoláshőkezelésméretpontosító köszörülés kézi fémfűré szlap 105V;; hengerelés kivágás, élhajlításhőkezelésélezés hidegfol X210Cr12;; yató bélyeg
rúdból
vágásforgácsoláshőkezelésméretpontosító
köszörülés
leszúró HS6-5-3, gyorsacél forgácsoló szerszámhoz, nagy melegkeménység, szívósság eszterg darabolásforgácsoláshőkezelésméretpontosítő köszörülésélezés akés
15
faipari véső
105V ötvözetlen hidegalakító;; forgácsoláshőkezelésélezés zömítő X210Cr12 kopásállóság, nagy felületi terhelhetőség, szívósság szerszá m
forgácsolásedzés hajtórúd 34CrNiMo6, nemesíthető, nagy darabok, nagy folyáshatár, szívósság
kovácsoláshőkezeléstisztítás fémresz elő
105V méretre vágáshőkezelés csap
17Cr3 sajtolás hőkezelés
16
