Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
FÉMES SZERKEZETI ANYAGOK ANYAGMÉRNÖK ALAP KÉPZÉS HŐKEZELÉSI SZAKIRÁNY
TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ
MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR ANYAGTUDOMÁNYI INTÉZET
Miskolc, 2008.
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
Előadó, tárgyjegyző és gyakorlattartó: Dr Mertinger Valéria, egyetemi docens A tárgyat ajánljuk: A Műszaki Anyagtudományi Kar III. évfolyamos BSC hőkezelő szakirányos hallgatók, 2K+1, 3Kredit, Tantárgyi előkövetelmény a vizsgára jelentkezéshez: Fémtan I, Anyagszerkezettan I, II, Fémtan II, Hőkezelés sikeres vizsga. Előadás ideje, helye: tavaszi félév, aktuális tanrend szerint, tanszéki előadó A tárgy tematikája: Hét 1 2 3
Előadás Bevezetés, Szerkezet és tulajdonságok I. Szerkezet és tulajdonságok I. Szerkezet és tulajdonságok I.
4
Acélok
5
Öntöttvasak
6
Könnyűfémek
7
Nagy olvadáspontú fémek
8
Rézötvözetek
9
Ón , ólom, cink
10
Reaktor anyagok
11
Alacsony op-tú fémek
12
Szuperötvözetek
13
Alakmemória ötvözetek
14
Üvegfémek Mágneses ötvözetek
Gyakorlat Gyakorlati időbeosztás, balesetvédelem Acél szövetvizsgálata egyensúlyi – nem egyensúlyi szövetelemek
Ötvözött, ötvözetlen acélok
anyagok
Acél öntvény hőkezelése
Öntöttvas különböző hőkezelései
Alumínium ötvözetek
Réz ötvözetek
Heusler
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié Ajánlott irodalom: 1. Wiedemann: Structural materials, Open University, 1990 2. Van Vlack: Materials for engineering, Addison Wesley Publishing Company, 1982 3. Van Vlack: Elements of Materials Science and Engineering, Addison Wesley Publishing Company, 1982 4. Askeland: The science and engineering of materials, PWS Publishing Company, 1989 5. Dr Bárczy Pál: Fémtan III. egyetemi jegyzet, J14-1615 6. Dr Bárczy Pál: Fémötvözetek fémtana, egyetemi jegyzet, J14-1534 7. C.R. Brooks: Heat treatment, structure and properties of nonferrous alloys, American Society for Metals 8. Dr Köves Elemér: Alumínium kézikönyv, Műszaki könyvkiadó, Bp.1984 9. Faragó Elsa : Nagyszilárdságú öntöttvasak, Műszaki könyvkiadó, 1985 10. Éles-szőke, Minőségi és nemesacélok, Műszaki könyvkiadó, 11. ASM Spec,. Handbook, Aluminium and Aluminium Alloys, ASM International 1996 12. J. G. Kaufman, E.L.Rooy: Aluminium Alloys casting, ASM International 2005 13. ASM Spec,. Handbook, Coper and copper Alloys, ASM International 2001 14. Gácsi, Mertinger: Fémtan, Műszaki Könyvkiadó, 2000 A tananyag az előadásokon elhangzottakat öleli fel, melynek elektronikus formája (pdf) az előadáson a hallgatók rendelkezésére áll. A gyakorlatok az előadás anyagához kapcsolódnak. A félév során a gyakorlatok keretében laborgyakorlatokat, tantermi gyakorlatokat fogunk tartani kéthetente kétórás időtartamban. A félév végén egy kétórás időtartalmú zárthelyi dolgozatot íratunk az előadáson illetve a gyakorlaton elhangzottak anyagából. A tanulmányi előírásokra vonatkozóan az egyetemi Tanulmányi és Vizsgaszabályzat paragrafusai adják a szabályozás kereteit. Ezen túl a tárgyra vonatkozó konkrét előírások a következők. Az aláírás megszerzésének a feltételei: 1. A félévi munkában való folyamatos részvétel. Ennek biztosítására az előadásokon elhangzott anyag figyelemmel kísérésének ellenőrzésére minden előadás után egyéni feladatot adunk ki „Oldja meg!”, melyet a következő előadás idejéig kell írásban megválaszolni. A félév végéig 7 db helyes válasznak kell lennie. 2. Minden előírt gyakorlat elvégzése. A gyakorlatokat a tanszék által megszabott módon és időpontban kell elvégezni. Egy mulasztását a tanulmányi időszak során a tanszék által kijelölt időpontokban lehet pótolni, különeljárási díj befizetése után. Egynél több gyakorlat pótlására a tanszék nem ad engedélyt. Félév végén a „nem pótolható” megjegyzéssel kerül lejelentésre. 3. Az előírt egy zárthelyi dolgozat kiírt időben való legalább elégséges eredménnyel való megírása. A dolgozat megírását csak igazolt hiányzás esetében lehet későbbi időpontban, - a pótzárthelyi írásával egyidejűleg - teljesíteni. Az igazolást az abban feltüntetett időszak után 1 héten belül be kell mutatni a tárgy oktatójának. A vizsgára jelentkezés feltétele Az aláírás és a tárgyi előkövetelmények teljesítése. A vizsga formája: szóbeli vizsga, az évközi zárthelyi jó és jeles eredményeire megajánlott jegy kapható. Minta zárthelyi:
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
Zárthelyi dolgozat
Fémes szerkezeti anyagok Név:………………………………………………………… Dátum::……………………………….. Pont:………………….Jegy:………………………….. Kérdés
Sorszám Mi a szilárdoldatos keményítés elve? 1. Kristályosodott szilárdoldat szerkezet mely jellemzője a meghatározó a mechanikai 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.
tulajdonságokra? Kétfázisú szerkezet mely jellemzője lesz meghatározó a mechanikai tulajdonságokra? Milyen mechanikai tulajdonság jellemzi a rendezett rácsú szilárdoldatokat és az intermetallikus és egyéb vegyület fázisokat? Soroljon fel a kérgesítő eljárások közül hármat. A maraging acélokban a karbon tartalom 0,03% alatt van. Edzés után a martenzit lágy. Mi biztosítja mégis ezen acélok növelt szilárdságát? Miért fontos a fárasztó igénybevételnek kitett alkatrészek felületi minősége? Milyen szövetszerkezetűek lehetnek a korrózió álló acélok? A felhasználás szempontjából milyen főbb elvárások vannak a szerszámacélokkal szemben? Mire használjuk a gyorsacélokat és mi a legfőbb elvárás ezekkel az acélokkal szemben? Mi az öntöttvasak módosítása? Milyen ötvözőfémmel ötvözné a lemezgrafitos öntöttvasat, ha öntés után is martenzites szövetet kívánna elérni benne, azaz legalább 3-4% ötvözőt kellene használnia.? Mely tulajdonsága rosszabb a gömbgrafitos öntöttvasnak a lemezgrafitossal szemben? Milyen lépései vannak a temperszén gyártásnak? Miért ne legyen steadit a temperöntvénynek szánt öntöttvas anyagában? Miért ne legyen steadit a gömbgrafitos öntöttvasban? Milyen típusú alumínium ötvözeteket ismer? Mely elemek az ötvözetlen alumínium szokásos szennyezői? Milyen jelenséget okoz a rézben előforduló oxigén szennyezés? Hogyan védekezünk ellene? Mik az automata acélok? Mi biztosítja a jellemző tulajdonságukat? Milyen ötvözetcsoportok tartoznak a nemesíthető alumíniumötvözetekhez? Milyen fázisokból áll az alumíniumötvözetek nemesítő hőkezelése?. Milyen szerepe van az ötvöző fémeknek a nemesíthető acélokban? Mi biztosítja a nagyszilárdságú hegeszthető acélokban a nagy szilárdságot anélkül, hogy a hegeszthetőség romlana? Öntött kilincset kell készítenie eloxált felülettel alumínium ötvözetből. Melyik ötvözetcsaládból választ: Al-Mg vagy Al-Si? Milyen ötvözetből készítene: kukta fazekat? Milyen ötvözetből készítene: fogaskereket? Milyen ötvözetből készítene: felnit személygépkocsihoz? Milyen ötvözetből készítene távvezeték oszlopot? Milyen ötvözetből készítene: esztergakést?
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié 31.
Jelölje meg és nevezze meg az egyes fázisokat és szövetelemeket Fe-C ötvözetről készült mikroszkópi képeken.
Minden kérdésre helyesen adott válasz 1 pont. 0-12 elégtelen 12,5-17 elégséges 17,5-21 közepes 21,5-25 jó 25,5-31 jeles
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
Minta „Olda meg!” feladat:
OLDJA MEG! 1-1.
Név:………………………
Probléma: Kültéri használat estén a vasat gyakran vékony cink réteggel látják el. Mit gondol hogyan változik a cink réteg hatására a bevonatolt vagy galvanizált acél? Mit kell figyelembe venni elővigyázatosságból a termék gyártásánál? A termék visszaforgathatóságát hogyan befolyásolja?
Megoldás:
………….pont -----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-2.
Név:………………………
Probléma: Átlátszó mennyezetet szeretnénk tervezni repülőgéphez. Ha kerámia mennyezetet használunk (azaz hagyományos ablaküveget) a kövek és a madarak betörhetik. Tervezzünk egy olyan anyagot, amely csökkentené a kárt vagy az ezzel járó baleset mértékét.
Megoldás:
………….pont
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-3.
Név:………………………
Probléma: A spirálrugóknak nagyon erősnek és keménynek kell lenniük. A Si3N4 erős és kemény anyag. Kiválasztaná ezt az anyagot rugónak? Magyarázza meg!
Megoldás:
………….pont -----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-5.
Név:………………………
Probléma: Szeretne egy repülőgépet tervezni, amely emberi erővel folyamatosan 30 km távolságra képes repülni. Milyen főbb elvárások lennének az alkalmazott anyaggal szemben és annak megfelelően milyen anyag lehet alkalmas?
Megoldás:
………….pont ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
OLDJA MEG! 1-7.
Név:………………………
Probléma: Milyen tulajdonságokkal kell egy ács kalapácsnak rendelkeznie? Hogyan gyártana le egy ács kalapács fejet?
Megoldás:
………….pont -----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-8. Név:………………………
Probléma: Az űrsikló teste kerámia téglákból áll, amelyeket alumínium rétegre helyeznek el. Vitassa meg a siklótest tervezési elvárásait, amelyek az anyagok ilyen kombinációjához vezettek. Mi a probléma a test gyártásban, amivel a tervezők és a gyártók szembenézhetnek?
Megoldás:
………….pont
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-9.
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié
Név:………………………
Probléma: Szeretne egy anyagot kiválasztani elektronikai kontaktusokhoz, amely elektronikus kapcsoló berendezésekben használatos és gyakori kapcsolásnak van kitéve. Milyen tulajdonságokat kell szem előtt tartani? Milyen anyagot választana. Megfelelne e erre a célra Al2O3? Ha igen miért?
Megoldás: ………….pont ----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-10.
Név:………………………
Probléma: Az alumínium sűrűsége 2,7g/cm3. Tételezzük fel, hogy szeretne alumínium alapú kompozit anyagot gyártani, amely sűrűsége 1.5g/cm3. Tervezze meg az anyagot, amely rendelkezik ezzel a sűrűséggel. Lehetséges-e polietilén gyöngyöket, amely sűrűsége 0.95g/cm3, bejuttatni az alumíniumba. Magyarázza meg!
Megoldás: ……….pont
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-12.
Fémes szerkezeti anyagok kommunikációs dosszié Név:………………………
Probléma: Szeretne fizikailag szétválasztani különböző anyagokat hulladék hasznosítás keretén belül. Írjon le néhány lehetséges eljárást, amely használható lehetne az olyan anyagok elválasztására, mint műanyagok, alumínium ötvözetek, és acélok.
Megoldás: ………….pont -----------------------------------------------------------------------------------------------------------OLDJA MEG! 1-13.
Név:………………………
Probléma: Néhány gépjármű dugattyúja készülhet olyan kompozit anyagból, amely kis, kemény SiC részecskéket tartalmaz alumínium mátrixban. Mi az egyes komponensek szerepe az alkatrész tulajdonságainak szempontjából. Milyen problémákat okozhatnak a két anyag különböző tulajdonságai a gyártáskor?
Megoldás: …….pont Miskolc, 2008. február 15. Dr.Mertinger Valéria egyetemi docens
