1 / 55

SZERKEZETI ANYAGOK

SZERKEZETI ANYAGOK. Szerkezeti anyagok. Fémek Vas, acél, réz és ötvözetei, könnyűfémek és ötvözeteik Műanyagok Hőre lágyuló és hőre keményedő műanyagok, elasztomerek Kerámiák Kristályos, amorf, speciális kerámiák Kompozit (társított) anyagok. Szerkezeti anyagok. FÉMEK. Nyersvas.

dieter-reese
Download Presentation

SZERKEZETI ANYAGOK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SZERKEZETI ANYAGOK

  2. Szerkezeti anyagok • Fémek • Vas, acél, réz és ötvözetei, könnyűfémek és ötvözeteik • Műanyagok • Hőre lágyuló és hőre keményedő műanyagok, elasztomerek • Kerámiák • Kristályos, amorf, speciális kerámiák • Kompozit (társított) anyagok

  3. Szerkezeti anyagok FÉMEK

  4. Nyersvas Öntészeti Acél nyersvas Öntvény gyártás Acél termékek Vas- és acél termékek

  5. Öntöttvasak • Hagyományos öntöttvasak: • Lemezgrafitos öntöttvasak (ferrit + perlit + lemezes grafit) • Fehér nyersvas (perlit + vaskarbid) és származékai: • Fehér temperöntvény • Fekete temperöntvény • Gömbgrafitos öntöttvasak (Mg vagy Ce kezelés) • Perlites gömbgrafitos öntöttvas • Ferrites gömbgrafitos öntöttvas

  6. Öntöttvasak Töretüket befolyásolja: • Lehűlési sebesség gyors hűtés  cementites szövetet segíti elő lassú hűtés  grafitos szövetet segíti elő • Ötvözőelemek cementites szövetet elősegítő ötvözők: S, Mn, Cr, W, Mo, V grafitos szövetet elősegítő ötvözők: C, Si, Al, Ni, Cu, Co

  7. Öntöttvas diagramok Maurer diagram

  8. Öntöttvasdiagramok:Greiner-Klingenstein diagram C+Si% 11 Grafit+ferrit Grafit+perlit Ledeburit+ perlit Falvastagság, mm 70

  9. Az öntöttvasak tulajdonságaiA karbidos öntöttvas A hipoeutektikus öntöttvasban primér ausztenit kristályosodik -többnyire dendritesen- és a dendritágak között helyezkedikel a lédeburit. A keletkező szövet, kemény, rideg, kopásálló.

  10. Lemezgrafitos öntöttvasak (1) • Szerkezet: az alapszövet ferrit vagy perlit, amelyben a grafit lemezes formában található • A szilárdság növelés lehetőségei: • A perlit arányának növelése az alapszövetben • A grafit lemezek méretének csökkentése (modifikált öntöttvas – csapoláskor FeSi vagy CaSi adagolással) • Tulajdonságok: • Jó önthetőség, kis zsugorodás dermedés közben • Kis szilárdság, kis nyúlás, rideg, inkább nyomó igénybevétellel terhelhető

  11. Lemezgrafitos öntöttvasak (2) • Szabványos jelölés: MSZ EN 1561:99GJL 100, GJL 150, GJL 200, GJL 250, GJL 300, GJL 350(Régi jel: Öv 100…Öv 350) • A szakítószilárdság 100…350 MPa között változik, függ az öntvény falvastagságától, és a hülés sebességétől • Jól forgácsolhatók, jó a kopásállóságuk • Gépalkatrészek, gépállványok, hajtómű házak készítésére használatosak

  12. Lemezgrafitos öntöttvas Alapszövet ferrit Alapszövet perlit

  13. Lemezgrafitos öntöttvasak

  14. Gömbgrafitos öntöttvasak (1) • A grafit gömb alakban történő kristályosodását hipoeutektikus öntöttvasaknál magnézium, hipereutektikus öntöttvasaknál cérium beoltásával érik el (bonyolult, költséges technológia) • Szövetszerkezet: ferrit-perlites alapszövetbe ágyazott gömbös grafit • Jól önthető, kedvező kopásállóságú, a lemezgrafitos öntöttvashoz képest kiváló a szilárdsága, hőállósága

  15. Gömbgrafitos öntöttvasak (2) • Szabványos jelölés: MSZ EN 545:96, MSZ EN 598, MSZ EN 969 szerint GJS 350-22-LT vagy RT; GJS 400-18LT; GJS 700-2 GJS 900-2Göv 350-22; …Göv 500-7;…Göv 900-2(a jelölés első száma a szakítószilárdság, a második a nyúlás) • A szakítószilárdság 350…900 MPa között változik, a nyúlás 22…2% között, felületi edzéssel 55-60 HRC keménység érhető el • Gépalkatrészek, (pl. forgattyús tengelyek, hajtórudak, fogaskerekek), belső nyomásnak kitett házak, mezőgazdasági gépalkatrészek készítésére használatosak

  16. Gömbgrafitos öntöttvas Alapszövet ferrit Alapszövet ferrit + perlit

  17. GGG 500 és vermiculár grafit

  18. Tempervasak (1) • A temperöntvények alapanyaga a fehér nyersvas (a karbon vaskarbid - Fe3C alakban van jelen) • Fehér temperöntvény: az öntvényt oxidáló atmoszférában hőkezelve (1050 Co-on 25-100 óra) a vaskarbid elbomlik, a karbon a felületre diffundál és ott kiég, a szerkezet ferrit-perlites lesz (C%<0,35) • Fekete temperöntvény: az öntvényt semleges atmoszférában hőkezelve (1050 Co-on 18-24 óra, majd szabályozott hűtés) a vaskarbid elbomlik, és temperszén formájában a ferrites alapszövetben marad

  19. Tempervasak (2)fehér tempervas • Szabványos jelölés: MSZ ISO 5922-1991W 35-04; W 38-12; W 40-05; W 45-07 • A szakítószilárdság 340…480 MPa között változik, függ az öntvény falvastagságától, a nyúlás 15…4% között, a keménység 200..230 HB • Jól önthetők, de a karbon kiégetés miatt csak kis falvastagságú és méretű öntvények készíthetők • Kisebb alkatrészek, használati eszközök (pl. szekrénykulcsok, csőidomok) készítésére használatosak

  20. Fehér temperöntvény A hőkezelés oxidáló atmoszférában történik, a C kiég. Az öntvény vékonyfalú! Felületen tiszta ferrit, beljebb a C nő megjelenik a perlit is

  21. Fehér temperöntvény a felülettől befelé haladva A szövetben megjelent a temperszén is

  22. Tempervasak (3)fekete és perlites tempervas • Szabványos jelölés: MSZ ISO 5922-1991B 30-06; B 32-12; B 35-10; (fekete tempervasak)P 45-06; P 50-05; P55-04; … P 70-02; P 80-01 (perlites tempervasak) • A szakítószilárdság 300…800 MPa között változik, függ az alapszövettől, a nyúlás 12…1% között, a keménység 150..310 HB között alakul • Jól önthetők, a B jelű tempervasak csőidomokhoz használatosak, a P jelűek nagyobb szilárdságú és kopásállóságú öntvényekhez (pl. fékpofák)

  23. Fekete temperöntvény A hőkezelés semleges gázatmoszférában történik Ferrites fekete temperöntvény Ferrit + perlites fekete temperöntvény temperszén

  24. Kéregöntvény A kéreg gyorsan hűl az öntvény formájába beépített hűtővasak hatására ezért karbidos lesz, ami kemény, kopásálló , míg a többi lassan hűlt rész grafitosan, szürkén kristályosodik Szelepemelő fehéren kristályosodott kérge

  25. Átolvasztás karbidos Szürke öntvény, lehet lemezes, de gömbös is

  26. Öntöttvasak szilárdságának összehasonlítása (Rm, MPa)

  27. Öntöttvasak kiválasztásának szempontjai • Az alkatrész igénybevétele és a méretek függvényében meghatározott szilárdság • Az igénybevétel jellegéből (pl. dinamikus hatás) becsült minimális nyúlás • Koptató hatás esetében a keménység, kopásállóság • Az öntvény alakja, falvastagsága - megmunkálhatósági kritérium

  28. Az alumínium és ötvözetei • Alakítható alumínium ötvözetek (ötvöző tartalom néhány %) • Nemesíthető • Nem nemesíthető • Öntészeti alumínium ötvözetek (eutektikus összetételhez közeli ötvöző tartalom) • Ötvözött alumínium öntészeti célra (Si, Mg, Cu) • Egyéb öntészeti alumíniumok ötvözetek

  29. Az alumínium tulajdonságai • Kis sűrűség (= 2,3 g/cm3) • Alacsony olvadáspont (660 Co) • Jó hő- és villamos vezetőképesség • Kiváló korrózió állóság • Kedvező alakíthatóság • Szilárdsága kicsi (Rm=45 MPa), de ez ötvözéssel, hőkezeléssel és hidegalakítással jelentősen növelhető

  30. Tiszta alumínium 1000 jelű sorozat Cu ötvözésű 2000 jelű sorozat Mn ötvözésű 3000 jelű sorozat Si ötvözésű 4000 jelű sorozat Mg ötvözésű 5000 jelű sorozat Mg és Si ötvözésű 6000 jelű sorozat Zn ötvözésű 7000 jelű sorozat Li ötvözésű 8000 jelű sorozat Egyéb ötvözésű 9000 jelű sorozat Az alumínium fő ötvözői(MSZ EN 573 szabvány szerint)

  31. Alumíniumötvözetek Alakítható (szilárd oldat szerkezetű) öntészeti (eutektikushoz közeli) Típusai: Al-Si ötvözetek Al-Mg ötvözetek Al-Cu ötvözetek Al-Zn ötvözetek

  32. Öntészeti alumínium ötvözetek(példák) • 2000 jelű sorozat: AlCu4TiMgnemesíthető, nagy szilárdságú • 4000 jelű sorozat: AlSi12 (eutektikus)kiválóan önthető, vékony falú öntvényekhez • 5000 jelű sorozat: AlMg9korrózióálló, jól fényesíthető

  33. Alumíniumöntvények

  34. Öntészeti alumínium ötözetek

  35. Alumínium hengerfej

  36. Motorblokk hipereutektikus alumínium ötvözet

  37. LágyRm LágyA% NemesítettRm NemesítettA% AlMgSi 147 16 255 11 AlCu4Mg1 235 12 390 13 AlCu5.5Mg1.5 245 12 430 12 Nemesíthető alumínium ötvözetek(példák: lemezek tulajdonságai) A hőkezelés kiválásos keményítés.(nemesítés) Képlékeny alakítás (kivágás, hajlítás, mélyhúzás) lágy állapotban; kisebb alkatrészek igény szerint nemesíthetőkA rudak mechanikai jellemzői hasonlóak a lemezekéhez

  38. A réz tulajdonságai • Közepes sűrűség (ρ= 8,93 Mg/m3) • Olvadáspont (1083 Co) • Kiváló hő- és villamos vezetőképesség • Légköri korrózió állóság • Kedvező alakíthatóság, önthetőség • Szilárdsága közepes (Rm=220 MPa), ötvözéssel tovább javítható

  39. A réz ötvözetei • Cu-Zn sárgaréz Alakítható (szilárd oldat szerkezetű) Öntészeti ötvözetek • Cu-Sn bronz Alakítható Öntészeti

  40. A réz és ötvözetei • Alakítható réz ötvözetek • Lemezalakításra alkalmas sárgarezek • Éremverésre alkalmas bronzok

  41. Öntészeti réz ötvözetek • Ónbronz és vörösötvözetek • Ólombronzok • Sárgarezek öntészeti célokra CuZn 40 öntészeti sárgaréz

  42. A fontosabb alakítható rézötvözetek • Tiszta réz (Cu%>99,85): áramvezető huzalok, mélyhúzott alkatrészek • Sárgarezek: • 90% Cu, 10% Zn: finom alkatrészek • 70% Cu, 30% Zn: mélyhúzott alkatrészek • 60% Cu, 40% Zn: hőcserélő lemezek • Bronzok: • 95,5% Cu, 3% Sn, 1,5% Zn: érem verés

  43. A fontosabb öntészeti rézötvözetek(MSZ 8579:1991) • Ónbronzok (öntészeti célokra)öCuSn12: nagy igénybevételű alkatrészeköCuSn10P: vegyipari szerelvények • VörösötvözeteköCuSn10Zn2: csapágycsészék, csigakerekeköCuSn5Zn5Pb5: áramvezető sínek • Ólombronzok (főként csapágy öntvények)öCuPb20Sn5: hideghengerművek csapágyaiöCuPb5Sn10: savas közegben lévő csapágyak

  44. Bronz csapágy (CuPb10Sn10)

  45. Rézötvözetekből készült öntvények

  46. A titán és ötvözetei • A titán alapanyaga a: rutil (titándioxid – TiO2), amelyből az előállítás során klór áramban hevítve titántetraklorid (TiCl4) keletkezik. Ezt fém magnéziummal redukálják, majd tisztítják és porkohászati úton nyerik a Ti-t • A titán ezüstfehér színű, 4,5 103 kg/m3 sűrűségű 1670 C  olvadáspontú fém. Allotróp módosulatai vannak. Korrózióállósága kitűnő, tökéletesen ellenáll a tengervíznek, nedves és szerves savas közegeknek. Az emberi szervezetben nem káros. • Szilárdsága ötvözéssel és az allotróp átalakulást kihasználó hőkezeléssel fokozható. Igen jó a szilárdság/sűrűség aránya. • Fő ötvözői az Sn, a Zr, a Cr a Mo a V és a Nb. • Ötvözetek •  •  közeli •  +  •  • Az  lágy, kis szilárdságú, szívós, képlékeny, a  keményebb, nagyobb szilárdságú, kevésbé képlékeny

  47. Az ötvözetek közül a leggyakoribb (kb. 60%) a Ti6Al4V ötvözet (AMS 4928) • Jellemzők: •  + mikroszerkezetű • Nagy szilárdság/tömeg arány (lényegesen jobb, mint az acéloknál) • Kiváló korrózióállóság, agresszív környezetben is • Nagy hőállóság • szívósság • A szilárdság hőkezeléssel befolyásolható

  48. Marószer: 30 ml H2O2 10 ml H2O Maratási idő: 10 perc Ti6Al4V

  49. A titán előkészítése Maratás Marószer: 30 ml H2O2 10 ml H2O Maratási idő: 10 perc

More Related