Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2022. június | Olvasson bele!

A hőkezelés újdonságai

hirdetés

Az anyagtudományok új kutatási eredményeire vár a gépkocsi megújulása. Ma elsősorban a nanotechnológia hoz csodálatos dolgokat, például az energiatárolás fizikai lehetőségeiben, de közben nem szabad lebecsülnünk a hagyományos technológiák megújítását sem. A felületi, súrlódáscsökkentő és keménységnövelő rétegek, bevonatok képzése mellett a „hagyományos” hőkezelés is tud eredményeket felmutatni. Cikkünk ebbe a kutatásba enged betekinteni.

A gépkocsi-motoralkatrészeket (forgattyús tengelyt, hajtórudat, vezértengelyt és a szelepeket) hőkezelik. A darabokat nagy, 1850–2000 °C hőmérsékleten kovácsolják vagy hengerlik, levegőn hűtik le, és utána az acél szemcseszerkezete durva lesz. A hőkezelés első műveleteként a darabokat normalizálják, 850–860 °C hőmérsékletre hevítik és 10–15 perces hőntartás után szabad levegőn hűtik le, és ezzel a szemcseszerkezetét finomítják. Utána a szilárdság és a szívósság növelése érdekében következik a nemesítés, amely két műveletből áll, edzés és megeresztés. Az edzés hőmérséklete 850–860 °C, a hőntartás ideje 10–15 perc, az ötvözött acélokat olajban, az ötvözetlen acélokat pedig vízben hűtik le, és kialakul az acél martenzites szövetszerkezete. Utána következik a nagy hőmérsékletű megeresztés 650–660 °C hőmérsékleten, a hőntartás ideje 120 perc, a megeresztési ridegség elkerülése céljából a darabokat vízben hűtik le és kialakul a szferoidites szövetszerkezet. A nemesített acélokat jellemzi a nagy szilárdság, valamint a nagy szívósság, nyúlás és ütőmunka.

Az acélt edzéskor gyorsan hűtik le. Mivel a mikroszkopikus folyamatok nagyon gyorsan mennek végbe, ezeket alig ismerjük. A Drezdai Leibnitz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforsung, (IFW) (Drezdai Leibnitz Szilárdtest- és Anyagkutatási Intézet) kutatói a végbemenő átalakulásokat vizsgálják, a kísérletek és a vizsgálatok sikerültek, és az eredményeket már 1938-ban ismertették.

hirdetés

Ismerünk néhány anyagot, amelyet hasonló átalakulások jellemeznek, mint a szénacélt. Lehűtés után hasonló martenzitképződés megy végbe, azonban edzési feszültségek nem keletkeznek, és az acél nem lesz kemény. A martenzites anyagok ehhez a csoportjához tartozik a 70% vas- és 30% palládiumtartalmú ötvözet. Ezeket az ötvözeteket a Hultgren és a Zapffe amerikai vállalat már 1938 óta gyártja, és az átalakulásokat a kutatók vizsgálták.

A mainzi és a frankfurti egyetemen oktató kollégákkal közösen a drezdai IFW szakemberei most a martenzitképződés folyamatát kutatják, hogy ennek az átalakulásnak a részleteit megismerjék és pontosítsák. A vas–palládium ötvözet szövetelemeit a különböző egykristályos alapanyagban vizsgálták. Ez a kristályszerkezet biztosítja, hogy a darab felületén kialakuljon egy vas–palládium védőréteg.

A drezdai IFW és az egyetemek kutatói azt gondolták, hogy ezzel a technológiával a fizikai anyagtulajdonságokat ismerve, más martenzites anyagokból is lehet méretre szabott termékeket, pl. karosszériaelemeket gyártani. Így elektromos vezetékeket, katalizátorelemeket, fénytani szerkezethez különféle anyagokat készíteni, illetve a megfelelő felhasználáshoz azokat illeszteni.

Az eredményt a 2009. november 17-én megjelent Fachblatt Physical Rewiew Letters (Fizikai Tudományos Szemle) folyóirat ismerteti. Az intézet adatai szerint jelentős fejlesztés történt az anyagok új csoportjánál. Az úgynevezett alakítható ötvözeteknél, amelyekhez a vas–palládium ötvözet is tartozik, a mágnesmezős mérések szerint a nyúlás a 10%-ot is eléri. Az újszerű anyag kutatását a Deutsche Forschunggemeinschaft (DFG) (Német Kutatási Egyesület) a 1239. sz. programjával támogatja, amelyet a drezdai IFW hangol össze.


Kapcsolódó dokumentum:


45


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés