Az ötvözők hatása az acélok tulajdonságaira · Az előadás fő pontjai •Alapötvözők és ötvözők •Szennyezők •A karbon hatása •Az ötvözők hatása a –Szövetszerkezetre

Az ötvözők hatása az acélok tulajdonságaira

Anyagismeret

Dr. Orbulov Imre NorbertAnyagtudomány és Technológia Tanszék

Az előadás fő pontjai

• Alapötvözők és ötvözők• Szennyezők• A karbon hatása• Az ötvözők hatása a

– Szövetszerkezetre– Szemcseméretre– Megeresztés állóságra– Megeresztési ridegedésre– Az átmeneti hőmérsékletre– A rekrisztallizációs hőmérsékletre– A ferrit mechanikai tulajdonságaira– A karbid- és nitridképződésre

Az acél alapötvözői és szennyezői

• Alapötvözők

– C – elsődleges ötvöző

– Mn – ausztenitképző

– Si – ferritképző

• Fő szennyezők

– S – eutektikuma vöröstörékenységet okoz

– P – eutektikuma vöröstörékenységet okoz

– O – gázzárványképződést okoz (CO2)

– N – „öregít”, az ütőmunkát csökkenti

A karbon hatása – lágyított állapot

A karbon hatása – edzett állapot

0,2 0,4

C (%)

HV, RmKV

Edzett állapot

Lágy állapotRm

KV

Az allotrop átalakulás előnyei

0,2 0,4

C (%)

HV, Rm

Edzett állapot

Lágy állapotHV, Rm

Az ötvözők hatása az acél tulajdonságaira

1. Oldódás – ferrit, vagy ausztenit képző

2. A nemegyensúlyi γ α átalakulásra

3. Ausztenit szemcsenövekedésre

4. Megeresztésállóságra

5. Megeresztési ridegedésre

6. Képlékeny-rideg átmeneti hőmérsékletre

7. Újrakristályosodási hőmérsékletre

1. Oldódik az ötvöző az acélban?

• Nem oldódik

– Zárvány lesz belőle, nem kedvező

– S, As, Pb…

• Oldódik

– Ferritben oldódik jobban – ferritképző

• Cr, Al, Si, W, Mo, V, Ti

– Ausztenitben oldódik jobban – ausztenitképző

• Ni, Mn, C, N, Cu

A szövetszerkezet C és ötvöző függése

Az átalakulási hőmérséklet változása

2. Az ötvözők hatása a nemegyensúlyiátalakulásra

• A Co és Al kivételével minden ötvöző csökkenti az Ms és Mf hőmérsékletet

• A visszamaradó (reszt) ausztenit mennyisége nő

– Szükség esetén mélyhűtés

• A nemegyensúlyi átalakulási görbék jobbra és lefelé tolódnak el

– A kritikus lehűlés sebesség csökken

• Edzhetőség – átedzhetőség (kitérő)

Az edzés feltételei

• Az edzés nagyon fontos, mert nemesítéssel (edzés+megeresztés), allotróp átalakulással a tulajdonságok tág határok között befolyásolhatók

• Feltételek

– Hevítés A3 + ~50°C hőmérsékletre

– Hőntartás teljes ausztenitesítésig

– Lehűtés a kritikus lehűtési sebességnél gyorsabban

– Gyakorlati feltétel: C>0,2%

A gyakorlati feltétel

Az ötvözők csökkentik a kritikus lehűlési sebességet és a MS

hőmérsékletet

vkritf

vvíz

Az edzhetőség gyakorlati határa

volaj

C10

C45

C (%)

MS = 480 °C

MS = 340 °C

0,22

Az átedzhető szelvényátmérő

• Fontos kérdés, hogy az acél milyen mélységben, milyen átmérőben edződik meg?

– Az eltéréseket a hővezetés jelensége okozza

• Ha a hűtési sebesség a darab minden pontjában nagyobb a kritikus hűtési sebességnél, akkor a darab teljes egészében átedződik

– Martenzit + bainit, a gyakorlatban 50% martenzit

• Mérés és számítás

Az átedzhető átmérő értelmezése

T

Hőmérséklet eloszlás

vle

Lehűlési sebesség eloszlás

vkritf

Hűtés

Megedződött réteg

Az átedzhető szelvényátmérő definíciója

• Az átedzhető szelvény-átmérő az az átmérő,amelynél az adott hűtőközegesetében, a darab legbelsőpontja is legalább a kritikus(felső) lehűlési sebességgelhűl le.

vkritf

vlehűlés

Adott hűtőközegre

• D=D(kémiai összetétel, hűtőközeg, szemcseméret, kívánt martenzit mennyiség)

Az ötvözők hatása az átedzhető szelvényátmérőre

D

Ötvöző (%)

SiNi

CrMoMn

V 950 és 1100 °C ausztenitesítésnél

Co

Számítás

• Grossmann szerint az ideális átedzhető szelvényátmérő 50% martenzit tartalomnál

• Ahol:

– C a karbontartalom (t%)

– n: szemcsefinomsági mérőszám

– Mei: az i-dik fém mennyisége (t%)

– fMei: az i-dik fém állandója

• A reális átedzhető szelvényátmérő

m

i

Mei

n

id ifMeCD

1

8108,18

25,0

5,0

75,0

levegő

olaj

víz

közegidre DD

• ηvíz=0,75

• ηolaj=0,5

• ηlevegő=0,25

Számítási konstansokElem vegyjele fMei

Mn 4,10

Cr 2,33

Si 0,64

Cu 0,27

Mo 3,14

Ti 5,70

Ni 0,52

P 2,83

V 1,73

S -0,62

Mérés

• Véglapedzési próba, vagy Jominy-próba

• Szabványosított

– Próbatest

– Hűtési feltételek

• Menete

– Ausztenitesítés

– Hűtés véglapról

– Keménységmérés

– Kiértékelés

Ausztenitesítés

• Az acél szabványában előírt hőmérsékleten

• 30 perc hőntartással

• Redukáló atmoszférában

Szabványos hűtési feltételek

Keménységmérés

Példa: mérési eredmény

0 2 4 6 8 10 12 14

200

250

300

350

400

Material : 52D

l , distance from end face [mm]

HV10

Véglaptól mért távolság (mm)J 300-3,4

Közelítő kiértékelés

ASM szerinti kiértékelés

További alkalmazások

• Alapanyag ellenőrzés– Adott keménységnél a mért távolságnak a

szabvány szerinti sávba kell esnie• Pl.: J45-6/18, vagy J350-6/18

– Adott távolságnál a szabvány szerinti keménységértékek közé kell esnie a mért keménységnek

• Pl.: J38/45-15, vagy J340/590-15

• Technológiai információk– Edzéssel elérhető maximális/minimális keménység

– Keménységeloszlás a keresztmetszetben

Példa – Jominy görbék

Példa – Jominy görbék

3: Ötvözők hatása az ausztenitszemcseméret növekedésre

• Mn, Si és B növeli a szemcsedurvulási hajlamot

• Szemcsefinomító hatásúak a Ti, V, Nb, Al, Zr

– Finom, egyenletes karbonitrideket alkotnak, amelyek szemcsecsíraként funkcionálnak, növelik a szemcsehatár mozgás energiaigényét is

• A többi ötvöző lényegében nincs hatással a szemcsedurvulásra

4: Ötvözők hatása a megeresztésállóságra

5: Ötvözők hatása a megeresztési ridegedésre

• Cr, Mn 500-650°C-on megeresztve, lassan hűtve ridegséget (ütőmunka csökkenést) okoz

• Más tulajdonságok nem változnak

• Ok: karbidok, nitridek, foszfidok, ötvöző elemek dúsulása a szemcsehatáron

• P ront a helyzeten

• Ni önmagában nem gond, de Cr és Mn-nal nem jó

• 0,2…0,3% Mo vagy 0,5-0,7% W és gyors hűtés segít

6: Ötvözők hatása a képlékeny-rideg átmeneti hőmérsékletre

• A Ni ötvözés a KV(T) diagramot balra tolja– 1% Ni ötvözés ~20°C eltolás

• A komplex szemcsefinomítás is segítséget jelent– Nb, V, Ti, Al, Zr, N mikroötvözés ~40°C hatás

• A KV(T) diagramot jobbra tolja (ront)– C, 0,1% C ~25°C

– P, 0,1% P ~55°C

– N, 0,01% N ~300°C (oldott állapotban)

– O, 0,01% O ~200°C (oldott állapotban)

7: Ötvözők hatása az újrakristályosodási hőmérsékletre

• A melegszilárdságot, az újrakristályosodási hőmérsékletet az ötvözők növelik

– W, Mo ~110°C/at%

– V ~55°C/at%

– Cr~30°C/at%

Az acélok csoportosítása

Anyagismeret

Dr. Orbulov Imre NorbertAnyagtudomány és Technológia Tanszék

Az előadás fő pontjai

• Vegyi összetétel szerint

• Minőségi csoportok szerint

• Gyártási mód szerint

• Dezoxidálási mód szerint

• Szövetszerkezet szerint

– Egyensúlyi állapotban

– Nem egyensúlyi állapotban

• JELÖLÉSI MÓDOK, SZABVÁNYOK

• Felhasználási mód szerint

Vegyi összetétel szerint

• Ötvözetlen acél

– Karbonon kívül más, szándékosan bevitt ötvözőt nem tartalmaz

• Ötvözött acél

– A gyártástechnológiában előírt, mindig megtalálható ötvözőkből többet, vagy szándékosan bevitt ötvözőket tartalmaz

• Gyengén ötvözött (Σötvöző < 5%)

• Ötvözött (5% < Σötvöző < 10%)

• Erősen ötvözött (Σötvöző > 10%)

Minőségi csoportok szerint

• Alapacél– Amelyekre nincs előírva olyan minőségi követelmény,

amely az acélgyártás során különleges gondosságot igényelne

• Minőségi acél– Az alapacélok és a nemesacélok közti előírások

érvényesek rájuk, különleges gondossággal gyártandók (szemcseméret, kéntartalom, felületi minőség stb.)

• Nemesacél– Különleges gondossággal kell gyártani őket, lehetnek

ötvözetlenek és ötvözöttek, például az összes hőkezelési célra alkalmas acél

Gyártási mód szerint

• Konverteres acél

– (Bessemer)

– Linz-Donavitz (LD)

– AOD (Argon Oxygen Decarburization)

• Elektroacél

– Ívfényes kemence

– Indukciós kemence

• Siemens-Martin acél

• Átolvasztott (finomított acél)

– Vákuumkezelt stb.

A dezoxidálási módszer alapján

• Csillapítatlan acél– Jó kihozatalú, felületi minősége jó, hidegen jól

alakíthatók, gyorsan öregszenek, < 0,2-0,25% C

• Csillapított acél– Az oxigént szilárd állapotban kötik meg (Si, Mn,

Al), egy része zárványként visszamaradhat, rosszabb kihozatal, gázzárványok nincsenek

• Különlegesen csillapított acél– Nitrogént is megkötik és szemcsefinomító ötvözök

(Al, V, Nb, Ti), öregedésállóbbak, ridegtörési hajlamuk kisebb

Szövetszerkezet alapján - egyensúlyi

• Ferrites

– Ferritképzők!

• Félferrites

• Hipoeutektoidos

• Hipereutektoidos

• Ledeburitos

• Félausztenites

• Ausztenites

– Ausztenitképzők!

Szövetszerkezet alapján – nemegyensúlyi

• Perlites

• Martenzites

• Ausztenites

• Ferrites

• Bénites

Felhasználás szerint

• Szerkezeti acélok– Gépgyártás, járműgyártás, acélszerkezetek

– Szilárdság mellett a nyúlás és szívósság is követelmény

– C<0,6%

• Szerszámacélok– Forgácsolószerszámok és alakítószerszámok

– Kopásállóság, merevség, keménység (szívósság)

– Nemesíthető, kiválásosan keményíthető ötvözetek

• Különleges acélfajták és ötvözetek– Kifejezett tulajdonság

• Hőálló ötvözetek, korrózióálló acélok stb.

Az acélok jelölésrendszereAZ ACÉLOK JELÖLÉSÉNEKSZABVÁNYOS RENDSZERE

Az acélminőség jele Számjel - MSZ EN 10027-2

JelMSZ EN 10027-1

Kiegészítő jelMSZ EN 12200

Az acélra jellemző kiegészítő jel(1. csoport) + (2. csoport)

Az acél termékre jellemzőkiegészítő jel

1. csoportAz acél felhasználása és mechanikai tulajdonságai szerinti jelölés

2. csoportA vegyi összetétel szerinti jelölés

Az acélok számjele

• MSZ EN 10027

• 1 – Acélok

• 2 – Nehézfémek

• 3 – Könnyűfémek

• 4 – Nemfémes anyagok

• … - …

• 8 – Nemfémes anyagok

• 9 – Tartalék

1.43 00 xx

Anyagcsoport

Acélcsoport

Sorszám

Kiegészítő jel

Rövid jelölés I. – fizikai jellemzők

Jel Alkalmazási terület Fő tulajdonság Példa

S Szerkezeti acél ReH (MPa) S235

P Nyomástartó edények acéljai ReH (MPa) P275

L Acélok csővezetékekhez ReH (MPa)

E Gépacélok ReH (MPa) E235

B Betonacélok ReH (MPa)

Y Acélok előfeszített acélszerkezetekhez ReH (MPa)

R Sínacélok és sínek ReH (MPa)

HHidegen hengerelt lapostermékek nagy szilárdságú acélból, hideghúzásra

ReH (MPa) H400

T+ReH (MPa) HT400

Rövid jelölés II. – fizikai jellemzők

Jel Alkalmazási terület Megjegyzés

DLapostermékekhidegalakításra

C – hidegen hengerelt + számjegy

D – melegen hengerelt termék + két számjegy

X – a hengerlési állapot nincs előírva + két számjegy

TÓnozott termék (csomagolásra)

H + az előírt Rockwell keménység

ReH (Mpa)

Rövid jelölés III. – fizikai jellemzők

Jel Alkalmazási terület Megjegyzés

M Elektrotechnikai acélok

Wattveszteség × 100, vastagság × 100

A – nem irányított szemcsézetű

B – ötvözetlen félkész

E – ötvözött félkész

N – szokványos irányított szemcsézetű

S – kis veszteségű irányított szemcsézetű

P – nagy permeabilitású irányított szemcsézetű

Kiegészítő jelek I.

• G, legelső jel lehet – öntvény

Kiegészítő tulajdonságjel Vizsgálati hőmérséklet

(°C)Előírt ütőmunka értéke

27 J 40 J 60 J

JR KR LR +20

J0 K0 L0 0

J2 K2 L2 -20

J3 K3 L3 -30

J4 K4 L4 -40

J5 K5 L5 -50

J6 K6 L6 -60

Kiegészítő jelek II.

• M – termomechanikusan kezelt

• N – normalizált, vagy szabályozott hőmérsékleten hengerelt

• Q – nemesített

• G – egyéb jellemzők egy, vagy két számjellel

– A csillapításra utal

Kiegészítő jelek III.

• C – különleges hidegalakíthatóság

• D – tűzi-mártó eljárással bevont

• E – zománcozott

• F – kovácsolt

• H – üreges szelvények

• L – alacsony hőmérsékletre

• T – csövekhez

• X – nagy- és kis hőmérsékletre

• W – időjárásálló

• Valamely elem vegyjele (szorzó!), pl Cu5 – 0,5% Cu

Példa

G S 235 J2 G2 W Cu5

0,5% Cu tartalom (ld. később)

Légköri korrózióálló acél

Csillapított acél

Ütőmunka -20 °C-on legalább 27 J

Folyáshatár legalább 235 MPaÁltalános rendeltetésű szerkezeti acél

Acélöntvény (csak G és csak öntvényeknél)

Rövid jelölés IV. – Vegyi összetétel

• Ötvözetlen acélok

• Csak a gyártás során elkerülhetetlen ötvözőket és szennyezőket tartalmazza

• Általánosan:

– C nn(n), ahol n pozitív egész szám, 0…9

– nn(n) a széntartalom 100-szorosa

• A C az ötvözőmentességre utal („szénacél”)

• Példa: C22, C60, C90, C120 stb.

Rövid jelölés V. – Vegyi összetétel

• Ötvözött acélok

• Tervszerűen bevitt ötvözőelemeket tartalmaz

• Általánosan:– nn <ötv1><ötv2> m1 – m2 – m3

– nn a széntartalom 100-szorosa

– <ötv1>, <ötv2>, … az ötvöző vegyjele

– m1, m2, m3, … az ötvöző mennyisége az ötvözőre jellemző számmal szorozva (!)

• Példa: 14NiCrMo13-4

Az ötvözőkre jellemző szorzók

Az ötvöző vegyjele Szorzótényező

Cr, Co, Mn, Ni, Si, W„Cro-Co Men-Ni Si-Watag”

4

Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr 10

C, Ce, N, P, S 100

B 1000

Rövid jelölés VI. – Vegyi összetétel

• Erősen ötvözött acélok

• 10% feletti ötvözőelem mennyiség

• Általánosan:

– X nn <ötv1><ötv2> m1 – m2 – m3

– nn a széntartalom 100-szorosa

– <ötv1>, <ötv2>, … az ötvöző vegyjele

– m1, m2, m3, … az ötvöző mennyisége (!)

– Példa: X8CrNiTi18-10

Felhasználás szerint

• Szerkezeti acélok– Gépgyártás, járműgyártás, acélszerkezetek

– Szilárdság mellett a nyúlás és szívósság is követelmény

– C<0,6%

• Szerszámacélok– Forgácsolószerszámok és alakítószerszámok

– Kopásállóság, merevség, keménység (szívósság)

– Nemesíthető, kiválásosan keményíthető ötvözetek

• Különleges acélfajták és ötvözetek– Kifejezett tulajdonság

• Hőálló ötvözetek, korrózióálló acélok stb.

Szerkezeti acélok

• Szerkezeti acélok

– A: Melegen hengerelt szerkezeti acélok

– B: Lapos acéltermékek nyomástartó berendezésekhez

• Hegeszthetőség, alakíthatóság

– C: Képlékeny hidegalakításra alkalmas acélok

– D: Nemesíthető acélok

– E: Betétben edzhető acélok

– F: Nitridálható acélok

– Egyéb acéltípusok, célacélok

A: Melegen hengerelt, ötvözetlen szerkezeti acélok

• Általános rendeltetésűek, S és E jel

• Melegen hengerelt vagy kovácsolt állapot

• Műbizonylat: Rm, ReH, A, KV, összetétel– Lapostermék esetén az élhajlíthatóság is

– E jelűnél nincs előírt KV

• Igényesebb esetekben nem alkalmazhatók, hegesztéshez csak előírt ütőmunkával– Szénegyenérték (0,5% alatt, lásd később)

• Számos kivitel a kiegészítő jelek szerint

• Példa: S235JR

A: Normalizált, normalizálva hengerelt, hegeszthető, finomszemcsés acélok

• A normalizáló hengerlés során a hőbevitelt és elvonást folyamatosan monitorozzák

• 6-osnál nagyobb szemcseszám

• Ugyanaz a jelölés, de kiegészítés:

– N: normalizált (minden esetben)

– L: előírt ütőmunka -50°C-on 27 J

• Példa: S275N, S275NL

A: Termomechanikusan hengerelt, hegeszthető, finomszemcsés acélok I.

• A termomechanikus hengerlés során az előnyújtás az újrakristályosodási hőmérséklet felett kezdődik, de a teljes folyamat alatta fejeződik be

• Nb ötvözéssel emelik az újrakristályosodási hőmérsékletet

• Ti-nal segítik elő a szemcsefinomítást

• Kiegészítőjel: M

• Példa: S355M, S355ML

A: Termomechanikusan hengerelt, hegeszthető, finomszemcsés acélok II.

• HIDROGÉNNYOMÁSÁLLÓ ACÉLOK

• Probléma: a H felületi disszociáció és diffúzió útján bontja az acél vaskarbidját– Nagy hőmérsékleten (T>200°C) gyorsul a folyamat

– Húzófeszültség gyorsítja a folyamatot

• Megoldás: stabil karbidokat képző ötvözők– Cr, Mo, V, W

• Melegszilárdság javul, nemesítve építik be

• Olajipar, finomítók, hidrogénező berendezések

• Folyomány: HSLA

A: Légkörikorrózió-álló acélok

• Az acél a levegő oxigéntartalma és a nedvesség hatására korrodál – porózus

• A folyamat teljes tönkremenetelig tarthat

• Cu, Cr, P, Ni, Mo ötvözés (kis mennyiség!)

• Foszfátos, szulfátos, hidroxidos vegyületek – a pórosukat betömik, lassul, majd megáll a korrózió

• Passzivált réteg, vörösesbarna, <0,3 mm

• Példa: S235J0W, S355J0WP

A: Lemezek és szélesacélok nagy folyáshatárú, nemesített acélokból

• Környezeti és kis hőmérsékleten üzemelő, nagy terhelésnek kitett hegesztett szerkezetek

• Tárolótartályok, hidak, zsilipek, daruk stb.

• Q kiegészítőjel jelöli

• Szokásos eljárással hegeszthető, de hidegrepedésre hajlamos (minél vastagabb, minél nagyobb a szilárdság, feszültséggyűjtők)

• Például: S460QL

Szerkezeti acélok










B: Ötvözetlen és ötvözött acélok növelt hőmérsékleten előírt tulajdonsággal

• Ötvözetlen acélok (Pl.: P235GH)– Melegfolyáshatár, vagy kúszáshatár (-szilárdság)

van megadva

– Gőzkazánok, nyomástartó berendezések

– Általában ~400°C-ig

• Ötvözött acélok (Pl.: 12CrMo9-10)– Mn, Mo, Cr, V, Nb és hegeszthetőséghez Si, Ni

– Kazándobok, túlhevítő csövek, vegyipari berendezések, karimák, kötőelemek

– Általában ~500-530°C-ig

B: Hegeszthető, finomszemcsés, normalizált acélok

• Három alcsoport– Szobahőmérsékleti alapminőségek (P…N)

• -20°C-ig használhatóak

– Melegszilárd minőségek (P…NH)• -20…400°C között használhatóak

– Hidegszívós minőségek (P…NL1 és P…NL2)• -40, illetve -50°C-on sem ridegednek el

• Szemcsefinomsági mutatószámuk nagyobb, mint 6

• Hegesztéshez támpont a szén egyenérték

B: Hidegszívós, nikkelötvözésű acélok

• Komoly szerkezetek csak olyan anyagból készíthetők, amelyek ütőmunkája előírt

• -60°C alatt ennek biztosítására Ni-t ötvöznek

• FKK rács, elridegedésre nem hajlamos

• Választás falvastagság és hőmérséklet függvényében

• Ütőmunka akár -200 °C-on is

• Hűtés és kriogéntechnika

• 11MnNi5-3, 12Ni14, X7Ni9

B: Hegeszthető, finomszemcsés, termomechanikusan hengerelt acélok

• Hasonlóan a lapostermékekhez Nb ötvözés a rekrisztallizációs hőmérséklet emeléséhez

• Ti ötvözés a szemcsefinomításhoz

• V és Mo ötvözés a szilárdságnöveléshez

• -20°C-on is 27 J ütőmunka, hidegszívós esetben L1 és L2 kiegészítés

• Kiegészítőjele: M, pl.: P355ML1

B: Hegeszthető, finomszemcsés, nemesíthető acélok

• Három fő alcsoportja létezik– Alapminőség (P…Q)

– Melegszilárd minőség (P…QH)

– Hidegszívós minőségek -40°C-ig (P…QNL1), illetve -50°C-ig (P…QNL2)

• A finomszemcsés minőséget és a szilárdságot mikroötvözők (Ti, Nb, V, N, B) biztosítják

• Hegesztést befolyásolja: termékvastagság, bevitt energia, kialakítás, elektródakihozatal, eljárás, varratfém tulajdonságok

B: Korrózióálló acélok

• Ferrites acélok– Gyenge maróhatású közegek, nyomástartó edény,

élelmiszer-ipari berendezések, katalizátor

– 350°C-ig is 155-215 MPa folyáshatár

• Martenzites acélok– Szivattyúelemek, szelepek, turbinák járókereke

– 300°C-ig 530-580 MPa

• Ausztenites acélok– Nagyon széleskörű alkalmazás

– -196-600°C-ig alkalmazható (FKK, oldólágyítás után nem hajlamos ridegtörésre, nincs TTKV)

• Ferrites-ausztenites (duplex) acélok

• Hegesztés és hőkezelés a szabványban előírtak szerint

Szerkezeti acélok










C: Hidegen hengerelt lapos termék kis karbontartalmú acélból, hidegalakításra • Kis karbontartalmú, ferrites acél• Nagyon kevés ötvöző, dezoxidáláshoz Al, nitrogén

megkötéshez (öregedés) Ti• DC01…DC06, kiegészítőjel: A, vagy B -

felületminőség– A: felületi hiányosságok (pórus, kis rovátka, karc,

enyhe elszíneződés) megengedett– B: a jobb felület legyen hibamentes, a másik legalább

A minőségű, csak dresszírozottra!

• Felületi érdesség fokozatok– b: fényes, g: félfényes, m: normál, r: érdes

• Példa: DC01Am

C: Hidegen hengerelt, bevonat nélküli lágyacél keskeny szalag hidegalakításra

• 600 mm-nél keskenyebb, 10 mm-nél vékonyabb ötvözetlen és ötvözött szalag

• Utánjelölések:

– Lágyított (A)

– Hidegen utánhengerelt (C és megnőtt Rm (MPa))

– Dresszírozott (LC)

– Felületi minőség MA, MB és MC

• Példa: DC03C440MB

C: Nagy folyáshatárú acélok melegen hengerelt lapos termékek hidegalakításra

• Hidegalakításra szánt, melegen hengerelt, hegeszthető, nagy folyáshatárú, ötvözött

• Termomechanikusan, vagy normalizálva hengerelt

• Perlitszegény acélok (Ti, Nb, V) – HSLA

• Példa: S420NC, S460MC

• Képlékenyen alakíthatók, nyírhatók, hajlíthatók, forgácsolhatók

• Járműgyártás, hegesztett szerkezetek

DP acélok

• Dual Phase

• Kétfázisú acél– Nagyon lágy ferrit mátrixban nagyon kemény

martenzit fázis van finoman eloszlatva

• Jó szilárdsági tulajdonságokat kombinál szintén jó alakíthatósági tulajdonságokkal

• Keréktárcsák, gépkocsi karosszéria, ütköző elemek, kötöző drótok, állvány és épületelemek

TRIP acélok

• TRansformation Induced Plasticity

• Átalakulással kiváltott képlékenység

• Melegalakítás után a szövetszerkezet ferrit-reszt ausztenit-bainit

• További alakítás hatására a metastabil reszt ausztenit átalakul martenzitté

• Karosszériaelemek, gépjárműgyártás

DP / TRIP

Idő Idő

Hő

mé

rsé

kle

t

Hő

mé

rsé

kle

t

IF acélok

• Interstitial Free

• Rendkívül kis (30-60 ppm) ötvözőtartalom

• Jól mélyhúzható, alakítható, nem öregszik (a szokásos mélyhúzható anyagok csillapítatlanok)

• Háztartási berendezések, gépjármű borítás elemek

BH acélok

• Bake Hardening

• Kis széntartalmú, ~200°C-on kiválásosan keményíthető ötvözetek

• C és N kiválásos keményítésével ~40 MPaszilárdságnövekedés érhető el a folyási határban

• Alakítás után, például festés során is végrehajtható

• Gépjármű karosszériaelemek

Szerkezeti acélok










D: Nemesíthető acélok

• Kellően szívósnak és a dinamikus hatásoknak ellenállónak kell lennie

• Kötőelemek, csapok, csuklók, rudazatok, villáskulcsok, tengelyek, kardánkeresztek, fogaskerekek, szerszámgépfőorsók stb.

• Ötvözött és ötvözetlen kivitelben gyártják• Ötvözés célja:

– Átedzhető szelvényátmérő növelése– Szívósság növelése, TTKV csökkentése– Kifáradási határ növelése– Megeresztésállóság növelése– Stb. javítása

D: Ötvözetlen nemesíthető acélok

• A gyártás során bent maradt ötvözőkön, szennyezőkön kívül csak karbont tartalmaz

• A kisebb széntartalmuk miatt szívósak, szilárdságuk kisebb

• Az átedzhető szelvényátmérő kicsi (néhány 10 mm)

• Felületi edzéssel a kopásállóság növelhető

• Rm: 500…1000 MPa, ReH: 300-580 MPa, A: 20-11%, Z: 50-20%

• Jelölésük: C nn, ahol nn a C tartalom 100-szorosa, 20 < nn < 60

• Kiegészítőjelek: E: S<0,035%, R: 0,020%<S<0,040%

D: Ötvözött nemesíthető acélok I.

• Mn (1,4-1,65%)

– Olcsó

– Átedzhető átmérőt jelentősen megnöveli

– Túlhevítésre és megeresztési ridegedésre hajlamos (gyors hűtés kell)

– 0°C alatt dinamikus igénybevételű alkatrésznek nem alkalmazható

– Például: 28Mn6

D: Ötvözött nemesíthető acélok II.

• Cr (akár 2%)

– Leggyakoribb ötvöző

– Erősen növeli az átedzhető átmérőt és a folyáshatárt

– Jól kérgesíthetők (50-60 HRc)

– Közepes igénybevételű hajtóműalkatrészek, tengelyek

– Megeresztési ridegedés (!)

– Például: 34Cr4

D: Ötvözött nemesíthető acélok III.

• Cr-Mo (akár 2% Cr, 0,9-1,2% Mo)– A Mo megszünteti a megeresztési ridegedést

– Cr és Mo erős karbidképző, nagyobb hőmérsékleten (~600°C) lehet megereszteni

– Jelentős szilárdság és jó szívósság

– Közepes méretű, nagy fárasztó és ütésszerű igénybevételnek kitett alkatrészek, féltengelyek, hajtórudak, könyökös tengelyek, fogazott alkatrészek, főtengelyek

– Például: 50CrMo4

D: Ötvözött nemesíthető acélok IV.

• Cr-V (0,7-1,1% Cr, 0,1-0,2% Mo)

– Hasonló a Cr-Mo acélokhoz

– Azoknál kicsit olcsóbb, de a szívósságuk rosszabb

– Közepes méretű, nagy fárasztó és ütésszerű igénybevételnek kitett alkatrészek, féltengelyek, hajtórudak, könyökös tengelyek, fogazott alkatrészek, főtengelyek és csavarok, csavarkulcsok

– Például: 51CrV4

D: Ötvözött nemesíthető acélok V.

• Ni-Cr-Mo(-V) (0,7-1,1% Cr, 0,1-0,2% Mo)– Nagy méretű daraboknál, ahol a gyors hűtést nem

lehet megvalósítani Ni ötvözést is alkalmaznak• Ni a TTKV-t csökkenti

• Mo a megeresztési ridegedési hajlamot csökkenti

– Átedzhető átmérő jelentősen nő (~150 mm)

– Az állapottényezők hatásainak jól ellenállnak

– Hajómotor alkatrészek, kovácssajtók forgattyústengelye kovácsolt és nemesített állapotban

– Például: 36NiCrMo16

D: Ötvözött nemesíthető acélok VI.

• Bóracélok

– Mn, Mn-Cr alapötvözés, B mikroötvözés

– Jelentős átedzhető szelvényátmérő növekedés

– Általában melegalakított állapotban szállítják

– Adott szilárdság mellett jó szívósság

– Például: 20MnB5, 27MnCrB5-2

Szerkezeti acélok










E: Betétben edzhető acélok

• Karbontartalom 0,2% alatti

• Jellemzőjük a szívós mag és a kopásálló kéreg– ~1%C a kéregben, 60-63 HRC

• Átedzhetőség okán ~80 mm jellemző méretig használhatók

• Azonos fajlagos nyúlás és ütőmunka esetén a nemesíthető Rm-je és ReH-ja nagyobb

• Fárasztás esetén a cementálást elhagyják, vakedzett állapot, ekkor 35-45 HRC érhető el

E: Ötvözetlen betétben edzhető acélok

• Kis méretű és szilárdságú, kopásnak kitett alkatrészek

• Csapok, fogaskerékszivattyúk

• Elérhető keménység: 55-60 HRC

• 20-30 mm jellemző méretig legfeljebb

• Például: C10, C15

E: Ötvözött betétben edzhető acélok

• Ötvözőik megegyeznek a nemesített acéloknál leírtakkal

• Karbontartalmuk kisebb, C<0,2%

• Cr-Mo ötvözés közepes méretű és igénybevételű darabok (perselyek, csapok, fogaskerekek)– Túlhevítésre érzékenyek, 40-60 mm átmérőig

• Mn-Cr-Mo nagy igénybevételű alkatrészek (fogaskerekek, lánckerekek, tengelyek)– 70-80 mm átmérőig

• Ni-Cr-Mo különlegesen erős dinamikus igénybevétel, szívós mag, nagy felületi keménység

Betétedzési 1x1• Direktedzés

– Cementálás, ausztenitesítő lépcső, edzés, kis hőmérsékletű megeresztés

– Nagy hőmérsékleten szemcsedurvulás, gazdaságos, gyors

• Kéregedzés– Cementálás, lépcső nélküli edzés, kéregedzés, kis hőmérsékletű

megeresztés– A mag durvaszemcsés, kis szilárdságú, míg a kéreg

finomszemcsés, kopásálló

• Magedzés– Cementálás, lépcső nélküli edzés, magra edzés, kis

hőmérsékletű megeresztés– Nagy szilárdságú, finomszemcsés mag, a kéreg is finomszemcsés

maradhat

• Kettős edzés– Cementálás, magra edzés, kéregedzés, kis hőmérsékletű

megeresztés

Szerkezeti acélok










F: Nitridálható acélok

• Alapvetően nemesíthető acélok

• Cél: nagyon kemény, kopásálló réteg

• Nitridképzők (Cr, Al, V, Ti) adalékolásával érik el

• Eredmény: kopásálló, kemény, fáradási tulajdonságokat javító réteg, amely azonban a fajlagos nyomást kevésbé tolerálja, mint a cementált acélok

• Közeg: ammónia, vagy cianidos sók

• A nitridálás hőkezelési technológia, hőmérséklet ~50°C-szal kisebb legyen, mint a megeresztés

• Például: 34CrAlNi7-10

Kérgesítő eljárások

Kéregmélység (mm)

HRc

55

60

Betétedzés

Nagyfrekvenciás felületi edzés

1

Nitridálás

Boridálás

CVD, PVD (TiN, TiC stb.)

Szerkezeti acélok










Egyéb szerkezeti acélok, célacélok

• Automata acélok

• Acélok gördülőcsapágyakhoz és csapágygolyókhoz

• Rugóacélok

• Melegszilárd és/vagy hidegszívós acélok és nikkelötvözetek kötőelemekhez

• Hőállóacélok és nikkelötvözetek

• Acélok és ötvözetek belső égésű motorok szelepeihez

Automata acélok

• Nagy teljesítményű és nagy forgácsolási sebességű automatákon történő megmunkáláshoz

• Cél: töredezett forgács

• S és S+Bi ötvözéssel érik el

• Régebben S+Pb ötvözés volt, de kiszorultak

• Például: 11SMn37, 10S20, 44SMn28

Acélok gördülőcsapágyakhoz és csapágygolyókhoz

• Nagy kopásállóság és nagy kifáradási határ a követelmény– Karbontartalom 0,85-1,1% - keménység

– S<0,015%, P<0,025%, O<0,002% és polírozás –kifáradási határ

• Edzés, túlhűtés (-30°C), kis hőmérsékletű megeresztés – 62 HRC

• Például: N: 100Cr6, 100CrMnMoSi8-4-6, BE: 19MnCr5, 18NiCrMo14-6, IE: 70Mn4, KO: X65Cr14, X89CrMoV18-1, T: 80MoCrV42-16, X82WMoCrV6-5-4

Rugóacélok I.

• Rugalmas energiatároló képesség van kihasználva

• Nagy folyási határ (1000-1350 MPa) és elfogadható nyúlás kell (6-8%)

• Nemesíthető acélok, 0,4-0,7% C tartalom, kis hőmérsékletű megeresztés (450-480°C)

• Alkalmazás szerinti altípusok

Rugóacélok II.

• Melegen hengerelt acélokból alakított, nemesített rugók– Si ötvözés, ReH nő– Cr-V, Cr-MoV nagy teljesítményű, dinamikus

igénybevételnek kitett rugók– Pl.: 38Si7, 60SiCrV7, 60CrMo3-2

• Hőkezelésre szánt, hidegen hengerelt keskeny acélszalag– Jó felületi minőség, akár Rm=2100 MPa-ig– Pl.: C75S,

• Korrózióálló acélszalag rugókhoz– Korrozív közegekhez

Melegszilárd és/vagy hidegszívós acélok és nikkelötvözetek kötőelemekhez

• Ötvözetlen / ötvözött (korrózióálló is)

• Akár 700°C-ig terhelhetők

• Mo: folyáshatárt növeli, karbidképző

• Hőterhelés mellett a korrózió is figyelembe veendő– Például: 42CrMo5-6, 25CrMo4, NiCr20TiAl (Ni

ötvözet), X10CrNiMoMnNbVB15-10-1

• Kis hőmérsékletű alkalmazásokhoz Ni ötvözés

• Akár -270°C-ig– Például: 41NiCrMo7-3-2, X8Ni9, X6CrNi18-10

Hőállóacélok és nikkelötvözetek I.

• Probléma: 500°C felett az acélok jelentősen revésednek

• Ausztenites, ferrites, ausztenites-ferrites acél

• Kúszáshatáruk és kúszási szilárdságuk meghatározó

• Ötvözők: Cr, Si, Al

• Alkalmazásuk akár 900°C-ig

• Szemcsedurvulás problémát jelenthet

• Ni alapú szuperötvözetek (nem vasötvözet)

Hőállóacélok és nikkelötvözetek II.

• Ferrites– 350-550°C-on és 900°C felett szemcsedurvulásra és

ridegedésre hajlamos, nagy S tartalmú közegnek jobban ellenáll, pl.: X10CrAlSi18

• Ausztenites– Nagyobb hőmérsékleten sem jellemző a

szemcsedurvulás, 600-800°C között σ-fázis ridegedéstokoz, pl.: X10NiCrAlTi32-21

• Ausztenites-ferrites– Oxidáló kéntartalmú közegekben használható

eredményesen, pl.: X15CrNiSi25-4

• Ni bázisú ötvözetek– Sugárhajtóművek, rakétaipar, pl: NiCr23Fe

Acélok és ötvözetek belső égésű motorok szelepeihez

• Homogén szövetszerkezet, erős ötvözés, kiszámítható hőtágulás

• Igénybevétel: ingadozó hőhatás, korrózió, oxidáció, fáradás, ütés, kopás

• Rudak, huzalok, kovácsdarabok• Melegalakíthatóak, nehezen forgácsolhatók• Fő típusok

– Martenzites szelepacél (szívó szelep és kipufogószelepszár), pl.: X40CrSiMo10-2

– Ausztenites szelepacél (kipufogószeleptányér), pl.: X50CrMnNiNbN21-9, NiFe25Cr20NbTi

Hadfield acélok

• Ausztenites, erősen ötvözött Mn acélok– ~1,2%C, ~0,4 Si, ~12,5% Mn

• Ütésálló, ütés (képlékeny hidegalakítás) hatására keményedik

• A belső, még nem felkeményedett rétegek jó szívósságot biztosítanak

• Dinamikus igénybevételnek és koptató hatásnak kitett alkatrészek

• Vasúti váltók, fölmunkagépek karmai, kőtörő pofák

Szerszámacélok

• A: Ötvözetlen szerszámacélok

• B: Melegalakító szerszámacélok

• C: Hidegalakító szerszámacélok

• D: Gyorsacélok

Általános követelmények

• Keménység, kopásállóság

• Szilárdsági tulajdonságok

• Melegszilárdság

• Hőfáradással szembeni ellenállás

• Megfelelő átedzhető szelvényátmérő

A: Ötvözetlen szerszámacélok

• 0,45-1,25% C tartalom

– 0,45% C – 54 HRC

– 1,25% C – 62 HRC

• Ezek mellett csak alapötvözők (Mn, Si) és szennyezők (S, P)

• Kisebb igénybevételű kéziszerszámok

• Például: C90U, C100U

– U kiegészítő jel: kezeletlen állapot

B: Melegalakító szerszámacélok

• Az üzemi hőmérséklet 200°C felett van, de a keménységet, hőállóságot akár 600°C-on is meg kell tartaniuk (38-46 HRc)

• Fő ötvözők: Cr, Mo, W, Ni, Co

• Karbid vegyületek – keménység nagy hőmérsékleten is

• Kovácssüllyesztékek, nyomásos öntőszerszámok

• Például: 55NiCrMoV7, X40CrMoV5-1

C: Hidegalakító szerszámacélok

• Fő ötvözők: Mn, Cr, Mo, V, W, Ni

• Az ötvözők növelik az átedzhető szelvényátmérőt, ezenfelül javítják a– Szilárdságot

– Kopásállóságot

– Keménységet

• Hőkezelik és szobahőmérsékleten használják őket, üzemi hőmérsékletük nem haladja meg a 150-180°C-t

• Vágó- és lyukasztószerszám

• Például: 95MnWCrV5, X210CrW12

E: Gyorsacélok

• Forgácsolási teljesítmény megkívánja, hogy még 600°C környékén is 62-64 HRc kemények legyenek

• Fő ötvözők: W, Mo, V, Co („Werseny Motor Vadul Cotor”)

• Kritikus a hőkezelésük, nagyon precízen kell eljárni (kiválásos keményítés)

• Például: HS6-5-2, HS10-4-3-10

Korrózióálló acélok

• A: Ferrites korrózióálló acélok

• B: Martenzites korrózióálló acélok

• C: Ausztenites korrózióálló acélok

• D: Duplex (ausztenit + ferrit) korrózióálló acélok

A: Ferrites korrózióálló acélok

• Az ötvöző az oxigénnel jól tapadó, tömör réteget hoz létre, ami akadályozza a további oxidációt

• Ferrites korrózióálló acélban maximum 0,08% C lehet és ehhez ~13% Cr ötvözés kell, hogy társuljon

• ReH ~280-320 MPa, A=18-20%

• Jól alakíthatók és hegeszthetők, mágnesezhető

• Gyenge és közepes maróhatású közegeknek jól ellenállnak: élelmiszeripar, söripar, tejipar

• Néhány minőségben részleges martenzitképződés: félferrites korrózióálló acél– Nagyobb szilárdság (vegyipar)

• Például: X2CrTi12, X6CrMo17-1, X2CrMoTi29-4

B: Martenzites korrózióálló acélok

• A ferrites korrózióálló acélok nem elég szilárdak – C tartalom növelés és hőkezelés

• Hőkezelés: edzés + megeresztés (ridegség csökkentése)

• C tartalom 0,08% és 1,2% között

• Sebészeti kések, szikék, tűk, élelmiszeripari kések

• Például: X12Cr13, X105CrMo17, X7CrNiAl17-7

C: Ausztenites korrózióálló acélok

• A ferrites korrózióálló acél ellenállása erős savakkal szemben nem megfelelő

• Megoldás az ausztenites acél– C<0,03% + ~18% Cr + ~10% Ni (Mn, Cu, N)

• Lassú hűtés mellett 600-800°C-on a szemcse-határokon krómkarbidok válnak ki, rontja a korrózióállóságot (kristályközi)– Ti, Nb ötvözéssel megakadályozható

• Akár -270°C-ig használható szerkezeti elemként• Nehezebben forgácsolhatók• Kloridos ellenállása Mo-nel javítható, de a salétrom

savas és N-es közegben nem jó• Pl.: X10CrNi18-8, X3CrNiMo17-13-3

D: Duplex korrózióálló acélok

• Nagy Cr és Ni tartalmúak

• Szobahőmérsékleten ~40-60% ausztenit

• Szilárdságuk nagyobb

• Feszültségkorróziónak jobban ellenállnak

• Hőálló és melegszilárd acélként is alkalmazzák

• Pl.: X2CrNiN23-4, X2CrNiMoCuWN25-7-4

Öntöttvasak

• 2%-nál több karbont tartalmazó sokalkotós vas-karbon alapú ötvözet– Stabil – vas+grafit – szürke öntöttvas

– Metastabil – vas+vaskarbid – fehér öntöttvas

• Stabil– Grafitos kristályosdás

– Perlit + grafit

• Metastabil– Karbidos kristályosodás

– Perlit + ledeburit

Ikerdiagram

Ötvöző elem

Cu

Co

Ni Al C Si

Cr S

Mo

Mn

Kifehérítő hatás

Grafitosító hatás

• Grafitosít

– P, Ti, C, Si, Al…

• Fehérít

– W, V, Mg, Ce, B

Telítettségi fok

• Megmutatja, hogy mennyire eutektikumos az öntöttvas

• Öntöttvasaknál 0,7<T<1

• T>1 esetén primer grafitlemez, hipereutektikus

• Ha T csökken, akkor a szilárdság nő

– Több a perlit

𝑇 =𝐶

4,26 − 0,31𝑆𝑖 + 0,27𝑀𝑛 − 0,3𝑃≈

𝐶

4,3 − 0,3(𝑆𝑖 + 𝑃)

A szövetszerkezet függ az ötvözőktől…

Led.+

perlit Grafit

+ perlit

L

P

Gr

G

+ P

+ F

Grafit +

ferrit

Si, % 1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7

C, % Maurer

… és a mérettől is

Greiner-Klingenstein

C + Si, %

II.b.: Grafit +

Perlit + ferrit

II.b

Grafit +

ferrit

Grafit +

perlit II.a

2

4

6

7

10 30 50 70

Falvastagság, mm

I.: Ledeburit +

perlit

II.a.: Led. +

perlit + grafit

I.

Mechanikai tulajdonságok

• Az öntöttvas felfogható acél alapszövetbe ágyazott grafit vagy cementit keverékeként

• A tulajdonságok függenek a grafit vagy cementit részek– Mennyiségétől– Alakjától– Méretétől– Eloszlásától

• A fémes alapanyag szövetétől (ferrit, lemezes perlit, szemcsés perlit, bénit, martenzit)

• A ferrit mennyiségétől• A perlit finomságától• Az esetleges foszfideutektikum mennyiségétől és

eloszlásától

Lemezgrafitos öntöttvas

• Törete szürke, T=1

• Alapszövet: ferrites, perlites, vagy kombinált

• A grafit egykristály formájában van jelen, hexagonális rácsszerkezet, sok hibával

• Eloszlás és alak

• Például:

– EN-GJL-250 (Rm)

– EN-GJL-HB195 (HB)

Lemezgrafitos öntöttvas tulajdonságai

• A lemezgrafitos öntöttvas szilárdsága kicsi és teljesen rideg

• Nagy nyomószilárdság

• Jó siklási tulajdonságok

• Jó forgácsolhatóság

• Nagyon jó rezgéscsillapítási képesség

• Gépállványok, gépházak, forgattyús házak

Grafit eloszlása és alakja

Szilárdság méretfüggése

• Méretezés mérték-adó falvastagság-ra

Acél

Gömbgrafitos öv.

800

Lemezgrafitos öv.

350

C, %

350

250

Rm, MPa

Lemezgrafitos öntöttvas szilárdságnövelése

• Alapszövet szilárdságának növelése

– Perlit tartalom növelése, vagyis a telítettségi fok csökkentése

– Perlit homogenizálása hőkezeléssel

– Edzés és nemesítés, ritka, elsősorban kopásállóság

– Ötvözés

• Savállóság, hőállóság is biztosítható

Lemezgrafitos öntöttvas szilárdságnövelése

• A grafit modifikálásával

– Öntési hőmérséklet növelése

• Sok grafitcsíra oldatba vihető, finomabb eloszlás

• 100°C esetén viszont már dendritközi grafitkiválás

– Modifikálás

• Öntéskor FeSi és CaSi csíraképző

Túlhevítés és modifikálás hatása

Átmenetigrafitos öntöttvas

• Gömbgrafitos öntöttvas gyártásánál állt elő (lásd később)

• A mechanikai tulajdonságok a gömbgrafitos-hoz, a fizikai és kémiai tulajdonságok a lemez-grafitoshoz vannak közelebb

• Általában mérhető nyúlás, 400 MPa-t nem meghaladó öntvények

• Fékdobok, kokillák, hengerfejek, forgattyús ház

• Jelölésük a lemezgrafitossal megegyező

Gömbgrafitos öntöttvas

• A grafit alakját jelentősen módosítják

– Gömbalak: kedvezőbb feszültségeloszlás

– Szilárdság nő (akár 900 MPa), képlékenység nő (A=2…17%)

• Nyomás alatti beoltás

– Harang alatt, Mg és Ce

– Több bar gőznyomás

– Mg 1100°C-on már forr

Gömbrafitos öv.

Lemezgrafitos öv.

Rm

Falvastagság

Gömbgrafitos öntöttvas szerkezete

Si, %

T

á

b

l

á

s

g

r

a

f

i

t

Gömbgrafit + táblás garfit +ferrit

Gömbgrafit + táblás grafit + ferrit + perlit

Gömbrafit + ferrit + perlit

Mg, %

Gömbgrafit + karbid

G

ö

m

b

é

s

l

e

m

e

z

e

s g

r

a

C = áll.

Gillemot diagram

Gömbgrafitos öntöttvas tulajdonságai

• Hasonló a lemezgrafitoshoz, de Rmés A is nagyobb

• Dinamikus igénybevételnek kitett gépelemek, forgattyús tengelyek, gépkocsi alkatrészek

• Hőkezelhető

• Például:– EN-GJS-400 (Rm)

– EN-GJS-HB185 (HB)

Gömbgrafitos öntöttvasak hőkezelése

Gömbgrafitos öntöttvasak hőkezelése

Temperöntvények

• Alapanyaguk tempervas (I. mező a G-K diagramban – ledeburit + perlit)

– Cementitesen kristályosodott

– 2,2…3,4% C, kötötten! (ledeburit, perlit)

– Hőkezeléssel bontják a cementitet (temperálás)

• Fehér töretű tempervas – oxidáló közeg

• Fekete töretű tempervas – semleges közeg

– Perlites tempervas

Fehér töretű temperöntvény

• Oxidáló közegben történő hőkezelés

– Nagy hőmérsékleten: 550-1050°C

– Hosszú ideig: 40-80 óra

• Cementit elbomlik, C a felületre diffundál és kiég

• Alakítható öntvény (felületen ~0,1% C)

– Vékony öntvényeknél jó (3-15 mm)

• Például: EN-GJMW-350-4, EN-GJMW-550-4

Fekete töretű temperöntvény

• Semleges közegben történő hőkezelés– Karbidbomlás, 580-1050°C, 1-50 óra

– Lassú hűtés 760-700°C között a perlitképződéselkerülése végett

• A szövetet ferrit (ferrit-perlit) + temperszénalkotja

• A cementit felbomlik és temperszénné alakul– Ha a perlitet nem bontjuk fel – perlites tempervas

• Például: EN-GJMB-300-6, EN-GJMB800-1

Perlites temperöntvény

• A fehér és a fekete töretű temperöntvényeknövelt szilárdságú szívós öntöttvasak

• A perlites temperöntvények szilárdsága a ferritesekét meghaladja, de szívóssága kisebb

• Hegeszthetőek, utána kötelező hőkezelés

• Edzhetőek, 50-55 HRC

• Mezőgazdasági és textilgépek, bütyköstengely, váltóműalkatrész, kisebb terhelésű hajtórúd

Ötvözött öntöttvasak

• Különleges tulajdonságok érhetők el

– Szilárdság, melegszilárdság, korrózió-, hő-, kopásállóság stb.

• A legtöbb ötvözőnek hátránya is van

• Ausztemperált öntöttvas – mátrixa: tűs ferrit és karbonban dús ausztenit = auszferrit

– Ausztenitesítés (840-950°C)

– Gyors hűtés 230-400°C-ra: perlit és auszferritkizárva

– Auszferrit előállítása izotermikus hőkezeléssel

• Gömbgrafitos ausztenites öntöttvas

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!Dr. Orbulov Imre Norbert – [email protected]

Documents

Az ötvözők hatása az acélok tulajdonságaira · Az előadás fő pontjai •Alapötvözők és ötvözők •Szennyezők •A karbon hatása •Az ötvözők hatása a –Szövetszerkezetre