1. Mitől függnek a hevítéssel keletkezett ausztenit tulajdonságai? •az összetételétől•az összetételének egyenletességétől és •nem utolsósorban a szemcsenagyságtól függnek. A szemcsenagyság szerepe elsősorban a lehűlés közben bekövetkező átalakulásoknál jelentős, hiszen a krisztallithatár a legreakcióképesebb.

2. Milyen tényezők, és hogyan befolyásolják a hevítésnél keletkező ausztenit szemcsenagyságát? •hőmérséklet-izzítás hőmérsékletének növelésével az ausztenit szemnagysága erősen nő. •hőntartási idő-ha nem is olyan nagymértékben, mint a hőmérséklettel, de durvul az ausztenit.•az ausztenit összetétele- hatása változó pl. (Al finomító hatású lehet)

3. Mit jelent az ausztenit szemcse irreverzibilis szemcsedurvulása? A hevítéssel keletkező ausztenit legfontosabb tulajdonsága az, hogy szemcsenagysága nem állandó, hanem mindaddig, amíg az acél ausztenites állapotban van a szemcsenagysága állandóan nő, és hűtéskor a lehűlési sebességtől függetlenül megtartja a hevítésnél kialakult szemcseszerkezetet. Ezt a viselkedést irreverzibilis szemcsedurvulásnak nevezzük. A folyamat nem megfordítható és nehezen szabályozható.

4. Melyek az ausztenit átalakulásra jellemző részfolyamatok? Mi határozza meg ezeket? •γ→αátalakulásl.k.k-ből t.k.k.-be valóátmenet-(gyors) ….. deltaT-vel arányos a szabadenergia , tehát ha megvan a megfelelő hőmérséklet különbség azonnal végbemegy)•C diffúzió, a Fe3C képződése-a karbon diffúzió, ez a C atomok mozgását jelenti. A diffúzió annál nagyobb, minél nagyobb a hőmérséklet és minél hosszabb az idő.-A két részfolyamat időszükséglete nagyon eltérő

5. Miért C-alakú görbe jellemzi a diffúziós átalakulásokat? Magyarázza ábrával! - diffúzió és csíraképződés (átalakulási kényszer) egy diagramban, C alakú mert a két folyamat ellentétes fázisban, ellentétes igényekkel kezdődik, de a lehűlés sebessége mindkettőt befolyásolja így a sebesség növelésével találkoznak a görbék.

6. Jellemezze a perlites átalakulás folyamatát (milyen hőmérsékleten, hogyan és miből képződik)! Rajzolja le a kialakult szövetszerkezetet! •diffúziós átalakulás •csira képződéssel jár, a kezdőcsira Fe3C •bomlási folyamatγ⇔α+Fe3C•megfordítható, reverzibilis folyamat•izotermikus és folyamatos hűtéssel is létrehozható•a lehűtéskor képződő perlit mindig lemezes szerkezetű•Az ausztenit az A1 hőmérséklet és kb. 550 C°között alakul át perlitesen•Az átalakulás az ausztenit krisztallit határán megjelenő Fe3C csirákkal kezdődik. A C atomok az ausztenitből a cementit csira felé vándorolnak, így a csira környezete C-ben elszegényedik, és átalakul ferritté.

7. Jellemezze a bénites átalakulás folyamatát (milyen hőmérsékleten, hogyan és miből képződik)! Rajzolja le a kialakult szövetszerkezetet!

Ha az ausztenitet 550 C°és kb. 250 C°közé hűtjük az átalakulás már más mechanizmussal megy végbe. •Az eltérés oka, hogy ebben az esetben sokkal nagyobb a túlhűtés, tehát az átalakulás hajtóereje, így a két részfolyamat közül a γ→α átalakulás van "kedvezőbb helyzetben".•Az ausztenit kristályhatáron tehát megjelennek a tűalakú ferrit csirák.

8. Mit nevezünk felső és alsó kritikus hűlési sebességnek? Jelölje az alábbi ábrán! -alsó kritikus hűlési sebességnek nevezzük azt a leglassabb folyamatos hűtési sebességet amikor a martenzit mellet még perlit is keletkezik. -Felső kritikus hűlési sebességnek nevezzük azt a folyamatos hűtést amikor a C-görbét érintve az átalakulás során csak martenzit keletkezik.

9. Ismertesse az ausztenit martenzites átalakulási folyamatát, feltételeit! Ha az ausztenitet nagyon gyorsan kb. 250 C°-ra le tudjuk hűteni úgy, hogy diffúziós átalakulás ne jöhessen létre (ne legyen rá idő), az átalakulás egy új mechanizmussal, martenzitesen megy végbe. A két részfolyamat közül, csak a γ→α rácsátalakulás következik be.•A diffúziós átalakulások elkerüléséhez szükséges sebesség a felsőkritikus lehűtési sebesség. •Az átalakulás rácsátbillenéssel jön létre, a C atomok nem tudnak kidiffundálni, az α térközepes köbös rácsát tetragonálissá torzítják, ugyanis a C atomok az oldaléleken, a Fe atomok közébe ékelődve helyezkednek el. Ezzel nagy belső feszültségeket hagyva nagy keménységet biztosítanak.

10. Rajzolja fel a martenzit jellemzőinek (keménység, az átalakulás kezdő és befejező hőmérséklete) változását a C-tartalom függvényében!

11. Mit nevezünk maradék ausztenitnek, miért van? Az átalakulás előrehaladásával az energia igény nő,•mivel a fajtérfogat növekedés miatt az át nem alakult részeket a martenzit „összenyomja”•A tűk mérete egyre kisebb, így nő a felületi energia igény is •Az ausztenit tömegével arányos energia pedig csökken. •Tehát : Az átalakulás nem lehet 100%-osA maradék ausztenit átalakítására már nem maradhat energia ezért nem válik martenzitté.

12. Ismertesse, hogy milyen technikai lehetőségek (módszerek) vannak a szerkezeti anyagok tulajdonságainak tervszerű megváltoztatására! -ötvözés-hidegalakítás (felkeményedés) -hőkezelés

13. Rajzolja fel a hőkezelés idő-hőmérséklet diagramját, és ismertesse a szakaszait! 14. Mi a reve? Hogy képződik? 600 Co fölött vastag, rideg oxidréteg (reve)15. Mi a dekarbonizáció? Milyen következményei vannak? Dekarbonizáció vasötvözeteknél:–Az elszéntelenedés700 Co fölött indul meg–Ehhez hasonlóan az ötvözők is kiéghetnek–Következmény: a felületi kéreg nem edződik meg, kisebb szilárdságú, a húzófeszültségek miatt repedési veszély

16. Ismertesse a lágyító és egyneműsítő hőkezelések célját, fontosabb fajtáit! •Cél: a lágy, homogén, finomszemcsés állapot biztosítása. •Felosztás:•átkristályosodással nem járóhőkezelések T<Ac1•teljes átkristályosodással járókezelések T>Ac3

FeszültségcsökkentésLágyításNormalizálás

17. Mit nevezünk edzésnek? Adja meg a feltételeit! Ismertesse az acélok edzhetőségének, átedzhetőségének fogalmát! Hogyan növelhető az átedzhetőség? Mi a Jominy vizsgálat (véglapedzési vizsgálat) célja, rajzolja fel egy acél Jominy görbéjét!

Az acél martenzitesállapotban a legkeményebb. A martenzitúgy érhetőel, hogy az acélt homogén ausztenitesállapotból a felsőkritikus lehűlési sebességnél gyorsabban hűtjük. Ezt a műveletet, mint hőkezelést edzésneknevezzük. •Az edzés célja a martenzitesszövetszerkezet biztosítása!

•Az acélnak azt a tulajdonságát, hogy ausztenites állapotból vkf-nélnagyobb sebességgel hűtve martenzitessétehető az acél edzhetőségének nevezzük.

Az edzhetőség feltételei:1. A szövetszerkezet a hűtés megkezdésekor legyen ausztenites.•Hipoeutektoidos acéloknál: Ac3+ 30 -50 C°•Eutektoidosacéloknál: Ac1+ 30 -50 C°•Hipereutektoidos acéloknál: Ac1 + 30 -50 C°, 2. A C tartalom legyen nagyobb, mint 0,2 %3. A lehűlési sebesség legyen nagyobb, mint a vfkf.

•A Jominypróba 25,4 mm átmérőjű, 100 mm hosszúhengeres rúd, melyet ausztenitesítésután a véglapon vízsugárral hűtenek•A vizsgálati eredmény a paláston mért keménység eloszlás

18. Mit nevezünk acélok nemesítő hőkezelésének? Mi ezen hőkezelési eljárás célja ? Milyen műveletekből áll? Milyen szövetszerkezet jön létre? Szívósságot növelő hőkezelésA nemesítés = edzés + nagyhőmérsékletűmegeresztés.A kialakulószövet szferoidit

19. Az edzhetőség feltételeinek felhasználásával ismertesse a felületedzési eljárások lényegét, célját, műveleteit. Az elvárás a kemény kopásálló felület (kéreg) és szívós magA felületi edzések alapelve az, hogy az edzéshez szükséges 3 feltétel közül mindhárom, csak a kéregben teljesül1. ausztenitesítés( hevítés T >Ac3)2. hűtés vkf-nélnagyobb sebességgel 3. C >0,2 %lángedzés, indukciós edzés

20. Ismertesse a cementálás és betétedzés lényegét, célját, műveleteit. Adjon alkalmazási példákat! A betétedzés lényege, hogy a kis C tartalmú, nagyon szívós acélok felületi rétegét karbonnal dúsítják, majd az ily módon a kérgében edzhetővé vált darabot edzik. A betétedzés = cementálás + edzés•A cementálás során az alkatrészt karbont leadóközegben 850-930 C°, ma egyre magasabb gyakran 950-970 C°-on izzítjuk.•A cementáló közeg lehet: szilárd (faszén, csontszén, koksz), folyékony (sófürdő+ karbont leadóanyag) vagy gáz. Ipari körülmények között már csak a gázcementálásnak van jelentősége. Bolygókerék, tányérkerék, jelentős dinamikus és kopás igénybevételnél.

21. Ismertesse a nitridálás lényegét, célját, műveleteit. •A nitridálás célja az acél felületébe nitrogén bejuttatása, amely a felületen kemény kopásálló, korrózióálló, a kifáradással szemben ellenállókérget hoz létre anélkül, hogy azt edzeni kellene. •A darabot a kezelés megkezdése előtt a legtöbb esetben nemesítik•A nitridálóközeg általában ammónia, és mivel a nitrogén a ferritben jobban oldódik •a kezelés hőmérséklete 500-600 C°. A kemencetérbe bevezetett ammónia az acél felületén alkotóira bomlik. •A kezelési idő30-40 óra•A darabot nitridálás előtt nemesítik•Gáznitridálásra nitrid képző ötvözőkkel ötvözött acélokat használunk. Ilyen ötvözők a Cr, az Al a Mo és a V •Az elérhetőfelületi keménysége 62-67 HRC.

22. Sorolja fel a darab felületén, illetve a darab belsejében lévő hibák kimutatására alkalmas vizsgálati módszereket! Röntgen UltrahangMágnesesFolyadékbehatolásosÖrvényáramosSugárzó izotópos

23. Milyen hibák kimutatására alkalmas a folyadékbehatolásos vizsgálat, melyek a vizsgálat lépései? Adjon alkalmazási példákat!

A felületre kinyúló folytonossági hiányok, repedések stb. kimutatására alkalmas igen érzékeny vizsgálati módszer. •a. a felület előkészítése, b. a penetrálófolyadék felvitele, c. a felesleges folyadék eltávolítása, d. Előhívás, értékelés Porózus anyagok kivételével minden anyag felületi hibáinak kimutatására Hegesztés, kerámia, öntvény•Olyan folyadékot kell alkalmazni, amely a felületet nedvesíti •Kimutatható hibaméret: 5mm széles és 10 mm mélységű

24. Jelölje be fenti ábrán a különböző fázisokat, szövetelemeket az izotermikus hűlési diagramon! Jelölje be a 100 %-ban bénites szövetszerkezet kialakulásához vezető hűlési izotermát! Megvalósítható-e ugyanez folyamatos hűléssel?

Acélok lehetséges jelölései (1. Csoport, 2. Csoport)1. csoport A jelölések, az acélok felhasználására, mechanikai vagy fizikai tulajdonságaira vonatkozó információkat tartalmaznak. 2. csoport A jelölések, az acélok kémiai összetételére utalnak.1. Jelölés magyarázat, pl: Acélok: S szerkezeti acélok E Gépacélok (tengelyek, agyak,

tárcsák, stb.) L acélok csővezetékekhez P acélok nyomástartó edényekhez B betonacélok

Ütőmunka Hőmérséklet

27J 40J 60J ºC 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 M= termomechanikusan hengerelt N= normalizált vagy normalizáltan hengerelt Q= nemesített

S 275 JR +M: S-szerkezeti acél, 275-folyáshatára MPa-ban, JR-szavatolt ütőmunka 27J szobahőmérsékleten, M-termomechanikusan hengereltösszetétel szorzók: 4x (Cr; Co; Mn; Ni; Si; W) 10x (Al; Be; Cu; Mo; Nb; Pb; Ta; Ti; V; Zr) 100x (Ca; N; P; S) 1000x B Ezek alapján 40 Cr Mn Mo 8-6: gyengén ötvözött acél C 0,4% Cr 2% Mn 1,5% Mo 0,2%Ha X betűvel kezdődik, akkor az összetételt jelző számok szorzó nélkül adják az elem közepes mennyiségét X 5 Cr Ni 18-10: erősen ötvözött acél C 0,05% Cr 18% Ni 10%HS 18-1-2-5: gyorsacél, az ötvözők sorrendje mindig ez: W - Mo - V – Co, tehát W 18% Mo 1% V 2% Co 5%Öntöttvasak:Öntöttvasak kezdő azonosító betűkódja: EN-GJ Az első járulékos kód, a grafit alakja:

L=lemezgrafitos M=temperöntvény S=gömbgrafitos V=vermikulár grafit A második járulékos kód szövetszerkezet: A=ausztenites B=fekete temperöntvény W=fehér temperöntvény A betűjelet követő számjegy: szakítószilárdság Rm [MPa] vagy keménység, ill. kémiai összetételEN-GJS-350-22: gömbgrafitos szürkeöntvény Rm=350 N/mm2 A=22% szakadási nyúlásEN-GJV-350: vermikulár grafitos szürkeöntvény Rm=350-425 N/mm2

EN-GJMW-400-5: fehér temperöntvény, Rm=400 N/mm2, A=5% szakadási nyúlásEN-GJLA-XNiMn13-7: ausztenites lemezgrafitos öntöttvas, Ni 13% Mn 7%Alumínium ötvözetek:1. első betűcsoport EN európai szabványosított anyagminőség 2. második betűkód csoport az alumíniumötvözet állapota A alumínium W képlékenyen alakítható C öntvény 3.harmadik helyen az alumínium ötvözet vegyi összetételeEN-AW-AlMg5: képlékenyen alakított alumínium (félkészgyártmány), Al->alapfém, Mn5-> 5% MnEN-AC-AlSi12: öntészeti alumínium, Al->alapfém, Si12-> 12% Si

2. Mi az ötvözet, szilárd oldat; intermetallikus vegyület?Ötvözet: Két vagy több kémiai elemből álló fémes anyag. Szilárd oldat: Olyan ötvözet, amelyben az ötvöző atomok beépülnek az alapfém rácsába, és az így létrejött szerkezet kristályrácsa az oldó anyagéval azonos. Intermetallikus vegyület: Nem áll fenn az oldódás feltétele, egymáshoz mutatott affinitásuk nagy.

3. Szilárd oldat típusai, korlátlan szilárd oldódás feltételei.Szilárd oldat típusai: szubsztitúciós és intersztíciós szilárd oldat. Korlátlan szilárd oldódás feltételei:

– az ötvöző és az ötvözött atomsugarai közel egyenlők (ha a különbség max. 15%, akkor a két anyag atomjai korlátlanul oldódnak)

– az ötvöző és az ötvözött a periódusos rendszerben lehetőleg egymáshoz közel áll, tehát a két anyag atomos szerkezete azonos

– a vegyrokonságuk nem léphet túl egy határt– ötvöző és ötvözött térrácsa azonos–

4. Mi az allotrópia? Mondjon példát!A színfémek polimorfózusa(=a rácsszerk. fizikai paraméterek függvényében megváltozhat(pl.: grafit-gyémánt)), átkristályosodása. Pl.:vas allotróp átalakulása.

5. Hogyan hat a karbontartalom az acélok tulajdonságaira? A karbontartalom növeli a folyáshatárt, szakítószilárdságot, keménységet, átedzhetőséget, csökkenti a szívósságot, alakíthatóságot.

6. Melyek a ferritképző és ausztenitképző ötvözők és hogyan változtatják az A3 és A4 hőmérsékletet?

• Ferritképző ötvözők – zárt γ-mezőt, nyitott α-mezőt hoznak létre (Cr, V)

– részben nyitott α-mezőt hoznak létre (Al, Si, Ti, Mo,W) – tágítják, de nem nyitják az α-mezőt (B, Zr, Nb, Ta) – az α-mezőt tágítja, de meghatározott összetétel felett nyitott γ-mezőt hoz létre (Co)

• Ausztenitképző ötvözők – nyitott γ-mezőt hoznak létre (Mn, Ni) – tágítják a γ-mezőt (Cu, C, N) A ferritképzők A4-et csökkentik, A3-at növelik. Az auszteniképzők A4-et növelik A3-at csökkentik

7. Melyek a ferrites és melyek az ausztenites korrózióálló acélok jellemző ötvözői? Ferrites szerkezetű (<0,08% C): Cr-erősen ötvözött (min. 11%) Ausztenites szerkezetű: Cr- és Ni-erősen ötvözött

8. Mi a passziválódás?Passziválódás: oxidréteg spontán kialakulása. Króm-oxid hártya, néhány mm

9. Melyik a legjobb sav- és korrózióálló acéltípus?Ausztenites (Cr: 12..18%-tól, Ni) (pl. X8CrNi25-21)

10. Mi okozza a szemcsehatár korróziót és mivel lehet megakadályozni?Króm-karbid (Cr23C6)kiválás a szemcsehatárok mentén (800..900C felett), szemcsehatár korrózió (1080..1100°C oldó izzítás - C-tart csökk (0,03% alá)

11. Milyen típusú acélból készül a reaktortartály?X1CrNiN18-10, X1CrNiMo17-12-2

12. Az ötvözőelemek hatása a nem-egyensúlyi átalakulásokra, merre tolják C görbéket?Az ötvözőelemek mennyiségének növelése növeli a legrövidebb lappangási időket, azaz az átalakulási diagramokat az időtengely mentén jobbra, a hőmérséklet tengely mentén lefelé tolják el ezáltal csökkentik a kritikus hűtési sebességeket. Erősen ötvözött acéloknál különváló perlites és bainites mezőket hoznak létre

13. Milyen hatásai vannak a Cr ötvözőnek az acélban?– Passzív hártya (korrózióállóság, hőállóság) Pl. 800°C-X8CrNiTi18-10, 1100°C-X8CrNi25-21) – Ferrit- és karbidképző – Szemcsefinomító – Cr>26% nehezen alakítható – zárt γ-mezőt hoz létre (a C tartalom növekedése tágítja) – jellegzetes szöveteleme a 42 % Cr-nál

keletkező, ún. σ-fázis: rendezett rácsú szilárd oldat– a fémes vegyületekre jellemző rideg viselkedés jellemzi–

14. Hogyan végzik a gyorsacélok kiválásos keményítő hőkezelését (diagram, paraméterek)?

• Nagy hőmérsékletű, T= 1250 - 1290 °C-ról elvégzett edzés • Nagy hőmérsékletű, T= 550 °C-on elvégzett megeresztés (kiválásos kikeményítés)– Felhevítés az edzési hőmérsékletre több (rendszerint három) lépcsőben (rossz hővezető-képesség) – az edzési hőmérsékleten néhány perces hőntartás is elegendő • a nagy hőmérséklet miatt gyors ausztenitesedés • az ausztenit szemcsedurvulását a jelenlévő primer karbidok megakadályozzák – az erősen jobbra tolódott átalakulási diagram miatt olaj,

esetleg a levegőn való hűtés is megfelel a nagy keménységű martenzites szövet eléréséhezNagy hőmérsékletű (T ≥ 550 °C) megeresztés, jellegzetessége az ún. másodlagos kikeményedés – a nagy keménységű ötvözött karbidok (k2-karbidok) kiválásának tulajdonítható – helyesen megválasztott edzési és megeresztési paraméterek esetén az elért keménység-növekedés az edzési keménységet is meghaladja – az ötvözött karbidok minél teljesebb kiválása érdekében rendszerint 2-3 szoros 0,5-1 órás megeresztés biztosítja.

15. Milyen elem(ek) okozzák az öregedést, ez mit jelent, mely jellemzőkre hat? Hogyan védekeznek ellene?

•A N Az O-nel együttesen az acél ún. öregedését és lúgos (vagy szódás) elridegedését okozza. • Öregedés: a ferrites lágyacél elridegedése – az acél alsó és felső folyáshatár-különbségének növekedése, – az acél nyúlásának csökkenése jelzi. • A lágyacélok öregedésének oka: – a szabadon mozgó N-atomok a rendszer energiatartalmának csökkentésére a diszlokációs helyeken gyűlnek össze, mintegy reteszelik azokat és a képlékeny alakításhoz szükséges mozgásukat gátolják. – A 0,004 %-nál nagyobb N-tartalmú acél öregedésre hajlamos. • Az öregedés megelőzésére Al-mal való kezelést, ún. csillapítást alkalmaznak. – A folyékony acélba Al-ot adagolnak. – Az Al-nak egyaránt igen nagy a vegyrokonsága az O-hez és a N-hez, így azokat állandó vegyületek, Al2O3 és AlN alakjában leköti,

16. Mi a vöröstörés?A kén a vassal alacsony olvadáspontú, puha vasszulfidot FeS-t képez, mely az acélban a krisztallitok között hálószerűen kristályosodik ki. Kovácsoláskor ez a háló már alacsonyabb hőmérsékleten is megolvad és a krisztallitok deformációjakor és elcsúszásakor repedések kiindulásának a helye. Ez a jelenség a vöröstörés. A szabványos acélok maximális kéntartalma 0,05% lehet.

17. Minek köszönhető a pelyhesség? Mit jelent?– a helyenként összegyűlő és a nagy feszültség alatt távozni igyekvő, de bezárt H2 repesztő hatása folytán keletkezik – a törésfelületen kerek, fényes foltok alakjában jelentkezik

18. Milyen hatásai vannak a foszfornak? A foszfor általában szennyező anyagnak számít, mert az ütőmunkát, tehát a szívósságot már 0,1%-nál kisebb mennyiségben is nagyon rontja. Szerkezeti acélokban megtűrt felső határát 0,05 %- ban adják meg. Alkalmazzák az ún. automataacélokban a forgács törékennyé tételére. Az öntöttvasat hígfolyóssá teszi, azért a vékony falú, tagozott öntvények adagjaiba ötvözőként is adják.

19. Mi a TTKV, hogyan határozzuk meg? Ábrázolja diagramban!TTKV: megállapodás vagy előírás szerinti ütőmunka értékhez tartozó hőmérséklet

20. Melyek a szerkezeti acélok legfőbb jellemzői? Szerkezeti acéloknak nevezzük általában a C<0,6 %, megfelelő szilárdság mellett kellő nyúlással és szívóssággal ( KV > 27 - 40 J) rendelkeznek.

21. Melyek a szerszámacélok legfőbb jellemzői?

Szerszámacélok: ebből készülnek az alakító és forgácsoló szerszámok. Fő jellemzőjük, hogy az igénybevételeket maradó alakváltozás nélkül viselik el, kopásállók. Lehetnek ötvözetlenek vagy ötvözöttek, és tulajdonságaikat hőkezeléssel biztosítják. 22. Adjon meg egy betétedzésű acélt. Mi a legfőbb jellemzője?A betétben edzhető acélok széntartalma max. 0,2%. A betétedzés lényege, hogy a kis C tartalmú, nagyon szívós acélok felületi rétegét karbonnal dúsítják, majd az ily módon a kérgében edzhetővé vált darabot edzik. A betétedzés = cementálás + edzés

23. Melyek a szerszámacélokkal szembeni legfőbb követelmények?• a keménység, a szilárdság, • az edzhetőség, • a kopásállóság, • a nyomószilárdság, • az él- és mérettartósság.

24. Melyek a szerszámacélok 3 legfőbb csoportja? • a hidegalakító szerszámacélok (A megmunkáló műveletek során, a súrlódás következtében felületükön a hőmérséklet nem magasabb, mint 200 °C.), • a melegalakító szerszámacélok (200 °C-nál magasabb hőfokon alkalmazzák őket, a szövetszerkezetükben nem történhet változás), • és a gyorsacélok. (Kémiai összetételük magas hőmérsékleten is keménység tartósságot és a megeresztés állóságot biztosít. 600 °C-os igénybevételig forgácsoló és alakító szerszámok készülnek belőlük.)

25. Minek köszönhető a gyorsacélok rendkívül nagy keménysége?C: >0,6% Martenzit (alacsony hőmérsékleten megeresztett) Karbid-, nitridképző ötvözők

26. Öntöttvasak csoportosítása a töretük alapján, ezt mi és hogyan befolyásolja?-Fehértöretű öntöttvasak (C =2,2–3,0%, Si=0,3–0,8%) (perlit + vaskarbid) – kemény, kopásálló, de rideg

– Fehér temperöntvény – Fekete temperöntvény

-Szürke töretű öntöttvasak (2,5–5,0% C és 0,8–3,0% Si) – lassú hűtés: grafitos rendszer (összetétel és öntvényméret függő)

– Lemezgrafitos öntöttvasak (ferrit + perlit + lemezes grafit (feszültséggyűjtő hely)) – Gömbgrafitos öntöttvasak (Mg vagy Cr kezelés) kedvezőbb mechanikai tulajdonságok

o Perlites gömbgrafitos öntöttvas o Ferrites gömbgrafitos öntöttvas

27. Mi határozza meg a szürkeöntvények mechanikai tulajdonságait?A szürkeöntvények mechanikai tulajdonságait meghatározza: •Az alapszövet minősége •a grafit formája, •mérete és •eloszlása. 28. Lemezgrafitos öntöttvas szövetszerkezete, tulajdonságai, alkalmazása-Szerkezet: az alapszövet ferrit vagy perlit, amelyben a grafit lemezes formában található -Tulajdonságok: -Jó önthetőség, kis zsugorodás dermedés közben

-400°C-ig hőálló -Kis szilárdság, kis nyúlás, rideg, inkább nyomó igénybevétellel terhelhető -Alkalmazás: gépalkatrészek, gépállványok, hajtómű házak, hengerblokk stb. 29. Gömbgrafitos öntöttvasak előállítása, szövetszerkezete, főbb jellemzői, alkalmazása-C: 3,2–3,8%, Si: 2,4–2,8%, Mn<0,5% -A grafit gömb alakban történő kristályosodását hipoeutektikus öntöttvasaknál magnézium (0,5%), hipereutektikus öntöttvasaknál cérium (0,5%)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, reveállósága, rosszabb a rezgéscsillapítása, feleakkora nyomószilárdság -Nemesíthető, szilárdságnövekedés -Jól forgácsolható, hegeszthető Gépalkatrészek, (pl. forgattyús tengelyek, hajtórudak, fogaskerekek), belső nyomásnak kitett házak, mezőgazdasági gépalkatrészek készítésére használatosak

30. Temperöntvények, alapanyag, hőkezelés, szövetszerkezet, alkalmazásaFe-C-ötvözet, amely az öntőformában grafitmentesen, ledeburitosan dermed (olvadáspontja 1300–1450 °C) 2,9–3,4% C, 0,3–0,8% Si (Smax3,8%) A temperöntvények alapanyaga a fehér nyersvas (a karbon vaskarbid - Fe3C alakban van jelen) Jellegzetes tulajdonságait a temperálás biztosítja.

31. Alumínium színfém jellemzőiA színalumínium:– kiváló vezetőképességű, természetes körülmények között nagy korrózió-állóságú anyag.– (természetes oxidréteg)– jól alakítható (Fe, Si mennyiségétől függ)– (mélyhúzható lemez, fólia, edény és csomagolóipari alapanyag,...)–32. Mely Al ötvözeteket alkalmazzák a járműiparban (sorozat)?5xxx 7xxx

33. Mn ötvözés előnye (3XXX)?– Jó alakíthatóság, hegeszthetőség – Jól továbbalakítható, finomszemcsés anyag (1%Mn) – Jól mélyhúzható lemezek (színalumíniumhoz képest nagyobb szilárdság – kisebb falvastagság) –

34. Mire használják az eloxálást?Elektrolitikus oxidáció: anodizálás kénsavban. Korrózióvédelemre használható. Ugyanis az alumínium ötvözői a szín Al-hoz képest a szilárdságot általában növelik, viszont az elektromos vezetőképességet és a korrózióállóságot csökkentik. (például AlCuötvözet)

35. Legkönnyebb Al ötvözetek?Az Al-Li ötvözetek (8xxx), a lítium kis sűrűsége miatt más Al-ötvözeteknél 10%-kal könnyebbek.

36. Mely Al ötvözetek alkalmazhatók csapágyanyagokként?Az Al-Sn rendszeren alapuló ötvözetek (pl. a 8280 és 8081 jelű minőségek)

37. Mg forgácsolhatósága, alakíthatósága különböző hőmérsékletenSzobahőmérsékleten a Mg alakváltozó képessége nagyon kicsi. Magasabb hőfokon 220 ºC felett az anyag alakíthatósága javul. A Mg a legkönnyebben forgácsolható fémes szerkezeti anyag. A megmunkált

felületek rendkívül finomak. (a leváló forgács könnyen meggyulladhat, ha túl finom) Utólagos csiszolásra, polírozásra nincs szükség.

38. Ti allotróp módosulatai közül melyik a legnagyobb szilárdságú? Mondjon példát erre!-kétfázisú α + β típusú ötvözetek, melyek intenzív hûtés hatására martenzites átalakuláson mennek keresztül, megeresztéssel 480-6500C-on nemesednek, TixMey kiválások révén. Nagy szilárdságú korróziós igénybevételnek kitett alkatrészek gyártására használják(TiAl6V4 ötvözet)-egyfázisú β-Ti típusú ötvözetek melegszilárdak. pl.:TiV13Cr11A13(?)

39. Mi a sárgaréz, bronz, vörösréz?Sárgaréz: CuZn bronz: CuSn vörösréz: CuSnZn

40. Mely réz ötvözetek alkalmazhatók csapágyanyagokként?Csapágyanyagokként a vörösötvözetek használhatók.

41. Műszaki kerámiák előállításának alapvető módszere?A kerámiák képlékenyen nem alakíthatók, előállításuk általában porkohászati módszerekkel történik (szinterelés).

42. Porkohászati technológia lépései, mi befolyásolja a sűrűséget?A porkohászati eljárásoknál a terméket olvasztás nélkül állítják elő: 1.először finom port készítenek, 2.azt tömörítik (formázzák), 3.végül magas hőmérsékleten izzítják (szinterelik)

43. A sajtolási paraméterek hatása a sűrűségre és ennek hatása a tulajdonságokra.Por méret-sűrűség, nyomás-sűrűség függvények: -a por optimális méret szerinti eloszlása növeli a sűrűséget (durva és finom por keveréke) -minél nagyobb a sajtolási nyomás, annál nagyobb a sűrűség> ez növeli a szilárdságot és a rugalmassági modulust.

44. A zsugorítás (szinterelés) paraméterei-Hőmérséklet:

– Egykomponensű por: T=0,65…0,75 Tolv – Többalkotós por: a fő alkotó olvadáspontja szerint számítva

-Izzítás ideje: 0,5…8 óra -Atmoszféra: vákuum, semleges vagy redukáló -Folyamatok: diffúzió, anyagszerkezeti változások, pórusok összenövése

45. Az izzítás idejének hatása a tulajdonságokraA hosszabb ideig történő izzítás növeli a sűrűséget, a szilárdságot és a képlékenységet.

46. A gyémánt és a bórnitrid előállítása, alkalmazásukGyémánt:

– Természetes: bányásszák – Mesterséges: 3000 °C-on, 7500 MPa nyomáson szénből kristályosítják

Köbös bór-nitrid (CBN) – Csak mesterségesen állítható elő bór-nitrid ásványból 1500 °C feletti hőmérsékleten, 8500 MPa

nyomással képződik

47. Melyik kerámia hősokkállóA szilícium nitridek Si3N4.

48. Oxidkerámiák jellemző alkalmazási területeiA tűzálló anyagoktól a kémiai ill. mechanikai hatásnak kitett anyagok, szigetelő anyagok, vágószerszámok, csiszolóanyagok és orvosi implantátumok.

49. Kerámiák szívósság növelésének legfontosabb módszereia/ a mikrorepedések számának csökkentése. Ezt elsősorban finom (szubmikronos) por felhasználásával, adalékokkal, pórusmentes terméket eredményező formázási és égetési eljárásokkal érték el;b/ a mikrorepedések terjedésének megakadályozása: Fázisátalakulással (transformation toughening). Ebben az esetben a mikrorepedés olyan fázisátalakulást indít el, mely a repedés tovaterjedését gátolja (pl. ZrO2-dal szivósitott Al2O3 );c / Erősítőszálak vagy tűkristályok (whiskerek) beépítésével (kerámia mátrixú kompozitok).

50. Mi a műanyag?A műanyagok mesterséges úton előállított szerves vegyületek.

51. Mi a fizikai állapot, mi határozza meg?A fizikai állapotok kis molekulatömegű anyagok esetében nem léteznek, ezek a polimerekre jellemzőek: azonos fázisállapotú, de fizikai szerkezetében és a molekulaláncok hőmozgásának típusában eltérő polimer állapotok jellemzése. Az egyes fizikai állapotokat a belső energia nagysága, a hőmozgás mértéke határozza meg.

52. Mit ábrázolnak a termomechanikai görbék?A termomechanikai görbék egy vagy több mechanikai jellemzőt ábrázolnak a hőmérséklet függvényében.

53. Hogyan határozhatjuk meg a műanyagok fizikai állapotaira jellemző átmeneti hőmérsékleteket?•Dinamikus mechanikai analizátor meghatározzák a dinamikus és a veszteségi modulust és a veszteségi tényezőt •Termomechanikai analizátor Húzó, v. hajlító igénybev, a fizikai állapotok átmeneteit jól megjeleníti. •Szilárdsági vizsgálat különböző hőmérsékleten Szakítóvizsgálatot hőkamrával ellátott szakítógépen

54. Mitől függ a feszültség-deformáció kapcsolat a műanyagoknál?A feszültség-deformáció kapcsolat függ a hőmérséklettől, a terhelési szinttől, az igénybevétel időtartamától.

55. Milyen hatása van a nedvességnek egyes polimerekre? Egyes polimerek higroszkóposak (nedvszívóak), ez szorosan összefügg a szerkezeti felépítésükkel, molekuláikkal, azok geometriai elhelyezkedésével.Hidrofil csoportjaik és a vízmolekulák között intermolekuláris kötés. A nedvességtartalom elsősorban a környezeti relatív légnedvesség függvénye

56. Egy polimer nedvszívó képessége milyen alkalmazásokban használható ki előnyösen.Polimer (PA) siklócsapágyak: kenőanyagot tárol, és a kenés kimaradása esetén is normálisan üzemel. Természetes polimerek jó duzzadása: tűzoltó és egyéb tömlők vízhatlanságára

57. Milyen komponensekből áll a polimerek adott igénybevétel hatására kialakuló alakváltozása?Pillanatnyi rugalmas, késleltetett rugalmas és maradó alakváltozás.

58. Mit nevezünk kúszásnak?A kúszás állandó terhelés hatására bekövetkező időben növekvő alakváltozás.

59. Mi a feszültség relaxáció?A relaxáció az anyagban konstans deformáció hatására ébredő feszültség csökkenése az idő függvényében.

60. Mit nevezünk kompozitnak?A kompozitok vagy társított anyagok olyan szerkezeti anyagok, amelyeket két vagy több különböző anyag pl. fém-kerámia, kerámia-műanyag, kerámia-kerámia, fém-műanyag, műanyag-üveg stb. egyesítésével állítanak elő, és a köztük lévő kapcsolat a terhelés növelésével is megmarad.

61. Melyek a polimer kompozitok legfőbb erősítőanyagai?Az üveg és a szén.

62. Mi a roving? ~10 µm átmérőjű elemi szálak (103 db egy kötegben

63. Melyek az üvegszál előnyei, hátrányai?•Előnyei: –Olcsó –Nagy mennyiségben rendelkezésre áll –UV stabil, vegyszerálló, elektromosan szigetel • Hátrányai: – erős koptató hatás egyes technológiáknál –Viszonylag nagy sűrűség, törékeny – alacsony rugalmassági modulus

64. Melyek a szénszál előnyei, hátrányai?•Előnyei:

–Alacsony sűrűség –Magas rugalmassági modulus –Magas szilárdsági értékek –Alacsony hőtágulási együttható

•Hátránya: –Rideg –Magas ár

65. Melyek az aramidszál előnyei, hátrányai?•Előnyei:

–Alacsony sűrűség –Magas szilárdsági értékek –Jó dinamikai tulajdonságok –Hajlékony –lángállóság

•Hátrányai: –Gyenge ellenállás a környezeti hatásokkal szemben (UV, nedvesség) –Alacsony nyomószilárdság

66. Melyek a polietilénszál (UHMWPE) előnyei és hátrányai?Előny:

•Igen nagy szilárdság, könnyű Hátrány:

•Korlátozott hőállóság (140 °C) gyenge kompatibilitás más polimerekkel

Laboratóriumi gyakorlat anyaga67. Hogyan minősítjük a felületkezelt alkatrészeket, milyen vizsgálatokkal?

68. Rajzoljon fel egy kéreglefutási görbét! Hogyan határozzuk meg a kéregvastagságot?1. lépés: A csiszolaton a felírás értelmezése (acéloknál!!!) 40 CrMnMo8-6

Az ötvöző előtti szám mindig a C tartalomra utal %-ban, tehát ebben az esetben 40 az 0,4% C tartalomra utal. Itt találhatóak azok az ötvözők, melyek jellemzően előfordulnak az anyagban. A sorrendnek van jelentősége, mivel az ötvözők mennyisége alapján van feltüntetve csökkenő sorrendben. Ezek a számok az ötvözők mennyiségére utalnak a megfelelő szorzó meghatározásával. Az ötvözők sorrendjével megegyezően. pl.: Cr=2%; Mn=1,5%; Mo=0,2%→nincs külön számmal jelölve, mivel csak néhány tized % található benne. Pl.: C60 (ötvözetlen szerszámacél) Ebben az esetben nincsenek ötvözők, ebből látható, hogy ötvözetlen acélról van szó!!! Ezért a C után lévő szám mindig a széntartalomra utal! C=0,6% Felhasználás szerint szerszámacél, mivel a széntartalom (0,4%...2,1%) között van.

2. lépés: El kell dönteni, hogy a választott darab milyen hőkezelési eljáráson esett át, ennek függvényében lehet meghatározni a kéregvastagságot. Kéreglefutási görbe ábrázolása milliméterpapíron, majd a kéregvastagság meghatározása! A feladat megoldásához két hőkezelési eljárással foglalkozunk: a.) Összetételt változtató hőkezelés (termokémiai kezelés) → betétedzés b.) Anyagösszetételt nem változtató hőkezelés → indukciósedzésKéreglefutási görbe felvétele:

A darab felületére merőleges (90°) irányban kell mérni a keménységeket (szükség szerint oldalra kell kitérni, hogy a két lenyomat közti távolság 2,5-3d legyen, mert a lenyomat körül az anyag felkeményedik). A mért keménység értékeket keménység-távolság (HV1-mm) diagramon kell ábrázolni. Így kapjuk meg a kéreglefutási görbét. a.) Betétedzés: Légyege, hogy a kis C tartalmú (<0,2%), szívós acélok felületi rétegét karbonnal dúsítják (cementálás), ezáltal a kéreg edzhetővé válik. Célja: A munkadarab kemény, kopásálló, fárasztó igénybevételnek ellenálló kéreggel és szívós maggal rendelkezzen → Feltétel teljesítése csak a cementálás utáni hőkezeléssel lehetséges!!! → edzés és a megeresztés!!! Betétedzés = cementálás + edzésBetétedzett darab kéregvastagságának ellenőrzése: Anyagminőség: 16MnCr5Amerikai előírás szerint: 50HRC (~515HVKéreglefutási görbe felvétele után. Kéregvastagság meghatározása betétedzett daraboknál: Magyar szabvány szerint: MSZ 2656-86 550 HV-nél kell meghatároznib.) Indukciós edzés: Elvi alapja, hogy egy váltóárammal átjárt vezető erőterébe helyezett acél a benne fellépő mágneses (hiszterézis) és villamos (örvényáram) veszteségek miatt felmelegszik. Hűtés vízzel vagy vizes oldattal történik. A darabokat indukciós edzés után 150-180°C-on meg kell ereszteni. (0,2% feletti széntartalmú acéloknál) Elvárás: Kemény kopásálló felület (kéreg) és szívós mag. Indukciósan edzett darab kéregvastagságának ellenőrzése: Anyagminőség: 60SPb20Előírás: felületi keménység: 740-820 HV10Ebben az esetben az előírás alsó határának (740HV10) vették a 80%-át.

Kéreglefutási görbe felvétele után. Kéregvastagság meghatározása indukciósan edzett daraboknál: Magyar szabvány szerint: MSZ 2688-76 Felületre előírt keménység 80%-a.69. Egy szakítógörbe alapján határozza meg a polimer anyag szakítószilárdságát és szakadási nyúlását!70. Martenzites, perlites, ferrites szövetszerkezet felismerése, és a felületkezelt alkatrészek

beazonosítása felvétel alapján.Martenzit Perlit

Ferrit

Szorgalmi, plussz pontért:Melyek a polimer kompozitok főbb gyártási technológiái?Polimer kompozit termékek gyártástechnológiái: laminálás, sajtolás (BMC, SMC), tekercselés, pultrúzió, Pre-pregek készítése. Mit tud a kézi laminálásról?• Prototípus, kis sorozatgyártás • Formaleválasztó alkalmazása, akár több 10 réteg erősítőanyag • Légzárvány kigörgőzése • Beépíthetők bordák, fémbetétek, megvastagítások, stb. • Szendvicsszerkezet is készíthető • Utólagos emelt hőfokú térhálósítás ajánlott •berendezés, és szerszám, alapanyag: olcsó •Mukaerő: drága •Kis, közepes széria •Hosszú ciklusidő •Egészségkárosító hatás: magas •Tetszőleges geometria, szép felület, közepes pórustartalom •Gyenge, közepes mechanikai tulajdonságok

Mit tud a szórásról? A laminálási technológia némileg „gépesített” változata, Közepes széria szórópisztolyból egyidejűleg szórunk fel – akár függőleges felületre is – vágott üvegszál-rovingot, iniciátorral és gyorsítóval kevert gyantát. Mit tud a vákuum-injektálásról?Az erősítőrétegeket előre a szerszámba helyezzük Folyékony gyantával való feltöltés vákuummal, majd a szerszám felőli oldalon a laminátumot megszívjuk vákuummalMi az SMC és BMC, ezekből hogyan készítünk terméket?SMC: Sheet Molding Compound: lemezformájú kompozit előgyártmány („prepreg”) tekercs alakban tárolvaBMC: Bulk Molding Compound: „alaktalan” kompozit előimpregnátum („premix”) szálerősítésből és matrix oligomerbőlMi a pultrúzió?A pultrúzió egy folymatos eljárás, melynek során szálerősítő anyagokat hőre keményedő gyantával impregnálnak. A gyantával való impregnálás után a szálakat fűtött szerszámba vezetik, a szerszámforma a gyártandó profil alakjának megfelelő. A szerszámban a profil kikeményedik, majd onnan kitolás után a megfelelő hosszúságra vágják.

Diagramok, melyeket le kell tudni rajzolni:

71. Vas-karbon diagram

72. A karbon hatása a keménységre kétféle szövetszerkezet esetén (perlit, martenzit)

73. A karbon hatása a keménységre, szakítószilárdságra és a szakadási nyúlásra

74. Hogyan végzik a gyorsacélok kiválásos keményítő hőkezelését, diagram, paraméterek

75. Gyorsacélok megeresztési diagramja

76. Adjon meg egy nemesíthető acélt! Ábrázolja tulajdonságokat a megeresztési hőmérséklet függvényében.

77. Hidegalakító szerszámacélok hőkezelési görbéje

78. Melegalakító szerszámacélok hőkezelési görbéje

79. Gyorsacélok hőkezelési görbéje

80. Szerszámacélok megeresztési diagramjai, megeresztési hőmérséklet függvényében a keménység változása

81. Maurer diagram

82. Greiner-Klingenstein diagram

83. Kétalkotós Al ötvözet állapotábrájába jelölje be a nemesíthető, nem nemesíthető képlékenyen alakítható és öntészeti ötvözetek tartományát.

84. Al kiválásos keményítésének hőkezelési diagramja, paraméterei, mi játszódik le az egyes részfolyamatokban?

85. Hogyan változik az egy irányban folytonos szálakkal erősített kompozitok szakítószilárdsága és rugalmassági modulusa a szálakkal különböző szöget bezáró terhelés hatására?