2015.03.24.

1

Az acél válasza korunk kihívásaira

avagy az acél fejlődési potenciálja

Dr. Verő Balázs,

Dr. Janó Viktória

.

A jelen tudománya a jövő gyakorlata.

Az előadás vázlata

A világ acéltermelése A vas eredete A ferrumhordozók Az Fe mint kémiai elem A vaskohászati vertikum mint zárt ciklusú technológia Az acél ötvözői, jellegzetes szövetelemei és azok mechanikai jellemzői Az acélból készült lapostermékek választéka

az acél laposbuga folyamatos öntése a lágyacélok a C-Mn acélok a HSLA acélok a DP (CP) acélok a TRIP acélok az MS acélok

A KFI stratégia

2

A világ acélfelhasználása

Minden ember évente kb. 200 kg acélt használ

fel.

A Föld lakossága 2014-ben elérte a 7 milliárdot.

A világ acéltermelése évente 1,3 milliárd tonna.

3

2015.03.24.

2

A vas eredete vs. a csillagok halála

Pulzár a Rák-ködben

A csillagok életének végső szakaszában, amikor acsillag elhasználta a belsejében lévő hidrogént,elkezd összehúzódni és egyre forróbb lesz.A hidrogén még nagy mennyiségben fordul elő afelszín közelében és itt is beindul a fúzió.A magban újabb nukleáris reakciók indulnak be: ahélium fúziójából szén keletkezik. Amikor ahélium elfogy, a csillag újra összehúzódik.

Nagy tömegű csillagoknál a hélium elhasználásaután a fúzió egyre nagyobb atomtömegűelemekkel folytatódik, egészen a vasig.A fúzió azért áll le a vasnál, mert az ennélnagyobb rendszámú elemek keletkezése márnem energianyereséges

4

Hol van a vas a Földön?

A szárazföldi kéreg egy 15–20 kmmélységben húzódó vonal menténtovábbi két részre osztható:- a felső, alumíniumban,

szilíciumban és alkáli fémekben gazdag gránitos, valamint

- az alsó, több vasat és magnéziumot tartalmazó bazaltos kéregre.

A szilárd belső mag létezését 1936-ban fedezte felInge Lehmann. A belső magban a legújabb kutatásokszerint a vasnál nehezebb elemek is jelen vannak, akülső magban viszont a vasnál könnyebb elemektalálhatók.

A földmag két viszonylag önálló részre osztható: - külső mag: közel 2300 km, folyadékszerű- belső mag: 1220 km, szilárdMindkettő fő alkotóelemei nehézfémek elsősorban vas és kisebb mennyiségben nikkel.

5

Ferrumhordozók – vasércek – vashulladék

Az ausztráliai Uluru:Ausztrália egyik legismertebb nemzeti jelképe. A homokkősziklatömb 348 m magas. A sziklatörmelékekben találhatóbazalt, illetve más helyeken bazalt helyett klorit és epidotfordul elő. A kimutatott ásványok elsősorban gránit alkottaforrásra utalnak. Viszonylag frissen ez a kőzet szürke színű,de a vastartalmú ásványok az időjárás oxidációs hatására aszikla külső felszínének rozsdavörös árnyalatot adnak.

Kiruna, vasércbánya, Észak-Svédország:Ásványi típus: Magnetit (mágnesvasérc)Éves termelés: 15 millió tonna vasérc termékA világ legnagyobb és legmodernebb mélyszintivasércbányája. A telepen folyó bányászat kezdete óta,több mint 100 évvel ezelőtt, az LKAB kb. 950 milliótonna ércet termelt ki, mellyel az eredeti érctestnekcsupán a harmada lett feldolgozva. 1999 közepétől abánya addigi szállítási szintjét, – a 775 méter mélységet –felváltotta a következő alacsonyabb szint, 1045 m, ahol2018-ig tart majd a kitermelés. 6

2015.03.24.

3

Ferrumhordozók – vasércek – vashulladék

Vasércek összetétele:A vörösvasércek lilásvörös színűek, és hematit alapúak.Ezek a legfontosabb vasércek. A legjobbak 64-68% vasattartalmaznak.A mágnesvasércek vagy szürkevasércek magnetit alapúércek, vastartalmuk 60% fölött is lehet. Tömörebbek, ezértvalamivel nehezebben redukálhatóak. A magnetit gyakrana kova különböző, az érc minőségét rontó módosulataival(jáspis, kvarc) nő össze.A barnavasércek alapásványai legalább részbenhidroxidosak. Kötött víztartalmukat hevítés hatásáraelveszítik, így vastartalmuk növelhető.A pátvasércek sziderit, azaz vaskarbonát alapúak ésáltalában másodlagos keletkezésűek.Vas- és acélhulladékSaját eredetű: előnyős, mert összetétele közelítőlegismert.Külső eredetű: hátránya, hogy összetétele bizonytalan,előnye viszont az, hogy nagy mennyiségben keletkezik.

7

Az Fe, mint kémiai elem

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3d6 , 3p6, 4s2

α-Fe: 911 ᵒ C-igTérkitöltés: 68%Rácsparaméter: 2,86 x10-10 m

γ-Fe: 1394 ᵒ C-igTérkitöltés: 73%Rácsparamáter: 1000 ᵒ C-on 3,65 x10-10 m

δ-Fe: 1538 ᵒ C-igTérkitöltés: 68%Rácsparaméter: 1390ᵒC-on 2,932 x10-10 m

8

ISD DUNAFERR – Zárt ciklusú technológia

9

2015.03.24.

4

Az acél ötvözői

1. Intersztíciósan oldódó ötvözők: H, B, C, N, O

2. Szubsztitúciósan oldódó ötvözők:Mn, Cr, Si, Ti, V, W, Mo, Ni, stb.

3. Karbidképző ötvözők:

4. Mikroötvözők:Ti, Nb, V, (Al)

5. Ausztenitképző ötvözők:C, Ni, Co, stb.

6. Ferritképző ötvözők:Si, Cr, P, Al, stb.

Az Fe- Fe3C egyensúlyi fázisdiagramja

acélokra vonatkozó részlete

Fe3C

A ferrit maximális C oldó képessége 0,02%,

az ausztenit maximális C oldó képessége 2,08%,

míg a δ-ferrit maximális C oldó képessége 0,09%

10

A intersztíciós hely nagysága a ferritben és az ausztenitben

Az intersztíciós szilárd oldat képződésének feltétele:rnem fém / rfém ≤ 0,59

A vas atomsugara: 1,26x10-10m (0,126nm)Karbon atomsugara: : 0,72x10-10 mA két atomsugár hányadosa 0,57, vagyis teljesül a fenti kritérium.- Ez a kritérium a rácstípustól független feltétel.

A ferrit térben középpontos szabályos rácsában rendelkezésre álló üres hely mérete:0,366x10-10 m.A felületen középpontos rácsú ausztenitben kétféle intersztíciós hely van, nevezetesen atetraéderes és az oktaéderes hely. Ez utóbbi a nagyobb méretű. Az allotróp átalakuláshőmérsékletén, 911oC-on az oktaéderes intersztíciós hely nagysága 0,536x10-10m.Az adatokból látható, hogy még az ausztenitben sem elegendő az intersztíciós hely nagyságaahhoz, hogy a karbonatom rácstorzulás okozása nélkül be tudjon épülni, de lényegesen kisebbtorzulást okoz itt, mint a ferrit rácsában. Ezzel magyarázhatjuk a ferrit és az ausztenitkarbonoldó-képességében meglévő két nagyságrendnyi különbséget. 11

A martenzit elemi cellája

A martenzit rácselemének vázlatos rajza

C - atom Fe - atom

A ferrit rácsának torzultsága (tetragonalitása) az acél

karbontartalmától függ ésnem minden egyes intersztíciós

helyre jut egy karbon atom.

12

2015.03.24.

5

Az acél szövetelemeinek mechanikai tulajdonságai

Fázis Re, MPa Rm, MPa A, % Keménység, HV

Intersztíció mentes ferrit 100-150 ~280 ~50 -

Ferrit (lágyacél) 220 300 45 -

Ferrit (0,7%Ni, 0,6%Cr) 330 550 35 180

Ferrit (13%Cr) 300 500 >18 -

Perlit 900 1000 10 -

Cementit 3000 - - 800-1150

Nb (C,N) - - - 2500-3000

Bénit (0,1%C) 400-800 500-1200 25 320

Martenzit (0,1%C) 800 1200 <5 380

Martenzit (0,4%C) 2400 - - 700

Ausztenit (8%Ni, 18%Cr) 300 600 >40 240

13

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm x A80 = 12 000 - 24 000 MPa%

14

Méret: 800-1500 x 240 mm

8 m, 15-20 t

Az acél folyamatos öntése és az öntőgép

15

2015.03.24.

6

Olvadék

Szilárd

Mushyolvadék+

szilárd

(kásás,

pépnemű)

Középvonali dúsulás:makrodúsulás és porozitás

- az olvadék elmozdul a vele egyensúlyt tartó szilárd fázis közeléből,

- korlátozott lehetőség olvadék utánpótlásra a kristályosodás közben.

A feldolgozott termékben (lemez) is megtalálható, utólagos hőkezeléssel lényegesen

nem korrigálható(rétegesség, repedések)!

Meniszkusz

Metallurgiai

hossz,

tócsamélység

(10-30 m)

A folyamatos öntés alapvető feladata: megfelelő geometriájú,

külső és belső hibáktól mentes féltermék előállítása.

Hibajelenségek - A középvonali dúsulás

Mushy zóna

Mu

sh

y s

za

ka

sz

Ön

tés

i ir

án

y

16

Ipari alkalmazás, összetett hatásokA támgörgőbeállítás módosítása

- függőleges öntőgép, rögzített görgőbeállítás,

- a tervezett eredmények előzetes modellezése,

- a támgörgőbeállítás módosítása: 4 szál – egy év

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Claims because of centerline segregation, t

Claim

Accepted claim

before during after before during after

A középvonali dúsulás okozta minőségi problémák

3 egymást követő évben, t*

*official data of Quality Management of ISD Dunaferr Co. Ltd.

17

Egykomponensű olvadék dermedésekor kialakuló öntött szövet

2. Az öntött szövet vázlata

1. finom dendrites tartomány2. oszlopos krisztallitokból álló tartomány 3. egyenlő tengelyű dendritekből álló

tartomány

1. OFHC réz öntött szerkezete

2015.03.24.

7

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése:

folyamatosan öntött acél laposbuga öntött szerkezete

1. finom dendrites tartomány,2. oszlopos krisztallitokból álló tartomány,3. egyenlő tengelyű dendritekből álló

tartomány.

Reális körülmények között mikrodúsulás szükségszerűen kialakul.

Többkomponensű olvadékok konstritucionális (összetételi) túlhűlés által irányított dermedése: alapfeltevés és alapfeltételek

Alapvető kérdés: hogyan növekedhetnek pozitív hőmérsékleti gradiens (+G) mellett a primer dendritágak (oszlopos kristályok)?

ΔG = Golvadék – Gszilárd > 0

és ΔG nő, ha Δx nő.

-

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése:

a modell alapvető jellemzői

Növekedési modell:

a dermedés (a kristálynövekedés) közel állandósult (közel stacionár) állapotban játszódik le,

az olvadék/szilárd fázishatárfelületet síknak tételezzük fel, a szilárd állapotbeli diffúzió sebessége elenyészően kicsi, az olvadékbeli koncentráció-kiegyenlítődés csak diffúzió révén történhet, az

olvadékáramlás kizárt, a fázishatárfelület sebessége (R) állandó, a kristálynövekedés értelemszerűen a rendszerből való hőelvonás következménye.

A finom dendrites tartomány termikus túlhűléssel jön létre.

2015.03.24.

8

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: az ötvözőben dús olvadékréteg kialakulása a dermedési front előtt

Vesse össze a termikus túlhűlésre vonatkozó ábrával!

Azt feltételezzük, hogy a likvidusz-hőmérséklet a koncentrációtól

lineárisan függ, vagyis

akkor

R – lineáris kristályosodási sebességko – megoszlási hányadosD – diffúziós tényezőx – a dermedési fronttól mért távolság

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése:

az ötvözők olvadékbeli diffúzió sebessége mint a kristályosodás sebességét meghatározó tényező

Kvázi stacioner állapot

T

t=t0+∆t

T=T0

t=t0

T=T0+∆T

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a Tolv (x) és TL(x) görbe kölcsönös helyzetének szerepe az öntött

szövetszerkezet kialakulásakor

1. Sík dermedési front csak akkor alakulhat ki,ha a hőmérsékleti gradiens nagyon meredek,a dermedési sebesség kicsi és a fémesolvadék nagyon tiszta.

2. Ha a fémes olvadék már nagyon kevésszennyezőt is tartalmaz, a sík dermedésifront instabillá válik; minden olyan pontnál,ahol a dermedési front jobban előrehalad, azösszetételi túlhűlés miatt ennek növekedésekitüntetetté válik. A korábban sík dermedésifront különálló cellákból álló fronttá alakul.Ebben az esetben a szövetetorientációjukban csak kevéssé különbözőoszlopkristályok alkotják.

2015.03.24.

9

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a Tolv (x) és TL(x) görbe kölcsönös helyzetének szerepe az öntött

szövetszerkezet kialakulásakor

3. Ha az összetételi túlhűlés kifejezetté válik,a kidudorodások csúcsokká válnak, éskialakul a dendrites növekedés. Ezt adendrites növekedést gyakrancsúcsnövekedésnek nevezik vagy más néventranszkrisztallin zónának.

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: dendrites állapotot meghatározó tényezők

Az ugyanolyan kristályosodási sebességhez tartozó szekunder dendritágak távolsága mástényezőktől is függ a mérési eredmények szerint.

A szekundér dendritágak közötti távolság változása a helyi a dermedési idő függvényében (Fe-Ni ötvözet)

Bower, Brody és Flemings szerint

A szekundér dendritágak közötti távolság változása a különböző ötvözési technológiák de megegyező

dermedési sebesség mellett

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a szekunder, tercier dendritágak kialakulása

Egykomponensű olvadékok termikus túlhűlése által irányított dermedésekor a primerdendritágra merőleges irányban nem alakulhat (-hatnak) ki a szekunder dendritágaknövekedésének feltételei, mert ebben az irányban G ≈ 0.Többkomponensű olvadékok dermedésekor a primer dendritágakra merőleges irányban isfellép az összetételi túlhűlés → szekunder, majd esetleg tercier dendritágak keletkezése.

Dendritalak a túlhűlés (∆T) függvényében

2015.03.24.

10

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a helyi dermedési idő (local solidification time)

Definíció: a kétfázisú (olvadék+kristályos) állapotban való tartózkodás idejeFlemings és Tsai összefüggése a szekunder dendrittávolságra:

ahol:d – a szekunder dendritágak

távolsága,K – anyagra jellemző állandóθf – a helyi dermedési idő

θ 0

θ f

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a szekunder dendritágak távolsága

Tehát a dermedés idő függ a ΔT hőmérsékletközétől, a G hőmérsékleti gradienstől és az Rkristályosodási sebességtől.

ahol ∆T a dermedéshőmérsékletköze

Ha az adott rendszer sajátosságaitól eltekintünk, akkor a szekunder dendritágak távolságátaz 1/GR határozza meg.Másrészről a szekunder dendritágak távolsága a kritikus csíraméret r* 8-szorosával egyezikmeg.

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: egyenlőtengelyű dendrites tartomány

Az egymással érintkező dendritágakmegakadályozzák az olvadék utánpótlást

mikrolunkerAz utolsó deremdési szakaszban az olvadékfeldúsul ötvözőkben és szennyezőkben

zárványok (oxidok, szulfidok,intermetallikus fázisok) jelennek meg adendritágak felületén

A szilárd fázis és az olvadékban lévő másodikfázis (zárvány) részecskéi között lehetségeskölcsönhatások:

2015.03.24.

11

Többkomponensű olvadékok konstitucionális túlhűlés által irányított dermedése: a mikrodúsulás kialakulása

A mikrodúsulás lényegében az összetételi túlhűlés következménye, mértékét ma márszoftver segítségével (pl. IDS szoftver) határozhatjuk meg.

Meghatározó tényezők:- dermedés körülményei,- k0 – megoszlási hányados,- az ötvözők olvadékbeli diffúziós sebessége.

Az acél legfontosabb ötvözőinek megoszlási hányadosa

A dúsulás mértékének változása a dermedés sebességének függvényében

összetételi vagy konstitucionális túlhűlés által irányított dermedés

Ξkvázi stacionér állapotban lezajló, az ötvöző

elemeknek az olvadékbeli diffúziója által irányított dermedés

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

MILD: Lágyacél

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm, : 280MPaA80 : 35%

C: 0,04-0,1%Mn: 0,15-0,25%Si< 0,01%Al: 0,04%

33

2015.03.24.

12

Lágyacélból készített tipikus termékek

A mélyhúzási eljárás során a lemezből üreges testek kialakítása történik. A húzási munkafolyamatokat az anyagalakíthatóság határáig valósítjuk meg.

Zománcozott fürdőkádFémtömegcikkek

34

A lágyacélok dresszírozása

A dresszírozatlan és a dresszírozott szalag szakítódiagramja

A dresszírozási technológiában a hengerlésierőn kívül a szalagfeszítésnek és húzásnak isfontos szerepe van az alakváltozásmértékének meghatározásában.

A lágyacélok szakítódiagramjában afelső folyási határon meginduló és azalsó folyási határon lezajló inhomogénalakváltozás a jellemző, ami az ún.Lüders-front mozgásában ölt testet. Alágyított állapotú lemezből készültalkatrész folyásvonalas lesz –kedvezőtlen esztétikai megjelenés.

35

Képlékenyen és rugalmasan deformálódott tartományok, a Lüders-sávok kimutatása Fry-féle maratással, mikrokeménység méréssel.

A szalagvastagság és a minőségfüggvényében a dresszírozási nyúlásnaklétezik egy olyan értéktartománya,amelynél a folyáshatárnak minimuma van:

A dresszírozás hatásának fémtani magyarázata

A dresszírozás célja kettős:a folyási határ minimalizálása és a folyásvonalasságmegszüntetése.Megoldás: maximális hosszúságú, mozgásra képesLüders-frontok létrehozása a lemezben.

36

2015.03.24.

13

A pikkelymentesen zománcozható lágyacélok gyártástechnológiája

7,6d

tT

2

0H

Dipermet-H

Pikkelymentes

zománcozás feltétele:

MSz EN 10209: 2000

Pikkely a zománcozott acéllemezen

H2 permeációs görbe

37

Repedt, törött karbidok és mikroüregek a ferrit-karbid határfelületen, a karbidban levő repedések folytatásában.

Hengerlési felülettel párhuzamos minta, ε=12%

A pikkelymentesen zománcozható lágyacélok gyártástechnológiája

38

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

Rm, : 450MPaA80 : 25%

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

C-Mn acélok

39

2015.03.24.

14

A C-Mn acélokból készült jellemző termékek

Autópálya-korlát Vasúti híd rácsszerkezete

40

A C-Mn acélok mechanikai tulajdonságainak javítása

Yuqing Weng: Ultra-Fine Grained Steels, Springer, 2008

, s-1

Idő

Hőm

érs

ékle

t

Az ausztenit szemcsefinomításának korlátaiTermomechanikus eljárások összehasonlítása

DIFT: Deformation Induced Ferritic Transformation

41

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

HSLA: Nagy szilárdságú, gyengén ötvözött acélok

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm, : 650MPaA80 : 15%

42

2015.03.24.

15

A HSLA acélok tipikus alkalmazási területei

Luxus óceánjáró

Hosszvarratos acélcső

Spirálvarratos acélcső

Hegesztett cső típusokA hegeszthető nagy folyáshatárú acélok folyásihatára a szívósság függvényében. A jobboldalifüggőleges tengelyen az adott acél minőségkifejlesztésének időpontja is követhető.

szövetszerkezet

43

A HSLA acélok mikroötvözői

Ti: maximális mennyisége 0,1 tömeg%A titán az acél karbon- és nitrogéntartalmávalTi(C,N) képez, melyek meggátolják az ausztenitszemcsedurvulását nagy hőmérsékleten.

Nb: maximális mennyisége: 0,09 tömeg%A nióbium atommérete erősen különbözik avasétól, és így erősen gátolja oldott állapotbanaz ausztenit újrakristályosodását illetve akarbonnal és a nitrogénnel karbonitridetképez. Ezek az apró kiválások gátolják azausztenit szemcsenövekedését, és kiválásosszilárdságnövekedést is okoznak.

V: maximális mennyisége: 0,15tömeg%A vanádium csak nitrideket tud képezni, melyek ferrites állapotban válnak ki, éslényegében csak kiválásos keményedést okoznak.

44

Az egyes szilárdságnövelő mechanizmusok hatása a folyási határra és az átmeneti hőmérsékletre

Mi a célja a szemcseméretcsökkentésének?

Erre a kérdésre közismert a válasz,amely azonban eltérő tartalmú afelületen középpontos és a térbenközéppontos rácsú ötvözetek, így azacélok esetében.

A felületen középpontos rácsúfémeknél – pl. alumínium, réz,saválló acél – a szemcseméretcsökkentése a folyáshatárnövelésének egyik lehetségeseszköze.

A térben középpontos rácsúfémek, ötvözetek – így pl. aszerkezeti acélok esetében – ez azegyetlen lehetőség a folyáshatár ésaz átmeneti hőmérséklet egyidejűkedvezőbbé tételére.

45

2015.03.24.

16

A Hall-Petch összefüggés szerinti d-1/2-es szemcseméret-függés eredete

A Hall-Petch összefüggésben afolyáshatár szemcseméret-függésétkifejező tag -1/2 hatványkitevője abbóladódik, hogy N. J. Petch feltételezte,hogy a szomszédos szemcsében afeszültségmező a szemcsehatártól mért rtávolságban(d/r) 1/2 szerint változik.

Feltételezhető, hogy a -1/2-es kitevőt akísérleti eredmények figyelembevételével állapította meg.

A modell feltételezi, hogy a diszlokációk aszemcsehatár előtt, mint átjárhatatlan falelőtt, felsorakoznak, és aszemcsehatárba nem lépnek be.

Lágyacél Hall-Petch diagramja

NϬ0

46

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

DP-CP: Kettős és komplex fázisú acélok

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm, : 750MPaA80 : 25%

47

A DP acélok szokásos összetétele

Ferrit: 80tf%, martenzit: 20tf%

Acél C Mn Si Al Cr Nb Egyéb

DP 0,1 1 0,5

” 0,1 1,0. 0,1 P: 0.05

” 0,1 0,5 0,1 1,2 0,5

” 0,12 1,2 0,1 0,8 0,04

” 0,07 1,4 0,03 P: 0.03

Az interkritikus hőmérsékleten kialakuló 20tf%-nyi és kb. 0,4-0,5 tömeg%C-tartalmú ausztenitből keletkezik a martenzit.

48

2015.03.24.

17

A DP acélok jelentősége és előállítási lehetőségei

Mechanikai tulajdonságok:

nagy szilárdság (~1100MPa-ig),

jelentős keményedő képesség, kiváló alakíthatóság, nagy mértékű törési szívósság.

Autóipari alkalmazás: karosszériaelemek

(bake hardening, kiváló mélyhúzhatóság,

nagy mértékű energia adszorpció…)

„Hagyományos”gyártási

lehetőségek:

49

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

TRIP: Transformation Induced Plasticity

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm, : 800MPaA80 : 30%

50

A TRIP acélok szokásos összetétele

Ferrit: 55tf%, bénit: 35tf%, maradék ausztenit: 10tf%

Acél C Mn Si Al Cr Nb Egyéb

TRIP 0,2 1,5 1,5

” 0,2 1,5 0,1 1,8

” 0,3 1,5 0,3 1,2

” 0,15 1,5 0,6 P: 0,1

” 0,15 1,5 0,1 1 Cu, Ni

” 0,2 1,5 1,5 0,04

” 0,2 1,5 1,1 0,04 Mo: 0,3

Mivel az interkritikus tartományban az ausztenit és a ferrit aránya 1:1, a DP acélhoz viszonyítva nagyobb karbontartalmú alapanyagból kell kiindulni.

51

2015.03.24.

18

A DP és TRIP acélok átalakulási tulajdonságainak szimulációja Gleeble-vel

Átalakulási diagram meghatározása

J-MatProprogrammal.

A lehűlési görbe a termomechanikus szimulátor bemenő adata.

52

Előlemez-tekercselő Előlemez-végvágó olló

Hatállványos készsor Kifutó görgősor

Szalaghűtő berendezés

I. Számú csévélőberendezés

II. Számú csévélőberendezés

A módosított technikai elrendezés a DP és TRIP acélok meleghengerlési technológiájához

Interkritikuscsévélő

Aszimmetrikus hengerállvány

53

Az acélból készült lapostermékekválasztéka

MS: Martenzites acélok

Szakítószilárdság

Telje

s n

yúlá

s

Rm, : 1300MPaA80 : 7-8%

54

2015.03.24.

19

Nagy szilárdságú acélok a gépkocsik karosszériájában

55

A PH acélból készült alkatrészek gyártástechnológiája – A

56

A léces martenzit szerkezete

tömbök

A tömbökön belüli, egymással kisszögű határral elválasztott tartományok (lécek).

57

2015.03.24.

20

A 22MnB5 acél mechanikai tulajdonságai és átalakulási diagramja

A különböző hőkezelések hatása a mikroszerkezetre és a mechanikai tulajdonságokra

Vastagság

(mm)

Kezelési mód Martenzit

(%)

Bénit

(%)

Ferrit

(%)

Vastagság

(mm)

Kezelési mód E-

Modul

(GPa)

RP0,2

(MPa)

Rm

(MPa

)

An

(%)

A25

(%)

1,0

900oC, 15' -WCP S0 20 <1

1,0

900oC, 15' -WCP 198 987 1397 2,6 3,8

950oC, 10' -WCP 100 <1 950oC, 10' -WCP 198 1024 1418 2,6 3,7

950oC, 10' -NCP 100 <1 950oC, 10' -NCP 188 1076 1413 1,7 2,1

1,5

900oC, 15' -WCP 98 2 <1

1,5

900oC, 15' -WCP 194 1035 1485 3,4 6,7

950oC, 10' -WCP 98 2 <1 950oC, 10' -WCP 210 1010 1478 3,4 6,3

950oC, 10' -NCP 96 4 950oC, 10' -NCP 176 1075 1480 3,2 5,4

2,8 950oC, 15' -WCP 100 2,8 950oC, 15' -WCP 241 987 1493 3,6 8,1

950oC, 15' -NCP 97 3 950oC, 15' -NCP 211 1050 1490 3,2 7,4

58

UFG acélok fejlesztési lehetőségei

1. léces martenzites szerkezet többlépéses temperálása hidegalakítással kombinálva:

léces martenzites szövet 0,2-0,3μm-es lécek, φ~10^14m^-2

nanoméretűkarbid-kiválások el-nyújtott ferrit-mátrixban

ekviaxiális ferrit,bimodális szerkezetűnanoszemcsés karbid-

kiválásokkal(50-150nm)

300°C/s; 750°C; 10s

edzés vízben

UTS=1050MPaεfrac.=0,62dfer. ~ 1,2μm

59

A műszaki fejlesztés stratégiája

60

2015.03.24.

21

Köszönöm a megtisztelő figyelmet!

61