Maradék ausztenit mennyiségének meghatározása korrózióálló szerszámacélokban
Az általam vizsgált dohányipari szerszámok esetén rendkívül fontos a méretpontos gyártás, mivel ezek közvetlenül a töltött, végtelenített cigarettákat sodorják, ragasztják, úgy, hogy közben a cigaretta bennük akár 400m/perc sebességgel fut át, így a legkisebb méreteltérés is nagymennyiségű selejttermeléshez, leálláshoz vezet, ami rendkívül költséges.
Ezen szerszámok, úgynevezett „format” alkatrészek korrózióálló szerszámacélokból készülnek, amiknek az edzésekor a magas ötvözőtartalom miatt az Mf (martenzit finish) hőmérséklet a szobahőmérséklet alatt van, így a martenzites átalakulás nem tud a megszokott körülmények között lezajlani, maradék ausztenit fázis lesz jelen a hőkezelés után a munkadarabban. Ez a maradék ausztenit (γ) fázis a felhasználás során fellépő igénybevételek hatására átalakulhat „alakítási martenzitté” (α’), azaz a felületen középpontos köbös (FKK) rácsból térben középpontos köbös (TKK) lesz, ezáltal hozzávetőlegesen 9%-os térfogati növekedés lép fel. A növekedés mértéke makroszkopikusan is jelentős, a szerszám használhatatlanná válik. Szakirodalmi források szerint mélyhűtéssel csökkenthető a maradék ausztenittartalom a hőkezelési folyamat részeként, így az átalakulás nem a felhasználónál, hanem kontrolált keretek között zajlik le.
A tanulmányban a cél a három különböző minőségű szerszámacél (Böhler K110, Böhler M390, Crucible CPM420V) esetén a mélyhűtés konkrét hatásának vizsgálata a maradék ausztenittartalomra. Három elterjedt vizsgálati mód létezik, a metallográfiai vizsgálat, a mágneses vizsgálat, ahol a ferrit és martenzittartalom ferromágneses tulajdonságát kihasználva meghatározható az ausztenittartalom, illetve a röntgendiffrakciós eljárás. A tanulmányban a legkisebb műszerezettségi igénye miatt a metallográfiai vizsgálatot választottam.
A tanulmány során kiderült, hogy ezekhez az anyagokhoz a Nital nem megfelelő marószer, nem fedi fel a szövetszerkezetet, így szakirodalmi forrásokra alapozva a Beraha’s CdS színes maratószerrel folytattam a vizsgálatot, aminek eredményeképpen kiderült, hogy mindhárom alapanyagtípus esetén csökkenti a mélyhűtés a maradó ausztenittartalmat.
Pontosabb vizsgálati eredményekért a mágneses és a röntgendiffrakciós eljárásra is szükség van a jövőben, hogy tervezni is lehessen a méretváltozással, ezen tanulmány hatására nagymennyiségű szerszám gyártástervezésébe fel lett véve a mélyhűtőszekrény alkalmazása.
szerző
-
Babocsán Dániel
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Berecz Tibor
egyetemi adjunktus, Anyagtudomány és Technológia Tanszék
