A többtengelyű kovácsolás mikroszerkezeti hatásainak vizsgálata
A mérnöki életben kiemelt figyelmet kapnak a nagyszilárdságú fémes anyagok, illetve a szilárdságnövelő eljárások. A szilárdság növelése többféleképpen lehetséges, például a szemcseméret csökkentésével [1]. Ezen a vonalon elindulva hamar az egyre nagyobb népszerűségnek örvendő ultrafinom- és nanoszemcsés (UFG-Ultrafine grained; NG-Nano grained) anyagokra találhatunk. Az UFG (és NG) szerkezet létrehozásának több módja ismert. Az egyik ígéretes módszer az intenzív képlékenyalakítás (SPD-Severe plastic deformation). Az SPD során az anyag nagy mértékű képlékeny alakításon esik át, diszlokációsűrűsége drámaian megnő, a krisztallitokon belül pedig úgynevezett diszlokációs cellák alakulnak ki. Az anyagban található diszlokációk a kvázi hidrosztatikus feszültségállapot és az alakváltozás hatására erősen torzítják a szemcséket, növelve így a bennük tárolt feszültséget, szilárdságnövekedést idézve elő ezzel. A folyamat lejátszódásakor az azonos előjelű diszlokációk növelik a cellák orientáció-különbségét egészen addig, amíg ezek nagyszögű szemcsehatárokká nem válnak [2]. Az intenzív képlékenyalakítás eljárásai között kiemelt figyelmet érdemel a többtengelyű kovácsolás (MF-Multi-axial forging). Ezzel az eljárással a többihez képest jelentősen nagyobb mérettartományban nyílik lehetőség tömbi anyagok alakítására [3]. Az esetemben releváns kétutas eljárásváltozat lényege, hogy a munkadarabot két, egymásra merőleges tengely mentén zömítjük.
Immár három éve tartó kutatásom kezdetén kollégáimmal megterveztünk egy zárt szerszámüregű többtengelyű kovácsszerszámot, amely a kétutas eljárásváltozat elvét követi. Ez a szerszám egy 10 mm x 10 mm x 20 mm nagyságú próbatest alakítását hivatott elvégezni. Működése ciklusokra osztható. Egy ciklus a szerszám alakítást végző tengelyei mentén egy-egy alakítási lépést jelent [4]. Szakdolgozatomban a szerszámmal alakított minták segítségével validáltam az újonnan megalkotott alakítószrszámot, azonban az alakítás hatásának átfogó elemzésére, valamint a mikroszerkezetben bekövetkező változások kiértékelésére eddig nem került sor [5]. Jelen munkám célja ezért a próbatest középső keresztmetszetének vizsgálata különböző alakítási lépésszámok mellett, ezzel mutatva rá a többtengelyű kovácsolás mikroszerkezetre gyakorolt hatásaira, illetve a szerszám határaira, továbbfejlesztésének lehetőségeire.
Irodalom:
1. Misra, R. D. K. et al.: On the significance of nature of strain-induced martensite on phase-reversion-induced nanograined/ultrafinegrained austenitic stainless steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 2010/41, pp. 3.-12 (2010).
2. Valiev, R. Z. et al.: Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science, 45(2): 103–189 (2000).
3. Trivedi, P. et al.: Grain refinement to submicron regime in multiaxial forged Mg-2Zn2Gd alloy and relationship to mechanical properties. Material Science and Engineering: A, 2016/668, pp. 59.-65 (2016).
4. Juhász, Zs. et al.: Design and manufacture of closed die multi-axial forging tool. Proceedings of conference „13th Hungarian Conference on Materials Science (OATK 2021)” Balatonkenese, October 10-12,2022.: 1–5 (2022).
5. Juhász, Zs.: Zárt üregű többtengelyű kovácsolással alakított réz próbatestek mikroszerkezeti vizsgálata. Szakdolgozat. BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék (2022).
szerző
-
Juhász Zsombor
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Reé András
címzetes docens, Anyagtudomány és Technológia Tanszék -
Renkó József Bálint
Doktorandusz, Anyagtudomány és Technológia Tanszék
