2003_zh_A_megoldas

Országok listájaHungaryBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemGépészmérnöki KarGépészmérnökiAnyag Szerkezet Tan ZH2003_zh_A_megoldas

A

GEMT1015 Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat

Zárthelyi dolgozat megoldások

2003. április 14.

1.1 Mit ért poliéderes kristályosodás alatt? Rajzolja fel a kristályosodási folyamat elrehaladását.
A kristályosodás során az ömledék különböz pontjain jönnek létre eltér orientációjú kristályosodási középpontok. Ezek egy része növekedésre képes, egy része feloldódik az ömledékben. A csirákból fejld krisztallitok is eltér orientációjúak lesznek.

1.2 Mi a szilárd oldat? Sorolja fel a típusait.
Olyan ötvözet, amelyben az ötvöz atomok beépülnek az alapfém rácsába, és az így létrejött szerkezet kristályrácsa az oldó anyagéval egyezik meg. Szubsztitúciós szilárd oldat: Az oldó anyag atomjait az oldott anyag atomjai a rácspontokban helyettesítik. Intersztíciós szilárd oldat: Az oldott anyag atomjai az oldó anyag rácsának hézagaiban helyezkednek el.

1.3 Sorolja fel az atomok között létrejöv elsdleges kötéseket .
Fémes, ionos és kovalens kötések.

1.4 Rajzolja fel f.k.k rács egyik csúszósíkjában az atomokkal legsrbben rakott irányokat. Adja meg a kiválasztott sík és a benne lév irányok Miller-indexét
z

(111)
10 1 101

0 11 01 1

[111]

y x

110 1 10

1.5 Sorolja fel ausztenit nem-egyensúlyi átalakulása során keletkez termékeket. Ábrázolja azokat, amelyek diffúzióval fejldnek.
Perlit, bainit, martenzit.

Fe3C

Fe3C













Fe3C

Fe3C
Fe3C

perlit

bainit

1.6 Rajzolja fel a mellékelt állapotábra fázisainak a szabadentalpia görbéit az eutektikus hmérsékleten.
G

T2 G

Gf

G




+f.+

foly. +foly. + A B foly.+

1.7 Mi a Frank-Read forrás? Ábrák segítségével mutassa be a mködését.
Diszlokáció sokszorozó mechanizmus.

2

1.8 Diagram segítségével mutassa be a hmérsékletnek a diffúziós tényezre gyakorolt hatását felületi, szemcsehatár-menti és térfogati diffúzió esetén.
felületi szemcsehatár menti
lnD felületi

térfogati

szemcsehatár menti

térfogati

1/T

1.9 Ismertesse a Rockwell C keménység mérszámának meghatározását. Értelmezze ábra segítségével a mérési folyamat megvalósítását.
120°-os gyémánt kúp elterhelésével (F0=98,07N) kezddik a mérés, amelyet a fterhelés (F1=1373 N) ráadása követ, majd az utóbbi levétele után mérórával mérjük a 4-gyel jelölt mértékadó benyomódási távolságot.

F0 1 2

F0+F1 5 3 6

F0

4

A mérszám:

HRC = 100 -

t 0.002

1.10 Sorolja fel az átlagos szemcseátmér meghatározási módjait
Szemcseátmér méréssel, adott területre jutó szemcsék számával, összehasonlító képsorozattal

2.

Egy FKK egykristályt F húzóer terhel a 231 iránnyal párhuzamosan. Határozza meg, hogy az alábbi csúszási rendszerek közül melyikben indul meg a képlékeny alakváltozás.
a.) 0 11 1 1 1 ,

(

)

b.) [ 011] 1 11 ,

(

)

c.) 1 10 11 1

(

)

A megoldás alapja annak ismerete, hogy a különféle csúszási rendszerek közül abban indul meg a képlékeny alakváltozás, amelyikben a legnagyobb a Schmid-tényez értéke. Ennek megfelelen:

3

1. lépés
A vázlat szerint meg kell határozni az egykristály P csúszósíkjának (illetve az adott esetben a sík n normálisának) az F ervel bezárt alfa, valamint a g csúszási iránynak az F ervel bezárt béta szögét vagy a szögek koszinuszát. Mindhárom megadott csúszási rendszerre paraméteres alakban:

cos = cos =

u F u n + v F v n + w F wn [u v w ] [u n v n wn ] F n = F F F = 2 2 2 2 2 2 F n [u F v F w F ] [u n v n wn ] u F + v F + w F u n + v n + wn [u F v F w F ] [u g v g w g ] u F u g + v F v g + wF w g Fg = = 2 2 2 2 2 2 F g [u F v F w F ] [u g v g w g ] u F + v F + wF u g + v g + w g

a)

F = 231 ; n = 1 1 1 ; g = 0 1 1 2 + 3 -1 4 0 + 3 +1 4 = cos = ; cos = = 4 + 9 +1 1+1+1 42 4 + 9 +1 0 +1+1 28 cos cos = 0,46657
b)

[ ]

[

]

[ ]

F = 2 3 1 ; n = 1 1 1 ; g = [011] 2 + 3 +1 6 cos = ; cos = = 4 + 9 +1 1+1+1 42 cos cos = -0,34993

[ ]

[ ]

0 - 3 +1 4 + 9 +1 0 +1+1

=

-2 28

Vázlat a csúszási rendszerben ható csúsztatófeszültség számításához

c)

F = 2 3 1 ; n = 11 1 ; g = 1 1 0 cos = 2 - 3 -1 4 + 9 +1 1+1+1 cos cos = -0,29161 =

[ ]

[ ]

[ ]
-2 42 ; cos = 2+3+0 4 + 9 +1 0 +1+1 = 5 28

2. lépés
A meghatározott szögekbl, ill. koszinuszukból ki kell számítani a Schmid-tényezt mindhárom csúszási rendszerre:

Schmid - tényez ,

m = cos cos

3. lépés
Meg kell vizsgálni, hogy a Schmid-tényez értéke melyik csúszási rendszerben a legnagyobb, mert: abban indul meg (elsként) a képlékeny alakváltozás.

A jelen feladatban ez az ,,a)" eset: 0 11 (1 1 1 ) .

4

3.

Rajzolja be az eutektoidos acél megfelel nem egyensúlyi átalakulási diagramjába a bénites átalakulás jellemz hmérséklet-id görbéjét. Tüntesse fel az ábrában a perlites szövetszerkezet elállítási módját. Jellemezze a szövetelemeket (perlit, bénit).
Tisztán bénites szövetszerkezetet csak izotermikus átalakulással tudunk létrehozni, így izotermikus átalakulási diagramban vizsgáljuk az ausztenit átalakulását

H m é r s é k l e t

Ausztenit

A1=A3=727

P

perlit finom perlit

Ausztenit

B

bénit

Ms
log (id)
Bénit: nem egyensúlyi szövetelem. Az ausztenites mezbe (itt T >(A1=A3)), hevített anyagot gyorsan a bénites átalakulás hmérsékletére htjük (a ,,C" görbe orrpontja alá), majd itt izotermikusan hntartjuk. A folyamat közben a a: átalakulás lejátszódik, a ferrit-tk gyorsan nnek, a cementit diffúzióval kialakul, de az alacsony hmérsékleten nem tud mozogni, így a ferrit ,,magába zárja". A bénit így egy nagy szilárdságú, jó szívósságú, alakváltozni képes szövetszerkezet. A tulajdonságok függnek a túlhtés mértékétl, alacsonyabb izoterma (nagyobb túlhtés)-nagyobb keménység. Perlit: kétfázisú (ferrit-cementit) réteges, szövetelem. Az ausztenites mezbe hevített anyagot gyorsan az A1 hmérséklet alá htjük, majd itt hntartjuk. A hntartás során az átalakulásokhoz, a diffúzióhoz elegend id és hmérséklet áll rendelkezésre: a átalakulás, cementitkiválás létrejön (csaknem egyensúlyi az átalakulás). Ebben az állapotban viszonylag lágy, kis keménység, jó szívósságú az acél. A szemcsenagyság, így a szilárdság, szívósság függ a túlhtés mértékétl, nagyobb túlhtés (alacsonyabb izoterma) finomabb perlit-nagyobb keménység.

5

4.

Rajzolja meg a 3,5 % C tartalmú vasötvözet lehlési görbéjét, adja meg táblázatos formában a lehlési görbe egyes szakaszaihoz tartozó fázisok számát és nevét, a szabadsági fokok számát és a szövetelemek nevét. Határozza meg az ötvözetben 20 °C-on egyensúlyt tartó fázisok %-os mennyiségét
T f
1 2

3



1147

4 5

727

6

2,1

4,3

t

Jel F Sz f 1 2
1147

Fázisok f f+ f++c (f)

Szövetelemek

1 2 3 2 3 2

2 1 0 1 0 1



(f) + (f) + + L

3 4

+c +c+
c+

+ L + s.c + L + s.c + P
L + s.c + P

727

5 6

2,1

4,3

20ºC-on az egyensúlyt tartó fázisok: ferrit () . . . . . . C = kb. 0 % cementit (c) . . . C = 6,7 %

c
0 0,02 0,8 2,1 4,3


6,7

3,5
= ( 6,7 ­ 3,5 ) / ( 6,7 ­ 0 ) = 0,478 = ( 3,5 ­ 0 ) / ( 6,7 ­ 0 ) = 0,522 47,8 % 52,2 %

c

6

5.

Egy d0=10 mm átmérj próbatest szakítása során az alábbi adatok ismertek. Fp 0.2 =25000 N,
Fm =28500 N, Fu =23000 N, Z = 65% d m = 9,1 mm. Határozza meg a valódi feszültség ­ valódi alakváltozás rendszerben a 3 erhöz tartozó alakváltozás és feszültség értékét, valamint a fajlagos törési munka közelít értékét.

1.

S 0 = 78.5mm 2 Fp 25000 Egyezményes folyáshatár: R p0.2 = 0.2 = = 318.5 N / mm 2 S0 78.5 Nyúlás: 0.002 , Valódi nyúlás: 0.002
Eredeti keresztmetszet: Az egyezményes folyáshatárnak megfelel valódi feszültség: p 0.2 = R p0.2 (1 + ) = 319 N / mm
2

2.

2 d m 9.12 = = 65 mm 2 4 4 F 28500 A maximális erhöz tartozó valódi feszültség: m = m = = 438.5 N / mm 2 Sm 65 d 10 A maximális erhöz tartozó valódi nyúlás: = 2 ln 0 = 2 ln = 0.189 dm 9.1

A maximális erhöz tartozó keresztmetszet:

Sm =

3.

A kontrakció: Z =

S0 - Su S0

A törés helyén a keresztmetszet:

S u = S 0 (1 - Z ) = 78.5 0.35 = 27.45 mm 2

(d u = 5.92 mm)
A törési valódi feszültség:

Fu 23000 = = 837 N / mm 2 27.48 Su d 10 A törési valódi alakváltozás: u = 2 ln 0 = 2 ln = 1.048 du 5.92

u =

4.

A fajlagos törési munka közelít képlete: A szakítószilárdság: Rm =

Wc

Rm + u u J / cm 3 2

Fm 28500 = = 363 N / mm 2 S0 78,5 363 + 837 A fajlagos törési munka közelít értéke: Wc = 1.048 = 628.8 J / cm 3 2

7



Hasonló témájú dokumentumok

Hozzászólások

1. óra 15 2.előadás 9. antropológia áramlástan ásvány ásványok bácsó sándor barta ferenc bibó c nyelv dosztojevszkij épülettervezés 4 erdeiné török zsuzsa fenntartható fizkém füvészkert gépgyártás gyep növényzet integrálás intézményi gyakorlat ismertető jegyzet kamatláb kémia kik kultúra lorca magyar barok marquez marx mechanikai példatár nemzeti kisebbség növények numerikus oop példasor v pol.komm puska2 sejtbiosz számítás számvitel számvitel i tanirodai ter.védelem termelési tényezők töri tűzjelző vizsgazh