Könyöksajtolt réz átalakulási kinetikájának vizsgálata

  • Gergő Richárd Fejes
  • Viktor Gonda Obuda University
Keywords: könyöksajtolás, újrakristályosodás, kinetika, réz, DSC

Abstract

Könyöksajtolással nagy mértékű alakváltozás vihető a fémes anyagokba, ezáltal jelentősen javítva azok szilárdsági tulajdonságait. A jelentős képlékeny alakítás hatására az újrakristályosodási hőmérséklet alacsony, tiszta fémek esetében az átalakulás akár szobahőmérsékleten is megkezdődhet. A könyöksajtolt anyagok termikus viselkedése kaloriméteres mérésekkel vizsgálható, pl. differenciális pásztázó kaloriméterrel (DSC). Az újrakristályosodás kinetikájának jellemzésére az egyik leggyakrabban használt modell az Avrami egyenlet. Ez a modell alkalmazható állandó hőmérsékleten végbemenő átalakulások jellemzésére, azonban kiterjeszthető lineáris hevítés esetére is. Egy korábbi tanulmányban megvizsgáltuk a DSC mérési adatok feldolgozását. Kifejlesztésre került egy MATLAB rutin, ami bővíthető oly módon, hogy képes legyen kinyerni az újrakristályosodás kinetikáját a DSC mérések adataiból.

Jelen tanulmányban szobahőmérsékleten könyöksajtolt réz próbatestek átalakulási kinetikafüggvényét vizsgáljuk. A próbatestek egyszeri könyöksajtoláson estek át 110°-os csatornaszögű szerszámban. A könyöksajtolt munkadarabokat DSC mérésnek vetettük alá és kinyertük az átalakulási kinetikára vonatkozó adatokat. Bemutatásra kerülnek a Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami egyenlet illesztésének eredményei és a paraméterek meghatározása.

References

[1] Fejes Gergő Richárd (2017). Könyöksajtolt réz próbatestek DSC vizsgálata, TDK dolgozat. Óbudai Egyetem, Budapest.
[2] Fejes Gergő Richárd (2016). Buborékmodell a fémkristályok modellezéséhez, TDK dolgozat. Óbudai Egyetem, Budapest.
[3] Fejes Gergő Richárd (2017). Emelt hőmérsékletű könyöksajtolás termikus vizsgálata és mechanikai modellezése, TDK dolgozat. Óbudai Egyetem, Budapest.
[4] Verő József, Káldor Mihály (1977). Fémtan, Tankönyvkiadó, Budapest.
[5] Dr. Márki-Zay János (2016). Kristálymodell, szemcsemodell és az amorf anyagok modellezése. 92. o. Hódmezővásárhely, Harmónia sorozat.
[6] Újrakristályosodás (BGK AAT Anyagtudomány Jegyzet). Óbudai Egyetem, Budapest
[7] Avrami, M (1939). "Kinetics of Phase Change. I. General Theory". Journal of Chemical Physics. 7 (12): 1103–1112.
[8] Avrami, M (1940). "Kinetics of Phase Change. II. Transformation-Time Relations for Random Distribution of Nuclei". Journal of Chemical Physics. 8 (2): 212–224.
[9] Avrami, M (1941). "Kinetics of Phase Change. III. Granulation, Phase Change, and Microstructure". Journal of Chemical Physics. 9 (2): 177–184.
[10] Farjas, J., Roura, P. (2008). Modification of the Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami rate equation for non-isothermal experiments and its analytical solution, In proc. GRMT
[11] Christian, J.W. (2002). The Theory of transformation in metals and alloys, part I. Oxford: Elsevier Science Ltd.
[12] Riberio-Frade J. (1998). J Am Ceram Soc 81:2654.
[13] Réti, T., Gergely, M., Tardy, P. (1987). Mathematical treatment of non-isothermal transformations. 367. o. Materials Science and Technology, The Institute of Metals, Budapest.
[14] Mucsi, A. (2011). DSC mérési eredmények feldolgozása. XVI. Fiatal műszakiak tudományos ülésszaka: 209-210. o. EME, Kolozsvár.
[15] Mucsi, András, Varga, Péter (2016). Evaluation of differences in the estimated recrystallized volume using different methods based on EBSD data. In: László, Nádai; József, Padányi (szerk.) Critical Infrastructure Protection Research: Results of the First Critical Infrastructure Protection Research Project in Hungary Zürich, Svájc Springer International Publishing, p. 101.
[16] Mucsi András, Borossay Béla, Horváth, László, Varga, Péter (2010). Termikusan aktivált folyamatok modellezésének új lehetőségei, GÉP 61:8 pp. 16-19.
[17] Mucsi András (2013). Recrystallization of Pure Copper Investigated by Calorimetry and EBSD, MATERIALS SCIENCE FORUM 729 pp. 455-459.
[18] OriginLab Corporation: Origin 9.1 User guide (2013)
[19] Árki, P.; Pázmán, J.; Verő, B. (2014). Könyöksajtolt rézminták újrakristályosítása. Kohászati Lapok, 11-14. o. Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület, Budapest.
[20] Benchabane, G., Boumerzoug, Z., Tibon, I., Gloriant, T. (2008) Recrystallization of pure copper investigated by calorimetry and microhardness. Elsevier.
[21] Mucsi András (2010) Termikusan aktivált folyamatok modellezése, TDK dolgozat, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Budapest.
Published
2019-06-12
Section
Materials Science and Technology (Anyagtudomány és Technológia)