A láncmodell – A teljesítőképesség fogalmától az anyag fogalmán keresztül a feldolgozásig

Szerző:

Ez az esettanulmány szerzőtársammal, dr. Trampus Péterrel írt és az Anyagvizsgálók Lapjának 2021/1. számában megjelenő anyag


1. Bevezetés

A teljesítőképesség fogalmától a feldolgozásig vezető út végigjárásához az 1. ábrán látható modellt hívjuk segítségül.

1. ábra. Az ipar és a felhasználó kapcsolatrendszerét bemutató, úgynevezett láncmodell

Ezzel a modellel először a ’90-es évek elején találkoztunk egy amerikai anyagtudományi folyóiratban. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy a láncmodell az anyagtudomány és technológia (Materials science and engineering) lényegét és belső összefüggésrendszerét vizuálisan megjelenítő, 1989-ben javasolt, majd széles körben elterjedt tetraéder egy változata [1]. Nem tekinthető véletlennek, hogy a láncmodell talán a legfejlettebb piacgazdaságú országban született meg. Ennek a modellnek az értelmezése első rátekintésre kézenfekvőnek tűnik. Ahhoz azonban, hogy mélyebb jelentését is megértsük, minden elemét és ezek kapcsolatrendszerét is elemezni kell. Az 1. ábra három „láncszemből” áll, és ezekben négy fogalom szerepel angolul: nevezetesen a performance, a properties, a structure és a processing. Ezek közül a fogalmak közül egyértelmű magyar megfelelője csak a properties-nek, a tulajdonságoknak van, de a másik három fogalom magyar megfelelőjének megnevezése már bizonyos kérdéseket vet fel.

Olvass tovább

Mi okozhatta egy stabil dízelmotor forgattyús tengelyének fáradásos törését?

Szerző:

Egy szakmai szöveg címének pontosan jeleznie kell azt a tartalmat, amiről az esettanulmány szólni fog. Ebből a címből egyértelműen kiolvasható, hogy mi a tárgya ennek a tanulmánynak. A címben szereplő feltételes mód arra kíván utalni, hogy a forgattyús tengely fáradásos törésének okát az elvégzett széleskörű tájékozódás és vizsgálatok alapján sem lehetett egyetlen okra visszavezetni, de az elvégzett elemzésből a fáradásos töréshez vezető tényezők szerepe rangsorolható volt.

Ennek az esettanulmánynak a hátterét a Vasipari Kutató és Fejlesztő Vállalatnak a Paksi Atomerőmű Vállalat megbízásából készített kutatási jelentései [1, 2] képezik, melyek dr. Trampus Péternek, a Paksi Atomerőmű Vállalat akkori vezető beosztású munkatársának gondossága révén eredeti formájában elérhetők.

Olvass tovább

Miért nem lehet melegen hengerelt acéllemezek rétegességét diffúziós izzítással megszüntetni?

Szerző:

A tömeggyártás technikájának és technológiájának fejlődésével az acélipar a felhasználói igényeket egyre magasabb színvonalon, hatékonyan és a környezetvédelmi szempontokat is szem előtt tartva tudja kielégíteni. Minden egyes technikai és/vagy technológiai változás a kohászati fél- és késztermékek tulajdonságaiban – hol kedvezően, hol pedig kedvezőtlenül – megmutatkozik. Ez a megállapítás igaz az 1960-as, ’70-es években bevezetett és a világon széles körűen elterjedt, és ma már egyeduralkodó folyamatos acélöntésre vonatkozóan is. A 19. század végén, illetve a 20. század első kétharmadában uralkodó tuskóöntési technológia kapcsán a tuskók dermedésével összefüggésben lévő jelenségeknek szinte minden részletét tisztázták. A melegen hengerelt acéllemezeket kezdetben ún. lemeztuskóból kiindulva gyártották. A lemeztuskó speciális alakja miatt a dúsulási viszonyok máshogyan alakultak, mint a hosszútermékek gyártásának alapanyagául szolgáló tuskóké. A lemeztuskók legnagyobb problémája azonban a nagy anyagveszteség és a kis tuskótömeg volt. E hátrányok miatt az ilyen típusú lemezgyártás nem volt hosszú életű.

Olvass tovább

Az anyagtudomány fogalmi körének változása

Szerző:

Bevezetés

Talán nem tűnik szerénytelenségnek, hogy édesapám, Verő József, és a saját szakmai pályafutásomat – legalábbis időben, némi átfedéssel – összekapcsolva világítom meg az anyagtudományról alkotott képünk változásának folyamatát.

Édesapám szakmai pályafutása a ’20-as évek vége felé kezdődött, és a ’30-as évek elején, a Berlinben töltött ösztöndíjas évek alatt kapott új lendületet. A berlini Technische Hochschulén a metallográfia tudománya legnagyobb személyiségeinek előadásait hallgathatta, és vehetett részt gyakorlataikon. Olyan nevekre kell gondolni, mint például Tammann vagy Guertler professzorok, akikkel Sopronba visszatérve is levelezési kapcsolatban maradt. Azt is érdemes megjegyezni, hogy Hitler hatalomra jutásáig Berlin jelentette a fizika, a kémia és az alkalmazott tudományok szellemi központját. A fizika fejlődésében meghatározó szerepet játszottak azok a magyar tudósok, akiknek Amerikába emigrálva később döntő szerepük volt az atomfegyver kifejlesztésében.

Olvass tovább

A könyöksajtolás analitikus modellje

Szerző:

1. Előzmények

A Könyöksajtolás útján a nanovilágba című esettanulmányban bemutatott demonstrációs kísérlet az általam vezetett kutatócsoport néhány fiatal kollégájának érdeklődését is felkeltette, közöttük elsősorban dr. Gonda Viktorét. Ő elkészítette a könyöksajtolás folyamatának analitikus és végeselemes leírását is, amely részét képezte az Elméleti összefoglaló tanulmány készítése az ultrafinom (UFG) és a nanoszerkezetű tömbi (bulk) anyagok szemcseszerkezete és tulajdonságai közötti kapcsolatról, az ezeket az anyagokat alkotó krisztallitok közötti határok reális szerkezetéről című, K+F jelentésnek (Dunaújvárosi Főiskola, 2010.) [1]. Az irányításommal elkészült jelentésből a könyöksajtolás analitikus leírására vonatkozó részt ismertetjük, amelyet dr. Gonda Viktor (jelenleg az Óbudai Egyetem docense) készített.

Az analitikus leírás a konkrét eredményeken túlmenően jó példája annak, hogy hogyan kell egy első pillanatra bonyolultnak tűnő folyamatot képlékenységtani ismeretek alapján jellemezni. Gyakorlati szempontból is értékes az ennek az anyagnak a végén található táblázat, amely a könyöksajtoló szerszám geometriai jellemzői és a munkadarab becsült alakváltozásának mértéke közötti összefüggést jellemző adatokat tartalmazza.

Olvass tovább

Könyöksajtolás útján a nanovilágba

Szerző:

Ha visszatekintünk a rendszerváltozás óta eltelt 30 évre, mintegy 5-10 évenként egy-egy úgynevezett slágertéma határozta meg az anyagtudománnyal foglalkozó kutatók tevékenységét. A ’90-es évek elején még a mikroötvözött nagy folyáshatárú, hegeszthető acélok fejlesztése volt a középpontban, majd ezt követően az ún. DT- és a TRIP acélok kutatás-fejlesztése volt meghatározó.

Az ezredforduló tájékán a siker reményével nem lehetett olyan pályázatot beadni és megnyerni, amelyben a nano téma nem szerepelt. A nanoszemcsés és az ultrafinom szemcsés acélok kutatása új kihívás elé állította a kutatókat. Napjainkban már a nagy entrópiájú ötvözetekről is számos ismeret birtokában vagyunk, és talán a jövő évtized egyik meghatározó anyagcsoportja az ún. metaanyagok csoportja lesz.

Ezt a tendenciát felismerve az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézete kiírta a „nanotechnológiai kísérletek és alkalmazási demonstrációk – Nano-Demo” című pályázatot. A pályázati kiírás megfogalmazása mögött minden bizonnyal az a felismerés is volt, hogy a nanotechnológia lehetőségeiről a hazai kutatók reálisabb képet kapjanak, és a szélesebb közönség – beleértve a fiatalokat – is megismerkedjenek ezzel a területtel.

Olvass tovább

Mitől lehet foltos egy acéllemez felülete?

Szerző:

Társszerző: Mucsi András

A jelenség leírása: Az utólagos melegalakításra, például sajtolásra szánt acéllemezeket a gépipari üzemek ún. „fekete lemezként” rendelik meg. A lemez szilíciummentes szerkezeti acél. Ezeket a lemezeket szállítási állapotukban vékony, a meleg hengerlés során keletkezett, mintegy 5-25 μm vastagságú vas-oxid, úgynevezett tercier reve fedi. A gépipari üzemekben az acéllemezből kimunkált terítékeket a melegalakítás hőmérsékletére hevítik. A kemenceatmoszféra jellemzően oxidáló vagy enyhén oxidáló hatású. A gyakorlatnak megfelelően a hevítés során a lemez anyaga teljes mértékben ausztenitesedik. Gyakran megfigyelhető volt, hogy a felhevítés közben a tercier reve felhólyagosodik, és a hólyagok anyaga a meleg alakítás közben összetöredezik. Önmagában ez a jelenség nem okoz gondot, de a felület tisztítása (pácolás vagy homokszórás), bevonatolása, festése után a hólyagok helyén lévő foltok esztétikai problémát jelentenek. Egy foltosodásra hajlamos melegen hengerelt lemez hevítés utáni állapotáról készült felvétel látható az 1. ábrán.

Foltosodásra hajlamos acéllemez
1. ábra. Egy foltosodásra hajlamos lemez felületéről készült felvétel [1].

Olvass tovább

Főszerepben a hőtágulás

Szerző:

1. Előzmények

Kutatói pályafutásom kezdetén, vagyis az 1960-as évek végén, a Vasipari Kutató Intézetben első feladatom egy Carl Zeiss Jena gyártmányú elektronoptikai berendezés üzembe helyezése és üzemeltetése, illetve a megrendelt és saját kezdeményezésű vizsgálatok végrehajtása volt. A berendezés az építőszekrény elvén épült fel, sajnálatos módon azonban csak két fokozata került piacra: egy hagyományos, 65kV gyorsító-feszültségű elektronmikroszkóp, és egy, az akkori időkben újdonságnak számító emissziós elektronmikroszkóp. Mivel ez utóbbi vizsgálati lehetőségei illeszkedtek legjobban a fénymikroszkópos technikához, kezdettől fogva ennek a berendezésnek a működtetésére fordítottam a figyelmemet.

Az emissziós mikroszkópban vezető anyagú tömbi minták felületének leképzésére volt lehetőség a fénymikroszkóp felbontóképességével közel megegyező vagy annál kissé jobb felbontással. A mikroszkópban polírozott vagy maratott, esetleg kissé tagolt felületű minták voltak vizsgálhatók. Az emissziós mikroszkópban a leképzéshez szükséges elektronokat háromféle gerjesztéssel lehetett a próbatestből kiváltani. A szoba- vagy annál kissé magasabb hőmérsékletű leképzést a próbatest felületének ionokkal vagy elektronokkal való bombázása tette lehetővé. A harmadik lehetőséget a termikus gerjesztés jelentette, amikor is a mintát egy viszonylag nagy teljesítményű elektronágyú segítségével olyan hőmérsékletre lehetett hevíteni, amelyen már a 20-30kV nagyságú gyorsító feszültség hatására a leképzéshez elegendő nagyságú elektronáram adódott. A berendezés működési elve a ’60-as, ’70-es évek szakirodalmában megtalálható, kiegészítésként itt csak azt említem meg, hogy a ’70-es évek végén egy nyugat-európai cég olyan emissziós elektronmikroszkópot fejlesztett ki, amelyben a mintából ultraibolya fény gerjesztette a minta elektron-kibocsátását.

Olvass tovább

Miért nem záródnak az ezüstötvözetből készült lánc láncszemei?

Szerző:

Egy ezüstláncokat gyártó cég azzal keresett meg, hogy a nyakláncok minőségének ellenőrzésekor sok esetben azt tapasztalták, hogy a láncszemek nem záródnak, és a lánc könnyen szétesik. Szem előtt tartva a felsorolt szempontokat, a következőképpen jutottunk el a megoldáshoz.

1. lépés: Megrendelő a telefonos tájékozódás során elmondta, hogy véleményük szerint a vékony ezüstötvözet huzalból kialakított láncszem forrasztási hiányossága okozza a lánc szakadását. A láncszemeket megfelelő átmérőjű és megfelelő összetételű vékony ezüstötvözet huzalból, szemenként állítják elő, mégpedig úgy, hogy a már kész láncszembe illesztett, de még nyitott láncszemek végeit speciális ezüstforrasztásra alkalmas forrasztó-pasztával, megfelelő, speciális készülékben összeforrasztják. Az összeforrasztás közben a forrasztási hely és környezete értelemszerűen felmelegszik.

Olvass tovább

Hogyan célszerű a KFI projektek során keletkezett információkat rendezni?

Szerző:

A többéves KFI projektek során nagyon nagyszámú és különböző típusú dokumentum keletkezik. Már a projekt kezdetekor el kell dönteni, hogy hogyan gyűjtjük és rendszerezzük a dokumentumokat.

Mindenképpen ki kell alakítani egy, a projektfeladatoknak megfelelő struktúrát. A következő szempontokat célszerű figyelembe venni:

A projekt során keletkező dokumentumokat elektronikus és nyomtatott formában egyaránt gyűjteni kell, méghozzá strukturált formában. A továbbiakban megfogalmazott szempontok elsősorban a szakmai dokumentációra vonatkoznak.

A papíralapú, vagyis nyomtatott dokumentumok strukturált formában való gyűjtésére a lefűzős dossziék a legalkalmasabbak. A dokumentumokat célszerű átlátszó, lefűzhető műanyag „bugyikba” helyezni.

Célszerű egy központi, a projekt legfontosabb dokumentumait magába foglaló dosszié létrehozása. Ebbe a dossziéba javasolt elhelyezni

  • magát a projekttervezetet,
  • az elfogadási nyilatkozatot,
  • az esetleges módosításokat,
  • az ellenőrzések során keletkezett dokumentumokat és
  • az egyes mérföldkövekhez tartozó záródokumentumokat, jelentéseket, beszámolókat.

Ebben a dossziéban kell a konzorciumi partnerek dokumentumait időrendben gyűjteni, és elérni azt, hogy ők is a továbbiakban ismertetendő strukturált formát használják a saját dokumentumaik gyűjtésekor.

Olvass tovább