Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra Kiválásos keményedés Al –ötvözetekben: itt több lépcsős a kiválási folyamat !

Könnyűfémek a járműiparban

Konkrét példa túltelített oldatokból történő kiválási folyamatokra

• Kiválásos keményedés - Al –ötvözetekben: itt több lépcsős a kiválási folyamat !

Mi minden készül Mg –alapú ötvözetekből?

Nemcsak a járműipar használja

A Mg termelése és az előállítási kapacitás eloszlása a világ országai között

A Mg legfontosabb tulajdonságai

Az ötvözők

• Mindenütt a kiválásos folyamatok szerepelnek (akár olvadékból, akár szilárd állapotból: szekunder folyamatok).

Leggyakrabban alkalmazott ötvözőelemei

A legismertebb ötvözet, mint szerkezeti anyag

Az eutektikumoknak kulcsszerepe van a szerkezeti Mg ötvözetek tervezésében

• Az eutektikumoknak kulcsszerepe van a szerkezeti Mg ötvözetek tervezésében

Az ötvözetkészítés metallurgiai folyamatai

• Primer krist, és precipitációs folyamatok szerepe

Mg ismert előnyös tulajdonságai mellett: fokozott tűzveszélyesség. Hol fordul elő veszélyhelyzet? - előállítás, megmunkálás, járműbaleseti tűzesetek.

Fontosabb technológiai ismeretek a Mg-tűz megelőzésére

• A bomlás során magnézium oxid (MgO) nagy mennyiségű hidrogén gáz, valamint további nagy mennyiségű hő fejlődik.

• 1. ábra Mg reakciója gőzzel

• Ennél a reakciónál szükségszerű megemlíteni, hogy ha nagyon tiszta tömbi magnéziumot reagáltatunk vízzel, akkor az viszonylag csekély mértékben és csak rövid ideig mutat reakciót. Ennek oka a következő reakció egyenletben keresendő.

• 2. ábra Tiszta tömbi magnézium reakciója vízzel

• Ebben az esetben magnézium oxid helyett magnézium hidroxid keletkezik, ami egy tejszerű oldhatatlan folyadék

A tűz keletkezése az alkatrész tömegétől, geometriájától, a hőmérsékletétől függ

Speciális előállítási (öntési, alakítási) technológiák Mg alapú ötvözetekhez

• Számos indítéka van a különleges öntési, alakítási technológiák bevezetésének:

• - a fokozott munkavédelmi problémák

• - gazdaságossági célok

• - mint szerkezeti anyagot szilárdítani kell (kiválásos keményítés, alakítási keményítés, és ezeknek kombinációja

Milyen mechanizmusok vezetnek a szilárdításhoz?

Az itt alkalmazott technológiák már átvezetnek a kompozitgyártási technológia területére

Thixo-alakítás

• Definíció: Thixotrópia

• Fémek esetében a szolidusz és a likvidusz közötti hőmérsékleten a szilárd, összefüggő részecskék mellett folyadék fázis is jelen van. Ekkor nyugalmi állapotban az anyag még mint szilárd test viselkedik. Ha erre a vegyesfázisú anyagra nyírófeszültség hat, akkor elszakadnak a részecskék közti kötések, a viszkozitás jelentős mértékben lecsökken, és a fém mint nagyviszkozitású folyadék viselkedik. Ez a tulajdonság a thixotrópia.

• A thixotrópia bizonyos fémeknél, elsősorban alumínium- és magnézium-ötvözeteknél jól definiálható hőmérséklet-tartományban alakul ki.

Thixo-alakítás

• A thixo-alakítás folyamata (1):

• 1. Félkész termék (öntött rudak) gyártása: Kristályképződés irányítása elektromágneses térrel.

• Cél: egyenletesen finomszemcsés szövetszerkezet.

• 2. Félkész termék újrahevítése: A megfelelő méretre darabolt rudakat indukciuós úton a likvidusz és a szolidusz közé hevítik (az alacsonyabb olvadáspontú fázis megolvad). Ez a hevítés hozza létre a finomszemcsés szövetszerkezetetből a teljesen globulitos (gömbszemcsés) szövetszerkezet-et, amely az alakítás szempontjából a legkedvezőbb. A folyadékfázis eloszlásának egyenletesnek, a hőmérsékleti gradiensnek minimálisnak kell lennie.

Thixo-alakítás

• A thixo-alakítás folyamata (2):

• 3. Alakadás: A félkész termékeket - célszerűen robottal - egy a thixo alakítás igényeire kifejlesztett öntőgép (sajtológép) tartályába helyezzük. A tartályból az öntőcsatornába való átáramláskor - a jelentős keresztmetszet csökkenés miatt - nyírófeszültség ébred az anyagban. A nyírófeszültség hatására elszakadnak a gömbszemcsék közti kötések, és az anyag teljes térfogatában nagy viszkozitású folyadékká válik. Ez a thixotrópia jelensége és a thixo-alakítás névadója. A nyírófeszültség csökkenése után a viszkozitás csak jelentős időbeli késéssel nő ismét eredeti értékére. A sajtolóerő hatására a folyékony fém lamináris áramlással kitölti az előmelegített öntőformát.

• 4. Utómunkálás

Thixo-alakítás

Thixo-alakítás / Nyomásos-öntés

1. Workpiece materials

• 1. Workpiece materials

• 1. AJ62 + AlSi17 cylinder block upper and lower surface

• 2. AJ 62 + sintered steel lower cranckshaft bearing casing – “bed plate”