Bányászati és Kohászati Lapok - Kohászat, 2013 (146. évfolyam, 1-6. szám)
2013 / 1. szám
VASKOHÁSZATI ROVATVEZETŐK: dr. Takács István és dr. Tardy Pál MÁJLINGER KORNÉL - SZABÓ PÉTER JÁNOS Ausztenites acél keményforrasztáskor fellépő szemcsehatármenti repedése Ausztenites acélok rézalapú forraszanyaggal történő keményforrasztásánál fellépő hibajelenség, hogy a forraszanyag szemcsehatárok mentén az alapanyagba oldódik, ezzel repedést képez a szemcsehatárokon. Ez a jelenség mind az AISI 304-es, mind az AISI 310-es ausztenites hengerelt acéloknál fennáll, bár az AISI 310-es acélnál jelentősen kisebb mértékben. E nemkívánatos jelenség kiküszöbölésére - mivel a folyamat főként nagyszögű szemcsehatárok mentén megy végbe - célul tűztük ki a speciális ún. CSL-szemcsehatárok (Coincident Site Lattice) számának növelését termomechanikus kezeléssel. 1, 48 és 72 órás hőkezeléseket végeztünk 950 °C-on különböző mértékű hidegalakítás után, majd a mintákon elvégeztük a keményforrasztást Boehler SGCuSi3 forraszanyaggal. A szemcsehatárokat elektropolírozott mintákon elektronmikroszkópban visszaszórt elektron-diffrakciós módszerrel vizsgáltuk. A kezelések hatására megnőtt a speciális szemcsehatárok aránya, és mindkét alapanyagnál jelentős csökkenés volt tapasztalható a repedések méreteiben mind hosszirányban, mind szélességben. Cikkünkben a különböző paraméterekkel elvégzett kezelések hatását elemezzük. Májlinger Kornél okleveles gépészmérnök, nemzetközi hegesztőmérnök, a BME Anyagtudomány és Technológia Tanszékének egyetemi adjunktusa. 2011-ben PhD-fokozatot szerzett öntöttvas motorblokkok futófelületének lézersugaras kezelése témakörből. Kutatási területe a fémmátrixú kompozitok előállítása és mikroszerkezeti tulajdonságaik vizsgálata. Szabó Péter János okleveles villamosmérnök, a BME Anyagtudomány és Technológia Tanszékének egyetemi docense. 1995-ben PhD-fokozatot szerzett a nagyfelbontású röntgen vonalprofil-analízis témaköréből. Fő kutatási területe az anyagok elektronmikroszkópos vizsgálata, ezen belül a szemcsehatárok szerepének tisztázása egyes fémfizikai folyamatokban. Bevezetés Korrózióálló acélokat széles körben használnak az ipar számos területén. Ezek egy nagy csoportját, az ausztenites acélokat az autóipar [1] is szívesen alkalmazza. Sok esetben ezeket az ausztenites alkatrészeket légmentesen kell egymáshoz kötni, erre jó megoldás a hegesztés és a keményforrasztás. A keményforrasztás hatékony megoldás kisebb mechanikai terhelések esetén, például személyautók kipufogójának gyártásakor. Ilyen alkalmazásokra széles körben használják az AISI 304-es acélt jó mechanikai tulajdonságai és széles hőmérséklettartományban kiváló korrózióállósága miatt. Ausztenites acélok keményforrasztására általában réz alapú forraszanyagokat használnak. AISI 304-es acél Boehler SG-CuSi3 forraszanyaggal történő keményforrasztásakor hosszú szemcsehatármenti repedések jelennek meg az acélban, melyek tele vannak forraszanyaggal (1. ábra). Ez a jelenség hasonló az ausztenites acélok szemcsehatármenti korróziójához. A szemcsehatármenti korrózió megelőzhető, illetve javítható az ún. speciális szemcsehatárok arányának növelésével [2—4]. A szemcsehatárokat tulajdonságaik szerint különböző szempontok szerint csoportosíthatjuk. A random, vagy általános szemcsehatárokat fajlagos tulajdonságaik (pl. átlagos energiájuk) szerint jellemezhetjük. Másrészről léteznek az ún. speciális szemcsehatárok, melyek fajlagos tulajdonságai jelentősen eltérnek a random szemcsehatárokétól. A különbségeket ezeknek a szemcsehatároknak a geometriája okozza. Azokat a szemcsehatárokat, melyek atomjainak meghatározott aránya a szemcsehatár síkjában egybeesik a szemcsehatár által elválasztott szemcsék rácsainak rácspontjaival, a CSL-modellel (Coincident Site Lattice, egybeeső rácshelyek) írhatjuk le [5]. Ezeket a szemcsehatárokat az ún. 2 értékkel jellemezhetjük. A 2 érték adja meg, hogy hány atom esik egybe a határon, például a 23 határnál minden harmadik. Adott 2 értéket gyakran több miszorientációval is el lehet érni. Például a 233 elérhető az egyik szemcse képzeletbeli 20,05 fokos elforgatásával a [110] körül, vagy 33,56 fokos elforgatással a [311] és 58,99 fokos elforgatással a [110] tengely körül is. Ez a három leírás ugyanazt a 233-as CSL-t eredményezi, így együttesen jelentkeznek az ■ 1. ábra. Fénymikroszkópos felvétel egy MIG-forrasztott minta keresztmetszetéről (304-es acél szállítási állapotban forrasztva) 146. évfolyam, 1. szám *2013 www.emlokenet.hu