154353. lajstromszámú szabadalom • Eljárás allotrop átalakulás nélküli fémes anyagok hegeszthetőségének javítására
3 gesztéskor primer kristályaik mentén könnyen repednek. Éppen ezért például mangánacél öntvényeket mind ez ideig egyáltalán nem tudtak hegeszteni, ferrites krómacélokat pedig csak igen körülményesen és számolva a szemcsedurvulás következményeivel. ' A találmány célja e nehézségek kiküszöbölése és olyan eljárás létesítése, amellyel a fentiekben említett allotrop átalakulás nélküli fémes anyagok hegeszthetőségét minőségi felhasználás esetén is biztosíthatjuk. A találmány abból a meggondolásból indul ki, hogy a hegesztendő felület mentén a durva szemcséjű szövetet újrakristályosítással finom szemeséjűvé téve a finom szemcsék mintegy keresztülnőnek a primer kristályok határfelületein. Ezzel megszüntetik a primerszemcsék határfelületeinek folytonosságát, ami meggátolja, hogy ott repedések keletkezzenek. A találmány tehát abban van, hogy a hegesztendő felület mentén képlékeny alakítás és hevítés alkalmazásával szemcsefinomító helyi újrakristályosodást létesítünk. „Szemcsefinomító" újrakristályosítás alatt nyilván olyan rekristallizációs folyamatot kell értenünk, amelynél az újrakristályosodott szemcsék átmérője a primer kristályok szemcseátmérőjének törtrésze. Mint láttuk, az újrakristályosodás feltétele egyrészt megfelelő feszültségi állapot, másrészt bizonyos hőhatás. A szemcsefinomito újrakristályosodáshoz szükséges feszültségi állapotot képlékeny alakítással hozzuk létre. Ugyancsak láttuk, hogy az alakításnak bizonyos százalékot meg kell haladnia, ha a durva szemcsék képződésének körzetét mintegy átlépve finom szemcséjű szövethez akarunk jutni. Kísérleteink szerint evégből legalább 15 százalékos alakítást célszerű alkalmaznunk, de mindaddig, amíg az anyag a képlékeny alakítást bírja, az alakításnak nem kell fölső határt szabnunk. Vannak olyan anyagok, amelyek 50—70 százalékos képlékeny alakítást is repedés nélkül állnak. Az alkalmazott képlékeny alakítás bármilyen jellegű lehet. Alkalmazhatunk evégből például ultrahang besugárzást is. Gyakorlati szempontból természetesen a képlékeny alakítást viszonylag egyszerű eszközökkel, például légkalapáccsal vagy közönséges kézi kalapáccsal, tehát hidegen hajtjuk végre. Az újrakristályosításhoz szükséges hőfokhatárok viszonylag tágak és ezért betartásuk nem okoz különösebb nehézséget. Sőt, éppen a hőfokhatárok tág volta tesz lehetővé olyan hegesztést, amelynél az újrakristályosodáshoz szükséges hőhatást' a találmány értelmében a hegesztés hőjével biztosítjuk. Nyilvánvaló ugyanis, hogy a hegesztéssel a szolidusz fölé hevített anyag közvetlen környezetében a hőmérséklet viszonylag ugyancsak, nagy és csak fokozatosan csökken a hegesztés helyétől távolabb eső részek felé. Nyilvánvaló tehát, hogy a hegesztés során a távolodó hegesztési hely felől vezetés útján érkező hő a megdermedt hegesztési varratot tovább melegíti és ezzel biztosítja az újrakristályosodáshoz szükséges ideig tartó hőhatást. A találmányt a továbbiakban foganatosítási példák alapján ismertetjük. 1. példa: , 5 Mangánacélból öntött vasúti kereszteződést vályús sínnel kell összehegesztenünk. A kereszteződés kémiai összetétele 1,1% C, 14,2% Mn és 0,10% P. A vályús sín 0,52% C tartalmú szén-1" acélból van. A találmány szerinti eljárás értelméiben a mangánacélból, tehát allotrop átalakulás nélküli fémes ötvözetből készült kereszteződés hegesztendő felületét hegesztés előtt maximális kép*5 lékeny hidegalakításnak vetjük alá. Ehhez 15 kilopondos, 0,5 cm2 ütőfelületű légkalapácsot alkalmazunk. Ezután a kereszteződést a vályús sínnel önmagában ismert módon összehegesztjük, amihez ausztenites krómnikkel elektródát alkal-20 mázunk. A kereszteződés és vályús sín közötti hegesztési varratból mintákat vettünk és ezeket metallográfiai vizsgálatnak vetettük alá. Mindenek előtt megállapítható volt, hogy a hegesztett kö-25 tés környezetében az anyag repedésmentes. Az újrakristályosodás mértékére jellemző, hogy a hegesztett kötéstől távoleső, tehát sem a hegesztést megelőző képlékeny alakítás, sem pedig a hegesztési hő által nem ért részek átlagos 30 szemcseátmérője körülbelül 3 mm volt. A hegesztési varrat közvetlen szomszédságába eső, tehát újrakristályosított részek szemcséinek átmérője ezzel szemben körülbelül 0,04 milliméternek bizonyult. Az újrakristályosítás tehát 35 kereken három nagyságrendi finomodást eredményezett. A hegesztési varrattal összekötött részekből vett hajlító próbát az aluminotermikus hegesztésekre előírt feltételeknek megfelelően 1 m 40 fesztávon megtámasztva középen terheltük. Mint ismeretes, az aluminotermikus hegesztésre egyes előírások legalább 15 mm behajlást szabnak meg, amelyet a kötésnek törés nélkül kell kibírnia. Ugyanezek az előírások egyéb hegeszté-45 sek esetén 20 mm törés nélküli behajlást követelnek meg. A próba során a találmány szerinti eljárással hegesztett kötés 32 milliméteres lehajlás után tört el. Mint kitűnt, a törés a hegesztési varrattól körülbelül 120 milliméterre 50 következett be, ahol az öntvényben anyaghiba volt megállapítható. A törőerő 80 000 kilopond volt. A példában leírt sínkereszteződést üzemi próbáknak is alávetettük. E próbák tanúsága sze-55 rint a találmány lehetővé teszi, hogy a mangánacélból készült sínkereszteződéseket a vasúti pályákba behegesszük és ezzel a hegesztett pályák folytonosságát a kereszteződéseknél is biztosítsuk. 60 2. példa: Mint ismeretes, ferrites szilícium ötvözésű transzformátor lemezek hegesztése azzal a ne-65 hézséggel jár, hogy a lemezek szövete a hegesz-2
