163839. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémkohászati technológiák optimálására

5 163839 6 0,2 mm. A próbatest szélessége a hossztengely mentén lineárisan csökken 30 mm-ről 20 mm-ra. A próbatest hőmérséklete az áramvezető befogók között 10^4 torr vákuumban a hossztengely mentén 450 C° és 720 C között változott. A hőmérséklet inhomogenitását a minta hossztengelye mentén g mozgatott, ill. a mintával érintkezésbe hozott termoelem segítségével mértük. A próbatesten a fenti hőmérséklet-tartományban a keménység és a textúra hőmérsékletfüggése t 5 C°-nál nagyobb pontossággal volt meghatározható. A kutatás szempontjából értékesnek ítélt hőmérséklet-tar- 1

« tományt úgy vizsgálhatjuk pontosabban azonos kiindulási állapotú próbatesten, hogy a hőmérséklet hosszegységre eső inhomogenitását fokozatosan kisebbítjük a próbatest hosszegységre eső szélességváltozásának csökkentésével. így tetszőleges pontossággal megközelíthető, ill. megállapítható az 15 optimális hőkezelési hőmérséklet, ill. annak megengedhető szórása. Sikeresen végeztünk olyan kísérleteket is, amikor az eljárással nyerhető információk számát megtöbbszöröztük azáltal, hogy a fenti módon inhomogénen hőkezelt lemez- ^o anyagból készített próbatestet i az inhomogén hőkezelés előtt és/vagy után homogén hőmérsékletű térben is hőkezeltük, ill. homogénen alakítottuk. 2. példa 25 A 2., 3. és 4. ábra kapcsán a találmány szerinti eljárás olyan foganatosítási módját, valamint a találmány szerinti berendezés olyan előnyös kiviteli alakját mutatjuk be, amely célszerűen felhasználható arra, hogy azonos minőségű lemez- 30 anyagból készített próbatesteken két különböző hőmérsékleten végzett hőkezelés nagyszámú kombinációját állítsuk elő, és ezekből a vizsgálat célját képező optimális hőmérsékletkombinációkat, ill. a hőkezelési hőmérsékletek megengedhető szórását módszeresen és gyorsan állapítsuk meg. 35 A 9 próbatestet a 7 homogénen fűtő és a 8 inhomogénen fűtő fűtőtest veszi körül. A 7 fűtőtest belső hőmérséklet-referenciával ellátott, programozható és a 10 hőmérsékletérzékelőről vezérelt E, hőfokszabályozóhoz, mg a 8 fűtőtest a 12 és 13 hőmérsékletérzékelőről vezérelt és programozható 40 Ej hőfokszabályozóhoz van kapcsolva. A 14 hőmérsékletmérővel és a hozzá kapcsolt M műszerrel a próbatest hossztengelye mentén bárhol lehet hőmérsékletet mérni. A próbatesten a hossztengely irányában a tetszőleges 46 inhomogenitású hőmérsékleteloszlást a 7 és 8 fűtőtestek szuperponált működtetésével hozzuk létre. A fűtőtestek a próbatest síkjára vonatkoztatva bifilárisak. és a hőmérsékletgradiensre merőleges irányban homogén hőmérsékleteioszlást létesítenek. 50 A próbatest A jelölésű pontjában a hőmérsékletet az E, hőfokszabályozóval és az ahhoz kapcsolt 7 fűtőtestek segítségével tetszőleges értékre állíthatjuk be. A próbatest A és B jelölésű pontjai között az E2

hőfokszabályozó és az ahhoz kapcsolt 8 fűtőtestek segítségéve! tetszőleges hőmérséklet- 56 különbséget létesíthetünk. A próbatest hőmérséklet-eloszlását a 14 hőmérsékletérzékelő és a hozzá kapcsolt M hőfokmérő műszer segítségével térképezhetjük fel. F. célra természetesen egyéb eszközök is felhasználhatók. w 60 A lemezalakú kísérleti anyagból előnyösen négyzetalakú 9 próbatestet készítünk, amelyet a 3. és 4. ábrán látható módon helyezünk a 7 és 8 fűtőtestekkel ellátott, előnyösen vákuumban vagy védőgázatmoszférában üzemeltethető kemencetérbe. A 9 próbatestben az egyik oldaléllel párhu- ge zamos irányban az E, ésE2

hőmérsékletszabályozó segítségével tetszőleges nagyságú hőmérsékletgradienst hozunk létre. A kívánt hőkezelési idő elteltével a 9 próbatestet kiemeljük a kemencetérből, majd tetszés szerinti mértékű lehűtés után saját síkjára merőleges tengely kórul előnyösen 70 90°-kai elforgatva visszahelyezzük a kívánt hőmérsékleteloszlású kemencetérbe, és így az előző hőkezelés hőmérsékletgradiensérc merőleges irányban létesítünk benne ismert mértékű inhomogén hőmérsékleteloszlást. A hőkezelés végeztével a 9 próbatestet kiemeljük a kemencetérből. 75 A kettős inhomogén hőkezelés következtében a próbatest egyes pontjaihoz a két hőkezelés összes hőmérséklet-kombinációja hozzárendelhető. Az egyes pontokhoz tartozó hőmérséklet-kombinációkat a próbatesthez illesztett koordinátarendszer segítségével állapíthatjuk meg. E koordináta-rendszer tengelyeire a hőmérséklet-gradiensek mentén mért hőmérsékleteloszlásokat irány- és léptékhelyesen mérjük fel. Az egyes hőmérséklet-kombinációkat a két hőkezelés irányával párhuzamos egyeneseknek, vagyis a hőkezelések izotermáinak metszéspontjai adják meg. Az ismertetett két inhomogén hőkezelés előtt, alatt, között és/vagy után a próbatest tetszés szerinti ideig hőkezelhető homogén hőmérsékleteloszlású térben és/vagy tetszés szerinti mértékben alakítható. Az eljárást olyan módon tehetjük pontosabbá, hogy azonos kiindulási állapotú próbát est (ek)en az eljárást a hosszegységre eső inhomogenitás(ok) mértékének csökkentésével megismételjük azokban a tartományokban, amelyeket anyagvizsgálati eljárásokkal a kutatás szempontjából értékesnek ítélünk meg. 3. példa E példában olyan eljárást mutatunk be, amely különösen alkalmas arra, hogy néhány azonos minőségű lemezalakú próbatesten inhomogén hőkezelést és inhomogén kismértékű (1-10%-os) alakítást végezve, a hőkezelési és alakítási paraméterek nagyszámú kombinációját hozzuk létre. Állandó vastagságú lemezből egyenlőszárú trapéz alakra kivágott mintát állandó erővel összeszorított párhuzamos hengerpárral, a trapéz magasságvonalával párhuzamos irányban hengerléssel egyszer vagy többször alakítunk. A trapéz alak következtében az alakítási feszültség és ennek megfelelően az alakítás mértéke a hengerlés irányában folyamatosan változik. A próbatestet az inhomogén alakítás előtt, alatt vagy után a 2. példában ismertetett hőkezelő berendezéssel úgy hőkezeljük, hogy a hőmérsékletgradiens iránya a lemez síkjában 90°-os szöget zár be az alakítási inhomogenitás gradiensének irányával. A fenti műveletek befejezése után a mintához illesztett olyan koordinátarendszer segítségével határozzuk meg az anyagvizsgálati eljárások segítségével a kutatás szempontjából értékesnek ítélt pontokhoz, ill. tartományokhoz tartozó alakítási és hőkezelési paraméterek kombinációit, amelynek tengelyeire az inhomogenitásokra jellemző mennyiségeket irány- és léptékhelyesen mértük fel. Az eljárást az inhomogenitások módszeres további csökkentésével pontosíthatjuk. A próbatest az inhomogén alakítási és hőkezelési műveietek előtt, alatt, között és/vagy után tetszés szerinti homogén hőkezelésnek, ill. alakításnak is alávethető. 4. példa ötvözetek optimális összetételét célszerűen az alábbi módon határozhatjuk meg. Fém(ek)ből, előötvözet(ek)bó'l, ötvöző(k)ből vagy ezek oxidjaiból porkohászati eljárással olyan - előnyösen szögletes hasáb alakú - öntecset készítünk, amelyben legfeljebb három tetszőleges komponens koncentrációja az öntecs egyik sarkához rögzített derékszögű koordináta-rendszer egyes tengelyeinek megfelelő irányokban ismert mértékben változik. A durva koncentrációugrások kiküszöbölése céljából homogenizáló hőkezelésnek alávetett öntecset fűrészeléssel vagy szikraforgácsolással az alkalmazni kívánt technológiai lépéseknek, ill. anyagvizsgálati módszereknek megfelelő méretű elemi szögletes hasábokra daraboljuk fel, amelyeken megvizsgáljuk az optimálni kívánt jellemzőket, és az optimális, ill. azokhoz közeli jellemzőkkel rendelkező hasábok összetételét elemzéssel meghatározzuk. Az ötvöző(k) optimális arányát, pontos értékét és megengedhető szórását olyan további öntecsek előállításával határozhatjuk meg, melyeknél az ínhomogenitás(oka)t módszeresen csökkentjük. 3