163839. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémkohászati technológiák optimálására

163839 3 ennek megfelelően legfeljebb három technológiai paraméter vonatkozásában állandó vagy eltérő grádiensű inhomogenitás(oka)t hozunk létre, az így kezelt anyagban az optimálandó technológiával előállítani kívánt anyagtulajdonságo(ka)t a létrehozott inhomogenitás(ok) függvényében vizsgáljuk, majd 5 meghatározzuk a vizsgálandó anyagtulajdonság(ok) optimumát vagy optimális kombinációját és ennek határértékeit, továbbá az ezekhez tartozó technológiai paramétereket, és adott esetben ezeket a lépéseket csökkentett mértékű inhomogenitások létrehozásával egyszer vagy többször meg- 1f

j ismételjük. A technológiát e paraméter(ek) így meghatározható legkedvezőbb értékeinek, ill. szórásának a figyelembevételével valósítjuk meg. Abban az anyagban, amelyre a technológiát alkalmazni kívánjuk, célszerű az inhomogenitásokat egymáshoz vi- 55 szonyítva 90°-kai eltérő irányban létesíteni, mert így a próbatest minden egyes pontjához egyszerű módon rendelhető az inhomogenitásoknak megfelelő két vagy három paraméter kombinációja. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási 2

0 módja szerint az inhomogén hőmérséklet-eloszlást változó keresztmetszetű mintán átvezetett áram hőhatásával hozzuk létre, és az inhomogenitás mértékét a minta alakjának változtatásával szabályozzuk. A találmány továbbá berendezés a fenti optimálási eljárás 26 hőkezelő változatának foganatosítására. E berendezésnek állandó vagy változó grádiensű hőmérséklet-eloszlást létrehozó fűtőegysége, adott esetben a mintában egyenletes hőmérséklet-eloszlást létrehozó es az említett fűtöegyseggel egyidejűleg működtethető másik fűtőegysége, továbbá a minta vagy a 3° mintával kölcsönhatásban álló közeg hőmérsékletét ésjvagy hőmérséklet-eloszlását mérő egysége van. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a fűtőegységek a mintára vonatkoztatva bifilárisan 35 vannak elrendezve. A találmány szerinti berendezés változó keresztmetszetű minta hőkezelésére szolgáló egy előnyös kiviteli alakjának az állandó vagy változó hőmérséklet-eloszlást létrehozó fűtőegysége magából a mintából és a minta felfűtendő szaka- JQ száriak két végéhez kapcsolt árambevezetőből és adott esetben hőmérsékletszabályozóból áll, ahol legalább az egyik árambevezető állandó hőmérsékletű. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban hőkezelések, ill. alakítások segítségével létrehozott inhomogenitások kiala- 45 kításában álló eljárás kapcsán ismertetjük. Ez az eljárás a találmány értelmében lényegileg abban áll, hogy egy olyan anyagból készített mintában, amelyre az optimálandó technológiát alkalmazni kívánjuk, illetőleg az említett mintával kölcsönhatásban álló közegben egyidejűleg vagy egymást 60 követően legfeljebb három egymástól eltérő irányban legfeljebb három ismert hőmérséklet- és/vagy alakítási gradienst hozunk létre. Annak következtében, hogy ugyanabban a próbatestben ,_ az inhomogén hőkezelések, ill. alakítások alkalmasan megválasztott gradienseit egymáshoz képest előnyösen 90°'/-kai eltérően irányítjuk, egyetlen próbatesten nagyszámú hőkezelési és/vagy alakítási paraméter kombinációját állíthatjuk elő. Minthogy így e gradiensek mentén a hőmérséklet-eloszlás, ill. __ az alakítási jellemzők ismertek, a minta bármely pontjához tartozó paraméter-kombináció egyszerűen leolvasható egy a mintához illesztett olyan koordináta-rendszer segítségével, amely a gradiensekhez viszonyítva irány- és léptékhelyes tengelyekkel rendelkezik. __ DD Az eljárást azáltal pontosíthajuk, hogy az anyagvizsgálati eljárások alapján értékesnek ítélt tartományban a gradiensek abszolút értékének csökkentésével az eljárást megismételjük az előzővel azonos kündulási állapotú mintán. Az eljárás egzaktságát az biztosítja, hogy az inhomogenitások ilyen 70 módon végzett csökkentésével a gyakorlati technológiának megfelelő állapothoz tartozó paraméter-kombinációkat, vagyis azokat az eseteket, amikor a hőkezelés és/vagy alakítás homogénnek tekinthető, módszeresen, tetszés szerinti pontossággal közelíthetj ük meg. 75 Az eljárás során az optimált technológiai paraméterek megengedhető bizonytalansága (szórása) analitikusan határozható meg. A találmány szerinti eljárás sikeresen alkalmazható tetszés szerinti anyagú, ill. kiindulási állapotú lemezek, huzalok, csövek, rudak stb. optimális hőkezelési, ill. kombinált hőkezelési és alakítási technológiájának meghatározására. Ezen túlmenően azonban az eljárás felhasználható a kohászati technika számos egyéb területén, így anyagvizsgálati célokra, többalkotós ötvözetek optimális tulajdonságainak meghatározására, anyagok különböző igénybevételek mellett bekövetkező változásainak meghatározására, optimális kialakítási sebesség meghatározására, bevonatok korrózió- és hőállóságának, valamint optimális előállítási technológiájának meghatározására stb. A találmány szerinti eljárást sikeresen alkalmaztuk acélszalagok, így transzformátor- és vas-nikkel szalagok optimális hőkezelési technológiájának kidolgozására, eredményesen vizsgáltuk a hőkezelések hatását a szalagok szövetszerkezetének és dekarbonizációjának, valamint elektromos, mágneses, mechanikai stb. tulajdonságainak alakulására. A találmány szerinti eljárás és berendezés rendkívül nagy gazdasági előnnyel alkalmazható vas- és fémművek technológiáinak kiválasztására az egyetlen minőségű alapanyagok és félkész termékek tulajdonságainak függvényében. így lehetővé válik, hogy változó minőségű alapanyagok és félkész termékek egyszerű inhomogén hőkezelése és/vagy alakítása révén megállapítsák az optimális feldolgozási t echo lóg iát. A találmány szerinti eljárást, valamint az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés néhány előnyös kiviteli alakját az alábbi ábrák és kiviteli példák segítségével közelebbről ismertetjük. Az 1. ábra inhomogén hőmérséklet-eloszlású kontakt hevítő berendezés vázlata. A 2. ábra hőmérsékletgrádiens létrehozására alkalmas berendezés egy előnyös kiviteli alakjának oldalnézete. A 3. ábra a 2. ábra szerinti berendezés felülnézete. A 4. ábra a 2. ábra szerinti berendezés egyes egységeinek kapcsolatát bemutató vázlat. 1. példa A találmány szerinti eljárással az 1. ábra szerinti berendezésben inhomogén hőkezelésnek vetjük alá a lemezanyagból készített 3 próbatestet, amelyet az 1 és 2 áramvezető befogók segítségével iktatunk be a fűtő áramkörbe. A tényleges hőmérséklet-eloszlást a 3 próbatest hossztengelye - amely egyúttal az inhomogenitás iránya is - mentén a 4 skálabeosztáson .mozgatható és a próbatesttel a hossztengely mentén bárhol érintkezésbe hozható tapintó 5 termoelem segítségével mérjük. A hőmérsékletérzőkelő 6 termoelem a nem ábrázolt hőmérsékletszabályozót vezérli. A hőmérséklet eloszlását természetesen tetszőleges más módon, pl. termisztorral, pirométerrel, hőfokjelző festékkel stb. is mérhetjük. A 3 próbatestet hevíti a rajta átfolyó áram hőhatása, és a próbatest hossztengely menti szélességének folyamatos csökkenése inhomogén hőmérsékleteloszlást idéz elő. Az 1 áramvezető befogót áramló vízzel állandó hőmérsékletre hűtjük. A 6 hőérzékélő termoelem és a 3 próbatest érintkezési pontja a hőmérsékletszabályozó rendszerre jellemző hibával beállítható, iU. stabilizált tetszőleges hőmérsékletre hevíthető. Két állandó hőmérsékletű pont között a 3 próbatest hőmérsékleteloszlása vákuumban csak a vezetési és sugárzási viszonyok függvénye. így például tetszőleges inhomogenitáshoz számítással meghatározható a lemezanyagból készített próbatest ideális alakja. Az 1. ábra szerinti berendezést különösen olyan egyszerű hőkezelések hatásainak vizsgálatára használhatjuk, ahol a kívánt hőkezelési hőmérsékletet nagy hevítési sebességgel célszerű elérni; ilyenek például :

. a rekrisztallizációs vizsgálatok. Ilyen berendezéssel eredményesen határoztuk meg. pl. nikkel lemezanyagból készített próbatestek rekrisztallizációs hőkezelési paramétereit az alábbi méretű próbatesten; hosszúság: 208 mm; hasznos mérési hossz: 150 mm; lemezvastagság: 2