Témakiírások
Nagyszilárdságú, nemesített állapotú acélok hegesztéstechnológiájának szimulációra és modellezésre alapozott kutatása
témakiírás címe
Nagyszilárdságú, nemesített állapotú acélok hegesztéstechnológiájának szimulációra és modellezésre alapozott kutatása
intézmény
doktori iskola
témakiíró
tudományág
témakiírás leírása
A helyhez kötött szerkezetek (hidak, csarnok- és tartószerkezetek, épületvázak), és különösen az önsúlyra érzékeny mozgó gépszerkezetek (szállítójárművek, építő, rakodó és földmegmunkáló gépek) nagyszilárdságú acélok alkalmazását igénylik. A jelenleg ismert legnagyobb szilárdságú hegeszthető acélok 1000 MPa feletti folyáshatárral kizárólag az edződési határ alá eső karbontartalmú acélok célszerű ötvözésével és nemesített állapotával érhető el. Az így létrehozott anyagszerkezet nem tekinthető egyensúlyinak, ami hegesztési szempontból azért problémás, mert egyrészt a hegesztés hőciklusa a varrat melletti sáv anyagszerkezetét visszafordíthatatlanul megváltoztatja, másrészt a folyadékból kristályosodó hegvarrat nemesített állapota ipari körülmények között nem valósítható meg. A nem egyensúlyi szerkezet egyensúlyi állapotra törekvése, mint természeti törvény, az ilyen szerkezetek hosszútávú relaxációját vetítik előre. Az előzőkből következik, hogy a nemesített állapotú nagyszilárdságú acélok hegesztése és a szerkezetek vizsgálata a megszokottól nagyon eltérő stratégiát követel, emellett számos elméleti kérdés (pl. a matching) megválaszolásra és felmerülő technológiai probléma megoldásra vár.
A kutatás során
• Elemezni kell a nagyszilárdságú hegeszthető acélok, ezen belül kiemelten a nemesített állapotú nagyszilárdságú acélok fejlesztési és alkalmazási tendenciáit és hegesztésre való alkalmasságukat;
• Optikai és elektronmikroszkópos technikákkal vizsgálni kell a nagyszilárdságú acélok nemegyensúlyi nemesített szerkezetének a különféle, ipari realitással bíró hegesztési hőciklusok hatására bekövetkező megváltozását;
• Próbatestes hőkezelési szimulációval vizsgálni kell a hőhatásövezet potenciálisan hat különböző sávjának szerkezet- és tulajdonságváltozását;
• Az analitikus elméletek eredményein alapuló végeselemes modellezéssel vizsgálni kell a hegesztés során kialakuló hőmérsékletmezőt és a következményes fémtani változásokat, a kapott eredmények alapján meg kell határozni a legkedvezőbb varratfelépítési módozatokat;
• Vizsgálni kell a nemesített alapanyag, a hegesztési hőciklus által megváltoztatott anyagszerkezetű hőhatásövezet és a mindkettőtől eltérő összetételű és állapotú hozaganyag kompatibilitási és összehangolási problémáját, az ún. matchinget.
• Kutatni kell a többrétegű hegesztéssel készített kötések helyi hőkezeléssel vagy célzott hőbevitellel elérhető javításának lehetőségeit és fel kell tárni ezek elméleti hátterét;
• Többcélú optimalizálási módszerrel ki kell dolgozni a komplex varrattulajdonságokat biztosító, gazdaságos technológiai variánsokat közép- és nagyüzemi gyártás esetére.
A témát gondozó tanszék: Mechanikai Technológiai Tanszék
Témavezető: Dr. Balogh András PhD, egyetemi docens
A téma ipari háttere: Nagyszilárdságú hegesztett acélokat gyártó és ezeket felhasználó hazai és multinacionális vállalatok, valamint a hegesztőanyag-gyártók
Külföldi kapcsolatok:
1. SSAB Oxelösund AB, Sweden
2. Otto von Guericke Magdeburgi Egyetem, Sugártechnikai Intézet, Dr. ing. habil Werner Irmer professzor,
3. University of Bath, UK, Department of Mechanical Engineering, Antony Mileham professzor és Chris Kirk, senior researcher.
Irodalom:
1. Connor, L. O. (Editor): Welding Handbook, Eighth Edition, Volume 1. American Welding Society, Miami, FL. 1991.
2. ASM Handbook, Volume 6, Welding, Brazing, and Soldering. 15th Edition ASM International, 1995.
3. Balogh, A,: Ömlesztő hegesztő eljárások. EWE szakmérnöki jegyzet. Miskolci Egyetem, 2002.
4. Páczelt, I.: Végeselem-módszer a mérnöki gyakorlatban, I. kötet, Miskolci Egyetemi Kiadó, 1999
5. Cary, H., B.: Modern Welding Technology. 2nd Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey
A kutatás során
• Elemezni kell a nagyszilárdságú hegeszthető acélok, ezen belül kiemelten a nemesített állapotú nagyszilárdságú acélok fejlesztési és alkalmazási tendenciáit és hegesztésre való alkalmasságukat;
• Optikai és elektronmikroszkópos technikákkal vizsgálni kell a nagyszilárdságú acélok nemegyensúlyi nemesített szerkezetének a különféle, ipari realitással bíró hegesztési hőciklusok hatására bekövetkező megváltozását;
• Próbatestes hőkezelési szimulációval vizsgálni kell a hőhatásövezet potenciálisan hat különböző sávjának szerkezet- és tulajdonságváltozását;
• Az analitikus elméletek eredményein alapuló végeselemes modellezéssel vizsgálni kell a hegesztés során kialakuló hőmérsékletmezőt és a következményes fémtani változásokat, a kapott eredmények alapján meg kell határozni a legkedvezőbb varratfelépítési módozatokat;
• Vizsgálni kell a nemesített alapanyag, a hegesztési hőciklus által megváltoztatott anyagszerkezetű hőhatásövezet és a mindkettőtől eltérő összetételű és állapotú hozaganyag kompatibilitási és összehangolási problémáját, az ún. matchinget.
• Kutatni kell a többrétegű hegesztéssel készített kötések helyi hőkezeléssel vagy célzott hőbevitellel elérhető javításának lehetőségeit és fel kell tárni ezek elméleti hátterét;
• Többcélú optimalizálási módszerrel ki kell dolgozni a komplex varrattulajdonságokat biztosító, gazdaságos technológiai variánsokat közép- és nagyüzemi gyártás esetére.
A témát gondozó tanszék: Mechanikai Technológiai Tanszék
Témavezető: Dr. Balogh András PhD, egyetemi docens
A téma ipari háttere: Nagyszilárdságú hegesztett acélokat gyártó és ezeket felhasználó hazai és multinacionális vállalatok, valamint a hegesztőanyag-gyártók
Külföldi kapcsolatok:
1. SSAB Oxelösund AB, Sweden
2. Otto von Guericke Magdeburgi Egyetem, Sugártechnikai Intézet, Dr. ing. habil Werner Irmer professzor,
3. University of Bath, UK, Department of Mechanical Engineering, Antony Mileham professzor és Chris Kirk, senior researcher.
Irodalom:
1. Connor, L. O. (Editor): Welding Handbook, Eighth Edition, Volume 1. American Welding Society, Miami, FL. 1991.
2. ASM Handbook, Volume 6, Welding, Brazing, and Soldering. 15th Edition ASM International, 1995.
3. Balogh, A,: Ömlesztő hegesztő eljárások. EWE szakmérnöki jegyzet. Miskolci Egyetem, 2002.
4. Páczelt, I.: Végeselem-módszer a mérnöki gyakorlatban, I. kötet, Miskolci Egyetemi Kiadó, 1999
5. Cary, H., B.: Modern Welding Technology. 2nd Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey
felvehető hallgatók száma
1 fő
jelentkezési határidő
2008-05-05