témavezető: Gáspár Marcell Gyula
helyszín (magyar oldal): Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet helyszín rövidítés: ATI
A kutatási téma leírása:
A széndioxid kibocsátás érdekében hozott fokozódó környezetvédelmi előírások miatt a járműiparban egyre nagyobb igény mutatkozik a nagyszilárdságú acélok széleskörű alkalmazására. A jelenleg ismert ultra-nagyszilárdságú hegeszthető acélok 1000 MPa feletti folyáshatárral rendelkeznek, amelyet az ötvözés, a hengerlés és a hőkezelés együttes hatásával érnek el. Ezen acélok újszerűségét az is mutatja, hogy a jelenlegi alapanyag szabványok még nem is tartalmaznak ilyen szilárdsági kategóriákat (pl. S1100, S1300). Az így létrehozott anyagszerkezet nem tekinthető egyensúlyinak, ami hegesztési szempontból azért problémás, mert egyrészt a hegesztés hőciklusa a hőhatásövezet anyagszerkezetét visszafordíthatatlanul megváltoztatja, másrészt a folyadékból kristályosodó varrat dendrites szerkezet szintén jelentős mértékben eltér a kimagasló szilárdsági és szívóssági tulajdonságokkal rendelkező alapanyagtól. A hegesztett kötés varratában és hőhatásövezetében az alapanyag mechanikai tulajdonságaihoz képest jelentős szilárdság-, és szívósságcsökkenés megy végbe, amelyet speciális hegesztéstechnológiák alkalmazásával lehet kompenzálni. A hegesztő eljárások tekintetében előtérbe kerülnek a kis hőbevitelt eredményező, nagy energiasűrűségű hegesztő eljárások (pl. lézer- és elektronsugaras hegesztés), valamint a sugártechnológiák alkalmazásával megnyílik a lehetőség a hegesztést követő lokális utóhőkezelések megvalósítására.
A kutatás során
• Elemezni kell az ultra-nagyszilárdságú hegeszthető acélok fejlesztési és alkalmazási tendenciáit és hegesztésre való alkalmasságukat;
• Optikai és elektronmikroszkópos technikákkal vizsgálni kell az ultra-nagyszilárdságú acélok nemegyensúlyi különféle, ipari realitással bíró hegesztési hőciklusok hatására bekövetkező megváltozását;
• 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;
• Fizikai szimulációval elemezni kell a hőhatásövezet szívósság és szilárdság szempontjából kritikus sávjának mikroszerkezet- és tulajdonságváltozását;
• Elemezni kell az alapanyag és a hegesztési hőciklus által megváltoztatott anyagszerkezetű hőhatásövezet, továbbá a hozaganyaggal valamint az autogén módon készült varrat szövetszerkezete és mechanikai tulajdonságai közötti kapcsolatot;
• Kutatni kell a hegesztett kötések helyi hőkezeléssel vagy célzott hőbevitellel elérhető javításának lehetőségeit, és fel kell tárni ezek elméleti hátterét.
Kutatási feltételek: A téma kutatásához szükséges vizsgálóberendezések (Gleeble 3500 típusú fizikai szimulátor, műszerezett ütővizsgáló berendezés, MTS elektrohidraulikus univerzális anyagvizsgáló rendszerek, mikroszkópok, mikro- és makro keménységvizsgáló berendezések stb.), valamint a hegesztési folyamatok végeselemes modellezéséhez szükséges programrendszer (SYSWELD) rendelkezésre állnak.
Ipari háttér: az intézet széleskörű hazai (pl. Fortaco ZRt.) és nemzetközi ipari kapcsolatrendszerrel (pl. TEN Slovakia Kft.) rendelkezik a kutatásokhoz, ahol az elméleti eredmények kísérleti ellenőrzése, illetve gyakorlati alkalmazása megvalósítható, továbbá lehetőség nyílik hazai kutatási projektekben való részvételre.
Külföldi részképzés: az intézet széleskörű nemzetközi kapcsolatai lehetőséget biztosít külföldi partnerintézményekben rövidebb szakmai tanulmányúton való részvételre (University of Oulu, Finnország; Slovak University of Technology in Bratislava, Szlovákia; Silesian University of Technology, Lengyelország), illetve a külföldi részképzésen való részvételre, valamint nemzetközi kutatási projektekben való közreműködésre.
További elvárások:
• Nyelvtudás: a szakirodalom tanulmányozásához elengedhetetlen az angol nyelv megfelelő ismerete
• Előtanulmányok:
jó, vagy jeles MSc képzésben szerzett gépészmérnöki oklevél
anyagtudományi, anyagtechnológiai szakmai ismeretek
számítógépes programok (CAD, CAM, FEM) ismerete előnyös
Ajánlott irodalom a kutatómunkához:
• Balogh, A.; Lukács, J.; Török, I. (szerk.): Hegeszthetőség és a hegesztett kötések tulajdonságai: Kutatások járműipari acél és alumíniumötvözet anyagokon, Miskolc, Miskolci Egyetem, 2015. 324 p. ISBN: 9789633580813
• Bhadesia, H. K. D. H, Honeycombe, R. W. K.: Steels Microstructure and Properties, Third Edition, Elsevier Linacre House, Hordan Hill, Oxford OX2 8DP, UK, 2006.
• Adonyi, Y.: Heat-affected zone characterization by physical simulations, Welding Journal, October 2006. pp. 42-47.
• Porter, D. A.: Weldable high-strength steels: challenges and engineering applications, Portevin lecture, IIW 2015 International Conference on High Strength Steels – Challanges and Applications, Helsinki, Finland, 2-3. July 2015, Paper IIW 2015 0102 13p.
• S. Błacha, M.S. Wȩglowski, S. Dymek, M. Kopuściański: Microstructural and mechanical characterization of electron beam welded joints of high strength S960QL and WELDOX 1300 steel grades, Archives of Metallurgy and Materials, . Vol. 62, pp. 627–634, 2017. https://doi.org/10.1515/amm-2017-0092.
• A. Lisiecki: Welding of thermomechanically rolled fine-grain steel by different types of lasers, Archives of Metallurgy and Materials. Vol. 59, pp. 1625–1631, 2014. https://doi.org/10.2478/amm-2014-0276.
• Sisodia, R.; Gáspár, M.: Experimental assessment of microstructure and mechanical properties of electron beam welded S960M high strength structural steel, Manufacturing Letters, Vol. 29., 2021. pp. 108-112. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2021.05.004
• Sisodia, R.; Gáspár, M.; Sepsi, M.; Mertinger, V.: Comparative evaluation of residual stresses in vacuum electron beam welded high strength steel S960QL and S960M butt joints, Vacuum, Vol. 184, Paper: 109931, 2021 https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109931
• Sisodia, R.; Gáspár, M.; Draskóczi, L.: Effect of post-weld heat treatment on microstructure and mechanical properties of DP800 and DP1200 high-strength steel butt-welded joints using diode laser beam welding, Welding in the World, Vol. 64 (4), 2020. pp. 671-681. https://doi.org/10.1007/s40194-020-00867-6
Bejelentkezés
