Metallográfia

Tartalom

Előszó 9

1. Bevezetés 13
1.1. Az anyagok szerepe a technikai fejlődésben 13
1.2. A Metallográfia fogalma és tárgyköre 14
1.3. Az anyagok fő típusai 15
1.3.1. Fémek, fémes anyagok 15
1.3.2. Polimerek, műanyagok 16
1.3.3. Kerámiák 18
1.3.4. Kompozit anyagok 19
1.4. Az anyagok felhasználásának várható tendenciái 20

2. Az anyagok atomos szerkezete 21
2.1. Az anyagok szerkezete és tulajdonságai 21
2.1.1. Az atomszerkezet 21
2.1.2. Az atomos rendezettség és a halmazállapotok kapcsolata 27
2.1.3. Atomos (molekuláris) kötések 29
2.1.3.1. Elsődleges (erős) atomos kötések 29
2.1.3.2. Másodlagos (gyenge) kötések 39

3. Kristálytani alapismeretek 41
3.1. Az ideális kristályszerkezet 41
3.1.1. Kristályrendszerek, kristálygeometria 41
3.1.1.1. A szabályos (köbös) kristályrendszer 45
3.1.1.2. A tetragonális kristályrendszer 53
3.1.1.3. A hexagonális kristályrendszer 54
3.1.2. Kristálytani síkok és kristálytani irányok jelölése 58
3.1.2.1. Kristálytani síkok jelölése - a Miller indexek 59
3.1.2.2. Kristálytani irányok jelölése - Irányvektorok 62
3.1.3. Kristálytani számítások 65
3.1.3.1. Vonalmenti atomsűrűség 65
3.1.3.2. Síkbeli atomsűrűség 66
3.1.3.3. Térbeli atomsűrűség 67
3.1.3.4. A sűrűség meghatározása 68
3.1.3.5. További kristálytani számítások 68
3.2. A kristályszerkezet vizsgálata 71
3.2.1. A röntgensugárzás előállítása, a röntgenvizsgálat fizikai alapjai 71
3.2.2. A röntgen-diffrakciós vizsgálat 77
3.2.2.1. A Laue módszer 78
3.2.2.2. A Debye-Scherrer féle röntgen-diffrakciós vizsgálat 79

4. A kristályosodás törvényszerűségei 83
4.1. A kristályosodás termodinamikai alapjai 83
4.1.1. Színfémek kristályosodásának termodinamikai elemzése 85
4.1.2. A kristályosodás elemi folyamatai 88
4.1.2.1. Kristálycsírák keletkezése a folyékony fázisban 89
4.1.2.2. Kristályok növekedése, kristályosodási mechanizmusok 93
4.2. Diffúzió szilárd anyagokban 99
4.3. Polimorfizmus, allotrópia 103

5. Kristályhibák - a reális kristály 107
5.1. A rácshibák fő típusai, osztályozásuk 108
5.1.1. Pontszerű (nulla-dimenziós) rácshibák 108
5.1.2. Vonalszerű (egydimenziós) rácshibák 111
5.1.2.1. Éldiszlokációk 111
5.1.2.2. Csavardiszlokációk 112
5.1.2.3. Összetett vonalszerű rácshibák 114
5.1.3. Felületszerű (kétdimenziós) rácshibák 115
5.1.3.1. Kristálytani kötöttséggel nem rendelkező felületszerű rácshibák 115
5.1.3.2. Kristálytani kötöttséggel rendelkező felületszerű rácshibák 117

6. Egyfázisú fémes anyagok mechanikai tulajdonságainak elméleti alapjai 121
6.1. A mechanikai tulajdonságok rövid áttekintése 121
6.1.1. A mechanikai feszültségek és alakváltozások fogalma 121
6.2. A mechanikai tulajdonságok elméleti háttere 131
6.2.1. A rugalmas alakváltozás 131
6.2.2. A képlékeny alakváltozás 133
6.2.2.1. A képlékeny alakváltozás jellemzői 133
6.2.2.2. A képlékeny alakváltozás mechanizmusai 134
6.2.2.3. A képlékeny csúszás elemi folyamatai 143
6.2.2.4. Polikrisztallin fémek képlékeny alakváltozása 148
6.2.3. A képlékeny alakváltozás következményei 150
6.2.3.1. A látszólag rugalmas alakváltozások következményei 150
6.2.3.2. A maradó alakváltozás következményei 153
6.3. Hidegen alakított fémek megváltozott tulajdonságainak helyreállítása 160
6.3.1. Termikusan aktivált folyamatok 161
6.3.1.1. Megújulás 162
6.3.1.2. Poligonizáció 163
6.3.1.3. Az újrakristályosodás 163
6.4. Melegalakítás 169
6.4.1. Statikus és dinamikus szerkezetváltozások a melegalakítás során 171
6.4.1.1. Dinamikus megújulás 171
6.4.1.2. Dinamikus újrakristályosodás 172

7. FÉMES ÖTVÖZETEK 175
7.1. Az ötvözet fogalma, az ötvözés módjai 175
7.2. Az alkotóelemek kapcsolata a fémes ötvözetekben 177
7.2.1. Szilárd oldatok 177
7.2.1.1. Szubsztitúciós szilárd oldatok 177
7.2.1.2. Interstíciós szilárd oldatok 180
7.2.2. Fémes vegyületek 180
7.2.2.1. Ion-vegyületek 181
7.2.2.2. Elektron-vegyületek 181
7.2.2.3. Interstíciós fémes vegyületek 182
7.2.3. Eutektikum, eutektoid 182
7.2.4. Fázisok és szövetelemek fémes ötvözetekben 183
7.3. Kétalkotós fémes ötvözetrendszerek 184
7.3.1. Kétalkotós ötvözetrendszerekkel kapcsolatos alapfogalmak 184
7.3.2. Kétalkotós egyensúlyi diagramok elméleti meghatározása 186
7.3.3. Egyensúlyi diagramok kísérleti meghatározása 189
7.3.4. Egyensúlyi diagramok elemzésének szabályai 191
7.3.4.1. A minőségi szabály 192
7.3.4.2. A mennyiségi szabály 193
7.3.5. Eszményi kétalkotós egyensúlyi diagramok elemzése 195
7.3.5.1. Az egyszerű eutektikus rendszer 195
7.3.5.2. Egyensúlyi diagram stabil fémes vegyülettel 200
7.3.5.3. Egyensúlyi diagram nem-stabil fémes vegyülettel 201
7.3.5.4. Egyensúlyi diagram monotektikus reakcióval 205
7.3.5.5. Egyensúlyi diagram szintektikus reakcióval 207
7.3.5.6. Egyensúlyi diagram korlátlan szilárd oldódással 207
7.3.5.7. Egyensúlyi diagram korlátolt szilárd oldóképességgel 209
7.3.5.8. Egyensúlyi diagram szilárd oldatos peritektikus reakcióval 212
7.3.5.9. Kétalkotós egyensúlyi diagramok általánosítható törvényszerűségei 213
7.4. Háromalkotós ötvözet-rendszerek 215

8. Vasötvözetek egyensúlyi kristályosodása 219
8.1. A vasötvözetek fogalma, ipari-gyakorlati jelentősége 219
8.2. A vas-karbon ötvözetek egyensúlyi diagramja 221
8.3. Vasötvözetek osztályozása az állapotábra alapján 227
8.4. Jellegzetes ötvözetek kristályosodásának elemzése 228
8.4.1. Kristályosodási folyamatok a Fe-Fe3C metastabilis ötvözetrendszerben 228
8.4.2. Kristályosodási folyamatok a Fe-C stabilis ötvözetrendszerben 238

9. Vasötvözetek nem-egyensúlyi kristályosodása 241
9.1. Acélok a átalakulásának elvi, termodinamikai alapjai 241
9.2. Acélok nem-egyensúlyi átalakulásának típusai 245
9.2.1. Acélok izotermás átalakulási diagramjai 245
9.2.1.1. Izotermás átalakulási diagramok kísérleti meghatározása 245
9.2.1.2. Acélok a átalakulásának módjai 247
9.2.1.3. Izotermás átalakulási diagramok típusai 256
9.2.2. Acélok folyamatos hűtésre érvényes átalakulási diagramjai 260
9.2.2.1. A folyamatos hűtés sebességének hatása az acélok átalakulására 260
9.2.2.2. A folyamatos hűtésre érvényes átalakulási diagramok típusai 267
9.3. Acélok edzésének és megeresztésének metallográfiai alapjai 272
9.3.1. Az edzett acél fogalma 272
9.3.1. A martensit és az edzett acél keménysége 272
9.3.2. Az edzett acél megeresztése 274

10. ötvözetlen acélok 279
10.1. Az ötvözetlen acél fogalma 279
10.2. Az ötvözetlen acélok mechanikai tulajdonságai 280
10.3. Ötvözetlen acélok osztályozása, fő típusai 284
10.4. Ötvözetlen acélok jellegzetes szövetelemei 286
10.5. Az acélok szennyező anyagai 291
10.5.1. Nitrogén az acélban 291
10.5.2. Oxigén az acélban 293
10.5.3. Hidrogén az acélban 293
10.5.4. Foszfor az acélban 294
10.5.5. Kén az acélban 294

11. Ötvözött acélok 295
11.1. Az acélok fő ötvözőelemei és jellemzésük 295
11.1.1. Az ötvözőelemek hatása az egyensúlyi diagramokra 298
11.1.2. Az ötvözőelemek hatása a nem-egyensúlyi átalakulásokra 300
11.2. Főbb ötvözött acéltípusok 303
11.2.1. Mangán-acélok 303
11.2.2. Nikkel-acélok 305
11.2.3. Króm-acélok 306
11.2.4. Wolfram-acélok 309
11.2.5. Egyéb acélötvözők jellemzése 312
11.2.5.1. Molibdén 312
11.2.5.2. Vanádium 312
11.2.5.3. A titán és nióbium 313
11.2.5.4. A bór 313
11.2.5.5. Szilícium 313
11.2.5.6. Alumínium 314
11.3. Korszerű acélfejlesztési irányzatok 314
11.3.1. A korszerű acélfajtákkal szemben támasztott követelmények 314
11.3.2. Acélok szilárdságnövelésének módszerei 316
11.3.3. Dinamikus igénybevétel, a rideg állapotba való átmenet hőmérséklete 320
11.3.4. Alakíthatóság, hegeszthetőség 321
11.3.5. Az anyagtudományi fejlesztések legújabb eredményei 322
11.3.5.1. Nagyszilárdságú, gyengén ötvözött acélok 322
11.3.5.2. Kettős-fázisú (dual-phase) acélok 327

12. Öntöttvasak 337
12.1. Az öntöttvas fogalma 337
12.1.1. Az öntöttvasak fő típusai és jellemzőik 337
12.1.2. Az összetétel hatása az öntöttvas szövetszerkezetére 338
12.1.3. A hűtési sebesség hatása az öntöttvas szövetszerkezetére 341
12.2. A szürkevas 342
12.2.1. Az öntöttvasak szilárdságnövelésének lehetőségei 344
12.3. A fehérvas 347
12.4. Temperöntvények 347
12.4.1. Fekete temperálás 348
12.4.2. Fehér temperálás 349

13. Nem-vas fémek és ötvözeteik 351
13.1. Bevezetés 351
13.2. Az alumínium és ötvözetei 354
13.2.1. A színalumínium előállítása és jellemzői 354
13.2.2. Az alumínium ötvözetei 355
13.2.3. Alumínium ötvözetek nemesítésének fémtani alapjai 356
13.2.4. Ipari alumíniumötvözetek osztályozása és fő típusai 360
13.2.4.1. Alakítható alumínium ötvözetek 362
13.2.4.2. Öntészeti alumínium ötvözetek 363
13.3. A magnézium és ötvözetei 364
13.4. A berillium és ötvözetei 366
13.5. A titán és ötvözetei 366
13.6. Réz és ötvözetei 371
13.6.1. A színréz 371
13.6.2. A Cu-Zn ötvözetek (sárgarezek) 373
13.6.3. A Cu-Sn ötvözet (ónbronz) 375
13.6.4. A Cu-Al ötvözet (alumíniumbronz) 377
13.6.5. A Cu-Sn-Zn ötvözet (vörösötvözet) 378
13.7. A cink (Zn) és ötvözetei 378
13.8. Az ólom és ötvözetei 379
13.8.1. Az Pb-Sb ötvözet 379
13.8.2. Pb-Sn ötvözet 380
13.9. Az ón (Sn) és ötvözetei 381
13.10. Nemesfémek : Au, Ag, Pt 382
13.11. A Nikkel (Ni) és a Kobalt (Co) ötvözetei 383
13.12. Hőálló fémek 383

Felhasznált irodalom 385

Tárgymutató 337

Névmutató

Témakörök