1

Vaacutelasz opponensi biacuteraacutelatra

Opponens Dr Verő Balaacutezs egyetemi tanaacuter az MTA doktora

Mindenekelőtt koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes alapos opponensi veacutelemeacutenyeacutet segiacutető eacuterteacutekeleacuteseacutet megjegyzeacuteseit eacutes keacuterdeacuteseit Gondolateacutebresztő megjegyzeacutesei eacutes keacuterdeacutesei lehetőseacuteget adtak az eacutertekezeacutesben bemutatott eredmeacutenyek alapos elemzeacuteseacutere eacuterteacutekeleacuteseacutere eacutes tovaacutebbgondolaacutesaacutera

Koumlszoumlnoumlm biacuteraacuteloacutemnak a dolgozatomban előforduloacute eliacuteraacutesokkal eacutes pontatlan szoacutehasznaacutelattal kapcsolatos eacuteszreveacuteteleit Ezek mindegyikeacutevel egyeteacutertek

A biacuteraacutelatban feltett keacuterdeacutesekre illetve megjegyzeacutesekre vaacutelaszaimat az alaacutebbiakban adom meg Vaacutelaszaim sorrendje a keacuterdeacutesek illetve megjegyzeacutesek biacuteraacutelatbeli előfordulaacutesi sorrendjeacutet koumlveti

Vaacutelaszok

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 1

Keacuterem Jeloumlltet hogy a Veacutertesy Gaacutebor eacutes szerzőtaacutersa aacuteltal publikaacuteltakhoz keacutepest egyeacutertelműen adja meg a MAT tovaacutebbfejleszteacuteseacuteben eleacutert eredmeacutenyeit Arra is vaacutelaszt keacuterek hogy mieacutert szuumlkseacuteges a nagyszaacutemuacute meacutereacutesi adat koumlzuumll egy sajaacutet fejleszteacutesű szoftverrel kivaacutelasztani a jelenseacuteget legjobban leiacuteroacute maacutegneses jellemzőt ha eleve kijelentjuumlk hogy az alhurkok meacutereacutesekor a maacutegneses permeabilitaacutest meacuterjuumlk

A Maacutegneses adaptiacutev teszt (MAT) elnevezeacutesű vizsgaacutelat kifejleszteacutese Veacutertesy Gaacutebor eacutes Ivaacuten Tomas kutatoacutek neveacutehez fűződik

Veacutertesy Gaacuteborral veacutegzett koumlzoumls kutataacutesaink soraacuten a MAT eljaacuteraacutest alkalmaztuk ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis kimutataacutesaacutera [1] [2] [3] TRIP aceacutelban keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera veacutegbemenő martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes vizsgaacutelataacutera [4] tovaacutebbaacute oumlntoumlttvas mintaacutek vizsgaacutelataacutera [5]

Munkaacutem soraacuten vizsgaacuteltam eacutes optimalizaacuteltam a MAT eljaacuteraacutes meacutereacutesi beaacutelliacutetaacutesait tovaacutebbaacute az alkalmazott meacuterőfej anyagaacutenak eacutes kialakiacutetaacutesaacutenak hataacutesaacutet a kapott meacutereacutesi eredmeacutenyekre [6] [7]

A MAT vizsgaacutelat alapgondolata hogy az anyagokban bekoumlvetkező szerkezeti vaacuteltozaacutesokat a legnagyobb eacuterzeacutekenyseacuteggel aacuteltalaacuteban nem a maacutegneses teliacuteteacuteshez tartozoacute hisztereacutezis goumlrbeacuteből szaacutermaztatott mennyiseacutegek egyikeacutevel tudjuk jellemezni A vizsgaacutelat soraacuten szimmetrikus haacuteromszoumlgjellel toumlrteacutenik a gerjeszteacutes aminek amplituacutedoacutejaacutet eacutes meredekseacutegeacutet leacutepeacutesről-leacutepeacutesre szisztematikusan vaacuteltoztatja a meacutereacutest vezeacuterlő szoftver Az iacutegy roumlgziacutetett adattoumlmb permeabilitaacutes goumlrbeacutek sokasaacutegaacutet tartalmazza Ennek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten vaacutelasztjuk ki azt a beaacutelliacutetaacutest azaz amplituacutedoacute eacutes meredekseacuteg kombinaacutecioacutet ahol a vizsgaacutelt maacutegneses jellemző a legnagyobb eacuterzeacutekenyseacuteggel reagaacutel a kimutatandoacute szerkezeti vaacuteltozaacutesra

__________________________________________________________________________

2

Keacuterdeacutes 2

A maacutegnesseacutegről mint fizikai jelenseacutegről szoacuteloacute reacuteszt sziacutevesebben olvastam volna az eacutertekezeacutes elejeacuten eacutes azt is helyeacutenvaloacutenak tartottam volna ha ez bővebb terjedelmű A szoumlvetszerkezeti eacutes hibaszerkezeti főleg azonban ez utoacutebbi vaacuteltozaacutesok eacutes a maacutegneses jellemzők koumlzoumltti kapcsolat feltaacuteraacutesa ugyanis felteacutetelezi a maacutegnesseacuteg atomi szintű eacutertelmezeacuteseacutet kuumlloumlnoumlsen ferromaacutegneses anyagokban Eacutertelmezni kellett volna a kicsereacutelődeacutesi koumllcsoumlnhataacutes fogalmaacutet eacutes a domeacutenfal jellegeacuteről is szoacutelni kellett volna

E keacuterdeacuteshez tartozoacute vaacutelaszomat a 16 eacutes 29 keacuterdeacutesekre adott vaacutelaszaimban fejtettem ki

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 3

Ezzel kapcsolatban keacuterem Jeloumlltet annak bemutataacutesaacutera hogy fizikailag mieacutert tartja indokoltnak a tangens hiperbolikus fuumlggveacuteny bevezeteacuteseacutet baacuter Jeloumllt a 25 oldalon erre vonatkozoacutean kvantummechanikai alapon nyugvoacute eacutertelmezeacutest ad

A hiperbolikus fuumlggveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feleacutepiacutetett T(x) modellben a reverzibilis maacutegnesezeacutesi tag egy lineaacuteris fuumlggveacuteny (dolgozatomban szereplő (2) szaacutemuacute oumlsszefuumlggeacutes) Ezt a koumlzeliacuteteacutest csak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek kezdeti szakaszaacuten alkalmazhatjuk sikeresen A maacutegneses teliacuteteacutes jelenseacutegeacutenek leiacuteraacutesaacutehoz olyan matematikai fuumlggveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk ami aszimptotikusan tart egy eacuterteacutekhez A tangens hiperbolikus fuumlggveacuteny ennek a felteacutetelnek eleget tesz ugyanis 1)tanh(lim rarr

infinrarrx

x illetve 1)tanh(lim minusrarr

minusinfinrarrx

x

Maacutesreacuteszről a tanh fuumlggveacuteny alkalmazaacutesaacutet fizikailag indokolja hogy a kvantummechanikai Brillouin fuumlggveacuteny J=12 helyettesiacuteteacutessel tanh fuumlggveacutenyre vezet

xJJ

xJ

J

J

JxJB

2

1coth

2

1

2

12coth

2

12)( minus

++=

J=12 helyettesiacuteteacutessel

xxxxB tanhcoth)2coth(2)( equivminus=

(1)

Ahol J a teljes momentum azaz az egyes paacutelyaacutekon keringő elektronok paacutelya- eacutes spinmomentumaacutenak eredője

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 4

Keacuterdeacutesem tovaacutebbaacute hogy a maacutegnesezeacutesi goumlrbe MH modellezeacuteseacutenek kezdetekor milyen alapon vaacutelasztja meg a maacutegneses elemek szaacutemaacutet

A maacutegneses elemek szaacutemaacutenak ismereteacuteben kell az MH-modell vonatkozoacute alakjaacutet feliacuternunk tehaacutet a maacutegneses elemek szaacutemaacutet a modell alkalmazaacutesakor ismernuumlnk kell A maacutegnesezett teacuterfogat minden elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute teacuterfogatreacuteszeacutehez a modellben rendeluumlnk egy irreverzibilis maacutegnesezeacutesi tagot

Oumltvoumlzetek eseteacuten a maacutegneses elemek szaacutema meg kell egyezzen az oumltvoumlzetben leacutevő rendezett maacutegneses tulajdonsaacuteguacute (azaz ferro- vagy ferrimaacutegneses) faacutezisok illetve szoumlvetelemek szaacutemaacuteval Tehaacutet a modell vonatkozoacute alakjaacutenak feliacuteraacutesa szuumlkseacutegesseacute teszi az

3

oumltvoumlzet szoumlvetelemeinek ismereteacutet Ez azonban a modell gyakorlatban valoacute alkalmazaacutesaacutet nem neheziacuteti

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 5

A meggyőző eredmeacutenyekkel kapcsolatban keacuterem Jeloumlltet hogy pontosiacutetsa a 43 taacuteblaacutezatban szereplő relatiacutev teacuterfogataraacuteny bdquomeacutertrdquo eacutes bdquoszaacutemiacutetottrdquo jelzőjeacutenek jelenteacuteseacutet

Keacuterdeacutesem tovaacutebbaacute hogy a reacuteteges mintaacutek egyes elemei koumlzoumltt milyen volt a kapcsolat nem kellett volna-e az egyes reacutetegek koumlzoumltti leacutegreacutessel mint maacutegneses elemmel szaacutemolni

Az MH-modell validaacutelaacutesaacutehoz laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyen előaacutelliacutethatoacute mintaacutekat keacutesziacutetettem Ezek jelentősen elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacutegokkal rendelkező lemezmintaacutek reacutetegezeacuteseacutevel eacutepuumlltek fel E mintaacutek előnyoumlsek voltak mert az azokat feleacutepiacutető lemezek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit kuumlloumln-kuumlloumln is meg tudtam meacuterni eacutes a lemezcsomagban a relatiacutev teacuterfogat araacutenyukat a keresztmetszetuumlk haacutenyadosakeacutent pontosan tudtam szaacutemolni

A keacutet elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemez felhasznaacutelaacutesaacuteval leacutetrehozott mintaacutekra az MH-modellnek a keacutet irreverzibilis eacutes egy reverzibilis maacutegneses jaacuteruleacutekot tartalmazoacute alakjaacutet alkalmaztam (amit a dolgozatomban szereplő (7)-(10) egyenletcsoport iacuter le)

Az egyenletekben szereplő π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a maacutegneses elemek suacutelyteacutenyezői amikből azok relatiacutev teacuterfogat araacutenya (Virrev1 Virrev2) szaacutemiacutethatoacute (a (10) egyenletek alapjaacuten)

A π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a modell illeszteacutesekor veacutegrehajtott toumlbbvaacuteltozoacutes regresszioacute eredmeacutenyekeacutent adoacutednak

Azaz a 43 taacuteblaacutezatban szereplő bdquoA maacutegneses elemek meacutert relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo a lemezcsomagban leacutevő elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszeteacuteből szaacutemiacutetott eacuterteacutek

100()21

11

AA

AA

+=

100()21

22

AA

AA

+=

(2)

Ahol A1 eacutes A2 az elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszete

bdquoA maacutegneses elemek szaacutemiacutetott relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo pedig a dolgozatomban szereplő (10) oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten Virrev1 Virrev2 szaacutemiacutetott eacuterteacutek

A lemezek koumlzoumltti leacutegreacutes illetve ezen feluumll meacuteg az AC magnetomeacuteter meacuterőtekercseacuteben leacutevő uumlreg mintaacuteval ki nem toumlltoumltt keresztmetszeteacutenek hataacutesaacutet az MH-modell reverzibilis tagja veszi figyelembe Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet nem kell figyelembe vennuumlnk

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 6

Nem egeacuteszen vilaacutegos szaacutemomra hogy az eddig bemutatott meacutereacutesi eacutes eacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes mieacutert kap itt uacutej nevet Mit jelent az irreverzibilisreverzibilis bdquofaacutezisrdquo fogalma Mit eacutert Jeloumllt az adott mondatban faacutezison

4

A MBDE szaacutemos helyen alkalmazhatoacute meacutereacutesi eacutes meacutereacuteskieacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes ami MH-modellen alapszik annak alkalmazaacutesa Uacutegy iacuteteacuteltem meg hogy eacuterdemes eacutes szuumlkseacuteges a metodikaacutet leacutepeacutesről-leacutepeacutesre mint meacutereacutesi eacutes kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszert roumlgziacuteteni eacutes oumlnaacutelloacute megnevezeacutessel is ellaacutetni Ezeacutert vezettem be az MBDE megnevezeacutest

Az MBDE eljaacuteraacutes leiacuteraacutesaacuteban (dolgozatom 33 oldalaacuten) szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis faacutezis megnevezeacutes az MH-modellben szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis maacutegnesezeacutesi tagokat jelenti (dolgozatom 3-10 egyenletei) Elneacutezeacutest keacuterek a nem konzekvens megnevezeacutes hasznaacutelata miatt

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 7

A jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen moacutedszer ismerteteacutese a Biacuteraacuteloacute figyelmeacutet ismeacutetelten a reacuteteges mintaacutekon meacutert eredmeacutenyek eacuterteacutekeleacuteseacutere iraacutenyiacutetja Jeloumllt csak a HCM eacuterteacutekeacutenek fuumlggetlenseacutegeacutet mutatja be a 411 aacutebraacuten Keacuterdeacutesem hogy a toumlbbi maacutegneses jellemző eacuterteacuteke is fuumlggetlennek bizonyult a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes vastagsaacutegaacutetoacutel

A meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak

A meacutereacuteseket kuumlloumlnboumlző hőkezeltseacutegi aacutellapotuacute (iacutegy elteacuterő koercitiacutev terű) oumltvoumlzetlen aceacutel proacutebatesteken hajtottam veacutegre A lemez alakuacute proacutebatestek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit AC-magnetomeacuteterben meacutertem

A meacuterőfejekkel kuumlloumlnboumlző proacutebatesteken veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyekeacutent adoacutedoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteknek az MH-modell alkalmazaacutesaacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacuteseacutet veacutegeztem el A proacutebatestek e kieacuterteacutekeleacutesből szaacutermazoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi eacutes hisztereacutezis goumlrbeacutei minden esetben joacute egyezeacutest mutattak az AC-magnetomeacuteterrel meacutert goumlrbeacuteikkel Azaz a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutekből szaacutermaztathatoacute egyeacuteb jellemzők peacuteldaacuteul a remanens indukcioacute a kezdeti- eacutes a maximaacutelis permeabilitaacutes is joacute egyezeacutest mutattak a koercitiacutev teacuterrel azonos tartalmuacute HCM mennyiseacuteghez hasonloacutean

Dolgozatomban azeacutert a HCM mennyiseacuteget emeltem ki mert az esetek nagy reacuteszeacuteben a koercitiacutev teacuter a szerkezeti vaacuteltozaacutesokat jellemző egyik legfontosabb maacutegneses jellemző

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 8

A modell roumlvid ismerteteacutese utaacuten jut el Jeloumllt ahhoz a megaacutellapiacutetaacuteshoz hogy a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok a maacutegneses jellemzőkben azok vaacuteltozaacutesaacuteban is megmutatkoznak Hiaacutenyolom itt ennek magyaraacutezataacutet eacutes ezzel kapcsolatban fogom megfogalmazni azt az aacutetfogoacute keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok

A szoumlvet- illetve a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok hataacutest gyakorolnak a maacutegneses tulajdonsaacutegokra Ezt a kristaacutelyhibaacutek főkeacutent a diszlokaacutecioacutek szemcse- ill

5

faacutezishataacuterok eacutes az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat soraacuten elmozduloacute domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa magyaraacutezza

A kristaacutelyhibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutet a 29 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem reacuteszletesebben

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 9

A bemutatott meacutereacutesi eredmeacutenyekkel kapcsolatban szeretneacutem Jeloumllt veacutelemeacutenyeacutet keacuterni arra neacutezve hogy a moacutedszert alkalmasnak tartja-e arra hogy valamely ipari berendezeacutes egyes alkatreacuteszeiben veacutegbement hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutet eacutes ezzel egyuumltt a maradeacutek eacutelettartamot jelezze

A hőfaacuterasztott 15Mo3 tiacutepusuacute aceacutel mintaacutek maacutegneses vizsgaacutelatait relatiacuteve kis gerjesztő maacutegneses teacuterrel veacutegeztem Az alkalmazott mintegy 2000 Am gerjesztő teacuter nem teszi lehetőveacute a meacutert minta teliacuteteacutesig valoacute maacutegnesezeacuteseacutet Azonban a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek meacutereacutessel felvett kezdeti szakasza alapjaacuten az MH-modellel meghataacuterozott (a koercitiacutev teacuterrel azonos fizikai tartalmuacute) Hcm mennyiseacuteg lehetőseacuteget adott a hőfaacuterasztaacutes aacuteltal okozott szerkezeti vaacuteltozaacutesok detektaacutelaacutesaacutera

A bemutatott meacutereacutes ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is veacutegrehajthatoacute a vizsgaacutelt minta feluumlleteacutere helyezett maacutegnesező jaacutermot tartalmazoacute meacuterőfej segiacutetseacutegeacutevel Az adott aceacutel minőseacutegre vonatkozoacute ndash a dolgozatomban szereplő 55 aacutebraacutejaacutehoz hasonloacute ndash bdquokalibraacutecioacutes goumlrberdquo laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt toumlrteacutenő felveacuteteleacutet koumlvetően moacutedunk van koumlvetkeztetni a hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutere illetve a szerkezeti aceacutel maradeacutek eacutelettartalmaacutera

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 10

Azt tapasztalta hogy keresztiraacutenyuacute meacutereacutes eseteacuten a kezdeti permeabilitaacutes jelentősen csoumlkkent a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel miacuteg hossziraacutenyuacute mintaacutekban ez a vaacuteltozaacutes nem volt tapasztalhatoacute Iacutegy a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel a maacutegneses anizotroacutepia megjelent illetve noumlvekedett Az indukaacutelt maacutegneses anizotroacutepia kialakulaacutesaacutenak okaacutera Jeloumllt nem teacuter ki

A 15Mo3 aceacutel anyaguacute mintasorozaton megaacutellapiacutetottam hogy a hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutel A hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat soraacuten a hengeres minta keacutet veacutege mereven roumlgziacutetett A felfűteacutesi ciklusban nyomoacute a gyors hűteacutesi ciklusban huacutezoacutefeszuumlltseacuteg eacutebred a vizsgaacutelt mintaacuteban aminek eacuterteacuteke meghaladja a folyaacuteshataacutert azaz a minta minden hőfaacuterasztoacute ciklusban keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest szenved

Vizsgaacutelataim soraacuten azt tapasztaltam hogy a mintaacuteban (keresztiraacutenyuacute) maacutegneses anizotroacutepia indukaacuteloacutedik aminek eacuterteacuteke a hőfaacuterasztoacute ciklusok szaacutemaacuteval noumlvekszik

A maacutegneses anizotroacutepia leacutetrejoumltte alapvetően haacuterom okra vezethető vissza Ismeruumlnk kristaacutely- alak- eacutes feszuumlltseacuteg anizotroacutepiaacutet A kristaacutely (vagy kristaacutelytani) anizotroacutepia megmutatja hogy elteacuterő kristaacutelytani iraacutenyokban toumlrteacutenő maacutegnesezeacutes eseteacuten hogyan vaacuteltoznak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek Alak anizotroacutepia leacutetrejoumlhet a minta alakjaacuteboacutel adoacutedoacutean (kuumlloumlnboumlző iraacutenyokban elteacuterő lemaacutegnesezeacutesi teacutenyezők koumlvetkezteacuteben) eacutes szerkezeti okokra visszavezethetően Ezek lehetnek szoumlvet- illetve mikroszerkezeti okok Anizotroacutepiaacutet

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

2

Keacuterdeacutes 2

A maacutegnesseacutegről mint fizikai jelenseacutegről szoacuteloacute reacuteszt sziacutevesebben olvastam volna az eacutertekezeacutes elejeacuten eacutes azt is helyeacutenvaloacutenak tartottam volna ha ez bővebb terjedelmű A szoumlvetszerkezeti eacutes hibaszerkezeti főleg azonban ez utoacutebbi vaacuteltozaacutesok eacutes a maacutegneses jellemzők koumlzoumltti kapcsolat feltaacuteraacutesa ugyanis felteacutetelezi a maacutegnesseacuteg atomi szintű eacutertelmezeacuteseacutet kuumlloumlnoumlsen ferromaacutegneses anyagokban Eacutertelmezni kellett volna a kicsereacutelődeacutesi koumllcsoumlnhataacutes fogalmaacutet eacutes a domeacutenfal jellegeacuteről is szoacutelni kellett volna

E keacuterdeacuteshez tartozoacute vaacutelaszomat a 16 eacutes 29 keacuterdeacutesekre adott vaacutelaszaimban fejtettem ki

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 3

Ezzel kapcsolatban keacuterem Jeloumlltet annak bemutataacutesaacutera hogy fizikailag mieacutert tartja indokoltnak a tangens hiperbolikus fuumlggveacuteny bevezeteacuteseacutet baacuter Jeloumllt a 25 oldalon erre vonatkozoacutean kvantummechanikai alapon nyugvoacute eacutertelmezeacutest ad

A hiperbolikus fuumlggveacutenyek alkalmazaacutesaacuteval feleacutepiacutetett T(x) modellben a reverzibilis maacutegnesezeacutesi tag egy lineaacuteris fuumlggveacuteny (dolgozatomban szereplő (2) szaacutemuacute oumlsszefuumlggeacutes) Ezt a koumlzeliacuteteacutest csak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek kezdeti szakaszaacuten alkalmazhatjuk sikeresen A maacutegneses teliacuteteacutes jelenseacutegeacutenek leiacuteraacutesaacutehoz olyan matematikai fuumlggveacutenyre van szuumlkseacuteguumlnk ami aszimptotikusan tart egy eacuterteacutekhez A tangens hiperbolikus fuumlggveacuteny ennek a felteacutetelnek eleget tesz ugyanis 1)tanh(lim rarr

infinrarrx

x illetve 1)tanh(lim minusrarr

minusinfinrarrx

x

Maacutesreacuteszről a tanh fuumlggveacuteny alkalmazaacutesaacutet fizikailag indokolja hogy a kvantummechanikai Brillouin fuumlggveacuteny J=12 helyettesiacuteteacutessel tanh fuumlggveacutenyre vezet

xJJ

xJ

J

J

JxJB

2

1coth

2

1

2

12coth

2

12)( minus

++=

J=12 helyettesiacuteteacutessel

xxxxB tanhcoth)2coth(2)( equivminus=

(1)

Ahol J a teljes momentum azaz az egyes paacutelyaacutekon keringő elektronok paacutelya- eacutes spinmomentumaacutenak eredője

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 4

Keacuterdeacutesem tovaacutebbaacute hogy a maacutegnesezeacutesi goumlrbe MH modellezeacuteseacutenek kezdetekor milyen alapon vaacutelasztja meg a maacutegneses elemek szaacutemaacutet

A maacutegneses elemek szaacutemaacutenak ismereteacuteben kell az MH-modell vonatkozoacute alakjaacutet feliacuternunk tehaacutet a maacutegneses elemek szaacutemaacutet a modell alkalmazaacutesakor ismernuumlnk kell A maacutegnesezett teacuterfogat minden elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute teacuterfogatreacuteszeacutehez a modellben rendeluumlnk egy irreverzibilis maacutegnesezeacutesi tagot

Oumltvoumlzetek eseteacuten a maacutegneses elemek szaacutema meg kell egyezzen az oumltvoumlzetben leacutevő rendezett maacutegneses tulajdonsaacuteguacute (azaz ferro- vagy ferrimaacutegneses) faacutezisok illetve szoumlvetelemek szaacutemaacuteval Tehaacutet a modell vonatkozoacute alakjaacutenak feliacuteraacutesa szuumlkseacutegesseacute teszi az

3

oumltvoumlzet szoumlvetelemeinek ismereteacutet Ez azonban a modell gyakorlatban valoacute alkalmazaacutesaacutet nem neheziacuteti

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 5

A meggyőző eredmeacutenyekkel kapcsolatban keacuterem Jeloumlltet hogy pontosiacutetsa a 43 taacuteblaacutezatban szereplő relatiacutev teacuterfogataraacuteny bdquomeacutertrdquo eacutes bdquoszaacutemiacutetottrdquo jelzőjeacutenek jelenteacuteseacutet

Keacuterdeacutesem tovaacutebbaacute hogy a reacuteteges mintaacutek egyes elemei koumlzoumltt milyen volt a kapcsolat nem kellett volna-e az egyes reacutetegek koumlzoumltti leacutegreacutessel mint maacutegneses elemmel szaacutemolni

Az MH-modell validaacutelaacutesaacutehoz laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyen előaacutelliacutethatoacute mintaacutekat keacutesziacutetettem Ezek jelentősen elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacutegokkal rendelkező lemezmintaacutek reacutetegezeacuteseacutevel eacutepuumlltek fel E mintaacutek előnyoumlsek voltak mert az azokat feleacutepiacutető lemezek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit kuumlloumln-kuumlloumln is meg tudtam meacuterni eacutes a lemezcsomagban a relatiacutev teacuterfogat araacutenyukat a keresztmetszetuumlk haacutenyadosakeacutent pontosan tudtam szaacutemolni

A keacutet elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemez felhasznaacutelaacutesaacuteval leacutetrehozott mintaacutekra az MH-modellnek a keacutet irreverzibilis eacutes egy reverzibilis maacutegneses jaacuteruleacutekot tartalmazoacute alakjaacutet alkalmaztam (amit a dolgozatomban szereplő (7)-(10) egyenletcsoport iacuter le)

Az egyenletekben szereplő π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a maacutegneses elemek suacutelyteacutenyezői amikből azok relatiacutev teacuterfogat araacutenya (Virrev1 Virrev2) szaacutemiacutethatoacute (a (10) egyenletek alapjaacuten)

A π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a modell illeszteacutesekor veacutegrehajtott toumlbbvaacuteltozoacutes regresszioacute eredmeacutenyekeacutent adoacutednak

Azaz a 43 taacuteblaacutezatban szereplő bdquoA maacutegneses elemek meacutert relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo a lemezcsomagban leacutevő elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszeteacuteből szaacutemiacutetott eacuterteacutek

100()21

11

AA

AA

+=

100()21

22

AA

AA

+=

(2)

Ahol A1 eacutes A2 az elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszete

bdquoA maacutegneses elemek szaacutemiacutetott relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo pedig a dolgozatomban szereplő (10) oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten Virrev1 Virrev2 szaacutemiacutetott eacuterteacutek

A lemezek koumlzoumltti leacutegreacutes illetve ezen feluumll meacuteg az AC magnetomeacuteter meacuterőtekercseacuteben leacutevő uumlreg mintaacuteval ki nem toumlltoumltt keresztmetszeteacutenek hataacutesaacutet az MH-modell reverzibilis tagja veszi figyelembe Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet nem kell figyelembe vennuumlnk

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 6

Nem egeacuteszen vilaacutegos szaacutemomra hogy az eddig bemutatott meacutereacutesi eacutes eacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes mieacutert kap itt uacutej nevet Mit jelent az irreverzibilisreverzibilis bdquofaacutezisrdquo fogalma Mit eacutert Jeloumllt az adott mondatban faacutezison

4

A MBDE szaacutemos helyen alkalmazhatoacute meacutereacutesi eacutes meacutereacuteskieacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes ami MH-modellen alapszik annak alkalmazaacutesa Uacutegy iacuteteacuteltem meg hogy eacuterdemes eacutes szuumlkseacuteges a metodikaacutet leacutepeacutesről-leacutepeacutesre mint meacutereacutesi eacutes kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszert roumlgziacuteteni eacutes oumlnaacutelloacute megnevezeacutessel is ellaacutetni Ezeacutert vezettem be az MBDE megnevezeacutest

Az MBDE eljaacuteraacutes leiacuteraacutesaacuteban (dolgozatom 33 oldalaacuten) szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis faacutezis megnevezeacutes az MH-modellben szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis maacutegnesezeacutesi tagokat jelenti (dolgozatom 3-10 egyenletei) Elneacutezeacutest keacuterek a nem konzekvens megnevezeacutes hasznaacutelata miatt

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 7

A jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen moacutedszer ismerteteacutese a Biacuteraacuteloacute figyelmeacutet ismeacutetelten a reacuteteges mintaacutekon meacutert eredmeacutenyek eacuterteacutekeleacuteseacutere iraacutenyiacutetja Jeloumllt csak a HCM eacuterteacutekeacutenek fuumlggetlenseacutegeacutet mutatja be a 411 aacutebraacuten Keacuterdeacutesem hogy a toumlbbi maacutegneses jellemző eacuterteacuteke is fuumlggetlennek bizonyult a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes vastagsaacutegaacutetoacutel

A meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak

A meacutereacuteseket kuumlloumlnboumlző hőkezeltseacutegi aacutellapotuacute (iacutegy elteacuterő koercitiacutev terű) oumltvoumlzetlen aceacutel proacutebatesteken hajtottam veacutegre A lemez alakuacute proacutebatestek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit AC-magnetomeacuteterben meacutertem

A meacuterőfejekkel kuumlloumlnboumlző proacutebatesteken veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyekeacutent adoacutedoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteknek az MH-modell alkalmazaacutesaacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacuteseacutet veacutegeztem el A proacutebatestek e kieacuterteacutekeleacutesből szaacutermazoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi eacutes hisztereacutezis goumlrbeacutei minden esetben joacute egyezeacutest mutattak az AC-magnetomeacuteterrel meacutert goumlrbeacuteikkel Azaz a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutekből szaacutermaztathatoacute egyeacuteb jellemzők peacuteldaacuteul a remanens indukcioacute a kezdeti- eacutes a maximaacutelis permeabilitaacutes is joacute egyezeacutest mutattak a koercitiacutev teacuterrel azonos tartalmuacute HCM mennyiseacuteghez hasonloacutean

Dolgozatomban azeacutert a HCM mennyiseacuteget emeltem ki mert az esetek nagy reacuteszeacuteben a koercitiacutev teacuter a szerkezeti vaacuteltozaacutesokat jellemző egyik legfontosabb maacutegneses jellemző

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 8

A modell roumlvid ismerteteacutese utaacuten jut el Jeloumllt ahhoz a megaacutellapiacutetaacuteshoz hogy a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok a maacutegneses jellemzőkben azok vaacuteltozaacutesaacuteban is megmutatkoznak Hiaacutenyolom itt ennek magyaraacutezataacutet eacutes ezzel kapcsolatban fogom megfogalmazni azt az aacutetfogoacute keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok

A szoumlvet- illetve a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok hataacutest gyakorolnak a maacutegneses tulajdonsaacutegokra Ezt a kristaacutelyhibaacutek főkeacutent a diszlokaacutecioacutek szemcse- ill

5

faacutezishataacuterok eacutes az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat soraacuten elmozduloacute domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa magyaraacutezza

A kristaacutelyhibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutet a 29 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem reacuteszletesebben

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 9

A bemutatott meacutereacutesi eredmeacutenyekkel kapcsolatban szeretneacutem Jeloumllt veacutelemeacutenyeacutet keacuterni arra neacutezve hogy a moacutedszert alkalmasnak tartja-e arra hogy valamely ipari berendezeacutes egyes alkatreacuteszeiben veacutegbement hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutet eacutes ezzel egyuumltt a maradeacutek eacutelettartamot jelezze

A hőfaacuterasztott 15Mo3 tiacutepusuacute aceacutel mintaacutek maacutegneses vizsgaacutelatait relatiacuteve kis gerjesztő maacutegneses teacuterrel veacutegeztem Az alkalmazott mintegy 2000 Am gerjesztő teacuter nem teszi lehetőveacute a meacutert minta teliacuteteacutesig valoacute maacutegnesezeacuteseacutet Azonban a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek meacutereacutessel felvett kezdeti szakasza alapjaacuten az MH-modellel meghataacuterozott (a koercitiacutev teacuterrel azonos fizikai tartalmuacute) Hcm mennyiseacuteg lehetőseacuteget adott a hőfaacuterasztaacutes aacuteltal okozott szerkezeti vaacuteltozaacutesok detektaacutelaacutesaacutera

A bemutatott meacutereacutes ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is veacutegrehajthatoacute a vizsgaacutelt minta feluumlleteacutere helyezett maacutegnesező jaacutermot tartalmazoacute meacuterőfej segiacutetseacutegeacutevel Az adott aceacutel minőseacutegre vonatkozoacute ndash a dolgozatomban szereplő 55 aacutebraacutejaacutehoz hasonloacute ndash bdquokalibraacutecioacutes goumlrberdquo laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt toumlrteacutenő felveacuteteleacutet koumlvetően moacutedunk van koumlvetkeztetni a hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutere illetve a szerkezeti aceacutel maradeacutek eacutelettartalmaacutera

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 10

Azt tapasztalta hogy keresztiraacutenyuacute meacutereacutes eseteacuten a kezdeti permeabilitaacutes jelentősen csoumlkkent a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel miacuteg hossziraacutenyuacute mintaacutekban ez a vaacuteltozaacutes nem volt tapasztalhatoacute Iacutegy a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel a maacutegneses anizotroacutepia megjelent illetve noumlvekedett Az indukaacutelt maacutegneses anizotroacutepia kialakulaacutesaacutenak okaacutera Jeloumllt nem teacuter ki

A 15Mo3 aceacutel anyaguacute mintasorozaton megaacutellapiacutetottam hogy a hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutel A hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat soraacuten a hengeres minta keacutet veacutege mereven roumlgziacutetett A felfűteacutesi ciklusban nyomoacute a gyors hűteacutesi ciklusban huacutezoacutefeszuumlltseacuteg eacutebred a vizsgaacutelt mintaacuteban aminek eacuterteacuteke meghaladja a folyaacuteshataacutert azaz a minta minden hőfaacuterasztoacute ciklusban keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest szenved

Vizsgaacutelataim soraacuten azt tapasztaltam hogy a mintaacuteban (keresztiraacutenyuacute) maacutegneses anizotroacutepia indukaacuteloacutedik aminek eacuterteacuteke a hőfaacuterasztoacute ciklusok szaacutemaacuteval noumlvekszik

A maacutegneses anizotroacutepia leacutetrejoumltte alapvetően haacuterom okra vezethető vissza Ismeruumlnk kristaacutely- alak- eacutes feszuumlltseacuteg anizotroacutepiaacutet A kristaacutely (vagy kristaacutelytani) anizotroacutepia megmutatja hogy elteacuterő kristaacutelytani iraacutenyokban toumlrteacutenő maacutegnesezeacutes eseteacuten hogyan vaacuteltoznak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek Alak anizotroacutepia leacutetrejoumlhet a minta alakjaacuteboacutel adoacutedoacutean (kuumlloumlnboumlző iraacutenyokban elteacuterő lemaacutegnesezeacutesi teacutenyezők koumlvetkezteacuteben) eacutes szerkezeti okokra visszavezethetően Ezek lehetnek szoumlvet- illetve mikroszerkezeti okok Anizotroacutepiaacutet

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

3

oumltvoumlzet szoumlvetelemeinek ismereteacutet Ez azonban a modell gyakorlatban valoacute alkalmazaacutesaacutet nem neheziacuteti

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 5

A meggyőző eredmeacutenyekkel kapcsolatban keacuterem Jeloumlltet hogy pontosiacutetsa a 43 taacuteblaacutezatban szereplő relatiacutev teacuterfogataraacuteny bdquomeacutertrdquo eacutes bdquoszaacutemiacutetottrdquo jelzőjeacutenek jelenteacuteseacutet

Keacuterdeacutesem tovaacutebbaacute hogy a reacuteteges mintaacutek egyes elemei koumlzoumltt milyen volt a kapcsolat nem kellett volna-e az egyes reacutetegek koumlzoumltti leacutegreacutessel mint maacutegneses elemmel szaacutemolni

Az MH-modell validaacutelaacutesaacutehoz laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt koumlnnyen előaacutelliacutethatoacute mintaacutekat keacutesziacutetettem Ezek jelentősen elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacutegokkal rendelkező lemezmintaacutek reacutetegezeacuteseacutevel eacutepuumlltek fel E mintaacutek előnyoumlsek voltak mert az azokat feleacutepiacutető lemezek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit kuumlloumln-kuumlloumln is meg tudtam meacuterni eacutes a lemezcsomagban a relatiacutev teacuterfogat araacutenyukat a keresztmetszetuumlk haacutenyadosakeacutent pontosan tudtam szaacutemolni

A keacutet elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemez felhasznaacutelaacutesaacuteval leacutetrehozott mintaacutekra az MH-modellnek a keacutet irreverzibilis eacutes egy reverzibilis maacutegneses jaacuteruleacutekot tartalmazoacute alakjaacutet alkalmaztam (amit a dolgozatomban szereplő (7)-(10) egyenletcsoport iacuter le)

Az egyenletekben szereplő π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a maacutegneses elemek suacutelyteacutenyezői amikből azok relatiacutev teacuterfogat araacutenya (Virrev1 Virrev2) szaacutemiacutethatoacute (a (10) egyenletek alapjaacuten)

A π eacutes Ф jelű mennyiseacutegek a modell illeszteacutesekor veacutegrehajtott toumlbbvaacuteltozoacutes regresszioacute eredmeacutenyekeacutent adoacutednak

Azaz a 43 taacuteblaacutezatban szereplő bdquoA maacutegneses elemek meacutert relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo a lemezcsomagban leacutevő elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszeteacuteből szaacutemiacutetott eacuterteacutek

100()21

11

AA

AA

+=

100()21

22

AA

AA

+=

(2)

Ahol A1 eacutes A2 az elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute lemezek keresztmetszete

bdquoA maacutegneses elemek szaacutemiacutetott relatiacutev teacuterfogataraacutenyardquo pedig a dolgozatomban szereplő (10) oumlsszefuumlggeacutesek alapjaacuten Virrev1 Virrev2 szaacutemiacutetott eacuterteacutek

A lemezek koumlzoumltti leacutegreacutes illetve ezen feluumll meacuteg az AC magnetomeacuteter meacuterőtekercseacuteben leacutevő uumlreg mintaacuteval ki nem toumlltoumltt keresztmetszeteacutenek hataacutesaacutet az MH-modell reverzibilis tagja veszi figyelembe Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet nem kell figyelembe vennuumlnk

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 6

Nem egeacuteszen vilaacutegos szaacutemomra hogy az eddig bemutatott meacutereacutesi eacutes eacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes mieacutert kap itt uacutej nevet Mit jelent az irreverzibilisreverzibilis bdquofaacutezisrdquo fogalma Mit eacutert Jeloumllt az adott mondatban faacutezison

4

A MBDE szaacutemos helyen alkalmazhatoacute meacutereacutesi eacutes meacutereacuteskieacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes ami MH-modellen alapszik annak alkalmazaacutesa Uacutegy iacuteteacuteltem meg hogy eacuterdemes eacutes szuumlkseacuteges a metodikaacutet leacutepeacutesről-leacutepeacutesre mint meacutereacutesi eacutes kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszert roumlgziacuteteni eacutes oumlnaacutelloacute megnevezeacutessel is ellaacutetni Ezeacutert vezettem be az MBDE megnevezeacutest

Az MBDE eljaacuteraacutes leiacuteraacutesaacuteban (dolgozatom 33 oldalaacuten) szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis faacutezis megnevezeacutes az MH-modellben szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis maacutegnesezeacutesi tagokat jelenti (dolgozatom 3-10 egyenletei) Elneacutezeacutest keacuterek a nem konzekvens megnevezeacutes hasznaacutelata miatt

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 7

A jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen moacutedszer ismerteteacutese a Biacuteraacuteloacute figyelmeacutet ismeacutetelten a reacuteteges mintaacutekon meacutert eredmeacutenyek eacuterteacutekeleacuteseacutere iraacutenyiacutetja Jeloumllt csak a HCM eacuterteacutekeacutenek fuumlggetlenseacutegeacutet mutatja be a 411 aacutebraacuten Keacuterdeacutesem hogy a toumlbbi maacutegneses jellemző eacuterteacuteke is fuumlggetlennek bizonyult a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes vastagsaacutegaacutetoacutel

A meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak

A meacutereacuteseket kuumlloumlnboumlző hőkezeltseacutegi aacutellapotuacute (iacutegy elteacuterő koercitiacutev terű) oumltvoumlzetlen aceacutel proacutebatesteken hajtottam veacutegre A lemez alakuacute proacutebatestek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit AC-magnetomeacuteterben meacutertem

A meacuterőfejekkel kuumlloumlnboumlző proacutebatesteken veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyekeacutent adoacutedoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteknek az MH-modell alkalmazaacutesaacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacuteseacutet veacutegeztem el A proacutebatestek e kieacuterteacutekeleacutesből szaacutermazoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi eacutes hisztereacutezis goumlrbeacutei minden esetben joacute egyezeacutest mutattak az AC-magnetomeacuteterrel meacutert goumlrbeacuteikkel Azaz a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutekből szaacutermaztathatoacute egyeacuteb jellemzők peacuteldaacuteul a remanens indukcioacute a kezdeti- eacutes a maximaacutelis permeabilitaacutes is joacute egyezeacutest mutattak a koercitiacutev teacuterrel azonos tartalmuacute HCM mennyiseacuteghez hasonloacutean

Dolgozatomban azeacutert a HCM mennyiseacuteget emeltem ki mert az esetek nagy reacuteszeacuteben a koercitiacutev teacuter a szerkezeti vaacuteltozaacutesokat jellemző egyik legfontosabb maacutegneses jellemző

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 8

A modell roumlvid ismerteteacutese utaacuten jut el Jeloumllt ahhoz a megaacutellapiacutetaacuteshoz hogy a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok a maacutegneses jellemzőkben azok vaacuteltozaacutesaacuteban is megmutatkoznak Hiaacutenyolom itt ennek magyaraacutezataacutet eacutes ezzel kapcsolatban fogom megfogalmazni azt az aacutetfogoacute keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok

A szoumlvet- illetve a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok hataacutest gyakorolnak a maacutegneses tulajdonsaacutegokra Ezt a kristaacutelyhibaacutek főkeacutent a diszlokaacutecioacutek szemcse- ill

5

faacutezishataacuterok eacutes az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat soraacuten elmozduloacute domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa magyaraacutezza

A kristaacutelyhibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutet a 29 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem reacuteszletesebben

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 9

A bemutatott meacutereacutesi eredmeacutenyekkel kapcsolatban szeretneacutem Jeloumllt veacutelemeacutenyeacutet keacuterni arra neacutezve hogy a moacutedszert alkalmasnak tartja-e arra hogy valamely ipari berendezeacutes egyes alkatreacuteszeiben veacutegbement hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutet eacutes ezzel egyuumltt a maradeacutek eacutelettartamot jelezze

A hőfaacuterasztott 15Mo3 tiacutepusuacute aceacutel mintaacutek maacutegneses vizsgaacutelatait relatiacuteve kis gerjesztő maacutegneses teacuterrel veacutegeztem Az alkalmazott mintegy 2000 Am gerjesztő teacuter nem teszi lehetőveacute a meacutert minta teliacuteteacutesig valoacute maacutegnesezeacuteseacutet Azonban a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek meacutereacutessel felvett kezdeti szakasza alapjaacuten az MH-modellel meghataacuterozott (a koercitiacutev teacuterrel azonos fizikai tartalmuacute) Hcm mennyiseacuteg lehetőseacuteget adott a hőfaacuterasztaacutes aacuteltal okozott szerkezeti vaacuteltozaacutesok detektaacutelaacutesaacutera

A bemutatott meacutereacutes ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is veacutegrehajthatoacute a vizsgaacutelt minta feluumlleteacutere helyezett maacutegnesező jaacutermot tartalmazoacute meacuterőfej segiacutetseacutegeacutevel Az adott aceacutel minőseacutegre vonatkozoacute ndash a dolgozatomban szereplő 55 aacutebraacutejaacutehoz hasonloacute ndash bdquokalibraacutecioacutes goumlrberdquo laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt toumlrteacutenő felveacuteteleacutet koumlvetően moacutedunk van koumlvetkeztetni a hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutere illetve a szerkezeti aceacutel maradeacutek eacutelettartalmaacutera

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 10

Azt tapasztalta hogy keresztiraacutenyuacute meacutereacutes eseteacuten a kezdeti permeabilitaacutes jelentősen csoumlkkent a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel miacuteg hossziraacutenyuacute mintaacutekban ez a vaacuteltozaacutes nem volt tapasztalhatoacute Iacutegy a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel a maacutegneses anizotroacutepia megjelent illetve noumlvekedett Az indukaacutelt maacutegneses anizotroacutepia kialakulaacutesaacutenak okaacutera Jeloumllt nem teacuter ki

A 15Mo3 aceacutel anyaguacute mintasorozaton megaacutellapiacutetottam hogy a hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutel A hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat soraacuten a hengeres minta keacutet veacutege mereven roumlgziacutetett A felfűteacutesi ciklusban nyomoacute a gyors hűteacutesi ciklusban huacutezoacutefeszuumlltseacuteg eacutebred a vizsgaacutelt mintaacuteban aminek eacuterteacuteke meghaladja a folyaacuteshataacutert azaz a minta minden hőfaacuterasztoacute ciklusban keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest szenved

Vizsgaacutelataim soraacuten azt tapasztaltam hogy a mintaacuteban (keresztiraacutenyuacute) maacutegneses anizotroacutepia indukaacuteloacutedik aminek eacuterteacuteke a hőfaacuterasztoacute ciklusok szaacutemaacuteval noumlvekszik

A maacutegneses anizotroacutepia leacutetrejoumltte alapvetően haacuterom okra vezethető vissza Ismeruumlnk kristaacutely- alak- eacutes feszuumlltseacuteg anizotroacutepiaacutet A kristaacutely (vagy kristaacutelytani) anizotroacutepia megmutatja hogy elteacuterő kristaacutelytani iraacutenyokban toumlrteacutenő maacutegnesezeacutes eseteacuten hogyan vaacuteltoznak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek Alak anizotroacutepia leacutetrejoumlhet a minta alakjaacuteboacutel adoacutedoacutean (kuumlloumlnboumlző iraacutenyokban elteacuterő lemaacutegnesezeacutesi teacutenyezők koumlvetkezteacuteben) eacutes szerkezeti okokra visszavezethetően Ezek lehetnek szoumlvet- illetve mikroszerkezeti okok Anizotroacutepiaacutet

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

4

A MBDE szaacutemos helyen alkalmazhatoacute meacutereacutesi eacutes meacutereacuteskieacuterteacutekeleacutesi eljaacuteraacutes ami MH-modellen alapszik annak alkalmazaacutesa Uacutegy iacuteteacuteltem meg hogy eacuterdemes eacutes szuumlkseacuteges a metodikaacutet leacutepeacutesről-leacutepeacutesre mint meacutereacutesi eacutes kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszert roumlgziacuteteni eacutes oumlnaacutelloacute megnevezeacutessel is ellaacutetni Ezeacutert vezettem be az MBDE megnevezeacutest

Az MBDE eljaacuteraacutes leiacuteraacutesaacuteban (dolgozatom 33 oldalaacuten) szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis faacutezis megnevezeacutes az MH-modellben szereplő irreverzibilis- illetve reverzibilis maacutegnesezeacutesi tagokat jelenti (dolgozatom 3-10 egyenletei) Elneacutezeacutest keacuterek a nem konzekvens megnevezeacutes hasznaacutelata miatt

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 7

A jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen moacutedszer ismerteteacutese a Biacuteraacuteloacute figyelmeacutet ismeacutetelten a reacuteteges mintaacutekon meacutert eredmeacutenyek eacuterteacutekeleacuteseacutere iraacutenyiacutetja Jeloumllt csak a HCM eacuterteacutekeacutenek fuumlggetlenseacutegeacutet mutatja be a 411 aacutebraacuten Keacuterdeacutesem hogy a toumlbbi maacutegneses jellemző eacuterteacuteke is fuumlggetlennek bizonyult a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes a leacutegreacutes vastagsaacutegaacutetoacutel

A meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak

A meacutereacuteseket kuumlloumlnboumlző hőkezeltseacutegi aacutellapotuacute (iacutegy elteacuterő koercitiacutev terű) oumltvoumlzetlen aceacutel proacutebatesteken hajtottam veacutegre A lemez alakuacute proacutebatestek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit AC-magnetomeacuteterben meacutertem

A meacuterőfejekkel kuumlloumlnboumlző proacutebatesteken veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyekeacutent adoacutedoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteknek az MH-modell alkalmazaacutesaacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacuteseacutet veacutegeztem el A proacutebatestek e kieacuterteacutekeleacutesből szaacutermazoacute normaacutel maacutegnesezeacutesi eacutes hisztereacutezis goumlrbeacutei minden esetben joacute egyezeacutest mutattak az AC-magnetomeacuteterrel meacutert goumlrbeacuteikkel Azaz a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutekből szaacutermaztathatoacute egyeacuteb jellemzők peacuteldaacuteul a remanens indukcioacute a kezdeti- eacutes a maximaacutelis permeabilitaacutes is joacute egyezeacutest mutattak a koercitiacutev teacuterrel azonos tartalmuacute HCM mennyiseacuteghez hasonloacutean

Dolgozatomban azeacutert a HCM mennyiseacuteget emeltem ki mert az esetek nagy reacuteszeacuteben a koercitiacutev teacuter a szerkezeti vaacuteltozaacutesokat jellemző egyik legfontosabb maacutegneses jellemző

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 8

A modell roumlvid ismerteteacutese utaacuten jut el Jeloumllt ahhoz a megaacutellapiacutetaacuteshoz hogy a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok a maacutegneses jellemzőkben azok vaacuteltozaacutesaacuteban is megmutatkoznak Hiaacutenyolom itt ennek magyaraacutezataacutet eacutes ezzel kapcsolatban fogom megfogalmazni azt az aacutetfogoacute keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok

A szoumlvet- illetve a hibaszerkezetben bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesok hataacutest gyakorolnak a maacutegneses tulajdonsaacutegokra Ezt a kristaacutelyhibaacutek főkeacutent a diszlokaacutecioacutek szemcse- ill

5

faacutezishataacuterok eacutes az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat soraacuten elmozduloacute domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa magyaraacutezza

A kristaacutelyhibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutet a 29 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem reacuteszletesebben

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 9

A bemutatott meacutereacutesi eredmeacutenyekkel kapcsolatban szeretneacutem Jeloumllt veacutelemeacutenyeacutet keacuterni arra neacutezve hogy a moacutedszert alkalmasnak tartja-e arra hogy valamely ipari berendezeacutes egyes alkatreacuteszeiben veacutegbement hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutet eacutes ezzel egyuumltt a maradeacutek eacutelettartamot jelezze

A hőfaacuterasztott 15Mo3 tiacutepusuacute aceacutel mintaacutek maacutegneses vizsgaacutelatait relatiacuteve kis gerjesztő maacutegneses teacuterrel veacutegeztem Az alkalmazott mintegy 2000 Am gerjesztő teacuter nem teszi lehetőveacute a meacutert minta teliacuteteacutesig valoacute maacutegnesezeacuteseacutet Azonban a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek meacutereacutessel felvett kezdeti szakasza alapjaacuten az MH-modellel meghataacuterozott (a koercitiacutev teacuterrel azonos fizikai tartalmuacute) Hcm mennyiseacuteg lehetőseacuteget adott a hőfaacuterasztaacutes aacuteltal okozott szerkezeti vaacuteltozaacutesok detektaacutelaacutesaacutera

A bemutatott meacutereacutes ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is veacutegrehajthatoacute a vizsgaacutelt minta feluumlleteacutere helyezett maacutegnesező jaacutermot tartalmazoacute meacuterőfej segiacutetseacutegeacutevel Az adott aceacutel minőseacutegre vonatkozoacute ndash a dolgozatomban szereplő 55 aacutebraacutejaacutehoz hasonloacute ndash bdquokalibraacutecioacutes goumlrberdquo laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt toumlrteacutenő felveacuteteleacutet koumlvetően moacutedunk van koumlvetkeztetni a hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutere illetve a szerkezeti aceacutel maradeacutek eacutelettartalmaacutera

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 10

Azt tapasztalta hogy keresztiraacutenyuacute meacutereacutes eseteacuten a kezdeti permeabilitaacutes jelentősen csoumlkkent a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel miacuteg hossziraacutenyuacute mintaacutekban ez a vaacuteltozaacutes nem volt tapasztalhatoacute Iacutegy a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel a maacutegneses anizotroacutepia megjelent illetve noumlvekedett Az indukaacutelt maacutegneses anizotroacutepia kialakulaacutesaacutenak okaacutera Jeloumllt nem teacuter ki

A 15Mo3 aceacutel anyaguacute mintasorozaton megaacutellapiacutetottam hogy a hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutel A hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat soraacuten a hengeres minta keacutet veacutege mereven roumlgziacutetett A felfűteacutesi ciklusban nyomoacute a gyors hűteacutesi ciklusban huacutezoacutefeszuumlltseacuteg eacutebred a vizsgaacutelt mintaacuteban aminek eacuterteacuteke meghaladja a folyaacuteshataacutert azaz a minta minden hőfaacuterasztoacute ciklusban keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest szenved

Vizsgaacutelataim soraacuten azt tapasztaltam hogy a mintaacuteban (keresztiraacutenyuacute) maacutegneses anizotroacutepia indukaacuteloacutedik aminek eacuterteacuteke a hőfaacuterasztoacute ciklusok szaacutemaacuteval noumlvekszik

A maacutegneses anizotroacutepia leacutetrejoumltte alapvetően haacuterom okra vezethető vissza Ismeruumlnk kristaacutely- alak- eacutes feszuumlltseacuteg anizotroacutepiaacutet A kristaacutely (vagy kristaacutelytani) anizotroacutepia megmutatja hogy elteacuterő kristaacutelytani iraacutenyokban toumlrteacutenő maacutegnesezeacutes eseteacuten hogyan vaacuteltoznak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek Alak anizotroacutepia leacutetrejoumlhet a minta alakjaacuteboacutel adoacutedoacutean (kuumlloumlnboumlző iraacutenyokban elteacuterő lemaacutegnesezeacutesi teacutenyezők koumlvetkezteacuteben) eacutes szerkezeti okokra visszavezethetően Ezek lehetnek szoumlvet- illetve mikroszerkezeti okok Anizotroacutepiaacutet

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

5

faacutezishataacuterok eacutes az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat soraacuten elmozduloacute domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa magyaraacutezza

A kristaacutelyhibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutet a 29 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem reacuteszletesebben

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 9

A bemutatott meacutereacutesi eredmeacutenyekkel kapcsolatban szeretneacutem Jeloumllt veacutelemeacutenyeacutet keacuterni arra neacutezve hogy a moacutedszert alkalmasnak tartja-e arra hogy valamely ipari berendezeacutes egyes alkatreacuteszeiben veacutegbement hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutet eacutes ezzel egyuumltt a maradeacutek eacutelettartamot jelezze

A hőfaacuterasztott 15Mo3 tiacutepusuacute aceacutel mintaacutek maacutegneses vizsgaacutelatait relatiacuteve kis gerjesztő maacutegneses teacuterrel veacutegeztem Az alkalmazott mintegy 2000 Am gerjesztő teacuter nem teszi lehetőveacute a meacutert minta teliacuteteacutesig valoacute maacutegnesezeacuteseacutet Azonban a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek meacutereacutessel felvett kezdeti szakasza alapjaacuten az MH-modellel meghataacuterozott (a koercitiacutev teacuterrel azonos fizikai tartalmuacute) Hcm mennyiseacuteg lehetőseacuteget adott a hőfaacuterasztaacutes aacuteltal okozott szerkezeti vaacuteltozaacutesok detektaacutelaacutesaacutera

A bemutatott meacutereacutes ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is veacutegrehajthatoacute a vizsgaacutelt minta feluumlleteacutere helyezett maacutegnesező jaacutermot tartalmazoacute meacuterőfej segiacutetseacutegeacutevel Az adott aceacutel minőseacutegre vonatkozoacute ndash a dolgozatomban szereplő 55 aacutebraacutejaacutehoz hasonloacute ndash bdquokalibraacutecioacutes goumlrberdquo laboratoacuteriumi koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt toumlrteacutenő felveacuteteleacutet koumlvetően moacutedunk van koumlvetkeztetni a hőfaacuteradaacutes előrehaladaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutere illetve a szerkezeti aceacutel maradeacutek eacutelettartalmaacutera

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 10

Azt tapasztalta hogy keresztiraacutenyuacute meacutereacutes eseteacuten a kezdeti permeabilitaacutes jelentősen csoumlkkent a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel miacuteg hossziraacutenyuacute mintaacutekban ez a vaacuteltozaacutes nem volt tapasztalhatoacute Iacutegy a ciklusszaacutem noumlvekedeacuteseacutevel a maacutegneses anizotroacutepia megjelent illetve noumlvekedett Az indukaacutelt maacutegneses anizotroacutepia kialakulaacutesaacutenak okaacutera Jeloumllt nem teacuter ki

A 15Mo3 aceacutel anyaguacute mintasorozaton megaacutellapiacutetottam hogy a hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutel A hőfaacuterasztoacute vizsgaacutelat soraacuten a hengeres minta keacutet veacutege mereven roumlgziacutetett A felfűteacutesi ciklusban nyomoacute a gyors hűteacutesi ciklusban huacutezoacutefeszuumlltseacuteg eacutebred a vizsgaacutelt mintaacuteban aminek eacuterteacuteke meghaladja a folyaacuteshataacutert azaz a minta minden hőfaacuterasztoacute ciklusban keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest szenved

Vizsgaacutelataim soraacuten azt tapasztaltam hogy a mintaacuteban (keresztiraacutenyuacute) maacutegneses anizotroacutepia indukaacuteloacutedik aminek eacuterteacuteke a hőfaacuterasztoacute ciklusok szaacutemaacuteval noumlvekszik

A maacutegneses anizotroacutepia leacutetrejoumltte alapvetően haacuterom okra vezethető vissza Ismeruumlnk kristaacutely- alak- eacutes feszuumlltseacuteg anizotroacutepiaacutet A kristaacutely (vagy kristaacutelytani) anizotroacutepia megmutatja hogy elteacuterő kristaacutelytani iraacutenyokban toumlrteacutenő maacutegnesezeacutes eseteacuten hogyan vaacuteltoznak a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek Alak anizotroacutepia leacutetrejoumlhet a minta alakjaacuteboacutel adoacutedoacutean (kuumlloumlnboumlző iraacutenyokban elteacuterő lemaacutegnesezeacutesi teacutenyezők koumlvetkezteacuteben) eacutes szerkezeti okokra visszavezethetően Ezek lehetnek szoumlvet- illetve mikroszerkezeti okok Anizotroacutepiaacutet

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

6

leacutetrehozoacute szoumlvetszerkezet ok lehet a feacutemtani szemcseacutek elnyuacutejtott alakja ami leacutetrejoumlhet peacuteldaacuteul keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera A miroszerkezet egyes aacutetalakulaacutesai is indukaacutelhatnak maacutegneses anizotroacutepiaacutet Ilyenek az oumltvoumlzetekben bekoumlvetkező rendeződeacutesi folyamatok aminek soraacuten egyes oumltvoumlzők raacutecsbeli elhelyezkedeacutese szisztematikusan megvaacuteltozik Ilyen peacuteldaacuteul a hőkezeleacutes soraacuten a FeNi szilaacuterdoldatban (Permalloy oumltvoumlzet) toumlrteacutenő rendezett raacutecsuacute szilaacuterd oldat kialakulaacutesa Anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet okozhatja mechanikai feszuumlltseacuteg is Ez lehet a darabot terhelő kuumllső feszuumlltseacuteg vagy a mintaacuten beluumlli maradoacute feszuumlltseacuteg is ami koraacutebbi keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hőkezeleacutes vagy ezek kombinaacutecioacutejakeacutent joumlhet leacutetre

Ismert hogy maacutegneses anizotroacutepiaacutet indukaacutelhat szaacutemos folyamat Ilyenek ndash egyebek mellett ndash a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes maacutegneses teacuterben toumlrteacutenő hőkezeleacutes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutecioacutejakeacutent leacutetrejoumlvő uacuten termomechanikus alakiacutetaacutes mechanikai feszuumlltseacuteg alatt toumlrteacutenő hőkezeleacutes reacuteszecske besugaacuterzaacutes feacutem olvadeacutek megszilaacuterdulaacutesa iraacutenyiacutetott hőelvonaacutes mellett Ezek toumlbbseacutegeacutet iparban meghonosodott technoloacutegiaacutekban alkalmazzaacutek Ismert hogy a műszaki gyakorlatban elterjedt Goss- illetve kocka textuacuteraacutes FeSi transzformaacutetor lemezek gyaacutertaacutesa keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eacutes hőkezeleacutes kombinaacutelaacutesaacuteval toumlrteacutenik

A hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett mintaacutek eseteacuten a metallograacutefiai vizsgaacutelat nem mutatott ki szaacutemottevő szoumlvetszerkezeti vaacuteltozaacutest a szemcseacutek alakjaacutenak megvaacuteltozaacutesa nem volt kimutathatoacute Iacutegy az indukaacutelt anizotroacutepia leacutetrejoumltteacutet ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash keacutet jelenseacuteg okozhatja Egyreacuteszt a mintaacutekon beluumlli maradoacute feszuumlltseacutegek leacutetrejoumltte Maacutesreacuteszt a szemcseacutek orientaacutecioacutejaacutenak vaacuteltozaacutesa a toumlbb ezer cikluson keresztuumll emelt hőmeacuterseacutekleten (maximaacutelisan 550 degC) ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera

Felteacutetelezem ugyanis hogy az ismeacutetlődő keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera statisztikusan megvaacuteltozik a szemcseacutek orientaacutecioacuteja Azaz a hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera noumlvekszik a gyakorisaacutega azon szemcseacuteknek amelyek eseteacuten valamely a koumlnnyűmaacutegnesezeacutesi iraacutenytoacutel elteacuterő kristaacutelytani iraacuteny a minta tengelyeacutere (azaz a terhelő feszuumlltseacutegre) merőleges aminek hataacutesaacutera maacutegneses anizotroacutepia joumln leacutetre

E felteacutetelezeacutes igazolaacutesa tovaacutebbi vizsgaacutelatokat igeacutenyel A kapcsoloacutedő vizsgaacutelatokat megkezdtem egy eredeti aacutellapotuacute eacutes haacuterom hőfaacuterasztaacutesnak alaacutevetett minta EBSD vizsgaacutelataacutet kiacutevaacutenom elveacutegezni az orientaacutecioacutes viszonyok vizsgaacutelata ceacuteljaacuteboacutel E vizsgaacutelatok eredmeacutenye neacutehaacuteny hoacutenapon beluumll vaacuterhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 11

A negyedik a hőfaacuterasztaacutessal kapcsolatos kiacuteseacuterletsorozatban Jeloumllt haacuterom kuumlloumlnboumlző szabvaacutenyos minőseacutegű aceacutellal veacutegzett kiacuteseacuterleteket Nem vilaacutegos itt hogy mit eacutert Jeloumllt azon hogy ezeket a vizsgaacutelatokat koraacutebbi kiacuteseacuterleti munkaacuteja folytataacutesaacutenak tekinti

A negyedik hőfaacuterasztott kiacuteseacuterletsorozatban 12H1MF 13CrMo44 10CrMo910 tiacutepusuacute aceacutelokon veacutegeztem vizsgaacutelataimat Az alkalmazott hőfaacuterasztoacute igeacutenybeveacutetellel a mintaacutekban szaacutendeacutekosan a koraacutebbi (első maacutesodik eacutes harmadik) kiacuteseacuterletsorozatokhoz előkeacutesziacutetett mintasorozathoz keacutepest csak kismeacuterteacutekű szerkezeti vaacuteltozaacutesokat hoztam leacutetre Az első haacuterom kiacuteseacuterletsorozatban vizsgaacutelt mintaacutek ugyanis a teljes toumlnkremenetelig a hordoacutesodaacutes illetve a feluumlleti repedeacutesek megjeleneacuteseacuteig lettek hőfaacuterasztva

Iacutegy e negyedik mintasorozat joacutel jellemzi az ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt kaacuterosodott szerkezeti aceacutelok aacutellapotaacutet E kiacuteseacuterletsorozattal az volt a ceacutelom hogy a hőfaacuteradaacutesi vizsgaacutelatokat

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

7

folytassam eacutes kiterjesszem a folyamat kezdeteacuten leacutevő kismeacuterteacutekben kaacuterosodott erőművi melegszilaacuterd aceacutel mintaacutek vizsgaacutelataacutera is

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 12

A TRIP 700 minőseacutegű 18 mm vastagsaacuteguacute lemezeken hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute folyamatokat mutatja be Jeloumllt A kiindulaacutesi szoumlvetszerkezet jellemzeacuteseacuteben nem vilaacutegos hogy mieacutert eacuteppen a ferrit eacutes a maradeacutek ausztenit teacuterfogathaacutenyadaacutera neacutezve ad meg konkreacutet adatokat

A TRIP aceacutelok haacuterom szoumlvetelemet tartalmaznak ezek a ferrit beacutenit eacutes az ausztenit Ez utoacutebbi metastabilis aminek koumlvetkezteacuteben keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera reacuteszben martenzitteacute alakulhat

A kiindulaacutesi aacutellapotuacute mintaacuten veacutegzett metallograacutefiai vizsgaacutelataim soraacuten ferrit beacutenit eacutes ausztenit jelenleacuteteacutet tudtam kimutatni Martenzit nem volt kimutathatoacute

A szoumlvetelemek mennyiseacutegi maghataacuterozaacutesaacutenak eredmeacutenyekeacutent 486 ferrit 152 ausztenit faacutezis adoacutedott A beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutes eredmeacutenye

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 13

A lemezanyagot szakiacutetoacutegeacutepben alakiacutetotta az alakiacutetaacutes maximaacutelis meacuterteacuteke 283-os volt Ez utoacutebbi eacuterteacutek feltehetően az egyenletes nyuacutelaacutes eacuterteacutekeacutenek felel meg

A szakiacutetoacutegeacutepben toumlrteacutenő megnyuacutejtaacutes soraacuten a 283-os alakiacutetottsaacutegig egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent A nagyobb alakiacutetottsaacuteguacute (ε=332) mintaacuten maacuter kontrakcioacute volt megfigyelhető Ezeacutert ezt a mintaacutet tovaacutebbi meacutereacuteseim soraacuten maacuter nem vettem figyelembe

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 14

A kiacuteseacuterletekben figyelembe vette a kiinduloacute aacutellapotra vonatkozoacute szoumlvetelem-araacutenyokat A taacutergyalaacutesnak ezen a pontjaacuten maacuter a beacutenitre vonatkozoacute adat is szerepel Ez az adat csak egyszerű szaacutemiacutetaacutes vagy meacutereacutes eredmeacutenye

A 12 szaacutemuacute keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomnak megfelelően a beacutenit 362-os mennyiseacutege szaacutemiacutetaacutesi eredmeacuteny

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 15

A dekompoziacutecioacutes illetve EBSD meacutereacutessel meghataacuterozott tetragonaacutelis faacutezis (szerkezet) teacuterfogat-haacutenyada meacuteg a legnagyobb (283) alakiacutetaacutes utaacuten is csak 6tf koumlruumll volt Mivel magyaraacutezza Jeloumllt a kiinduloacute aacutellapotban jelenleacutevő maradeacutek ausztenit eacutes a leacutetrejoumltt martenzit teacuterfogathaacutenyada koumlzoumltti jelentős kuumlloumlnbseacuteget

A TRIP-aceacutel kezdeti szoumlvetszerkezete ferritből eacutes ausztenitből aacutell amit az uacutegynevezett interkritikus hőkezeleacutessel lehet megvaloacutesiacutetani Ezt koumlvetően olyan hűteacutesi sebesseacuteggel kell az aceacutelt a beacutenites mező tartomaacutenyaacutera lehűteni hogy a perlites aacutetalakulaacutes tartomaacutenyaacutet el lehessen keruumllni A TRIP aceacutelok gyaacutertaacutesakor alkalmazott beacutenites hőntartaacuteskor az ausztenit

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

8

egy kisebb haacutenyada nem alakul aacutet beacutenitteacute hanem megmarad maradeacutek ausztenitkeacutent Az ausztemperaacutelaacutes hőmeacuterseacutekleteacutenek eacutes idejeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel csoumlkken a maradeacutek ausztenit mennyiseacutege

A vizsgaacutelt TRIP aceacutelban leacutevő 152 kiindulaacutesi mennyiseacutegű metastabilis ausztenit faacutezisboacutel a legnagyobb alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera is csak 6tf koumlruumlli martenzit keletkezett Ezt az EBSD eacutes a maacutegneses meacutereacutesek eredmeacutenyei is alaacutetaacutemasztjaacutek

Tehaacutet a kiacuteseacuterletek soraacuten a maradeacutek ausztenitnek csak kevesebb mint a fele alakult aacutet martenzitteacute Ennek oka lehet hogy az alkalmazott keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes meacuterteacuteke nem volt eleacutegseacuteges a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes leacutetrehozaacutesaacutehoz Megjegyzem hogy a vizsgaacutelatok lemez szakiacutetoacute proacutebatesteken toumlrteacutentek eacutes a legnagyobb alakiacutetaacutes eseteacuten (283) is egyenletes nyuacutelaacutes toumlrteacutent

Tovaacutebbi ok lehet az ausztenit rarr martenzit faacutezisaacutetalakulaacutes soraacuten toumlrteacutenő fajteacuterfogat noumlvekedeacutes ami jelentős nyomoacutefeszuumlltseacuteg kialakulaacutesaacutehoz s iacutegy a tovaacutebbi faacutezisaacutetalakulaacutes lassulaacutesaacutehoz vezethet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 16

A fkk rarr tkk jellegű faacutezisaacutetalakulaacutes -amelynek soraacuten α -martenzit keletkezik - a korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel maacutegneses jellemzőit is moacutedosiacutetja melynek feacutemfizikai okaacutet a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacuteban jeloumlli meg Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel a megaacutellapiacutetaacutessal kapcsolatban az hogy mi okozza a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutet eacutes milyen iraacutenyuacute ez a vaacuteltozaacutes Mi az oka annak hogy csak az α -martenzit ferromaacutegneses miacuteg a hcp -martenzit (ε- martenzit) nem Ez az elteacutereacutes eacutertelmezhető-e a kicsereacutelődeacutesi energia megvaacuteltozaacutesaacutenak meacuterteacutekeacutevel

A kicsereacutelődeacutesi energia (Eexc) ndash ami a maacutegneses momentumok paacuterhuzamosra fordiacutetaacutesaacuteeacutert felelős energiatag ndash az alaacutebbi formaacuteban iacuterhatoacute fel

jiexcexc SSJE sdotsdotsdotminus= 2 (3)

Ahol Jexc a kicsereacutelődeacutesi integraacutel Si Sj az elektron spinek

Egyensuacutelyi aacutellapotban a kicsereacutelődeacutesi energia minimalizaacutelaacutesaacutera toumlrekszik a rendszer aminek megfelelően keacutet eset lehetseacuteges

A) Ha Jexc gt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes azonos iraacutenyba mutatnak (paralel beaacutellaacutes) azaz ferromaacutegneses rend alakul ki

B) Ha Jexc lt 0 rArr a momentumok paacuterhuzamosak eacutes a szomszeacutedosak ellenteacutetes iraacutenyba mutatnak (antiparalel beaacutellaacutes) azaz antiferromaacutegneses rend alakul ki

A szomszeacutedos momentumok paacuterhuzamos beaacutellaacutesa eredmeacutenyezi tehaacutet a ferromaacutegneses rend kialakulaacutesaacutet azaz a ferromaacutegneses viselkedeacutes pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel eseteacuten valoacutesul meg A 1 aacutebra az uacuten Bethe-Slater goumlrbeacutet mutatja aminek fuumlggőleges tengelyeacuten a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacuteke a viacutezszintes tengelyeacuten pedig az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a 3d heacutej sugaraacutenak haacutenyadosa szerepel Laacutethatoacute hogy a ferromaacutegneses elemek (Fe Co Ni Gd) a pozitiacutev miacuteg az antiferromaacutegneses Mn eacutes Cr eacutes a negatiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteban talaacutelhatoacuteak

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

9

1 aacutebra A Bethe-Slater goumlrbe [8]

A BethendashSlater-goumlrbe ami megadja a kicsereacutelődeacutesi integraacutel eacuterteacutekeacutet az atomok koumlzoumltti taacutevolsaacuteg eacutes a d heacutej sugaraacutenak fuumlggveacutenyeacuteben

Az ausztenit alakiacutetaacutes hataacutesaacutera α-martenzitteacute illetve ε-martenzitteacute alakulhat

Az ausztenit rarr α-martenzit aacutetalakulaacutes soraacuten fkk rarr tkk aacutetalakulaacutes toumlrteacutenik ami fajteacuterfogat noumlvekedeacutessel azaz az atomok raacutecsbeli taacutevolsaacutegaacutenak noumlvekedeacuteseacutevel jaacuter Ez a paramaacutegneses ausztenithez rendelhető pontot a Bethe-Slater goumlrbe menteacuten jobbra tolja ami iacutegy aacutetkeruumll a pozitiacutev kicsereacutelődeacutesi integraacutel tartomaacutenyaacuteba ezeacutert ferromaacutegneses viselkedeacutesűveacute vaacutelik Amikor az ausztenit szoros illeszkedeacutesű hexagonaacutelis raacutecsuacute ε-martenzitteacute alakul aacutet fajteacuterfogat vaacuteltozaacutes nincsen ndash ugyanis a fkk eacutes a hcp raacutecsok teacuterkitoumllteacutesi teacutenyezője azonos ndash s iacutegy az ε-martenzit megmarad paramaacutegneses viselkedeacutesűnek

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 17

Az LDSS ausztenitjeacuteben az extreacutem gyors hűteacutes vagy hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera Jeloumllt meghataacuterozaacutesa szerint kialakul az uacuten alakiacutetaacutesi vagy lath-martenzit faacutezis Az LDSS aceacutelokban kialakuloacute lath-martenzit mutatja-e azt a haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutet ami a kis karbontartalmuacute szerkezeti aceacutelok lath-martenzitjeacutere jellemző

A kis karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban kialakuloacute leacuteces (lath) martenzitnek morfoloacutegiai szempontboacutel haacuteromszintű feleacutepiacuteteacutese van leacutecek (lath) blokkok (block) eacutes csomagok (paket)

A fenti aceacutelokban ndash a gyors hűteacutes hataacutesaacutera ndash leacutetrejoumlvő leacuteces martenzitnek jellegzetes kristaacutelytani eacutes morfoloacutegiai megjeleneacutese van A leacuteceket tekinthetjuumlk erősen torzult tkk krisztallitokanak amik az eredeti ausztenit szemcseacutevel koumlzel a Kurdjumov-Sachs (KS) orientaacutecioacutes kapcsolatnak megfelelő relatiacutev helyzetben vannak A KS siacutekokra eacutes iraacutenyokra vonatkozoacute orientaacutecioacutes felteacutetelei az alaacutebbiak

( ) ( )

[ ] [ ]martenzit

martenzit

II

II

111011

011111

γ

γ

(4)

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

10

A KS felteacuteteleknek siacutekokra vonatkozoacute felteacuteteacuteből koumlvetkezően keacutepezhetuumlnk neacutegy csomagot ezeken beluumll 3-3 blokkot eacutes tovaacutebbi 2-2 szub-blokkot kuumlloumlnboumlztethetuumlnk meg Iacutegy oumlsszesen 46=24 martenzit variaacutens joumlhet leacutetre [15] [16] [17]

A blokkok tipikus meacuterete neacutehaacuteny mikromeacutetertől 10 microm-ig terjed a lemezek vastagsaacutega 100-200 nm Azonban a lemezek eacutes blokkok meacuterete erősen fuumlgg a kiinduloacute ausztenit szemcse meacutereteacutetől [18]

A lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok ausztenit szemcseacuteiben alakiacutetaacutes hataacutesaacutera alakiacutetaacutesi martenzit (ε-martenzit eacutes α-martenzit) joumlhet leacutetre [25] Az α-martenzitet egyes irodalmi forraacutesok lath martenzitkeacutent is emliacutetik A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes a lean-duplex oumltvoumlzetekben is a γrarrε γrarrεrarrα vagy γrarrα kinetika szerint toumlrteacutenhet

Viszonylag keveacutes irodalmi forraacutes foglalkozik a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban toumlrteacutenő alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzites aacutetalakulaacutesok reacuteszletes kinetikaacutejaacuteval eacutes sajnos erre vonatkozoacutean sajaacutet mikroszerkezeti vizsgaacutelati eredmeacutenyeim nincsen Felteacutetelezem azonban hogy a lean-duplex oumltvoumlzetek α-martenzit faacutezisaacutenak morfoloacutegiaacuteja eacutes kristaacutelytani haacutettere hasonloacute illetve azonosnak tekinthető a sokak aacuteltal tanulmaacutenyozott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alakiacutetaacutesi martenzit (α-martenzit) faacutezisaacutehoz

Koraacutebbi kutataacutesi eredmeacutenyek szerint az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a martenzites aacutetalakulaacutes az egytengelyű huacutezoacuteigeacutenybeveacutetel iraacutenyaacutera merőlegesen a KS oumlsszefuumlggeacuteseknek megfelelően zajlik [24] Az alakiacutetaacutes indukaacutelt martenzit az ausztenit szoros illeszkedeacutesű (111) siacutekjain az egymaacutest metsző ikersiacutekok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutesvonalaiban toumlrteacutenik [19]

Az előbbiek alapjaacuten megaacutellapiacutethatoacute hogy az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő α-martenzit kristaacutelytani szempontboacutel hasonloacute az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelokban edzeacutes hataacutesaacutera kialakuloacute lath-martenzit faacutezishoz Iacutegy tehaacutet felteacutetelezhető hogy a lean-duplex korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok α-martenzit faacutezisa is hasonloacute szerkezetű azaz e feacutemtani rendszerben is leacuteteznie kell a leacutecek blokkok eacutes csomagok aacuteltal alkotott haacuteromszintű hierarchikus struktuacuteraacutenak

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 18

A korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok aacuteltalaacutenos jellemzeacutese kapcsaacuten hiaacutenyolom a δ-ferritre vonatkozoacute informaacutecioacutekat tovaacutebbaacute - pl az ausztenites savaacutelloacute aceacutelokra vonatkozoacutean - ezek alapvető hőkezeleacutesi technoloacutegiaacutejaacutenak ismerteteacuteseacutet

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban előfordulhat csekeacutely mennyiseacutegben uacuten δ-ferrit faacutezis A hagyomaacutenyos szemleacutelet szerint ez nem kiacutevaacutenatos mert a homogeacuten ndash csak ausztenitet tartalmazoacute szoumlvet ndash előnyoumlsebb a korroacutezioacuteaacutelloacutesaacuteg szempontjaacuteboacutel Lehet azonban előnye is ha az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel tartalmaz neacutehaacuteny szaacutezaleacuteknyi δ-ferritet E faacutezis ugyanis csoumlkkenti a hegeszteacutes soraacuten jelentkező melegrepedeacutesi hajlamot

Az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelok alapvető hőkezeleacutese soraacuten 1000 degC feletti hőmeacuterseacutekletű homogenizaacuteloacute hőkezeleacutest alkalmazunk aminek soraacuten a karbidfaacutezisok bomlanak eacutes beoldoacutednak Ezt gyors hűteacutes koumlveti ami megakadaacutelyozza a kivaacutelaacutesok leacutetrejoumltteacutet s iacutegy homogeacuten ausztenites szoumlvetet kapunk

__________________________________________________________________________

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

11

Keacuterdeacutes 19

A keacutetfeacutele moacutedon alakiacutetott mintaacutekkal kapcsolatban a Biacuteraacuteloacuteban joggal meruumllhet fel a keacuterdeacutes hogy az elteacuterő viselkedeacutesnek veacuteguumll is mi az oka Feltehető hogy az elteacuterő igeacutenybeveacutetel hataacutesaacutera lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutesi mechanizmusban keresendő ez az ok Keacuterem Jeloumlltet tegyen kiacuteseacuterletet a meacutereacutesi eredmeacutenyeinek ilyen eacutertelmű magyaraacutezataacutera Eacuterdekes lenne az egytengelyű huacutezaacutesra eacutes a hengerleacutesre vonatkozoacute alakiacutetaacutesi meacuterteacutekeket valamely egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesra is aacutetszaacutemiacutetani

Irodalmi adatok szerint az alakiacutetaacutesi martenzit (αacute-martenzit) kialakulaacutesaacutet toumlbb belső eacutes kuumllső teacutenyező is befolyaacutesolja

Belső teacutenyezők a keacutemiai oumlsszeteacutetel a szemcsemeacuteret eacutes a szemcseacutek orientaacutecioacutes viszonyai Az oumltvoumlző tartalom erősen befolyaacutesolja az ausztenit termodinamikai stabilitaacutesaacutet s iacutegy az alakiacutetott ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelban leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet A kiinduloacute ausztenit szemcsemeacutereteacutenek noumlvekedeacutese noumlveli az azonos meacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő αacute-martenzit mennyiseacutegeacutet [19] [20] [21]

A legfontosabb kuumllső teacutenyezők az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg a hőmeacuterseacuteklet eacutes az alakiacutetaacutes moacutedja [22] Az alakiacutetaacutesi sebesseacuteg illetve az alakiacutetaacutesi hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutenek hataacutesaacutera csoumlkken a kialakuloacute αacute-martenzit mennyiseacutege

Az egytengelyű huacutezaacutes eacutes a hengerleacutes soraacuten lejaacutetszoacutedoacute alakvaacuteltozaacutes mechanizmusa jelentősen elteacuterő Hengerleacutes soraacuten oumlsszetettebb toumlbb csuacuteszoacutesiacutek egyidejű mozgaacutesaacuteval jaacuteroacute alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami intenziacutevebb keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutest eacutes elteacuterő szemcse- eacutes diszlokaacutecioacutes szerkezetet eredmeacutenyez Ennek alapvető oka hogy az alakiacutetaacutes soraacuten kialakuloacute feszuumlltseacutegi aacutellapot az egytengelyű nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten elteacuterő Egytengelyű nyuacutejtaacutes eseteacuten az alakvaacuteltozaacutest szenvedő teacuterfogat elemeket ndash joacute koumlzeliacuteteacutessel ndash kizaacuteroacutelag huacutezoacutefeszuumlltseacuteg terheli hengerleacutes eseteacuten viszont nyiacuteroacutefeszuumlltseacuteg is eacutebred ami megvaacuteltoztatja illetve intenziacutevebbeacute teszi az alakvaacuteltozaacutesi folyamatot

Kiacuteseacuterleteim soraacuten az egytengelyű nyuacutejtaacutesnak illetve hengerleacutesnek alaacutevetett mintaacutek alakiacutetottsaacutegaacutenak meacuterteacutekeacutet a relatiacutev hossz illetve vastagsaacuteg vaacuteltozaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes (ε) eacuterteacutekeivel jellemeztem ezeknek eacuterteacutekeit tuumlntettem fel a 69 610 eacutes 612 aacutebraacutekon

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a nyuacutejtaacutessal eacutes hengerleacutessel veacutegzett kiacuteseacuterletek eredmeacutenyeinek oumlsszeveteacuteseacutere lehetőseacuteget ad az egyeneacuterteacutekű vagy oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes eacuterteacutekek hasznaacutelata

Ismert hogy ha egy test meacuteretei vaacuteltoznak a haacuterom főtengely menti logaritmikus alakvaacuteltozaacutesok eredőjekeacutent szaacutemiacutethatoacute az oumlsszehasonliacutetoacute alakvaacuteltozaacutes (5)

0

ln3

0

ln2

0

ln1

2)

31(

2)

32(

2)

21(

3

2

c

c

b

b

a

a

ouml

===

minus+minus+minus=

ϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕϕ

(5)

Ahol a0 b0 c0 a test haacuterom kiindulaacutesi meacuterete a b c a test haacuterom aktuaacutelis meacuterete

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

12

Ha a vastagsaacutegukhoz keacutepest szeacuteles proacutebatesteket egytengelyű huacutezaacutesnak vagy hengerleacutesnek vetuumlnk alaacute joacute koumlzeliacuteteacutessel siacutek alakvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik Ebben az esetben az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutesok meacuterteacutekeacutet az alaacutebbi alakban iacuterhatjuk

( )1lnln0

1 +== εϕL

Lnyuacutejtaacutes

(6)

sum=

=

minus==

N

i

ieredő

h

hengerleacutesh

h

1

1

0

1

1ln

3

2ln

3

2

ϕϕ

εϕ

(7)

Ahol L0 L1 a nyuacutejtott minta kiinduloacute eacutes a nyuacutejtaacutes utaacuteni hosszuacutesaacutega h0 h1 a hengerelt minta kiinduloacute eacutes a hengerleacutest koumlvető vastagsaacutega ε ill εh a meacuternoumlki alakvaacuteltozaacutes nyuacutejtaacutes illetve hengerleacutes eseteacuten Toumlbb leacutepeacutesben toumlrteacutenő hengerleacutes eseteacuten a szuacuteraacutesonkeacutenti alakvaacuteltozaacutesi meacuterteacutekek additiacutevan viselkednek [23]

A 2 aacutebraacuten feltuumlntettem az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesaacutet egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten a (6) (7) oumlsszefuumlggeacutesekkel szaacutemolt egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben Megaacutellapiacutethatoacute hogy hengerleacutes soraacuten azonos egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes nagyobb mennyiseacutegű α-martenzit leacutetrejoumltteacutet eredmeacutenyezi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100 120

Egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes φ()

α-

ma

rte

nzit

(

)

NyuacutejtaacutesHengerleacutes

2 aacutebra Az α-martenzit mennyiseacutegeacutenek vaacuteltozaacutesa egytengelyű nyuacutejtaacutes eacutes hengerleacutes eseteacuten az egyeneacuterteacutekű alakvaacuteltozaacutes fuumlggveacutenyeacuteben

__________________________________________________________________________

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

13

Keacuterdeacutes 20

Az AC magnetomeacuteterrel veacutegzett meacutereacutesek eredmeacutenyeinek eacuterteacutekeleacuteseacuteből Jeloumllt arra a koumlvetkezteteacutesre jutott hogy a ferrit bomlaacutesi folyamata soraacuten annak maacutegneses tulajdonsaacutegai nem vaacuteltoznak Ez a megaacutellapiacutetaacutes azt jelenti hogy a meacuteg aacutet nem alakult ferritben nem jaacutetszoacutednak le olyan folyamatok amelyek a maacutegneses jellemzőket moacutedosiacutetanaacutek Keacuterdeacutesem az hogy a ferrit hibaszerkezeteacutenek eacutes oumlsszeteacuteteleacutenek vaacuteltozatlan voltaacutera van-e meacutereacutesi adata Jeloumlltnek

Sajnos a tanulmaacutenyozott SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak hibaszerkezeteacuteről eacutes oumlsszeteacuteteleacuteről nincs meacutereacutesi adatom

A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek oumlsszeteacuteteleacutenek meacutereacutese ceacuteljaacuteboacutel diplomatervező hallgatoacutemmal 2507 tiacutepusuacute SDSS korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelon veacutegeztuumlnk vizsgaacutelatokat [26] A mintaacutek egy reacuteszeacutet hengerleacutessel keacutepleacutekenyen alakiacutetottuk majd hőkezeltuumlk A ferrit eacutes ausztenit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet paacutesztaacutezoacute elektronmikroszkoacuteppal egybeeacutepiacutetett energia diszperziacutev roumlntgen analizaacutetorral vizsgaacuteltuk Az EDS meacutereacuteseket elveacutegeztuumlk az alapanyagon az 50-os eacutes a 85-os alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutekon egyaraacutent E meacutereacutesek eredmeacutenyeit mutatja az 1 taacuteblaacutezat A vaacuterakozaacutesnak megfelelően a vizsgaacutelt ausztenit eacutes ferrit szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacuteteleacuteben ndash a hengerleacutes hataacutesaacutera ndash vaacuteltozaacutes nem toumlrteacutent Az azonos faacutezishoz tartozoacute szemcseacutek keacutemiai oumlsszeteacutetele meacutereacutesi hibahataacuteron beluumlli tehaacutet azonosnak tekinthető

1 Taacuteblaacutezat A kiindulaacutesi aacutellapotuacute az 50 eacutes 85 alakiacutetottsaacuteguacute 2507 tiacutepusuacute SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet mutatja a 2 taacuteblaacutezat Megaacutellapiacutethatjuk hogy sem az ausztenit sem a ferrit oumlsszeteacuteteleacuteben nem koumlvetkezett be vaacuteltozaacutes az alkalmazott hőkezeleacutes hataacutesaacutera

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

14

2 Taacuteblaacutezat A 85 alakiacutetottsaacuteguacute hőkezeletlen eacutes 400 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek ausztenit eacutes ferrit szemcseacuteinek EDS meacutereacutessel meghataacuterozott

keacutemiai oumlsszeteacutetele [26]

Az EDS vizsgaacutelatot megkiacuteseacutereltuumlk a 85 alakiacutetottsaacuteguacute eacutes 900 degC hőmeacuterseacutekleten 40 percig hőntartott SDSS mintaacutek eseteacuten is E mintaacutek eseteacuten a ferrit mennyiseacutege maacuter csekeacutely eacutes szemcseacutei kismeacuteretűek Ezeacutert a pontszerű EDS meacutereacutes soraacuten nemcsak a vizsgaacutelni kiacutevaacutent szemcseacuteket meacuterjuumlk hanem bdquobelemeacuterjuumlkrdquo azok koumlrnyezeteacutet is Iacutegy a meacutert oumlsszeteacutetel bizonytalannaacute pontatlannaacute vaacutelik Ezeacutert vizsgaacutelataink soraacuten nem sikeruumllt a nagy alakiacutetottsaacuteguacute eacutes nagy hőmeacuterseacutekleten hőkezelt SDSS mintaacutek ferrit faacutezisaacutenak keacutemiai oumlsszeteacuteteleacutet meghataacuterozni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 21

A 2 kiacuteseacuterletsorozat mintaacuteinak maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteit DC magnetomeacuteterrel vette fel Jeloumllt A ferrittartalom a hőmeacuterseacuteklet noumlvekedeacuteseacutevel monoton csoumlkkent A ferrit bomlaacutesi folyamatainak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet is meghataacuterozta Jeloumllt Keacuterdeacutesem ezzel kapcsolatban az hogy a megadott aktivaacutelaacutesi energiaeacuterteacuteket veacuteguumll is mi szabja meg

A ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa diffuacutezioacutes faacutezisaacutetalakulaacutes aminek sebesseacutegeacutet befolyaacutesolja a csiacuterakeacutepződeacutesi sebesseacuteg eacutes a szemcseacutek noumlvekedeacutesi sebesseacutege egyaraacutent Kiacuteseacuterleteim soraacuten azt tapasztaltam hogy e faacutezisaacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli a mintaacutek előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetottsaacutega

A dolgozatom 86 oldalaacuten megadott 177 kJmol eacuterteacutekű aktivaacutelaacutesi energia az alakiacutetatlan ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacuteja

A 4 SDSS mintasorozattal kapcsolatos kiacuteseacuterleti eredmeacutenyeim (89-94 oldalak) azt mutatjaacutek hogy a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak sebesseacutegeacutet az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes jelentősen noumlveli Veacutelemeacutenyem szerint ezt az alakiacutetott ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes reacutetegződeacutesi hibaacutek sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacutese magyaraacutezza Ezek menteacuten ugyanis nagyobb a szigma-faacutezis csiacuterakeacutepződeacuteseacutenek valoacutesziacutenűseacutege maacutesreacuteszt a szigma-faacutezis kialakulaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges diffuacutezioacutes anyagaacuteramlaacutes (kroacutem eacutes molibdeacuten diffuacutezioacuteja) is gyorsabb ami e szemcseacutek noumlvekedeacuteseacutet gyorsiacutetja

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

15

Eacutertelmezeacutesem szerint tehaacutet a vizsgaacutelt SDSS oumltvoumlzet eseteacuten az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes csoumlkkenti a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutet

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 22

Az egyseacutegesen 900 oC-on kuumlloumlnboumlző ideig hőkezelt mintaacutek faacutezisanaliacuteziseacutet roumlntgendiffrakcioacutes moacutedszerrel hajtotta veacutegre Jeloumllt Az XRD -meacutereacutesek alaacutetaacutemasztottaacutek a maacutegneses megfigyeleacuteseket Ezzel a kiacuteseacuterletsorozattal kapcsolatban szeretneacutem megkeacuterdezni hogy Jeloumllt mi alapjaacuten vaacutelasztotta meg az izoterma 900 oC-os hőmeacuterseacutekleteacutet

Az eredmeacutenyek kieacuterteacutekeleacutese soraacuten az izotermikus hőkezeleacutes vaacutelasztott hőmeacuterseacuteklete (900 degC) a vizsgaacutelatok szempontjaacuteboacutel sajnos tuacutel magasnak bizonyult Ezen a hőmeacuterseacutekleten ugyanis a faacutezisaacutetalakulaacutes gyors s nem ideaacutelis az elteacuterő faacutezisaraacutenyuacute hőkezelt mintasorozat keacutesziacuteteacuteseacutehez

Reacuteszben ebből az okboacutel a kutataacutesi munkaacutejaacutet iraacutenyiacutetaacutesom alatt veacutegző PhD hallgatoacute kolleacutega Boumlgre Baacutelint jelenleg is dolgozik egy 60 darab mintaacuteboacutel aacutelloacute uacutej alakiacutetott eacutes hőkezelt 2507 tiacutepusuacute SDSS mintasorozat előkeacutesziacuteteacuteseacuten Vizsgaacutelataink soraacuten 700 eacutes 850 degC koumlzoumltti hőmeacuterseacutekletű izotermikus hőkezeleacuteseket tervezuumlnk veacutegezni

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 23

a) Az is kitűnt hogy maacuter kismeacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes is jelentősen noumlveli a ferrit termikus bomlaacutesi folyamatainak sebesseacutegeacutet Nem vilaacutegos szaacutemomra Jeloumllt eacutertelmezeacutese a ferrit bomlaacutesi sebesseacutegeacutevel kapcsolatban A ferrit megnoumlvekedett bomlaacutesi sebesseacutegeacutet a hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera az ausztenitben leacutetrejoumlvő ikerhataacuterok eacutes illeszkedeacutesi hibaacutek (= reacutetegződeacutesi hiba) sűrűseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel hozza oumlsszefuumlggeacutesbe Szerintem ennek a jelenseacutegnek nincs koumlze a DIFT-hez ami a γ-α aacutetalakulaacutes kezdőhőmeacuterseacutekleteacutenek az aacutetalakuloacute faacutezisban alakiacutetaacutes hataacutesaacutera felhalmozoacutedoacute toumlbbletenergiaacutejaacuteval kapcsolatos

b) A hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutenak a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacuteval kapcsolatban ismeacutet felmeruumll a keacuterdeacutes hogy a koraacutebbi kiacuteseacuterletsorozatban megadott aktivaacutelaacutesi energia milyen folyamatra jellemző

a) A DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation) aacutetalakulaacutest alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten iacutertaacutek le eacutes mint technoloacutegiai lehetőseacuteget hasznosiacutetjaacutek ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera Ha az ausztenit alakiacutetaacutesa soraacuten nem toumlrteacutenik dinamikus uacutejrakristaacutelyosodaacutes az alakiacutetott ausztenitben a rugalmas mechanikai energia egy reacutesze taacuteroloacutedik

Termodinamikai szempontboacutel a DIFT eacutes az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus aacutetalakulaacutes koumlzoumltti legfontosabb kuumlloumlnbseacuteget az jelenti hogy a DIFT-neacutel az alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energia is megjelenik a γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacutes hajtoacuteerejekeacutent Azaz az alakiacutetott ausztenit ferritteacute alakulaacutesaacutenak hajtoacuteereje a keacutemiai hajtoacuteerő eacutes az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacutejaacuteboacutel eredő hajtoacuteerő oumlsszegekeacutent iacuterhatoacute fel Az ausztenit alakiacutetaacutessal bevitt taacuterolt energiaacuteja keacutet fő reacuteszből aacutell a szemcsehataacuter energiaacutejaacutenak eacutes a diszlokaacutecioacutek energiaacutejaacutenak a vaacuteltozaacutesaacuteboacutel Azonban a

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

16

szemcsehataacuter energia koumlzel egy nagysaacutegrenddel kisebb mint a diszlokaacutecioacutek energiaacuteja iacutegy sok esetben figyelmen kiacutevuumll hagyhatoacute Az alakiacutetaacutes taacuterolt energiaacuteja a diszlokaacutecioacutesűrűseacuteg vaacuteltozaacutesaacutenak fuumlggveacutenye ami az alakiacutetaacutes sebesseacutegeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel noumlvekszik [27]

3 aacutebra A feluumlletegyseacutegre eső ferrit szemcseacutek szaacutema a ferrit faacutezis mennyiseacutegeacutenek fuumlggveacutenyeacuteben alakiacutetatlan eacutes előzetesen alakiacutetott mintaacutek eseteacuten [28]

A DIFT aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a csiacuterakeacutepződeacutesi folyamat az alakiacutetaacutes neacutelkuumlli statikus γrarrα aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet a szemcsenoumlvekedeacutes sebesseacutege hataacuterozza meg [28] [30] Az alacsony karbontartalmuacute oumltvoumlzetlen aceacutelok eseteacuten a ferrit szemcseacutek szaacutema folyamatosan eacutes jelentősen noumlvekszik DIFT aacutetalakulaacutes soraacuten szemben a hagyomaacutenyos izotermikus aacutetalakulaacutessal (3 aacutebra) [29] ami lehetőseacuteget ad ultrafinom szemcseacutes aceacutelok előaacutelliacutetaacutesaacutera [30]

A DIFT aacutetalakulaacutes hagyomaacutenyos eacutertelemben tehaacutet az γrarrα allotroacutep aacutetalakulaacuteshoz eacutes az alakiacutetott ausztenit faacutezisban felhalmozoacutedott toumlbbletenergiaacutehoz koumltoumltt Az alakiacutetott SDSS aceacutelokban a ferrit szekunder ausztenitre eacutes σ-faacutezisra valoacute eutektoidos bomlaacutesa (αrarrγacute+σ) ettől elteacuterő folyamat Azonban megiacuteteacuteleacutesem szerint bizonyos analoacutegiaacutet laacutethatunk a keacutet faacutezisaacutetalakulaacutesi folyamat koumlzoumltt Egyreacuteszt ugyanis mindkeacutet folyamat eseteacuten az aacutetalakulaacutes sebesseacutegeacutet noumlveli az előzetes keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes Maacutesreacuteszt mindkeacutet aacutetalakulaacutesi folyamat kinetikaacutejaacuteban szerepe van ndash az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera ndash megnoumlvekedő csiacuterakeacutepződeacutesi valoacutesziacutenűseacutegnek

A dolgozatomban hasznaacutelt megfogalmazaacutes ami szerint bdquoEredmeacutenyeim oumlsszhangban vannak az irodalomban bdquodeformation induced ferrite transformationrdquo (DIFT) neacuteven emliacutetett jelenseacutegkoumlrrelrdquo csupaacuten az emliacutetett analoacutegiaacutera kiacutevaacutentam utalni

b) Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a ferrit eutektoidos bomlaacutesaacutenak aktivaacutelaacutesi energiaacutejaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere a 21 keacuterdeacuteshez kapcsoloacutedoacutean adtam meg vaacutelaszomat

__________________________________________________________________________

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

17

Keacuterdeacutes 24

A kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben alakiacutetott LDSS aceacutelboacutel szaacutermazoacute mintaacutekon EBSD eljaacuteraacutessal alakiacutetaacutesi martenzitet nem lehetett kimutatni Jeloumllt azt is megfigyelte hogy az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacuteseacutevel az ausztenit teacuterfogathaacutenyada csoumlkkent Az alakiacutetaacutesi α-martenzit keacutepződeacuteseacutere a ferritnek minősiacutetett faacutezis szemcseacuteinek rosszabb bdquokeacutepminőseacutegeacutebőlrdquo koumlvetkeztetett Jeloumllt Meglepő hogy ennek a faacutezisnak a megjeleneacutese nem az ausztenithez koumltoumltt Mi ennek a magyaraacutezata

Az LDSS oumltvoumlzetek reacutetegződeacutesi hiba energiaacuteja ndash kisebb molibdeacuten tartalmuk miatt ndashviszonylag alacsony ezeacutert ausztenit faacutezisuk nem stabilis Iacutegy keacutepleacutekeny hidegalakiacutetaacutes hataacutesaacutera martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes toumlrteacutenhet aminek soraacuten az ausztenitből leacutetrejoumln az uacuten alakiacutetaacutesi- vagy lath-martenzit faacutezis A martenzites faacutezisaacutetalakulaacutes az LDSS aceacutelokban haacuterom lehetseacuteges kinetika szerint mehet veacutegbe azaz γrarrε γrarrα γrarrεrarrα [40] Kis meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes eseteacuten a hcp raacutecsuacute ε-faacutezis miacuteg nagy alakiacutetaacutes eseteacuten a tkk raacutecsuacute α-martenzit dominaacutel Azaz az α-martenzit faacutezis az ausztenitből keletkezik az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben Erre alapul dolgozatom 103 oldalaacuten leiacutert kieacuterteacutekeleacutesi moacutedszer eacutes a 647 aacutebraacuten szereplő diagram ami a meacutert teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek alapjaacuten lehetőveacute tette α-martenzit mennyiseacutegeacutenek meghataacuterozaacutesaacutet

Dolgozatom 97 oldalaacuten sajnos teacutevesen fogalmaztam meg az EBSD felveacutetelek magyaraacutezataacutet Az alaacutebbiakban ideacutezem a dolgozatom vonatkozoacute reacuteszleteacutet A javiacutetott megfogalmazaacutesuacute reacuteszletet alaacutehuacutezaacutessal jeloumlltem

bdquoAz 50 eacutes 80 alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepeacutet (Image Quality vagy IQ map) eacutes

faacutezis teacuterkeacutepeacutet mutatjaacutek a 636 illetve 637 aacutebraacutek hellip Az 50-os alakiacutetottsaacuteghoz tartozoacute

keacutepminőseacuteg teacuterkeacutepen laacutethatoacute hogy a ferritkeacutent azonosiacutetott tartomaacutenyok keacutepminőseacutege

gyengeacutebb mint az ausztenit szemcseacutekeacuterdquo Felteacuteteleztem hogy e ferritkeacutent azonosiacutetott

tartomaacutenyok raacutecsfeszuumlltseacuteggel terhelt torzult raacutecsuacute inhomogeacuten mezők A soumlteacutet tartomaacutenyok

ausztenit szemcseacutek amelyekben ferrit eacutes alakiacutetaacutesi martenzit faacutezis szemcseacutek egyaraacutent

talaacutelhatoacuteak bdquoE keacutet faacutezist ugyanis koumlzeli raacutecsaacutellandoacutejuk miatt az alkalmazott EBSD

berendezeacutes nem keacutepes megkuumlloumlnboumlztetnirdquo

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 25

A normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek teliacuteteacutesi polarizaacutecioacuteja nőtt amit Jeloumllt az ausztenit martenzites aacutetalakulaacutesaacuteval hoz kapcsolatba Ez a megaacutellapiacutetaacutesa ellentmondani laacutetszik a keacutepminőseacuteg-teacuterkeacutepek eacutertekeleacutese kapcsaacuten tett megaacutellapiacutetaacutesaacuteval

Az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera a paramaacutegneses ausztenit alakult aacutet ferromaacutegneses α-martenzitteacute a ferrit mennyiseacutege vaacuteltozatlan maradt Ezeacutert az oumltvoumlzetben leacutevő ferromaacutegneses faacutezisok teacuterfogataraacutenya noumlvekedett s ez a teliacuteteacutesi polarizaacutecioacute eacuterteacutekek noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezte

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 26

Zavaroacute az eacuterteacutekeleacuteskor hogy a ferrit teacuterfogathaacutenyadaacutet vaacuteltozatlannak tekintette holott kezdetben azt felteacutetelezte hogy az α -martenzit a ferritkrisztallitokban keletkezik Keacuterem ennek az oumlsszefuumlggeacutes-rendszernek a kifejteacuteseacutet tisztaacutezaacutesaacutet

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

18

Vaacutelaszom megegyezik a 25 keacuterdeacutesneacutel szereplő vaacutelaszommal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 27

Eacuterdekes az a megaacutellapiacutetaacutesa hogy az α -martenzit csak 30-os hidegalakiacutetaacutes utaacuten mutathatoacute ki Van-e sajaacutet meacutereacutesi eredmeacutenye arra neacutezve hogy 30-naacutel kisebb alakiacutetaacutes eseteacuten nem α - hanem ε-martenzit keletkezik

A keacutet faacutezis koercitiacutev tereacutenek az alakiacutetaacutes meacuterteacutekeacutenek noumlvekedeacutese koumlzbeni elteacuterő jellegű viselkedeacutese ismeacutet felveti azt a keacuterdeacutest hogy az α -martenzit veacuteguumll is melyik faacutezisban keletkezik

Az alakiacutetott LDSS mintaacuteim mindegyikeacuten faacutezisanaliacutezis ceacuteljaacuteboacutel roumlntgen diffrakcioacutes meacutereacuteseket veacutegeztem Siemens D500 XRD diffraktomeacuteter berendezeacutessel Dolgozatom 644 aacutebraacuteja e vizsgaacutelati eredmeacutenyek koumlzuumll a kiindulaacutesi eacutes a 80-os alakiacutetottsaacuteguacute aacutellapot diffrakcioacutes spektrumaacutet mutatja

Az irodalmi adatok alapjaacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutelokban a raacutecsaacutellandoacutek az alaacutebbiak ausztenit 036 nm ferrit eacutes αacute-martenzit 0287 nm hcp ε-martenzit 0254 nm illetve 0416 nm [31] Ennek alapjaacuten az ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonalaknak az ausztenit eacutes ferrit csuacutecsaitoacutel joacutel megkuumlloumlnboumlztethetőek

Roumlntgendiffrakcioacutes meacutereacuteseim soraacuten a hcp raacutecsuacute ε-martenzithez tartozoacute csuacutecs egyik minta spektrumaacuteban sem jelent meg Tehaacutet a leacutetrejoumlvő ε-martenzit mennyiseacutege a meacutereacutes kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti volt azaz szaacutemottevő mennyiseacutegű ε-martenzit az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera nem joumltt leacutetre

Maacutes szerzők (SSM Tavares et al) hengerleacutessel alakiacutetott 2205 tiacutepusuacute DSS mintaacutek roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelataacuteval szinteacuten csak az αacute-martenzit jelenleacuteteacutest tudtaacutek kimutatni ε-martenzithez tartozoacute spektrumvonal az aacuteltaluk veacutegzett kiacuteseacuterletek soraacuten sem volt kimutathatoacute [40]

Dolgozatom 641 aacutebraacuteja bemutatja a ferrit eacutes az αacute-martenzit faacutezisok koercitiacutev tereacutenek vaacuteltozaacutesaacutet a keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera Megfigyelhető a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacutese a 30 alatti alakvaacuteltozaacutesi tartomaacutenyban Ezt a ferrit szemcseacuteknek a keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera toumlrteacutenő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel magyaraacutezom

Megiacuteteacuteleacutesem szerint a ferrit koercitiacutev tereacutenek noumlvekedeacuteseacuteben az αacute-martenzit nem jaacutetszik szerepet Az αacute-martenzit faacutezis az ausztenit szemcseacutek belsejeacuteben alakul ki az alakiacutetaacutes hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő ikersiacutekok illetve a reacutetegződeacutesi hibaacutek metszeacutese koumlrnyezeteacuteben [37] [38] [39] [40]

Eredmeacutenyeim szerint ndash a vizsgaacutelt oumltvoumlzetben ndash az αacute-martenzit 30-naacutel nagyobb meacuterteacutekű keacutepleacutekeny alakiacutetaacutes hataacutesaacutera joumln leacutetre

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 28

A DC magnetomeacuteteres meacutereacutesek eredmeacutenyeacutenek a kemeacutenyseacutegmeacutereacutesi eredmeacutenyekkel valoacute oumlsszeveteacutese illetve az AC magnetomeacuteteres eredmeacutenyekkel valoacute szembesiacuteteacutese

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

19

felveti azt a keacuterdeacutest hogy a 30-os alakiacutetaacutesi meacuterteacutekig a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutese moumlgoumltt a ferrit alakiacutetaacutesi kemeacutenyedeacutese vagy a nem ferromaacutegneses ε-martenzit megjeleneacutese-e az ok

A 27 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban leiacutertak szerint a paramaacutegneses tulajdonsaacuteguacute ε-martenzit jelenleacuteteacutet a 30 alatti alakiacutetottsaacuteguacute mintaacutek eseteacuten (kiindulaacutesi aacutellapot 10 20) sem sikeruumllt kimutatni roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelattal

Felteacutetelezem hogy a vizsgaacutelt LDSS oumltvoumlzetben a 30 alatti alakiacutetaacutesi tartomaacutenyban leacutetrejoumlhetett ε-martenzit faacutezis ami a tovaacutebbi alakiacutetaacutes soraacuten fokozatosan aacutetalakult αacute-martenzitteacute A kialakuloacute ε-martenzit mennyiseacutege azonban csekeacutely a roumlntgendiffrakcioacutes vizsgaacutelat kimutathatoacutesaacutegi hataacutera alatti

Maacutesreacuteszt a koraacutebbi tanulmaacutenyokboacutel szaacutermazoacute eredmeacutenyek arra utalnak hogy alakiacutetaacutes soraacuten az ausztenites korroacutezioacuteaacutelloacute aceacutel kemeacutenyedeacuteseacutet főkeacutent az α-martenzit megjeleneacutese okozza Az ε-martenzit megjeleneacutese csak csekeacutely meacuterteacutekű kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacutest okoz [24]

Ezeacutert uacutegy iacuteteacutelem meg hogy a leacutetrejoumlvő csekeacutely mennyiseacutegű ε-martenzit megjeleneacutese a kemeacutenyseacuteg noumlvekedeacuteseacutehez szaacutemottevő meacuterteacutekben nem jaacuterult hozzaacute S iacutegy jelentőseacutege az alakiacutetaacutes soraacuten noumlvekedő diszlokaacutecioacute sűrűseacuteg hataacutesa mellett elhanyagolhatoacute

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 29

Veacutegezetuumll megfogalmazom a biacuteraacutelat 7 oldalaacuten maacuter jelzett keacuterdeacutesemet amelyre reacuteszletesebb vaacutelaszt vaacuterok Jeloumllttől Keacuterem eacutertelmezze a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutes termeacuteszeteacutere vonatkozoacute ismereteket

Az alaacutebbiakban igyekeztem reacuteszletes aacutetfogoacute de a vaacutelasz terjedelmeacutehez igazodoacute eacutertelmezeacutest adni a domeacutenfalak eacutes a kristaacutelyhibaacutek koumllcsoumlnhataacutesaacutera

A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet befolyaacutesoloacute teacutenyezők

Az aacutetmaacutegnesezeacutesi folyamat keacutet alapvetően elteacuterő kinetikaacutejuacute folyamatra bonthatoacute A viszonylag kis kuumllső teacuter tartomaacutenyban az aacutetmaacutegneseződeacutes a domeacutenfalak mozgaacutesaacuteval amiacuteg a teliacuteteacuteshez koumlzeli nagy teacuter tartomaacutenyban a maacutegneses momentumok aacutetfordulaacutesaacuteval azaz a momentumforgaacutessal valoacutesul meg (4 aacutebra)

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

20

4 aacutebra Az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamat keacutet elteacuterő kinetikaacutejuacute tartomaacutenya egy hipotetikus első maacutegnesezeacutesi goumlrbe menteacuten

A domeacutenfalmozgaacutesi tartomaacutenyban a falak olyan moacutedon mozdulnak el hogy azon domeacutenek teacuterfogata amelyeknek az orientaacutecioacuteja megegyezik vagy koumlzel esik a kuumllső maacutegnesező teacuter iraacutenyaacutehoz noumlvekszik a szomszeacutedos domeacutenek rovaacutesaacutera A maacutegneses teliacuteteacutes aacutellapotaacuteban az anyagban leacutevő oumlsszes maacutegneses momentum a kuumllső teacuter iraacutenyaacuteba aacutell be s iacutegy a teljes teacuterfogat egy domeacutenneacute vaacutelik a domeacutenfalak megszűnnek

A hibamentes egykristaacutelyos anyagokban a domeacutenfalak elmozdulaacutesa leacutenyegeacuteben akadaacutelymentes mozgaacutesuk a kuumllső teacuternek folyamatos fuumlggveacutenye a maacutegnesezeacutesi folyamat reverzibilis

A kristaacutelyhibaacutekat maradoacute feszuumlltseacutegeket tartalmazoacute polikristaacutelyos anyagokban az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfalak uacutetjaacuteba akadaacutelyok keruumllnek amik mozgaacutesukat neheziacutetik vagy lehetetlenneacute teszik neheziacutetve ezzel az aacutetmaacutegneseződeacutesi folyamatot A domeacutenfalak mozgaacutesaacutet bdquoakadaacutelyokrdquo (pinning sites) eacutes a maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek egyaraacutent akadaacutelyozzaacutek [9] Ahol bdquoakadaacutelyrdquo alatt eacutertjuumlk az oumltvoumlzetekben leacutetrejoumlvő kivaacutelaacutesokat peacuteldaacuteul karbid foszfid szulfid vagy egyeacuteb krisztallitokat az uumlregeket eacutes repedeacuteseket Maacutegneses szempontboacutel az akadaacutelyok a koumlrnyező anyagtoacutel elteacuterő spontaacuten maacutegnesezettseacutegű teacuterfogat reacuteszek Esetenkeacutent az akadaacutelyok maacutegnesezettseacutege zeacuterus ilyenek peacuteldaacuteul a folytonossaacutegi hiaacutenyok (uumlregek repedeacutesek) eacutes a nem maacutegneses (para- dia- vagy antiferromaacutegneses) szemcseacutek

Az akadaacutelyok eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A domeacutenekből aacutelloacute maacutegnesezett teacuterfogat egyensuacutelyi aacutellapotaacutet meghataacuterozoacute keacutet legfontosabb energetikai tag a domeacutenfal energia eacutes a magnetosztatikus energia [9] (293 oldal) Az egyensuacutelyi domeacutenmeacuteret e keacutet tagboacutel aacutelloacute kifejezeacutes minimalizaacutelaacutesaacuteval hataacuterozhatoacute meg

dwms EEE += (8)

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

21

Amikor az elmozduloacute domeacutenfal raacutefut egy akadaacutelyra azon megakad Ennek egyik oka a domeacutenfal feluumlleteacutenek eacutes iacutegy a domeacutenfal energiaacutejaacutenak csoumlkkeneacutese (5a eacutes 5b aacutebraacutek) Ha r sugaruacute goumlmbnek teacutetelezzuumlk fel az akadaacutelyt akkor a domeacutenfal energia csoumlkkeneacutese π r2 σ ahol σ az egyseacutegnyi feluumlletű fal energiaacuteja Neacuteel (1944) raacutemutatott arra hogy az akadaacutelyok (kivaacutelaacutesok) feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes (uacuten szabad maacutegneses poacutelusok) illetve ennek vaacuteltozaacutesa nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterul az akadaacutelyok falmozgaacutest neheziacutető hataacutesaacutehoz

A 5c aacutebra szerinti goumlmb alakuacute kivaacutelaacutes feluumlleteacuten kialakuloacute maacutegneses poacuteluseloszlaacutes magnetosztatikus energiaacuteja a (9) kifejezeacutes szerinti

πmicro=micro=

3

32

S0

2

Sd0msm

JrM

9

2VMN

2

1E

(9)

Ahol Nd a lemaacutegnesezeacutesi teacutenyező Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg V a szemcse teacuterfogata r a goumlmb sugara

Ha a domeacutenfal raacutefut az akadaacutelyra a poacuteluseloszlaacutes megvaacuteltozik (5d aacutebra) a (9) szerinti magnetosztatikus energia koumlzel a feleacutere csoumlkken amivel a domeacutenfal tovaacutebbi mozgaacutesaacutet illetve leszakadaacutesaacutet az akadaacutelyroacutel neheziacuteti

5 aacutebra Az bdquoakadaacutelyokrdquo eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa [9]

Neacuteel elmeacuteleti megfontolaacutesok alapjaacuten javasolta a tuumlske (spike) eacutes lezaacuteroacute (closure) domeacutenek felteacutetelezeacuteseacutet is A spike domeacutenek leacutetezeacuteseacutet 1947-ben Williams igazolta FeSi oumltvoumlzeten

A teljes meacuterteacutekben a domeacuten belsejeacuteben leacutevő kocka alakuacutenak felteacutetelezett kivaacutelaacutes feluumlleteacuten relatiacuteve nagy maacutegneses poacutelussűrűseacuteg alakul ki (6a aacutebra) amit a kialakuloacute nagy feluumlletű tuumlske domeacutenek csoumlkkentetnek illetve a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltte megszuumlntet Azaz a kivaacutelaacutes magnetosztatikus energiaacutejaacutet a tuumlske domeacutenek csoumlkkentik a lezaacuteroacute domeacutenek kialakulaacutesa pedig zeacuterusra redukaacutelja [1] [9] Tehaacutet ha egy domeacutenfal aacutetmetsz egy akadaacutelyt annak magnetosztatikus energiaacuteja zeacuterusra csoumlkken(het) a lezaacuteroacute domeacutenek leacutetrejoumltteacutevel Ennek bdquoaacuterardquo hogy a teljes rendszer energiaacutejaacutet noumlveli a hozzaacuteadoacutedoacute domeacutenek domeacutenfal energiaacuteja ami azonban elhanyagolhatoacute a magnetosztatikus energia csoumlkkeneacutese mellett

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

22

6 aacutebra A tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek egy kocka alakuacute kivaacutelaacutes koumlruumll

Megaacutellapiacutethatoacute hogy az akadaacutelyok koumlruumll kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek erősebb koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a mozgoacute domeacutenfalakkal mint az akadaacutely maga A domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacuteseit szemleacutelteti a 7 aacutebra Az elmozdulaacutes soraacuten előszoumlr a lezaacuteroacute domeacutenek hosszuacutekaacutes csőszerű domeacutenekkeacute alakulnak illetve uacutej domeacutenek joumlnnek leacutetre (7b aacutebra) amit a csődomeacutenek megnyuacutelaacutesa koumlvet (7c aacutebra) Az aacutetmaacutegneseződeacutes e folyamatai reverzibilisek azaz a maacutegnesező teacuter megszűneacuteseacutevel az eredeti domeacutenkeacutep visszaaacutell a folyamat energia vesztesseacuteggel nem jaacuter A fal tovaacutebbi kritikus meacuterteacutekű elmozdulaacutesa soraacuten a csődomeacutenek lepattannak a mozgoacute domeacutenfalroacutel eacutes a fal akadaacutelytalanul tovaacutebbhalad (7d aacutebra) Ez a maacutegnesezettseacuteg ugraacutesszerű megvaacuteltozaacutesaacutet okozoacute uacuten Barkhausen-ugraacutes ami maacuter irreverzibilis domeacutenfalmozgaacutest jelent

7 aacutebra Domeacutenfal akadaacutelyon valoacute aacutethaladaacutesaacutenak leacutepeacutesei [9]

Megaacutellapiacutethatjuk tehaacutet hogy kis eacutes nagymeacuteretű akadaacutelyok egyaraacutent neheziacutetik a domeacutenfalak mozgaacutesaacutet A kismeacuteretűek főkeacutent annak reacuteveacuten hogy csoumlkkentik az őket tartalmazoacute domeacutenfal energiaacutejaacutet a nagymeacuteretűek pedig a koumlruumlloumlttuumlk kialakuloacute tuumlske eacutes lezaacuteroacute domeacutenek reacuteveacuten Egyseacutegnyi teacuterfogatuacute akadaacutely akkor akadaacutelyozza a legnagyobb meacuterteacutekben a domeacutenfal mozgaacutest ha meacuterete koumlzel megegyező az elmozduloacute domeacutenfal vastagsaacutegaacuteval

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

23

A mechanikai feszuumlltseacutegek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A mechanikai feszuumlltseacutegeket keacutet alapvető csoportra oszthatjuk Beszeacutelhetuumlnk kuumllső feszuumlltseacutegekről amiket kuumllső terhelő erők hoznak leacutetre eacutes maradoacute feszuumlltseacutegekről amik az anyagban visszamaradnak a kuumllső terheleacutes megszűneacuteseacutet koumlvetően A maradoacute feszuumlltseacutegeket hatoacutetaacutevolsaacuteguk alapjaacuten feloszthatjuk makro- eacutes mikrofeszuumlltseacutegekre A makrofeszuumlltseacutegek koumlzel aacutellandoacuteak a szemcsemeacuteretet meghaladoacute meacuteretű tartomaacutenyokban amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek eacuterteacuteke jelentősen vaacuteltozik sokszor előjele is megfordul a szemcsemeacuteretnek megfelelő meacuterettartomaacutenyokban A maradoacute mikrofeszuumlltseacutegek a kristaacutelyhibaacutek elsősorban a diszlokaacutecioacutek feszuumlltseacutegtereacuteből adoacutedoacutednak Ezek a kristaacutelyhibaacutek velejaacuteroacutei azoktoacutel nem vaacutelaszhatoacutek el iacutegy a reaacutelis anyagok eseteacuten mindig megjelennek Meacuternoumlki szempontboacutel a maradoacute makrofeszuumlltseacutegek fontosabbak ugyanis ezek az inhomogeacuten keacutepleacutekeny alakvaacuteltozaacutes hataacutesaacutera illetve faacuteradaacutesi toumlreacutesi folyamatok soraacuten alakulnak ki A makrofeszuumlltseacutegek tehaacutet az anyag előeacuteleteacutetől fuumlggőek azonban megfelelő hőkezeleacutessel nagymeacuterteacutekben csoumlkkenthetőek A makrofeszuumlltseacutegek a roumlntgen diffrakcioacutes spektrum vonalainak eltoloacutedaacutesaacutet amiacuteg a mikrofeszuumlltseacutegek e vonalak kiszeacutelesedeacuteseacutet okozzaacutek

A kuumllső eacutes a maradoacute feszuumlltseacutegek mindkeacutet fajtaacuteja koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a domeacutenekkel eacutes domeacutenfalakkal Amint az a koumlvetkezőkből kitűnik egymaacutesra gyakorolt hataacutesukat feszuumlltseacutegterek kuumllcsoumlnhataacutesakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk

A kristaacutelyhibaacutek eacutes domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesa

A kristaacutelyhibaacutek mindegyike torziacutetja a kristaacutelyraacutecsot ami a hibaacutek koumlrnyezeteacuteben mechanikai feszuumlltseacutegteret hoz leacutetre Ez a feszuumlltseacutegteacuter leacutephet koumllcsoumlnhataacutesba a domeacutenfalak koumlrnyezeteacuteben kialakuloacute feszuumlltseacutegekkel s iacutegy hataacutest gyakorol a falak mozgaacutesaacutera

A domeacutenfalaknak eredő maacutegneses momentumuk van Az 8 aacutebra bemutatja egy 180deg-os domeacutenfal keacutepeacutet az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (8a aacutebra) eacutes arra merőleges (8b aacutebra) iraacutenyokboacutel A 8b aacutebra szemleacutelteti a domeacutenfalnak eredő maacutegneses momentumaacutet ami merőleges a szomszeacutedos domeacutenek iraacutenyaacutera A magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt a maacutegneses momentummal rendelkező tartomaacutenyoknak rugalmasan deformaacuteloacutednak eacutes ezeacutert bennuumlk feszuumlltseacutegek joumlnnek leacutetre Tekintve hogy a domeacutenfalak vastagsaacutega leacutenyegesen kisebb mint a domeacutenek meacuterete ezeacutert a domeacutenfalban foglalt anyagreacutesz nem keacutepes szabadon alakvaacuteltozni aminek eredmeacutenyekeacuteppen a domeacuten eacutes a domeacutenfal koumlzoumltt feszuumlltseacuteg alakul ki A 8 aacutebra aacuteltal bemutatott esetben ez a feszuumlltseacuteg merőleges a domeacutenek orientaacutecioacutejaacutera Fogalmazhatunk tehaacutet uacutegy hogy a domeacutenfalak sajaacutetsaacutegos mikrofeszuumlltseacuteget hoznak leacutetre az anyagban ami koumllcsoumlnhataacutesba leacutep a kristaacutelyhibaacutek feszuumlltseacutegtereacutevel

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

24

8 aacutebra Egy 180deg-os domeacutenfal keacutepe az elvaacutelasztott domeacutenek iraacutenyiacutetottsaacutegaacuteval paacuterhuzamos (a) eacutes arra merőleges (b) iraacutenyokboacutel A (b) aacutebra mutatja a domeacutenfal eredő maacutegneses momentumaacutet ami a bemutatott esetben merőleges a szomszeacutedos domeacutenek

iraacutenyaacutera [12]

A 9a aacutebra aacuteltal bemutatott eset egy pozitiacutev magnetostrikcioacutejuacute anyag (pl aceacutel) spontaacuten maacutegneseződeacutes eredmeacutenyekeacuteppen leacutetrejoumlvő haacuterom domeacutenjeacutet mutatja be az őket elvaacutelasztoacute 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalakkal (A szaggatott vonalak eacuterzeacutekeltetik az egyes reacuteszek kiterjedeacuteseacutet ha azok szabad alakvaacuteltozaacutesra lenneacutenek keacutepesek) A minta hossztengelye menteacuten kialakuloacute a magnetostrikcioacuteboacutel eredő feszuumlltseacuteg y-komponenseacutet mutatja a 9b aacutebra A magnetostikcioacute aacuteltal leacutetrehozott mikrofeszuumlltseacutegek a λE nagysaacutegrendjeacuteben vannak (ahol λ a magnetistrikcioacutes aacutellandoacute E a Young-modulusz) Ez a szerkezeti aceacutelok eseteacuten 7 Mpa koumlruumlli eacuterteacutek ami viszonylag csekeacutely azonban a domeacutenek illetve domeacutenfalak eacutes kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutest lehetőveacute teszi

9 aacutebra Peacutelda a magnetostrikcioacute aacuteltal okozott mikrofeszuumlltseacutegekre [9] (A zeacuteroacute szint paramaacutegneses aacutellapotuacute anyagra vonatkozik)

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

25

Ha a szokaacutesos meghataacuterozaacutestoacutel elteacuterő moacutedon kristaacutelyhibaacutenak tekintuumlnk minden olyan raacutecsbeli keacutepződmeacutenyt ami mikrofeszuumlltseacuteget hoz leacutetre a raacutecsban akkor a domeacuteneket eacutes a domeacutenfalakat kristaacutelyhibakeacutent is eacutertelmezhetjuumlk Ilyen eacutertelemben a ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenek illetve domeacutenfalak koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesokat tekinthetjuumlk kristaacutelyhibaacutek koumlzoumltti koumllcsoumlnhataacutesoknak amikben ezek feszuumlltseacutegtere hat egymaacutesra

A diszlokaacutecioacuteknak a domeacutenfalak mozgaacutesaacutera gyakorolt hataacutesaacutenak vizsgaacutelatakor figyelembe kell venni hogy a diszlokaacutecioacute koumlruumll kialakuloacute feszuumlltseacutegteacuter aacutetmeacuterője kisebb mint a szokaacutesos domeacutenfal vastagsaacuteg eacutes a diszlokaacutecioacute vonala aacuteltalaacuteban nem paacuterhuzamos a mozgoacute domeacutenfallal Ezeacutert a rendezetlen diszperz eloszlaacutesuacute diszlokaacutecioacutek viszonylag gyenge koumllcsoumlnhataacutest mutatnak a domeacutenfalakkal Ha a diszlokaacutecioacutes szerkezet aacutetalakul a diszlokaacutecioacutek sorokba rendeződnek diszlokaacutecioacute laacutencok szubszemcse hataacuterok joumlnnek leacutetre uacutegy azok hateacutekonyabban akadaacutelyozzaacutek a diszlokaacutecioacutek mozgaacutesaacutet

Ismert hogy a spontaacuten maacutegneseződeacutesi folyamat eredmeacutenyekeacuteppen kialakuloacute domeacutenek mindig valamelyik koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacutenyba mutatnak Iacutegy az aceacutelok eseteacuten (ahol a koumlnnyű maacutegnesezeacutesi iraacuteny az lt100gt) 90deg eacutes 180deg-os domeacutenfalak joumlnnek leacutetre Ezek mozgaacutesi elteacuterő moacutedon toumlrteacutenik Ha egy 90deg-os fal aacutethalad egy tartomaacutenyon akkor ott a magnetostrikcioacute jelenseacutege miatt meacuteretvaacuteltozaacutes toumlrteacutenik ami megvaacuteltoztatja a teacuterfogatreacutesz feszuumlltseacutegi aacutellapotaacutet A 180deg-os fal elmozdulaacutesakor csak a maacutegnesezettseacuteg iraacutenya vaacuteltozik (ellenteacutetesre) iacutegy tovaacutebbi magnetostrikcioacutes feszuumlltseacuteg nem joumln leacutetre [10]

A ponthibaacutek diszlokaacutecioacutek eacutes feluumlletszerű hibaacutek eacutes a domeacutenfalak koumllcsoumlnhataacutesaacutenak leiacuteraacutesaacutera szaacutemos bonyolult analitikus modell keacuteszuumllt [11] [13] [14] Az alaacutebbiakban keacutet modell alapgondolataacutet eacutes veacutegeredmeacutenyeacutet mutatom be

A Kersten-Neacuteel modell [1]

Ez a modell egymaacutestoacutel l taacutevolsaacutegban leacutevő keacutet akadaacutelyon elakadt domeacutenfal mozgaacutesaacutet vizsgaacutelja Felteacutetelezi hogy a domeacutenfal rugalmas membraacutenkeacutent iacuterhatoacute le kuumllső teacuter hataacutesaacutera az elmozdulni kiacutevaacutenoacute domeacutenfal kihajlik majd a teacuter zeacuterusra valoacute csoumlkkeneacutese eseteacuten rugalmasan visszaegyenesedik leiacuterva ezzel a vesztesseacuteg mentes reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamatot (10 aacutebra)

10 aacutebra A domeacutenfal deformaacutecioacuteja a kuumllső maacutegnesező teacuter hataacutesaacutera [1]

A domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

26

( )L3

coscoshlM2

21

22

S0in

πγ

θminusθmicro=κ

(10)

A kihajloacute domeacutenfal amikor eleacuteri a kritikus meacuterteacutekű kihajlaacutest bdquolepattanrdquo az akadaacutelyokroacutel eacutes tovaacutebb halad A falnak az akadaacutelyokroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

( )21S0

kritikusC

coscoslM

cosH

θminusθmicro

φγ= π

(11)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg l a taacutevolsaacuteg a keacutet akadaacutely (pinning site) koumlzoumltt L a domeacuten hosszuacutesaacutega γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja h a domeacutenfal magassaacutega (10 aacutebra szerint) θ1 eacutes θ2 a maacutegnesezettseacuteg eacutes a kuumllső maacutegneses teacuter relatiacutev szoumlge a domeacutenfal keacutet oldalaacuten Φkritikus a domeacutenfal kritikus kihajlaacutesaacutet jellemző szoumlg (a veacutegpontokon az egyenes domeacutenfal normaacutelisa eacutes a kihajloacute fal eacuterintője koumlzoumltti szoumlg)

Laacutethatoacute hogy az akadaacutelyok taacutevolsaacutegaacuteval a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos azaz az egymaacuteshoz koumlzeli akadaacutelyok domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint az egymaacutestoacutel nagy taacutevolsaacutegban leacutevőkeacute

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

27

A Globus-Guyot modell [1]

Ezt a modellt elsősorban ferritek maacutegneses tulajdonsaacutegainak modellezeacuteseacutere fejlesztetteacutek de alkalmazhatoacutenak bizonyult maacutes anyagok eseteacuten is a szemcsehataacuterokon elakadt azokon kezdetben rugalmas membraacutenkeacutent viselkedő majd a kritikus teacuter eleacutereacutesekor azokroacutel leszakadoacute domeacutenfalak viselkedeacuteseacutenek leiacuteraacutesaacutera

A szemcsehataacuteron elakadt domeacutenfal kismeacuterteacutekű kihajlaacutesaacuteboacutel szaacutemiacutetott kezdeti szuszceptibilitaacutes (κin)

πγ

micro=κ

DM2

S0in

(12)

A falnak a szemcsehataacuterroacutel valoacute leszakiacutetaacutesaacutehoz (unpinning) szuumlkseacuteges kritikus teacuter

DM

f2H

S0

Cmicro

= (13)

Ahol Ms a teliacuteteacutesi maacutegnesezettseacuteg D a szemcsemeacuteret γπ az egyseacutegnyi feluumlletű domeacutenfal energiaacuteja f a szemcsehataacuternak az egyseacutegnyi hosszuacutesaacuteguacute domeacutenfalra gyakorolt akadaacutelyozoacute hataacutesaacutet kifejező teacutenyező (bdquopinning forcerdquo amiről felteacutetelezi a modell hogy fuumlggetlen az alkalmazott kuumllső teacutertől)

A modell szerint a kritikus teacuter fordiacutetottan araacutenyos a szemcsemeacuterettel azaz a kis szemcseacutek hataacuterainak domeacutenfal mozgaacutest neheziacutető hataacutesa leacutenyegesen nagyobb mint a nagymeacuteretűekeacute Ez a megaacutellapiacutetaacutes oumlsszhangban van a koercitiacutev teacuter eacutes a szemcsemeacuteret koumlzoumltt ismert fordiacutetott araacutenyossaacuteggal

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 30

a) Az 1 teacutezist ndash amely leacutenyegeacuteben a toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modell kidolgozaacutesaacutenak eacutes alkalmazaacutesi lehetőseacutegeinek teacutenyeacutet roumlgziacuteti ndash elfogadom ha Jeloumllt a biacuteraacutelatomban megfogalmazott keacuterdeacutesre egyeacutertelmű eacutes az MH modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutet illetően pozitiacutev vaacutelaszt ad

b) Megjegyzem hogy az eacutertekezeacutesben a ferrimaacutegneses anyagokra vonatkozoacute eredmeacutenyeket nem talaacuteltam iacutegy a 1 teacutezis eacuterveacutenyesseacutegeacutet csak a ferromaacutegneses faacutezist vagy faacutezisokat tartalmazoacute anyagokra neacutezve laacutetom bizonyiacutetottnak

a) Tisztelt Biacuteraacuteloacutem az MH-modell uacutejdonsaacutegtartalmaacutera vonatkozoacute keacuterdeacuteseacutere szeretneacutem ismertetni a modell kidolgozaacutesaacuteban eacutes alkalmazaacutesaacuteban veacutegzett munkaacutemat A Takaacutecs Jenő Professzor Uacuter aacuteltal publikaacutelt a maacutegneses hisztereacutezis leiacuteraacutesaacutera kidolgozott T(x) elnevezeacutesű modellt 2005 eacutev soraacuten ismertem meg az [32] publikaacutecioacute alapjaacuten Első leacutepeacuteskeacutent e modell eredeti vaacuteltozataacutenak alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam meg kuumlloumlnboumlző laacutegymaacutegneses oumltvoumlzetekre Azt tapasztaltam hogy a T(x) modell csak meglehetősen pontatlanul illeszthető a normaacutel maacutegnesezeacutesi goumlrbe ndash origoacutetoacutel a teliacuteteacutesig terjedő ndash teljes tartomaacutenyaacutera Ennek alapvető oka az hogy a T(x) modell a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera lineaacuteris

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

28

fuumlggveacutenyt hasznaacutel ami a teliacuteteacutesi jelenseacuteg leiacuteraacutesaacutet lehetetlenneacute teszi Ezeacutert a T(x) modellben szereplő a reverzibilis maacutegnesezeacutesi folyamat leiacuteraacutesaacutera szolgaacuteloacute lineaacuteris tagot a fizikailag indokolhatoacutebb tanh fuumlggveacutenyre moacutedosiacutetottam eacutes kizaacuteroacutelag a megkuumlloumlnboumlztethetőseacuteg ceacuteljaacuteboacutel a modell e vaacuteltozataacutet hiperbolikus modellnek neveztem el

Ez koumlvetően a hiperbolikus modell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet tanulmaacutenyoztam jelentősen elteacuterő maacutegneses jellemzőkkel rendelkező laacutegymaacutegneses oumltvoumlzeteken Megaacutellapiacutetottam hogy a modell e verzioacuteja csak a maacutegneses szempontboacutel homogeacuten ndash egy ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute ndash oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera alkalmas A maacutegneses szempontboacutel inhomogeacuten azaz toumlbb elteacuterő maacutegneses tulajdonsaacuteguacute faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek eseteacuten a hiperbolikus modell e vaacuteltozata maacuter nem adott kieleacutegiacutető eredmeacutenyt

A kutataacutes e pontjaacuten vettem fel a kapcsolatot Takaacutecs Professzor Uacuterral az Oxfordi Egyetemen eacutes haacuterom eacuteven aacutet (2006-2008) koumlzoumlsen dolgoztunk a hiperbolikus fuumlggveacutenyekből feleacutepiacutethető modell tovaacutebbfejleszteacuteseacuten Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten javasoltam a modell kiterjeszteacuteseacutet a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist eacutesvagy szoumlvetelemet tartalmazoacute oumltvoumlzetekre Felteacuteteleztuumlk hogy e feacutemtani rendszerekre is eacuterveacutenyes a szuperpoziacutecioacute elve azaz az elteacuterő maacutegneses viselkedeacutesű tartomaacutenyok maacutegneses hozzaacutejaacuterulaacutesa egymaacutestoacutel fuumlggetlennek tekinthető Koumlzoumls munkaacutenk soraacuten a hiperbolikus modellt alkalmassaacute tettuumlk arra hogy toumlbb maacutegneses elemet tartalmazoacute azaz peacuteldaacuteul toumlbb ferro- illetve ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute feacutemtani faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek maacutegnesezeacutesi goumlrbeacuteinek leiacuteraacutesaacutera is alkalmazhatoacute legyen Elveacutegeztuumlk a modell validaacutelaacutesaacutet az aacuteltalam javasolt reacutetegezett modell mintaacutekon aminek eredmeacutenye a [33] szaacutemuacute koumlzoumls publikaacutecioacutenkban jelent meg A tovaacutebbiakban a hiperbolikus modell kiterjesztett vaacuteltozataacutet toumlbbfaacutezisuacute hiperbolikus modellnek (Multiphase Hyperbolic Modell illetve MH-modell) neveztem

Elkeacutesziacutetettem az MH-modell kezeleacuteseacutehez a maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutek grafikus megjeleniacuteteacuteseacutehez eacutes a maacutegneses elemekre bontaacuteshoz szuumlkseacuteges LabView alapuacute szoftvert amit keacutesőbbi munkaacuteim soraacuten hasznaacuteltam

Az MH-modell fejleszteacutese tehaacutet Takaacutecs Professzor Uacuterral veacutegzett koumlzoumls munkaacutenk soraacuten toumlrteacutent a 2006 2007 2008 eacutevekben A kutatoacutemunka soraacuten ndash megiacuteteacuteleacutesem szerint ndash jelentősen hozzaacutejaacuterultam a T(x) illetve hiperbolikus modellnek a toumlbb ferromaacutegneses faacutezist tartalmazoacute oumltvoumlzetek leiacuteraacutesaacutera valoacute kiterjeszteacuteseacutehez (azaz az MH-modell kidolgozaacutesaacutehoz) Ennek alapjaacuten fogalmaztam meg az 1 teacutezispontomat

A tovaacutebbi eacutevekben immaacuter Takaacutecs Professzor Uacutertoacutel fuumlggetlenuumll veacutegzett kutataacutesi munkaacuteim soraacuten az MH-modell tovaacutebbi validaacutelaacutesaacutet veacutegeztem el Lean duplex korroacutezioacuteaacutelloacute [34] eacutes TRIP aceacutelokra [35] [36] tovaacutebbaacute a modell anyagvizsgaacutelati alkalmazaacutesi lehetőseacutegeit vizsgaacuteltam illetve dolgoztam ki

b) A domeacutenszerkezettel rendelkező anyagok (ferro- antiferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok) koumlzuumll makroszkopikus erős maacutegneses tulajdonsaacutegot a ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagok mutatnak E keacutet anyagcsalaacuted maacutegnesezeacutesi goumlrbeacutei nagymeacuterteacutekben hasonloacuteak a maacutegneses meacutereacutesek soraacuten leacutenyegeacuteben azonos moacutedon viselkednek

Vizsgaacutelataim soraacuten toumlbbseacutegeacuteben olyan mintaacutekat (reacutetegezett mintaacutek LDSS TRIP oumltvoumlzetek) vizsgaacuteltam amelyekben ferromaacutegneses teacuterfogatelemek illetve szoumlvetelemek talaacutelhatoacuteak

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

29

Aacutelliacutetaacutesaimat igyekeztem pontosan eacutes aacuteltalaacutenosan megfogalmazni Ezeacutert megaacutellapiacutetaacutesaimat a makroszkopikus maacutegneses tulajdonsaacutegaikban szinte azonos moacutedon viselkedő ferro- eacutes ferrimaacutegneses anyagokra egyaraacutent kiterjesztettem

Az MH-modell alkalmazaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute olyan kiacuteseacuterleti eredmeacutenyem ahol a maacutegneskoumlr ferrimaacutegneses elemet is tartalmazott csupaacuten egy van A 434 pontban ismertetett meacuterőfej eacutes leacutegreacutes fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes igazolaacutesaacutehoz kapcsoloacutedoacute meacutereacuteseim soraacuten az egyik vaacutelasztott maacutegnesező jaacuterom anyaga ferrimaacutegneses tulajdonsaacuteguacute porkohaacuteszati eljaacuteraacutessal gyaacutertott MnZn ferrit mag volt Az MH-modell hasznaacutelataacuteval veacutegrehajtott kieacuterteacutekeleacutes a ferrimaacutegneses reacuteszt tartalmazoacute maacutegneskoumlr eseteacuten is a ndash csak ferromaacutegneses elemeket tartalmazoacute esetekhez hasonloacutean ndash sikeres volt

Egyeteacutertek Tisztel Biacuteraacuteloacutemmal ferrimaacutegneses viselkedeacutesű szoumlvetelemet (peacuteldaacuteul Fe3O4 oumlsszeteacutetelű magnetitet) is tartalmazoacute minta vizsgaacutelata aacutelliacutetaacutesom eacuterveacutenyesseacutegeacutenek ferrimaacutegneses anyagokra valoacute kiterjeszteacuteseacutet erősiacutetette volna

__________________________________________________________________________

Keacuterdeacutes 31

A 2 teacutezisben foglalt aacutelliacutetaacutest a 434 fejezetben koumlzoumllt eredmeacutenyek alapjaacuten bizonyiacutetottnak tartom de a koumlzoumllt megfogalmazaacutesban nem tudom elfogadni Felteacutetlenuumll szerepelnie kellene a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a maacutegnesező jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute informaacutecioacutenak Megiacuteteacuteleacutesem szerint a leacutegreacutes a maacutegneses koumlr bdquoelemeacutenekrdquo tekinthető iacutegy a 2 teacutezisben az uacutej aacutelliacutetaacutest a jaacuterom anyagaacutetoacutel eacutes alakjaacutetoacutel valoacute fuumlggetlenseacuteg jelenti

Egyeteacutertek Tisztelt Biacuteraacuteloacutemmal a 2 teacutezis megfogalmazaacutesa toumlbb ndash a leacutegreacutes meacutereteacutere eacutes a jaacuterom anyagaacutera vonatkozoacute ndash reacuteszlet ismerteteacuteseacutevel pontosabb lenne

Amint azt dolgozatomban eacutes a 7 keacuterdeacutesre adott vaacutelaszomban ismertettem a meacuterőfejtől eacutes a leacutegreacutes nagysaacutegaacutetoacutel fuumlggetlen meacutereacutesi eljaacuteraacutes kidolgozaacutesakor illetve az ehhez kapcsoloacutedoacute vizsgaacutelatok soraacuten haacuterom elteacuterő anyaguacute (lemezelt FeSi MnZn ferrit laacutegyvas) meacuterőfejet hasznaacuteltam A meacuterőfejek geometriaacuteja a gerjesztő eacutes detektor tekercsek menetszaacutemai tovaacutebbaacute a keacuteszuumlleacutek egyeacuteb reacuteszei mint a meghajtoacute eacutes meacuterő erősiacutető minden esetben azonosak voltak A leacutegreacutes meacutereteacutet a 0 ndash 12 mm tartomaacutenyban vaacuteltoztattam A mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek a leacutegreacutes meacutereteacutetől fuumlggetlennek adoacutedtak a 0 ndash 08 mm leacutegreacutes tartomaacutenyban

A meacuterőfej eacutes a minta felsziacutene koumlzoumltti leacutegreacutes nyilvaacutenvaloacutean a maacutegneses koumlr elemeacutenek tekintendő s mint ilyet azt az MH-modell reverzibilis tagja figyelembe is veszi Tehaacutet a leacutegreacutest mint tovaacutebbi maacutegneses elemet a modell feiacuteraacutesa soraacuten nem kell figyelembe vennuumlnk

Tisztelt Biacuteraacuteloacutemnak a 2 teacutezis megfogalmazaacutesaacutenak pontossaacutegaacutera vonatkozoacute eacuteszreveacuteteleacutevel egyeteacutertek Aacutellaacutespontomat azonban fenntartom abban a keacuterdeacutesben hogy a kidolgozott eljaacuteraacutes alkalmas a mintaacutera vonatkozoacute meacutereacutesi eredmeacutenyek leacutegreacutestől a meacuterőfej anyagaacutetoacutel eacutes geometriaacutejaacutetoacutel fuumlggetlen kieacuterteacutekeleacuteseacutere

__________________________________________________________________________

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

30

Ismeacutetelten koumlszoumlnoumlm Verő Professzor Uacuter szakeacutertő eacutes gondos biacuteraacuteloacutei munkaacutejaacutet

Budapest 2015 maacutercius 10

Meacuteszaacuteros Istvaacuten

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

31

Hivatkozott irodalom

[1] G Veacutertesy I Tomaacutes I Meacuteszaacuteros Non-destructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 310 76-82 (2007)

[2] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Nondestructive indication of plastic deformation of cold-rolled stainless steel by magnetic minor hysteresis loops measurement J MAGN MAGN MATER 285 (3) 335-342 (2005)

[3] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Optimization of Material Characterization by Adaptive Testing In ICSC 2006 (Fourth International Conference on Soft Computing Applied in Computer and Economic Environments) 2006 pp 57-63

[4] G Veacutertesy I Meacuteszaacuteros I Tomas Nondestructive magnetic characterization of TRIP steels NDTamp E INT 54 107-114 (2013)

[5] Veacutertesy Gaacutebor Uchimoto Tetsuya Takagi Toshiyuki Tomaacutes Ivan Stupakov O Meacuteszaacuteros Istvaacuten Paacutevoacute Joacutezsef Minor hysteresis loops measurements for characterization of cast iron PHYSICA B 372 (1-2) 156-159 (2006)

[6] G Veacutertesy I Tomas I Meacuteszaacuteros Investigation of experimental conditions in magnetic adaptive testing J MAGN MAGN MATER 315 65-70 (2007)

[7] G Veacutertesy I Tomaacuteš I Meacuteszaacuteros Investigation of the magnetic yokersquos influence in magnetic adaptive testing J ELECTR ENG 57 66-68 (2006)

[8] Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials Ed By H Kronmuumlller and S Parkin Whiley 2007

[9] BD Cullity CD Graham Introduction to magnetic materials 2nd ed IEEE Press Whiley 2009 p 310

[10] JMD Coey Magnetism and Magnetic Materials Cambridge Univ Press 2010

[11] H Kronmuumlller M Faumlhnle Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids Cambridge Univ Press 2003

[12] FD Stacey SK Banerjee The Phisical Principles of Rock Magnetism Elsevier 1974

[13] Kronmuumlller H (1992) Coercivity and domain wall pinning In Concise Encyclopedia of Magnetic amp Superconducting Materials Evetts J (Ed) Pergamon Press Oxford pp 72ndash82

[14] Kronmuumlller H (1978)Micromagnetism in hard magnetic materials Journal of Magnetism and Magnetic Materials 7 341ndash350

[15] S Morito H Tanaka R KonishiT FuruharaTMaki The morphology and crystallography of lath martensite in Fe-C alloys ActaMater 51 1789ndash1799 2003

[16] Y Mine H Takashima M Matsuda K TakashimaMicro-tension behaviour of lath martensite structures of carbon steel MaterSciEngA 560 535ndash544 2013

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

32

[17] FMaresca VGKouznetsova MGDGeers Subgrain lath martensite mechanics A numericalndashexperiment alanalysis Journal of the Mechanics and Physics of Solids 73 (2014) 69ndash83

[18] S Morito H Saito T OgawaT Furuhara T Maki Effect of austenite grain size on the morphology and crystallography of lath martensite in low carbon steels ISIJ Int45(1)91ndash94 2005

[19] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensitic (BCC) Embrios and Substructure in Stainless Steel ACTA METALLURGICA Volume 31 Issue 2 pp 267-274 1983

[20] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Srain State and Strain Rate on Deformation-Induced Transformation in 304 Stainless-Steel METALLURGICAL TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE Volume 13 Issue 4 pp 627-635 1982

[21] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Nucleation and Evolution of Strain Induced Martensite (BCC) Substructures in Stainless Steel JOURNAL OF METALS Volume 33 Issue 9 pp A66-A66 1981

[22] KP Staudhammeer LE Murr SS Hecker Effects of Strain State and Strain Rate on Deformation-Induced Microstructures in 304 Stainless-Steel JOURNAL OF METALS Volume 31 Issue 12 pp 90-90 1979

[23] EM Mielnik Metalworking Science and Engineering McGraw-Hill 1991

[24] E Nagy V Mertinger Alakvaacuteltozaacutes indukaacutelta martenzites aacutetalakulaacutes Ni-Cr aceacutelokban Anyagmeacuternoumlki Tudomaacutenyok Miskolc 332 koumltet pp 5-16 2007

[25] TAVARES S S M PARDAL J M SILVA M R da and OLIVEIRA C A S de Martensitic transformation induced by cold deformation of lean duplex stainless steel UNS S32304 Mat Res [online] 2014 vol17 n2 pp 381-385 Epub Sep 27 2013 ISSN 1516-1439

[26] Bianchi Marco (Diplomaterv) Effects of cold rolling on phase precipitation and phase transformation in a 2507 SDSS University of Padova 2011 Konzulensek I Calliary (Univ Of Padova) I Meacuteszaacuteros (BME) 75-76 oldalak

[27] Csepeli Zsolt Az alakiacutetaacutessal bevitt energiaacutenak a feacutemek eacutes oumltvoumlzetek egyensuacutelyi allotroacutep aacutetalakulaacutesi hőmeacuterseacutekleteacutere gyakorolt hataacutesaacutenak termodinamikai elemzeacutese Workshop Dunauacutejvaacuteros 20130219 TAacuteMOP 422A-111 KONV 2012-0027 bdquoNagy teljesiacutetőkeacutepesseacutegű szerkezeti anyagok kutataacutesardquo

[28] YWeng XSun HDong Overview on the Theory of Deformation Induced Ferrite Transformation wwwmetalciticcomiwcmUserFiles

[29] ZQSun WY Yang AM Hu P Yang Deformation Enhanced Ferrite Transformation in Plain Low Carbon Steel Acta Metallurgica Sinica 2001 14(2) pp 115-121

[30] Y Weng Ultra Fine Grained Steels 2009 Metallurgical Industry Press Beijing and Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322

33

[31] P Haušild V Davydov J Drahokoupil M Landa P Pilvin Characterization of strain-induced martensitic transformation in a metastable austenitic stainless steel Materials and Design 31 (2010) 1821ndash1827

[32] J Takacs Mathematics of Hysteresis Phenomena (Wiley-VCH Verlag Weinheim) 2003

[33] J Takacs and I Meacuteszaacuteros Separation of magnetic phases in alloys PHYSICA B 403 (2008) pp 3137-3140

[34] I Meacuteszaacuteros Magnetic Measurement and Model Based Characterisation of Phase Transformation in Lean Duplex Stainless Steel MATER SCI FORUM 721 96-101 (2012)

[35] I Meacuteszaacuteros Magnetic characterization of phase transformations in TRIP steels J ELECTR ENG 59 86-89 (2008)

[36] I Meacuteszaacuteros Study of Phase Transformation in TRIP Steels In Steacutepaacuten G T Szalay Aacute Antal I Gyurika (szerk) Geacutepeacuteszet 2010 Proceedings of the Seventh Conference on Mechanical Engineering Budapest Budapest University of Technology and Economics 2010 p 006 (ISBN978-963-313-007-0)

[37] Mangonon P L Thomas G (1970) Metall Trans 1 1577

[38] Speich G R (1973) Metals Handbook Vol 8 425

[39] Murr L E Standhammer K P (1982) Scipta Met 16 713

[40] SSM Tavares MR da Silva JM Pardal HFG Abreu AM Gomes ldquoMicrostructural changes produced by plastic deformation in the UNS S31803 duplex stainless steelrdquo Journal of Materials Processing Technology 180 (2006) 318ndash322