2015. február: jegyzet, építés, portré, agykutatás, mikroszkópia, tudomány, egyetem, vízgazdálkodás, innováció, energiagazdálkodás, atomenergia, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, megújuló energia, agrárium, it
2015. február 5.

Szerzők:
Dr. Pázmán Judit
Prof. dr. Trampus Péter

A jövő anyagainak kutatása

Az Európai Unió támogatásával, valamint az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával 2012 őszén a Dunaújvárosi Főiskolán célzott alapkutatási tevékenység kezdődött. A projekt teljes időtartama 28 hónap, mely idén február végén jár le. A projekt célkitűzései között szerepelt, hogy olyan nagy teljesítőképességű anyagok viselkedését (speciális gyártástechnológiákat, illetve az anyagok károsodási folyamatait) vizsgáljuk, amelyek előremutató anyag- és tulajdonságkombinációkat eredményeznek.


A  projekt két fő tématerület köré csoportosult. Az első fő kutatási egység alapgondolata az volt, hogy a korszerű, intenzív képlékeny alakító eljárások, mint például a nagymértékű csavarás, a könyöksajtolás és a több­irányú kovácsolás alkalmazásával úgynevezett telített állapotú szerkezeti anyagokat hozzunk létre, amelyekben a képlékeny hidegalakítás hatására már sem a folyáshatár, sem az anyag diszlokáció sűrűsége nem változik. Az eljárások eredményeként ultrafinom szemcseszerkezetet hoztunk létre. Ezeknek a telített állapotú anyagoknak a hőmérséklet hatására lejátszódó szerkezetbeli változásaival és az újrakristályosodási folyamataival egyaránt foglalkozott az első tématerület. A kutatási eredmények ígéretesek, és jelentős mértékben járulnak hozzá a finomszemcsés szerke­zeti anyagok ipari előállítása elméleti és gyakorlati kérdéseihez. Az eredmények felhasználása elsődlegesen a járműgyártásban várható.

A kutatómunkában kulcsszerepet játszott a korszerű, három fő vizsgálóegységgel rendelkező, képlékeny alakítások, hőkezelések és egyéb technológiai folyamatok (pl. hegesztés) szimulációinak elvégzésére alkalmas GLEEBLE 3800 fizikai szimulátor. A szimulátorral szobahőmérsékleten és növelt hőmérsékleten egyaránt elvégezhetők voltak olyan többtengelyű alakító műveletek, amelyek kisméretű próbatesteket igényeltek, ugyanakkor választ adtak az intenzív képlékeny alakítás során bekövetkező szerkezeti változásokra, azok mechanizmusainak, továbbá a szerkezeti változások és a mechanikai tulajdonságok közötti kapcsolatokra. Emellett vizsgáltuk az ultrafinom szemcseszerkezet stabilitását néhány technológiai folyamat (első­sorban különböző hegesztési eljárások) hatására is.

GLEEBLE 3800 szimulátorral végzett kísérlet

A második kutatási terület központi kérdése a speciális felhasználású szerkezeti acélok élettartam-kimerülési folyamatainak vizsgálata volt. Kísérleti anyagként itt nyomottvizes atomerőművek (mint például a paksi atomerőmű) reaktortartályának kétféle szerkezeti anyagát választottuk (a nyomást tartó ferrites szerkezetű és a korrózióvédő plattírozásként szolgáló ausztenites szerkezetű acélt). Egyrészt a már említett fizikai szimulátor segítségével szimuláltuk azokat az üzemi terhelésváltozásokat, amelyek anyagkifáradáshoz vezethetnek, és új modellt dolgoztunk ki az eredmények értékeléséhez. Másrészt roncsolásmentes vizsgáló technikákkal (akusztikus emisszió, mágneses spektrális impedancia tomográfia, ultra­hang) monitoroztuk az anyagban a ciklikus és a statikus vizsgálatok alatt lejátszódó szerkezeti változásokat. Egyik konzorciumi partnerünk elméleti modellt dolgozott ki a reaktortartály acélban neutronsugárzás hatására kialakuló és még nem tisztázott károsodási mechanizmusára (réz és foszfor szerepe). Ezeknek az eredményeknek a hasznosítása a paksi atomerőmű hosszú idejű biztonságos üzeméhez járulhat hozzá.

Ciklikus fárasztás során kialakult repedés

Az anyagszerkezeti változások leírására és nyomon követésére irányuló vizsgálatok közül említést érdemelnek a Dunaújvárosi Főiskolán 2013. áprilisban beszerzett EVO MA 15 pásztázó elektronmikroszkóppal végzett visszaszórt elektrondiffrakciós vizsgálatok, valamint az ELTE-n, illetve az MTA TTK Műszaki Fizikai Intézetében elvégzett röntgen-profilanalízis és transzmissziós elektronmikroszkópos vizsgálatok is. A projekt legfőbb eredményeit számos külföldi rangos folyóiratban jelentettük meg, valamint több hazai és nemzetközi konferencián mutattuk be. Ezen túlmenően három műszaki megoldásra nyújtottunk be szabadalmat. Az elért eredményekre és a témában még rejlő lehetőségekre alapozva újabb projektekben kívánjuk a megszerzett tudást továbbfejleszteni, és ezeknek az anyagcsaládoknak az ipari gyártástechnológiáját kidolgozni, illetve az élettartam-kimerülési folyamatok során lejátszódó változásokat követni.
A kutatási munka elkészítését a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0027 számú projekt támogatta. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.•

 
Innotéka