Modern acélötvözetek szerkezete és mechanikai tulajdonságai Fizika, Földtudományok és Matematika

35 OTDK, Fizika, Földtudományok és Matematika Szekció, Anyagfizika Tagozat.

Modern acélötvözetek szerkezete és mechanikai tulajdonságai

Helyezés: 2

Hallgató: Boldizsár Bálint
Szak: Fizikus, Képzés típusa: msc, Intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazető: Jenei Péter - adjunktus, Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar

Fontos területe az anyagtudományi kutatásoknak az anyagok mechanikai tulajdonságainak meghatározása, illetve a mikroszerkezeti paraméterekkel való kapcsolatának felderítése. A kutatásom során vizsgált anyagok speciális elkészítésük nyomán gyakran ultrafinom szemcsések, ami miatt nagy keménységgel bírnak. Az ilyen minták egyik gyakori előállítási módszere a porkohászat, ami során nanoszemcsés port általában magas hőmérsékleten és nagy nyomáson tömörítenek. Az általam vizsgált oxidfázissal erősített (Oxide Dispersion Strengthened; ODS) acélok is így lettek előállítva, melyek kitűnő magas hőmérsékleti tulajdonságokkal rendelkeznek, továbbá sugárzás hatására se válnak törékennyé, ezért kiterjedten vizsgálják tulajdonságaikat, mivel potenciális jelöltek lehetnek akár a hasadásos és a jövőbeli fúziós reaktoroknál is.

ODS acéloknál kereskedelmi forgalmazású ausztenites vagy martenzites acélok porát használják fel. Porkohászati módszerekkel belekeverik (száraz és/vagy nedves őrléssel) az oxid nanorészecskéket (Y₂O₃, Al₂O₃), végül szintereléssel érik el a kívánt tömbi mintát. Kerámia diszperz fázissal erősített acélok is nagyon ígéretesek a gyakorlati alkalmazások szempontjából, hiszen a termikusan stabil ~10 nm-es részecskék gátolják a diszlokációk mozgását és a szemcseméret növekedését, ezért megakadályozzák mind a megújulást, mind az újrakristályosodást. Emiatt magas hőmérsékleten is kemények, azonban kevésbé deformálhatóak, alakíthatóságuk kicsi. Ezen és további tulajdonságokon lehet segíteni egyéb anyagok bevitelével, pl. BN hozzáadása jelentősen javítja a neutron-abszorpciós képességét, míg a szén nanocsövek a termikus stabilitását és korrózióállóságát javíthatják tovább az acélnak.

Dolgozatomban megvizsgálom, hogy martenzites és ausztenites acél esetén a mikrokeménység, valamint a szemcseszerkezet hogyan változik, ha ittriumot adagolunk hozzá, valamint ha variálom a keverés módját (száraz, nedves, illetve száraz+nedves őrlés). Az eredményeket összevetem hasonló körülmények között előállított, BN, Al₂O₃, valamint szén nanocsővel adalékolt ausztenites acélok (316L acél) tulajdonságaival. A rácshiba szerkezetet a martenzites acéloknál röntgen vonalprofil analízissel tanulmányozom.