Search

U radu je provedena usporedba otpornosti na abrazijsko trošenje navara od aluminijske bronce oznake CuAl8Ni2Fe2Mn2, na osnovnom materijalu oznake CuAl10Fe5Ni5. Analizirana je mikrostruktura te izmjerena mikrotvrdoća HV0,2 na oba materijala. U teorijskom dijelu rada opisana je povijest bakra i njegovih legura, njihova podjela i specifična svojstva, a posebno je opisana aluminijska bronca i područje njezine primjene. Analiza mikrostrukture pokazala je da se mikrostruktura osnovnog materijala sastoji od kristala mješanaca i intermetalnog spoja precipitiranog u različitim oblicima. U mikrostrukturi zone utjecaja topline udio intermetalnih spojeva je viši nego u osnovnom materijalu. Navareni sloj ima tipičnu ljevačku, dendritnu mikrostrukturu, a između pojedinih slojeva navara nema razlike u mikrostrukturi. Razlika između abrazijske otpornosti osnovnog materijala i metala navara nije velika. Između gubitka mase pri abraziji i udaljenosti od površine navara postoji izrazito slaba i negativna linearna korelacija, što znači da se abrazijska otpornost neznatno povećava od površine navara prema osnovnom materijalu. Između mikrotvrdoće HV0,2 i udaljenosti od površine navara postoji velika pozitivna linearna korelacija s vrlo visokim koeficijentom R=0,78. Vrijednosti mikrotvrdoće su u rasponu od 152,5 HV0,2 do 312,3 HV0,2. Najviša mikrotvrdoća izmjerena je u zoni utjecaja topline zbog više izlučenih tvrdih intermetalnih spojeva, a vrijednosti mikrotvrdoće u osnovnom materijalu viša je od mikrotvrdoće navara i iznosi 249,3 HV0,2. Analizom rezultata utvrđena je zadovoljavajuća kvaliteta navara. In the paper, a comparison of the resistance to abrasion wear of welds made of aluminium bronze marked CuAl8Ni2Fe2Mn2, on the base material marked CuAl10Fe5Ni5, was carried out. The microstructure was analyzed and the microhardness HV0.2 was measured on both materials. In the theoretical part of the paper, the history of copper and its alloys, their division and specific properties is described and aluminum bronze and its field of application are especially described. Microstructure analysis showed that the microstructure of the base material consists of crystals of mixtures and intermetallic compound precipitated in different forms. In the microstructure of the heat-affected zone, the proportion of intermetallic compounds is higher than in the base material. The burn layer has a typical foundry, dendritic microstructure and there is no difference in the microstructure between individual layers of burn. The difference between the abrasion resistance of the base material and the base metal is not great. There is an extremely weak and negative linear correlation between the mass loss during abrasion and the distance from the surface of the weld, which means that the abrasion resistance slightly increases from the surface of the weld to the base material. There is a large positive linear correlation between microhardness HV0.2 and the distance from the weld surface with a very high coefficient R=0.78. Microhardness values range from 152.5 HV0.2 to 312.3 HV0.2. The highest microhardness was measured in the heat-affected zone due to more secreted hard intermetallic compounds and the microhardness value in the base material is higher than the microhardenss of the weld and amounts to 249.3 HV0.2. By analyzing the results, the quality of the weld was determined to be satisfactory.

U ovom je radu obrađena problematika zavarivanja visokolegiranih nehrđajućih čelika. Svrha rada je odrediti prikladne parametre za zavarivanje visokolegiranih nehrđajućih čelika, kojima se postiže željena mikrostruktura i geometrija zavarenog spoja. Rad se sastoji od dva dijela teorijskog i eksperimentalnog. U teorijskom dijelu opisane su vrste i razmatrana zavarljivost visokolegiranih nehrđajućih čelika te kako sam proces zavarivanja utječe na mikrostrukturu i geometriju zavarenog spoja. Dalje su promatrani prikladni postupci zavarivanja visokolegiranih nehrđajućih čelika. Za zavarivanje tankih limova posebno su zanimljivi postupci s niskim unosom topline pa je stoga analiziran AC MIG postupak koji pruža manji unos topline u materijal prilikom zavarivanja u odnosu na konvencionalni MIG/MAG postupak. U eksperimentalnom dijelu provedeno je automatizirano zavarivanje postupkom MIG/MAG s primjenom istosmjerne i izmjenične električne struje. Zavarivanjem tankog lima od visokolegiranog austenitnog nehrđajućeg čelika 1.4301 napravljeni su kutni zavareni spojevi. Ispitivanje uzoraka sastojalo se od vizualne kontrole, analize makroizbrusaka, unosa topline i geometrije zavara te mikroanalize. Primjenom izmjenične struje postignuta je drugačija mikrostruktura i geometrija zavarenog spoja. This paper deals with the problem of welding high-alloyed stainless steel. The purpose of this work is to determine suitable parameters for welding high-alloyed stainless steels, which achieve the desired microstructure and geometry of the welded joint. This paper consists of two parts, theoretical and experimental. In theoretical part, the sorts and weldability of high-alloyed stainless steels are described, and how the welding process itself affects the microstructure and geometry of the welded joint. Next, suitable procedures for welding high-alloy stainless steels were observed. Processes with low heat input are particularly interesting for welding thin sheets, so the AC MIG process was analyzed, which provides less heat input to the material during welding compared to the conventional MIG/MAG process. In the experimental part, automated MIG/MAG welding was performed using direct and alternating current. Fillet welds were made by welding a thin sheet of high-alloyed austenitic stainless steel 1.4301. Examination of samples consisted of visual and macro-section analysis, heat input analysis, geometry analysis and microanalysis. By applying alternating current, a different microstructure and geometry of the welded joint was achieved.

Ovim radom obrađena je teme karakterizacije toplinsko i toplinsko-kemijski obrađenih čelika. Sam rad se sastoji od teoretskog i praktičnog dijela, uz koji je obavljena i analiza rezultata dobivenih u praktičnom dijelu. Teoretski dio se sastoji od samog opisa toplinske obrade i njenih parametra, opisa toplinske obrade kaljenjem i važnosti metastabilnog Fe-Fe3C i TTT dijagrama za sami postupak. Objašnjena su svojstva zakaljivosti i prokaljivosti i navedeni i razrađeni ostali postupci toplinske obrade cjelovitog volumena. Također u teoretskom dijelu su opisani postupci obrade površinskim modificiranjem nitriranje, nitrokarburiranje, boriranje i indukcijsko kaljenje. U praktičnom dijelu rada provedena je metalografska priprema toplinski i toplinsko-kemijski obrađenih uzoraka, analiza njihove mikrostrukture pomoću svjetlosnog mikroskopa i mjerenje mikrotvrdoće kaljenih uzoraka čelika s različitim udjelima ugljika. Također je provedena analiza utjecaja ugljika na mikrostrukturu i izmjerenu tvrdoću za uzorke obrađene kaljenjem i iste uzorke u normaliziranom stanju. The topic of this paper is the characterization of heat-treated and thermochemically treated steels. The paper itself consists of a theoretical and a practical part, along with which an analysis of the results obtained in the practical part was also carried out. The theoretical part consists of the description of the heat treatment and its parameters, the description of hardening, and the importance of the metastable Fe-Fe3C and TTT diagram for the procedure itself. Hardenability is defined as the property of steel. Other procedures for heat treatment are listed and elaborated. Also, processes of surface modification, nitriding, nitrocarburizing, boriding, and induction hardening are described. In the practical part of the paper, metallographic preparation of thermally and thermochemically treated samples was done, analysing their microstructures using a microscope and measuring the microhardness of hardened samples with different carbon contents. Finally, an analysis of the influence of carbon content on the microstructure and the measured hardness was also carried out for the hardened samples and the same samples in the normalized state.

U radu je opisan utjecaj različitih tehnika zavarivanja čelika P460NL1 na kvalitetu zavarenog spoja. Za početak, bit će opisan čelik P460NL1, što uključuje njegova mehanička svojstva, kemijska svojstva, područje primjene čelika P460NL1, te zavarivanje i zavarljivost čelika P460NL1. U drugom dijelu, fokus je na eksperimentalnom dijelu rada koji obuhvaća izradu i pripremu uzoraka za metalografsku analizu za dobivanje uvida u makrostrukturu i mikrostrukturu zavarenog spoja. Mjeri se tvrdoća zavarenog spoja, te nastale deformacije prilikom zavarivanja. U zadnjem dijelu rada napravljena je analiza dobivenih rezultat eksperimentalnog dijela., This paper describes the influence of different welding techniques of P460NL1 steel on the quality of the welded joint. To begin with, P460NL1 steel will be described, which includes its mechanical properties, chemical properties, application area of P460NL1 steel, welding and weldability of P460NL1 steel. In the second part, the focus is on the experimental part of the paper, which includes the preparation of samples for metallographic analysis to gain insight into the macrostructure and microstructure of the welded joint. The hardness of the welded joint and the deformations during welding are measured. In the last part of the paper, an analysis of the obtained results of the experimental part was made.

U ovom je diplomskom radu istražen je utjecaj trajanja pougljičenja na debljinu sloja pri cementiranju čelika C15. U općem (teorijskom) dijelu rada opisano je općenito o postupku površinske toplinske obrade. Objašnjena je osnovna podjela postupaka toplinske obrade. Napravljen je kratak teorijski pregled termokemijskih postupaka obrade. Postupak cementiranja i faze koje ga sačinjavaju detaljnije su opisane u nastavku rada. Na kraju rada opisan je utjecaj parametara pougljičenja i kaljenja na svojstva cementiranog sloja. Eksperimentalni dio rada obavljen je u laboratoriju za materijale Strojarskog fakulteta u Slavonskom Brodu. Proveden je postupak cementiranja na ispitnim uzorcima izrađenim od čelika C15 (Č1220). Na različito cementiranim uzorcima provedena je metalografska analiza strukture i analiza tvrdoće. Napravljen je dijagramski prikaz i usporedba dubine cementiranog sloja kod ispitnih uzoraka koji su cementirani pri eksperimentu., In this thesis, the influence of the duration of charring on the layer thickness during cementation of C15 steel was investigated. In the general (theoretical) part of the paper, the surface heat treatment process is described in general. The basic division of heat treatment procedures is explained. A brief theoretical overview of thermochemical processing procedures is made. The cementation process and the phases that make it up are described in more detail below. At the end of the paper, the influence of carbonization and hardening parameters on the properties of the cemented layer is described. The experimental part of the work was performed in the materials laboratory of the Faculty of Mechanical Engineering in Slavonski Brod. The cementation procedure was performed on test specimens made of C15 steel (Č1220). Metallographic structure analysis and hardness analysis were performed on differently cemented samples. A diagrammatic representation and comparison of the depth of the cemented layer in the test specimens cemented during the experiment was made.

U uvodnom dijelu rada ukratko je opisano kako svojstva površinskih slojeva najviše utječu na trajnost i ekonomičnost strojnih dijelova, iz čega se zaključuje da je potrebno dobiti materijale koji su otporni na tribološka trošenja. Zatim su navedene znanstveno-stručne discipline koje se bave trenjem i trošenjem te koje se bave modificiranjem i prevlačenjem površinskih dijelova materijala s ciljem poboljšanja njihovih svojstava. Na kraju uvodnog dijela naveden je postupak toplinskog naštrcavanja koji se provodi radi dobivanja veće otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju te da bi se sveukupno produžio radni vijek strojnog dijela. U drugom poglavlju opisan je princip rada toplinskog naštrcavanja, zatim su navedene prednosti i nedostaci te njegova primjena. Također su opisani materijali prevlaka za toplinsko naštrcavanje, gdje su dati primjeri prevlaka iz kataloga. U daljnjem dijelu poglavlja navedene su i opisane tehnologije naštrcavanja, principi rada, parametri rada, koji se dodatni materijali koriste te karakteristike prevučenog sloja kod svake pojedine tehnologije toplinskog naštrcavanja. U eksperimentalnom dijelu prvo je naveden izbor osnovnog materijala na kojem će se provoditi postupak toplinskog naštrcavanja, zatim koje će se tehnologije naštrcavanja provoditi na ispitnim uzorcima te također koji će dodatni materijali biti naneseni na ispitne uzorke. Zatim je opisana priprema ispitnih uzoraka, gdje su navedene moguće metode ispitivanja naštrcanih prevlaka, kao što je ispitivanje tvrdoće prevlake, debljine prevlake, metalografska analiza, određivanje otpornosti na smično naprezanje, otpornosti na zakretanje te XRD analiza. U daljnjem eksperimentalnom dijelu provedeno je mjerenje debljine prevlake, mjerenje tvrdoće prevlake te je provedena metalografska analiza mikrostrukture datih ispitnih uzoraka. Nakon eksperimentalnog dijela provedena je analiza rezultata svih ispitnih uzoraka, gdje se međusobnom usporedbom dobivenih rezultata debljine prevlaka, tvrdoće prevlaka te metalografskim pretragama strukture s rezultatima iz literature dolazi do zaključka da se kod tehnologije plinskog (plamenog) naštrcavanja dobivaju deblje prevlake od tehnologije HVOF naštrcavanja. Također prevlake na osnovu karbida kao što su WC-Co, WC-Co-Cr i CrC-25%NiCr imaju značajno veću površinsku tvrdoću od ostalih prevlaka., In the introductory part of this paper, it is briefly described how the properties of the surface layers have the greatest influence on the durability and economy of machine parts, from which it is concluded that it is necessary to obtain materials that are resistant to tribological wear. Next are listed the scientific and professional disciplines that deal with friction and wear, and that deal with modifying and coating the surface parts of materials with the aim of improving their properties. At the end of the introductory part, the thermal spraying procedure is mentioned, which is carried out in order to obtain greater wear resistance, corrosion resistance, and to extend the worktime of the machine part overall. In the second chapter, the working principle of thermal injection is described, then the advantages and disadvantages, as well as its application, are listed. Coating materials for thermal spraying are also described, where examples of coatings from the catalog are given. In the further part of the chapter, spraying technologies are listed and described, their working principles, their working parameters, which additional materials are used, and the characteristics of the coated layer for each individual thermal spraying technology. In the experimental part, the choice of the basic material on which the thermal injection process will be carried out is first specified, then which injection technologies will be applied to the test samples, and also which additional materials will be applied to the test samples. Next, the preparation of test samples is described, where possible methods of testing the sprayed layers are listed, such as testing the hardness of the coating, thickness of the coating, metallographic analysis, determination of resistance to shear stress, resistance to rotation, and XRD analysis. In the further experimental part, the thickness of the sprayed layer (coating) was measured, the hardness of the sprayed layer was measured, and a metallographic analysis of the microstructure of the given test samples was performed. After the experimental part, an analysis of the results of all test samples was carried out, where by mutual comparison of the obtained results of the thickness of the sprayed layer, hardness of the sprayed layer, and metallographic investigations of the structure with the results from the literature. The conclusion is reached that with gas (flame) spraying technology, thicker coating layers are obtained than of technology HVOF spraying, also coatings based on carbides such as WC-Co, WC-Co-Cr and CrC-25%NiCr have a significantly higher surface hardness than other coatings.

Kompozitni materijali su u posljednje vrijeme postali sve prisutniji u inženjerskoj primjeni što zbog svojih odličnih mehaničkih svojstava, male mase te jednostavnosti izrade. U današnje vrijeme kada se teži što učinkovitijoj izradi proizvoda i konstrukcija uz što veće iskorištenje materijala, kompoziti se nameću kao sve poželjniji za primjenu u modernim konstrukcijama. Njihova mehanička svojstva ovise o materijalnim fazama koje se javljaju u mikrostrukturi, matrici i vlaknima. Odabir orijentacije vlakana, mehaničkih svojstava i udjela materijalnih faza omogućuje dobivanje optimalnih mehaničkih svojstava materijala na makrorazini. Dok vlakna povećavaju čvrstoću i nosivosti kompozita, matrica ima zadatak osigurati kompaktnost kompozita. Na mikrorazini nijedan materijal nije homogen, već se sastoji od različitih faza od kojih svaka ima različita mehanička svojstva, pa tako i kompozit. Kompozit stoga više nije izotropan, već je ortotropan ili anizotropan materijal. U sklopu ovog završnog rada promatra se kompozit s epoksidnom matricom i usmjerenim ugljičnim vlaknima. Također, razmatraju se udjeli vlakana od 30, 35, 40 i 45 %. Zahvaljujući razvoju naprednih numeričkih metoda, prije svega metode konačnih elemenata (MKE) koja predstavlja najviše korištenu numeričku metodu, moguće je odrediti utjecaj svake pojedine mikrostrukturne faze, njezinog volumenskog udjela i usmjerenosti na mehanička svojstva kompozita na makrorazini. Za kvalitetno opisivanje fizikalnog ponašanja nekog materijala, nužno je opisati i poznavati svojstva njegove mikrostrukture. Stoga se ovaj rad bavi mikromehaničkim modeliranjem kompozita ojačanog vlaknima primjenom metode homogenizacije. U prvom poglavlju opisani su heterogeni materijali, kompoziti te materijali koji su sastavni dio kompozita kojima se bavi ovaj rad, a to su polimerna matrica i ugljična vlakna. Zatim je dan opis metode konačnih elemenata i način određivanja mehaničkih svojstava metodom homogenizacije. Potom su provedene numeričke analize u programskom paketu Abaqus te su analizirani dobiveni numerički rezultati. I na kraju, prema sukladno dobivenim rezultatima doneseni su zaključci. Recently, composite materials have become increasingly popular in engineering applications due to their excellent mechanical properties, low mass and ease of manufacture. Nowadays, when the aim is to make products and structures as efficiently as possible with the greatest possible exploitation of materials, composites are becoming even more desirable for use in modern structures. Their mechanical properties depend on the material phases that occur in the microstructure, matrix and fibers. The selection of fiber orientation, mechanical properties and the proportion of material phases allows obtaining optimal mechanical properties of the material at the macro level. While the fibers increase the strength and load-bearing capacity of the composite, the matrix has the task of ensuring the compactness of the composite. At the micro level no material is homogeneous, but consists of different phases, each of which has different mechanical properties, including the composite. The composite is therefore no longer isotropic, but an orthotropic or anisotropic material. As part of this Bachelor thesis, a composite with an epoxy matrix and oriented carbon fibers has been observed. Furthermore, fiber proportions of 30, 35, 40 and 45 % have been considered. Thanks to the development of advanced numerical methods, mostly finite element method (FEM), which represents the most used numerical method, it is possible to determine the influence of each individual microstructural phase, its volume fraction and orientation on the mechanical properties of the composite at the macro level. In order to qualitatively describe the physical behavior of a material, it is necessary to describe and know properties its microstructure. Thus, this paper will deal with the micromechanical modeling of fiber-reinforced composites using the homogenization method. In the first chapter, heterogeneous materials, composites and materials that are an integral part of the composite that is utilized in this work are described, namely the polymer matrix and carbon fibers. Then a description of the finite element method and the method of determining the mechanical properties using the homogenization method is given. Numerical analyzes were then carried out in the Abaqus software package and the obtained numerical results were analyzed. And finally, according to the results, a conclusion is given.

U teorijskom dijelu ovog rada opisani su kompoziti s naglaskom na kompozite s metalnom matricom, njihova podjela i postupci proizvodnje, od kojih je posebno obrađena metalurgija praha. U eksperimentalnom dijelu provoden je postupak izrade putem toplog vakuumskog prešanja kompozita s matricom od titanija i ojačalom od magnezija, analiza mikrostrukture, analiza mikrostrukture u software-u ImageJ i mjerenje tvrdoće HV0,2. In the theoretical part of this paper, composites are described with an emphasis on composites with a metal matrix, their division and production procedures, of which powder metallurgy is especially treated. In the experimental part, the manufacturing process was carried out through hot vacuum pressing of the composite with a matrix made of titanium and reinforced with magnesium, microstructure analysis, microstructure analysis in ImageJ software and measurement of hardness HV0.2.

Aluminij je jedan od najzastupljenijih metala u polju strojarstva koji osim niske gustoće i visoke korozijske postojanosti ima značajna svojstva električne i toplinske vodljivosti. Problem sirovog aluminija leži u vidu niskih vrijednosti čvrstoće i tvrdoće, mehaničkih svojstava koje su presudne prilikom izrada konstrukcijskih i strojnih dijelova. Kombinacijom legiranja te različitim parametrima toplinske obrade moguće je povećati otpornost i deformabilnost aluminija. U radu su opisana svojstva aluminij i aluminijevih legura, s posebnim naglaskom na toplinsko obradive legure, te pregled postupaka ispitivanja mehaničkih svojstava. U eksperimentalnom dijelu provedena je analiza uzoraka aluminijeve legure u polaznom stanju, te nakon dvije kombinacije toplinske obrade gdje su praćene promjene mehaničkih svojstava i mikrostrukture. Komentirani su rezultati te su doneseni određeni zaključci. Aluminum is one of the most common metals in the field of mechanical engineering, which, in addition to its low density and high corrosion resistance, has significant properties of electrical and thermal conductivity. The problem of raw aluminum lies in its low values of strength and hardness, mechanical properties that are crucial when making structural and machine parts. By combining alloying and different heat treatment parameters, it is possible to increase the resistance and deformability of aluminum. The paper describes the properties of aluminum and aluminum alloys, with a special emphasis on heat-treatable alloys, and an overview of the mechanical properties testing procedures. In the experimental part, an analysis of the aluminum alloy samples was carried out in the initial state, and after two combinations of heat treatment, where changes in mechanical properties and microstructure were monitored. The results were analyzed and certain conclusions were made.

U ovom radu opisano elektrolučno zavarivanje taljivom elektrodom pod zaštitom praška (EPP) te je prikazana njegova primjena za zavarivanje čelika S690QL. U teorijskom dijelu su opisana svojstva, primjena i zavarljivost čelika S690QL. Opisan je postupak EPP zavarivanja, potrebna oprema, dodatni materijali i parametri zavarivanja te njihov utjecaj na zavar. U eksperimentalnom dijelu rada su zavarivani kutni i sučeljeni spoj čelika S690QL EPP postupkom u jednom prolazu. Ispitivao se utjecaj unosa topline na svojstva zavara s naglaskom na mikrostrukturu. This paper describes ubmerged arc welding (SAW) and presents its application for welding S690QL steel. The theoretical part describes the properties, applications and weldability of S690QL steel. The SAW welding procedure, equipment, added materials and welding parameters as well as their influence on the weld are described. In the experimental part of the work, one pass T - joints and butt joints of S690QL steel were welded by the SAW process. The influence of heat input on the properties of welds with emphasis on microstructure was investigated.

Cilj u ovom radu bio je navesti i opisati postupke oblikovanja tehničke keramike. Uz odabrani prah i postupak sinteriranja, na mikrostrukturu i svojstva keramičkih proizvoda bitno utječu postupci oblikovanja. Prema tome veoma je važno prilikom konstruiranja i proizvodnje keramičkih proizvoda odabrati adekvatan postupak za oblikovanje. Bitno je da postupkom oblikovanja ne dođe stvaranja različitih gradijenata gustoće i teksture jer kod postupka sinteriranja može doći do dodatnog povećanja gradijenta pa s time dolazi deformacija i nastajanja zaostalih naprezanja u materijalu. Također, o odabiru postupka oblikovanja tehničke keramike ovisi ekonomski kriterij. The aim of this paper was to list and describe the procedures for shaping technical ceramics. In addition to the selected powder and sintering process, the microstructure and properties of ceramic products are significantly affected by molding processes. Therefore, it is very important when designing and manufacturing ceramic products to choose an appropriate molding process. It is important that the forming process does not create different gradients of density and texture, because the sintering process can lead to an additional increase in that gradients, which leads to deformation and the formation of residual stresses in the material. Also, the economic criterion depends on the choice of the process of shaping technical ceramics.