ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2007/08. Károsodás. Témakörök

Átírás

1 ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Anyagismeret 2007/08 Károsodás Dr. Lovas Jenő eik.bme.hu Dr. Éva András Témakörök Bevezetés Tönkremeneteli módok Fáradás, méretezés (ellenőrzés) fáradásra 1

2 Károsodás A szerkezetet üzemelés közben olyan hatások érik, melyeknek következtében funkciójának ellátására fokozatosan alkalmatlanná válik. Képlékeny instabilitás 2

3 Lokális instabilitás kontrakció Lokális instabilitás 3

4 Diffúz instabilitás Törés 4

5 Törés Szívós törés Rideg törés Hegesztett varrat hidegrepedése 5

6 SEM felvételek szívós és rideg töretről Grafit-epoxi kompozit anyag töretfelülete 6

7 Korrózió Elektrokémiai korrózió vízcsepp alatt Interkrisztallin feszültségkorrózió ausztenites korrózióálló acélban 7

8 Transzkrisztallin feszültségkorrózió ausztenites korrózióálló acélban Nyomástartó edény hegesztési varratától távoli, nem károsodott kristályszerkezete 8

9 Nyomástartó edény hegesztési varratához közeli interkrisztallin korróziós kristályszerkezete Feszültégkorrózió 9

10 Öntöttvas csővezeték kigrafitosodása Öntöttvas csővezeték kigrafitosodása 10

11 Lyukkorrózió öntöttvas csővezetéken Lyukkorrózió öntöttvas csővezetékben 11

12 Rés (crevice) korrózió Szivattyú-lapátkerék kavitációs károsodása 12

13 Eróziós károsodás Öntöttvas szivattyúház eróziós és kavitációs károsodása 13

14 Kopás Csúszó-kopásnyomok fogaskeréken 14

15 Ütköző-kopásnyomok fogaskeréken Kúszás Kúszásgörbe (tartós mechanikai és hőterhelés) 15

16 Turbinalapát kúszás okozta tönkremenetele Karbidkiválások a szemcsehatárokon 16

17 Az üregképződést megelőző cellásodásra jellemző diszlokáció-falak Hősokk 17

18 Hősokk okozta repedés kovácsolószerszámon Edzési repedések 18

19 Kristályosodási repedés Hőfáradás 19

20 Hőfáradási repedések kovácsolószerszámon Neutronsugárzás hatása Ausztenites korrózióálló acél besugárzási keményedése 20

21 A besugárzás hatása az interkrisztallin feszültségkorróziós töret mennyiségére Neutronsugárzás hatása ausztenites korrózióálló acél törési szívósságára 21

22 Mechanikai igénybevétel okozta fáradás Fáradási mikrorepedések mikroszkópi képe Forgattyús tengely fáradásos törete 22

23 Fáradt törés targonca csőtengelyben Spirális fogaskerék törete 23

24 A felület alatti anyaghibából kiinduló fáradási repedés terjedése Polietilén cső fáradásos törete 24

25 elsődleges törés kenőfurat törés kenőfurat eredeti kialakítás másodlagos törés A részlet javított kialakítás elsődleges törés felülete Repülőgép alkatrész fáradásos törete Fáradásra történő méretezés (ellenőrzés) Nagyciklusú fáradás Wöhler görbe felvétele Smith biztonsági diagram szerkesztése Kisciklusú fáradás Egyesített Wöhler görbe 25

26 Nagyciklusú fáradás Az igénybevétel: σ p< R max p 0.2 A tönkremeneteli szám: N t f> 10 4 Jellegzetes fárasztó igénybevételek 26

27 csapágyak próbatest csapágyak próbatest terhelés terhelés Forgó-hajtogató vizsgálat Wöhler görbe szerkesztése σ a 1 σ a 2 σ a 1 N t p 2 N t p (1) feszültség-amplitúdónál p valószínűséggel törést okozó igénybevételi szám, itt p=0,5 (50%) σ kp N = lg N 27

28 Smith diagram szerkesztése - 1 IIW ajánlás alapján: Adatok: 1) Nullkezdésű lengő igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σ kp 2) Folyáshatár: R p0.2 σ a R p0,2 σ kp 35 o 45 o σ m σ kp 28

29 Smith diagram szerkesztése - 2 Kétféle fárasztóvizsgálatból: Adatok: 1) Szimmetrikus lengő igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σ kp 2) Nullkezdésű lüktető igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σ kp 1 3) Folyáshatár: R p0.2 σ a R p0,2 σ kp 1 σ kp 45 o σ m σ kp 29

30 Kisciklusú fáradás Az igénybevétel: σ p> R max p 0.2 A tönkremeneteli szám: N < t f 10 4 Kisciklusú fáradás Állandó nyúlásamplitúdóról vezérelt vizsgálat hiszterézis görbéje 30

31 Manson-Coffin összefüggés: Δε = n p cn t Δε p N t Egyesített Wöhler görbe szerkesztése 31