Nagyszilárdságú acélok és alumíniumötvözetek hegesztett kötéseinek viselkedése ismétlődő igénybevétel esetén



Hasonló dokumentumok
Tartalom. Tartalom. Járműipari anyagfejlesztések: sek: maköreiben. AGY) Szakmai Szeminárium. Nagyszilárds. igénybev

- - Berecz Tibor - - Zsoldos Ibolya KONFERENCIA- oatk@oatk.hu. Diamond Congress Kft. diamond@diamond-congress.hu

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

Különböző folyáshatárú acélok és hegesztett kötéseinek kisciklusú fárasztóvizsgálata

Tartalom. Tartalom. nek. nek műszaki dimenziója. Alkalmazott törésmechanikat. görbék k hegesztett szerkezetek integritásának. nak

Baris A. - Varga G. - Ratter K. - Radi Zs. K.

A hegesztéstechnológia hatása finomszemcsés nagyszilárdságú acél ismétlődő igénybevétellel szembeni ellenállására

TERVEZÉSI HATÁRGÖRBÉK NAGYSZILÁRDSÁGÚ ACÉLOKBÓL

Nagyszilárdságú acélok ívhegesztése

TÁMOPͲ4.2.2.AͲ11/1/KONVͲ2012Ͳ0029

NEMZETKÖZI GÉPÉSZETI TALÁLKOZÓ - OGÉT

ERŐMŰI SZERKEZETI ELEMEK ÉLETTARTAM GAZ- DÁLKODÁSÁNAK TÁMOGATÁSA A TÖRÉSMECHANI- KA ALKALMAZÁSÁVAL

Korszerű alumínium ötvözetek és hegesztésük

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

SAJTOLÓ HEGESZTÉS 1: 0-49% ; 2: 50-59% ; 3: 60-69% ; 4: 70-79% ; 5: %

Hidak Darupályatartók Tornyok, kémények (szélhatás) Tengeri építmények (hullámzás)

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK Fémek technológiája

Az alumínium és ötvözetei valamint hegeszthetőségük. Komócsin Mihály

Függelék: F1 Acélszerkezeti termékek. F1.1 Melegen hengerelt I- és H-szelvények F1.2 Zártszelvények

ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam

Csikós Gábor Alumínium ötvözetek fogyóelektródás ívhegesztése, autóipari alkalmazás

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

Hegeszthetőség és hegesztett kötések vizsgálata

HEGESZTÉSTECHNOLÓGIAI PARAMÉTERA LAK NAGYSZILÁRDSÁGÚ ACÉLOK HEGESZTÉSÉNÉL

MUNKAANYAG. Ujszászi Antal. Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés anyagai, hegesztőhuzalok, védőgázok. A követelménymodul megnevezése:

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

GÉPÉSZMÉRNÖKI SZAK. Anyagtudomány II. Könnyű- és színesfémek. Dr. Rácz Pál egyetemi docens

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

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás.

Festékek és műanyag termékek időjárásállósági vizsgálata UVTest készülékben

A vizsgált anyag ellenállása az adott geometriájú szúrószerszám behatolásával szemben, Mérnöki alapismeretek és biztonságtechnika

ANYAGISMERET A GYAKORLATBAN. KATONA BÁLINT ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK

Mérnöki anyagismeret. Szerkezeti anyagok

Eutektoidos acélszalagok hegesztett kötéseinek fáradása

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

a NAT /2008 számú akkreditálási ügyirathoz

ALAKÍTOTT AUTÓIPARI VÉKONYLEMEZ ELLENÁLLÁS-PONTHEGESZTÉSE

HEGKONF 27. Hegesztési Konferencia PROCEEDINGS

ANYAGOK. Bevezetés. Fáradásos repedésterjedés különbözõ típusú kompozitokban, vizsgálati eredmények. Vizsgált anyagminõségek, vizsgálati körülmények

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Előadó: Dr. Bukovics Ádám 11. ELŐADÁS

Könnyűfém és szuperötvözetek

HEGESZTETT SZERKEZETEK GYÁRTÁSA

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Összefüggő gyakorlat követelménye Műanyagfeldolgozó technikus Vegyipar (8.) szakmacsoport Vegyipar (XIV.) ágazati besorolás

Hőkezelő technológia tervezése

Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 2015/16. Törés. Dr. Krállics György

JÁRMŰIPARI ANYAGFEJLESZTÉSEK A HŐ- ÉS FELÜLETKEZELÉSE TERÉN

ACÉLOK HEGESZTHETŐSÉGE

A KLASSZIKUS LEMEZALAKÍTHATÓSÁGI VIZSGÁLATOK NAGYSZILÁRDSÁGÚ LEMEZEK MINŐSÍTÉSÉNÉL

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

2.) Ismertesse a fémek fizikai tulajdonságait (hővezetés, hőtágulás stb.)!

Nemesített nagyszilárdságú acélok hegesztése és fárasztása

Alumínium ötvözetek nagyteljesítményű speciális TIG hegesztése

Törés. Az előadás során megismerjük. Bevezetés

Homlokzati burkolókövek hőterhelése. Dr. Gálos Miklós Dr. Majorosné Dr. Lublóy Éva Biró András

miák k mechanikai Kaulics Nikoletta Marosné Berkes Mária Lenkeyné Biró Gyöngyvér

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

HEGESZTETT ALUMÍNIUM GERENDA FÁRADÁSA KÍSÉRLETI ELEMZÉS

1. nap, június 19. Plenáris. Elnök Czinege Imre 9:00 Gillemot László MAE elnök Megnyitó. Szemereyné Pataki Klaudia

Anyagismeret I. A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

A LINEÁRIS DÖRZSHEGESZTÉS TECHNOLÓGIAI PARAMÉTEREINEK OPTIMALIZÁLÁSA

Javító és felrakó hegesztés

SZERKEZETI ACÉLOK HEGESZTÉSE

Bevontelektródás ívhegesztés

Élet az MSZ EN után (MSZ EN ISO ) ÉMI-TÜV Bayern Kft. TÜV SÜD Csoport

NÖVELT SZILÁRDSÁGÚ ALUMÍNIUM ÉS ACÉLLEMEZEK ALAKÍTHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA

Korszerű duplex acélok hegesztéstechnológiája és alkalmazási lehetőségei; a BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék legújabb kutatási eredményei

A lineáris dörzshegesztés technológiai paramétereinek megválasztása

FÉLMEREV KAPCSOLATOK NUMERIKUS SZIMULÁCIÓJA

Röntgen-gamma spektrometria

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Vas és szén. Anyagismeret, anyagkivála sztás. Acél jellemzıi. Egyéb alkotók: ötvözı vagy szennyezı?

Szilárdságnövelés. Az előkészítő témakörei

Duálfázisú lemezek csaphegesztése

Nagy C-tartalmú acélszalagok lézersugaras hegesztéssel készült varratainak fáradása

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

29. NEMZETKÖZI HEGESZTÉSI KONFERENCIÁRA,

Polimer nanokompozit blendek mechanikai és termikus tulajdonságai

TERVEZÉSI HATÁRGÖRBÉK NAGYSZILÁRDSÁGÚ

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Magasépítési öszvérfödémek numerikus szimuláció alapú méretezése

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

BEMETSZÉSÉRZÉKENYSÉG ÉS FOGTŐREPEDÉS VIZSGÁLATA SZALAGFŰRÉSZ LAPOKON

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2014 nyilvántartási számú 2 akkreditált státuszhoz

Székelyudvarhely. Temesvár

Trapézlemez gerincő tartók beroppanásvizsgálata

IWM VERB az első magyar nyelvű törésmechanikai szoftver

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1

Új adalékanyagokkal öntött Poliamid 6 mechanikai és tribológiai tulajdonságainak kutatása. Andó Mátyás

Járműipari anyagfejlesztések: célzott alapkutatás az alakíthatóság, hőkezelés és hegeszthetőség témaköreiben TÁMOP A-11/1/KONV

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1. Szerkezeti acélok

Átírás:

Nagyszilárdságú acélok és alumíniumötvözetek hegesztett kötéseinek viselkedése ismétlődő igénybevétel esetén Lukács János Nagy Gyula Gáspár Marcell Meilinger Ákos Dobosy Ádám Pósalaky Dóra Miskolci Egyetem, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet, H-3515 Miskolc-Egyetemváros 7. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban (AGY) Szakmai Szeminárium Kecskemét, 2014. június 19-20.

Járműipari anyagfejlesztések: célzott alapkutatások az alakíthatóság, hőkezelés és hegeszthetőség témaköreiben Szakmai vezető: Prof. Dr. Tisza Miklós TÁMOP 4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0029

Tartalom Bevezetés: a vizsgálati mátrix Nagyciklusú fárasztóvizsgálatok (HCF) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok (FCG) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Befejezés: a folytatás

Tartalom Bevezetés: a vizsgálati mátrix Nagyciklusú fárasztóvizsgálatok (HCF) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok (FCG) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Befejezés: a folytatás

A vizsgálati mátrix általánosan Nagyszilárdságú acélok Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat Alumíniumötvözetek NST HTT HAZ LCF HCF FCG Alapanyag-1: BM1 Hegesztett kötés-1: BM1/WJ1 Hegesztett kötés-2: BM1/WJ2 Alapanyag-1: BM2 Hegesztett kötés-1: BM2/WJ1 Hegesztett kötés-2: BM2/WJ2 NST: zérus szilárdsághoz tartozó hőmérséklet HTT: melegszakítás (hevítéses, hevítéses-visszahűtéses) HAZ: hőhatásövezeti szimuláció LCF: kisciklusú fárasztás HCF: nagyciklusú fárasztás FCG: fáradásos repedésterjedés

A vizsgálati mátrix nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: S690QL BM1/WJ1: S690QL/GMAW-m BM1/WJ2: S690QL/GMAW-om BM2: S960QL BM2/WJ1: S960QL/GMAW-m BM2/WJ2: S960QL/GMAW-um

A vizsgálati mátrix alumíniumötvözetek Alumíniumötvözetek Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: AlMg3 és 5754-H22 BM1/WJ1: 5754-H22/FSW BM1/WJ2: 5754-H22/GTAW BM2: 6082-T6 BM2/WJ1: 6082-T6/FSW BM2/WJ2: 6082-T6/GTAW

A vizsgált alapanyagok (aa) és hegesztő hozaganyagok (ha) vegyi összetétele, tömeg% Anyagminőség C Si Mn P S Al Nb V S690QL aa 0.16 0.31 1.01 0.010 0.001 0.041 0.001 0.10 INEFIL NiMoCr ha 0.080 0.500 1.600 0.007 0.007 0.090 S960QL aa 0.16 0.22 1.24 0.009 0.001 0.056 0.016 0.041 UNION X96 ha 0.12 0.80 1.90 Anyagminőség Cu Cr Ni Mo Ti N B S690QL aa 0.015 0.61 0.21 0.205 0.016 0.003 0.0015 INEFIL NiMoCr ha 0.120 0.300 1.500 0.250 S960QL aa 0.01 0.19 0.05 0.581 0.004 0.003 0.001 UNION X96 ha 0.45 2.35 0.55 Anyagminőség Mg Si Zn Cu Mn Fe Cr Ti AlMg3 aa 2.95 0.179 0.044 0.022 0.277 0.301 0.043 0.04 5754-H22 aa 2.8 0.26 0.06 0.04 0.32 0.31 0.05 0.03 6082-T6 aa 0.6 1.1 0.03 0.02 0.46 0.19 0.08 0.03

A vizsgált alapanyagok (aa) és hegesztő hozaganyagok (ha) mechanikai tulajdonságai Anyagminőség R y 1) R m R y /R m A 5 R m * A 5 Z N/mm 2 N/mm 2 % N/mm 2 * % % S690QL aa 809 850 0.952 17.0 14450 INEFIL NiMoCr ha 750 820 0.915 19.0 15580 S960QL aa 1007 1045 0.964 16.0 16112 UNION X96 ha >930 >980 0.949 >14 >13720 Anyagminőség t R y 1) R m A 50 aa hk aa/hk aa hk aa/hk aa hk aa/hk 1) R y jelentése R eh vagy R p0.2. mm N/mm 2 N/mm 2 % AlMg3 aa 12 128 218 5754-H22 aa 6 190 239 223 0.933 14.5 6082-T6 aa 6 267 305 20.0

Próbatestek nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: S690QL 10 BM1/WJ1: S690QL/GMAW-m 14+10 BM1/WJ2: S690QL/GMAW-om BM2: S960QL 8 5+5+5 BM2/WJ1: S960QL/GMAW-m 14 8 BM2/WJ2: S960QL/GMAW-um

Próbatestek alumíniumötvözetek Alumíniumötvözetek Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: AlMg3 és 5754-H22 0 és 17 5+5 és 2+2 BM1/WJ1: 5754-H22/FSW 16 12 BM1/WJ2: 5754-H22/GTAW BM2: 6082-T6 16 3+3 BM2/WJ1: 6082-T6/FSW 8 BM2/WJ2: 6082-T6/GTAW

Tartalom Bevezetés: a vizsgálati mátrix Nagyciklusú fárasztóvizsgálatok (HCF) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok (FCG) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Befejezés: a folytatás

HCF (High Cycle Fatigue): vizsgálati körülmények MTS 810 lapos próbatest állandó terhelésamplitúdó R = 0,1 f = 30 Hz szinusz függvény szobahőmérséklet laboratóriumi környezet GMAW FSW

MSZ ENV 1993-1-1EUROCODE 3: Acélszerkezetek tervezése. 1-1 rész: Általános és az épületekre vonatkozó szabályok. (9.1.2. ábra és 9.6.1. ábra)

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL / S690 / Weldox 700 800 700 Feszültségtartomány, Ds, MPa 600 500 400 300 200 S690QL BM; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S690 BM; R=0,1; f=5,3hz [irodalom] 100 Weldox 700 BM [irodalom] S690QL BM; R=0 [irodalom] 0 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL GMAW-m / Weldox 700 WJ / S355-S690QL GMAW Feszültségtartomány, Ds, MPa 800 700 600 500 400 300 200 S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {m} [saját mérés] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {p} [saját mérés] Weldox 700 WJ [irodalom] S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {m} {h} [saját mérés] 100 0 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL / S690 / Weldox 700 S690QL GMAW-m / Weldox 700 WJ / S355-S690QL GMAW 800 700 Feszültségtartomány, Ds, MPa 600 500 400 300 200 100 0 S690QL BM; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S690 BM; R=0,1; f=5,3hz [irodalom] Weldox 700 BM [irodalom] S690QL BM; R=0 [irodalom] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {m} [saját mérés] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {p} [saját mérés] Weldox 700 WJ [irodalom] S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {m} {h} [saját mérés] 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S960QL és S690QL GMAW-m / S355-S690QL GMAW 800 Feszültségtartomány, Ds, MPa 700 600 500 400 300 200 S960QL BM; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S960QL BM; R=0 [irodalom] S960QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] 100 0 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL és S690QL GMAW-m; S960QL és S960QL GMAW-m 800 700 Feszültségtartomány, Ds, MPa 600 500 400 300 200 100 S690QL BM; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S960QL BM; R=0,1; f=30hz [saját mérés] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {m} [saját mérés] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz {p} [saját mérés] S960QL GMAW-m; R=0,1; f=30hz [saját mérés] 0 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 1,0E+08 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

EN 1999-1-3:2007/A1: Eurocode 9: Design of aluminium structures - Part 1-3: Structures susceptible to fatigue. (Figure 6.1 és Figure J.4)

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei 5754-H22 és 5754-H22 FSW 250 Feszültségtartomány, Ds, MPa 200 150 100 50 5754-H22 BM-hosszirány [saját mérés] 5754 BM-hosszirány [irodalom] 5754 BM-keresztirány [irodalom] 5754-H22 FSW-keresztirány [saját mérés] R = 0,1 0 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei 6082-T6 FSW 250 6082-T6 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-részleges átolvadás [irodalom] 200 Feszültségtartomány, Ds, MPa 150 100 50 R = 0,1 0 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei 5754-H22 és 5754-H22 FSW; 6082-T6 FSW 250 Feszültségtartomány, Ds, MPa 200 150 100 50 5754-H22 BM-hosszirány [saját mérés] 5754 BM-hosszirány [irodalom] 5754 BM-keresztirány [irodalom] 5754-H22 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-részleges átolvadás [irodalom] R = 0,1 0 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07 Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus

A HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatokból megfogalmazható következtetések A megtervezett technológiákkal megfelelő minőségű hegesztett kötések készíthetők. A vizsgált alapanyagok nagyciklusú fáradással szembeni ellenállása magasabb, mint a hegesztett kötéseké. A különbségek mértéke egyes esetekben felveti a hegesztéstechnológia további finomításának lehetőségét, illetve igényét A vizsgált alapanyagok és hegesztett kötések nagyciklusú fáradással szembeni ellenállása összhangban van az összehasonlító anyagok irodalomban közölt viselkedésével, egyes esetekben pedig jobb annál. A JSME szabványban található 14 próbatestes módszer alkalmazható nagyciklusú fáradással szembeni ellenállást kifejező határgörbék meghatározására.

Tartalom Bevezetés: a vizsgálati mátrix Nagyciklusú fárasztóvizsgálatok (HCF) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok (FCG) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Befejezés: a folytatás

A fáradásos repedésterjedés kinetikai diagramja R = állandó T = állandó A feszültségintenzitási tényező tartományának küszöbértéke (ΔK th ) A Paris-Erdogan összefüggés állandói (C and n) A feszültségintenzitási tényező tartományának kritikus értéke(δk fc )

A fáradásos repedésterjedésre érvényes tervezési görbék szerkezete (BS 7910)

A tervezési határgörbék származtatásának módszere és a határgörbe elvi alakja

FCG (Fatigue Crack Growth): vizsgálati körülmények MTS 312 CT és TPB próbatestek orientációk: T-L és L-T 21W és 23W WM, RY, AZ és RAY repedéskövetés: optikai módszer compliance módszer állandó terhelésamplitúdó R = 0,1 f = 20 Hz / 5 Hz szinusz függvény szobahőmérséklet laboratóriumi környezet

FCG (Fatigue Crack Growth): próbatestek kimunkálása GMAW és FSW hegesztett kötésekből GMAW kötések FSW kötések

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei: S960QL alapanyag, mindhárom orientáció 1,0E-01 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 R = 0,1 A1_11 - T-S A1_12 - T-S A1_13 - T-S A1_14 - T-S A1_15 - T-S A2_21 - L-S A2_22 - L-S A2_23 - L-S A2_24 - L-S A2_25 - L-S B_1 - T-L B_2 - T-L B_3 - T-L B_4 - T-L B_5 - T-L 1,0E-07 10 100 1000 A feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

Az S960QL alapanyag hegesztett kötéseiből készített 21 orientációjú próbatestek repedésméret-igénybevételi szám (a-n) görbéi 25 Repedésméret, a, mm 20 15 10 9-GMAWm-FCG-21W1 9-GMAWm-FCG-21W2 9-GMAWm-FCG-21W3 9-GMAWm-FCG-21W4 9-GMAWm-FCG-21W5 9-GMAWm-FCG-21W6 9-GMAWm-FCG-21W7 9-GMAWm-FCG-21W8 5 0 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 Igénybevételi szám, N, ciklus

Az S960QL alapanyag hegesztett kötéseiből készített 21 orientációjú próbatestek kinetikai diagramjai (da/dn-δk) 1,0E+00 R = 0,1 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-01 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 9-GMAWm-FCG-21W1 9-GMAWm-FCG-21W2 9-GMAWm-FCG-21W3 9-GMAWm-FCG-21W4 9-GMAWm_FCG-21W5 9-GMAWm-FCG-21W6 9-GMAWm-FCG-21W7 9-GMAWm-FCG-21W8 1,0E-07 10 100 1000 Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

Az S960QL alapanyagból és GMAW-matching hegesztett kötésekből készült különböző orientációjú próbatesteken elvégzett FCG vizsgálatok eredményeiből képzett minták Mérőszám Orientáció A minta elemszáma S960QL alapanyag Átlag Szórás Szórási együttható n T-S 5 3.959 0.946 0.2390 L-S 5 3.735 0.273 0.0731 T-S and L-S 10 3.847 0.667 0.1734 T-L 5 2.441 0.615 0.2519 DK fc T-S 5 100.22 6.685 0.0667 L-S 5 102.68 4.574 0.0446 T-S and L-S 10 101.45 5.553 0.0547 T-L 5 125.11 8.385 0.0670 S960QL GMAW-matching n 21W 8 4.445 0.594 0.134 DK fc 21W 8 115.5 13,20 0.114

A saját vizsgálatok és az irodalmi adatok összehasonlítása Anyagminőség R y R m DK th n DK fc N/mm 2 N/mm 2 MPam 1/2 mm/cycle, MPam 1/2 MPam 1/2 37C 270 405 7.69 3.60 62.70 St38b-2 280 440 5.5 3.7 45 DP_25156 350-380 790-820 2.20 261.01 E420C 450 595 5.72 2.55 100.41 H60-3 500 630 5.9 3.8 50 TRIP_28670 500 560-720 2.06 320.73 X80TM 540 625 2.49 136.57 H75-3 600-680 4.3-5.2 2.5-2.7 70-75 QStE690TM 780 850 2.39 N-A-XTRA 70 810 850 2.7 2.7 88 S960QL 1007 1045 2.44 125.11 XABO 1100 1125 1339 2.00 116.41 saját vizsgálatok irodalmi adatok

A különböző alapanyagok (aa) és hegesztett kötéseik (hk) tervezési görbéinek paraméterei Anyagminőség DK th n C DK fc MPam 1/2 mm/cycle, MPam 1/2 MPam 1/2 37C aa 10.4 2.98 8.22 E-09 53 37C hk 1) 3.16 2.42 E-09 70 E420C aa 8.0 2.26 9.78 E-08 92 E420C hk 1) 2.74 1.16 E-08 101 X80TM aa 1.78 3.74 E-07 129 X80TM hk 1.86 3.13 E-07 QStE690TM aa 1.82 3.27 E-07 S690QL aa S690QL hk kidolgozás alatt kidolgozás alatt S960QL aa 1.80 3.50 E-07 94 S960QL hk 2.75 1.36 E-08 95 XABO 1100 aa 1.76 4.00 E-07 104 1) A maradó feszültségek jellegének ismeretében az alapanyagra kapott értékből származtatható.

Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 1,0E-06 1,0E-07 37C alapanyag 37C hegesztett kötés E420C alapanyag E420C hegesztett kötés X80TM alapanyag X80TM hegesztett kötés QStE690TM alapanyag S960QL alapanyag S960QL hegesztett kötés XABO 1100 alapanyag 1 10 100 1000 A feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2 A fáradásos repedésterjedésre meghatározott tervezési görbék (EGYSZERŰ KAPCSOLAT)

Az FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatokból megfogalmazható következtetések I. A megtervezett technológiákkal megfelelő minőségű hegesztett kötések készíthetők. A vizsgált alapanyag fáradásos repedésterjedéssel szembeni ellenállása szignifikánsan függ az orientációtól. A vizsgált alapanyag fáradásos repedésterjedéssel szembeni ellenállása összhangban van az összehasonlító anyagok irodalomban közölt viselkedésével. Az eredmények segítségével a fáradásos repedésterjedésre érvényes tervezési határgörbék meghatározhatók.

Különböző alumíniumötvözetek jellegzetes fáradásos repedésterjedési görbéi EN 1999-1-3:2007/A1: Eurocode 9: Design of aluminium structures - Part 1-3: Structures susceptible to fatigue. (Figure B.6 a))

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei AlMg3 és 5754-H22 1,0E-01 AlMg3-BM-FCG-T-L (5 próbatest) AlMg3-BM-FCG-L-T (5 próbatest) Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 5754-H22-BM-FCG-T-L (2 próbatest) 5754-H22-BM-FCG-L-T (2 próbatest) 1,0E-05 R = 0,1 1 10 100 Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei 5754-H22 FSW 1,0E-01 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 5-FSW-FCG-WM1 5-FSW-FCG-WM2 5-FSW-FCG-WM3 5-FSW-FCG-R1 5-FSW-FCG-R2 5-FSW-FCG-R3 5-FSW-FCG-A1 5-FSW-FCG-A2 5-FSW-FCG-A3 5-FSW-FCG-TR-RA1 5-FSW-FCG-TR-RA2 5-FSW-FCG-TR-RA3 1,0E-05 R = 0,1 1 10 100 Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei 6082-T6 FSW 1,0E-01 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 R = 0,1 6-FSW-FCG-WM1 6-FSW-FCG-WM2 6-FSW-FCG-R1 6-FSW-FCG-R2 6-FSW-FCG-A1 6-FSW-FCG-A2 6-FSW-FCG-TR-RA1 6-FSW-FCG-TR-RA2 1,0E-06 1 10 100 Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei és azok összehasonlítása irodalmi adatokkal A repedésterjedés iránya 5754-H22 6082-T6 6082-T4+PWHT 6082-T6 saját mérés irodalom irodalom saját mérés n darab n darab n darab n darab L-T 2,915 2 3,13 1 4,585 2 2,727 3 T-L 3,146 2 3,89 1 3,199 3 TR-RA 3,458 3 4,05 1 2,656 2 WM 3,323 3 4,22 1 3,511 2 3,586 2 R 3,565 3 4,59 1 4,248 2 A 3,650 3 4,591 2 HAZ 3,672 1

Próbatestek kimunkálása FSW hegesztett kötésekből, FCG vizsgálatokhoz (TR-RA) 5754-H22 6082-T6

FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei 5754-H22/FSW, 6082-T6/FSW TR-RA 1,0E-01 5-FSW-FCG-TR-RA1 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dn, mm/ciklus 1,0E-02 1,0E-03 1,0E-04 1,0E-05 R = 0,1 5-FSW-FCG-TR-RA2 5-FSW-FCG-TR-RA3 6-FSW-FCG-TR-RA1 6-FSW-FCG-TR-RA2 1,0E-06 1 10 100 Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam 1/2

Az FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatokból megfogalmazható következtetések II. A megtervezett technológiákkal megfelelő minőségű hegesztett kötések készíthetők. A lényegében azonos alapanyagokon (AlMg3, 5754-H22) elvégzett fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok eredményei orientációnként (T-L és L-T) azonosnak tekinthetők; mérethatás (s=12 mm és s=6 mm) szignifikánsan nem mutatható ki. Az FSW kötésekben a repedések terjedése szignifikánsan eltérőnek tekinthető, attól függően, hogy azok a kötés közepén, a szélein vagy a kötés hossztengelyére merőlegesen haladnak. A vizsgált alapanyagok és hegesztett kötések fáradásos repedésterjedéssel szembeni ellenállása összhangban van az összehasonlító anyagok irodalomban közölt viselkedésével. A fáradásos repedésterjedésre érvényes tervezési határgörbék meghatározásához további kísérleti és elemzési munka szükséges.

Tartalom Bevezetés: a vizsgálati mátrix Nagyciklusú fárasztóvizsgálatok (HCF) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Fáradásos repedésterjedési sebesség vizsgálatok (FCG) Vizsgálati körülmények Vizsgálati eredmények Következtetések Befejezés: a folytatás

A vizsgálati mátrix általánosan Nagyszilárdságú acélok Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat Alumíniumötvözetek NST HTT HAZ LCF HCF FCG Alapanyag-1: BM1 Hegesztett kötés-1: BM1/WJ1 Hegesztett kötés-2: BM1/WJ2 Alapanyag-1: BM2 Hegesztett kötés-1: BM2/WJ1 Hegesztett kötés-2: BM2/WJ2 NST: zérus szilárdsághoz tartozó hőmérséklet HTT: melegszakítás (hevítéses, hevítéses-visszahűtéses) HAZ: hőhatásövezeti szimuláció CCT: folyamatos hűtésű átalakulási diagramok hegesztési viszonyokra LCF: kisciklusú fárasztás HCF: nagyciklusú fárasztás FCG: fáradásos repedésterjedés

A vizsgálati mátrix nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: S690QL BM1/WJ1: S690QL/GMAW-m BM1/WJ2: S690QL/GMAW-om BM2: S960QL BM2/WJ1: S960QL/GMAW-m BM2/WJ2: S960QL/GMAW-um

A vizsgálati mátrix alumíniumötvözetek Alumíniumötvözetek Fizikai szimuláció Fárasztóvizsgálat NST HTT HAZ LCF HCF FCG BM1: AlMg3 és 5754-H22 BM1/WJ1: 5754-H22/FSW BM1/WJ2: 5754-H22/GTAW BM1/WJ3: 5754-H22/GMAW BM2: 6082-T6 BM2/WJ1: 6082-T6/FSW BM2/WJ2: 6082-T6/GTAW BM2/WJ3: 6082-T6/GMAW

Köszönetnyilvánítás A közleményben ismertetett kutató munka a TÁMOP- 4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 projekt eredményeire alapozva, a TÁMOP-4.2.2/A-11/1-KONV-2012-0029 jelű projekt részeként, az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.

Köszönjük a megtisztelő figyelmet! Lukács János janos.lukacs@uni-miskolc.hu Nagy Gyula Gáspár Marcell Meilinger Ákos Dobosy Ádám Pósalaky Dóra Miskolci Egyetem, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet, H-3515 Miskolc-Egyetemváros http://www.met.uni-miskolc.hu/ 7. Anyagvizsgálat a Gyakorlatban (AGY) Szakmai Szeminárium Kecskemét, 2014. június 19-20.