ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam

ME ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam BSc 10. előad adás 2010/2011. tanév, 2. félévf E) AZ ÁLLAPOTTÉNYEZŐK K HATÁSA Előad adó: : Dr. Lukács János J egyetemi tanár Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék

Az előad adási anyag elérhet rhetősége az Interneten http://edu.uni edu.uni-miskolc.hu/

Informáci ciók k a fólif liák k olvasásához A tananyag tagolása a (fejezetek, részek r számoz mozása, címek, alcímek) az előad adásokon és s a fólif liákon azonos Az alkalmazott színek segíts tséget kívánnak k nyújtani a tananyag megért rtéséhez azzal, hogy felhívj vják k a figyelmet egy-egy részletkr szletkérdésre (a a zárójelben z sárga s színnel írott rész r példp ldát t jelent) (a a zárójelben z zöld z színnel írott rész r korábban alkalmazott és/vagy rokon értelmű,, illetve idegen nyelvű jelölést, kifejezést jelent) a piros színnel írott és/vagy bekarikázott rész r figyelemfelhívást jelent, amelyhez az előad adáson általában szóbeli magyarázat is kapcsolódik a fehér r hátterh tterű dia tájékoztatt koztató,, magyarázó,, szemléltet ltető jellegű Az előad adási anyag végén v n megtalálhat lhatók azok a források sok,, amelyek az anyag összeállításánál felhasználásra kerültek a felkész szüléshez shez ajánlott tankönyv nyv vonatkozó részeinek oldal- számai, a tananyag tagolásához rendelve

1. előad adás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK A tantárgyr rgyról l II. témakörök Az anyagvizsgálat feladatai, az anyagvizsgáló eljárások csoportosítása sa A szakítóvizsg vizsgálat és s alkalmazásai A nyomóvizsg vizsgálat és s alkalmazásai A keménys nységmérések és s alkalmazásaik Ismétl tlődő igénybev nybevételek, fárasztf rasztóvizsgálatok, biztonsági diagramok Az állapottényezők, ridegség és s szívóss sság A kúszk szásvizsgálat Az ütővizsgálat és s alkalmazásai A hajlítóvizsg vizsgálat és s alkalmazásai Vizuális vizsgálatok Ultrahangvizsgálatok latok Radiográfiai vizsgálatok Mérések és s mérőszm számok: matematikai-statisztika az anyagvizsgálatban

E) AZ ÁLLAPOTTÉNYEZŐK K HATÁSA E) I. BEVEZETÉS szerkezeti elemek és s szerkezetek kialakítása, terhelése rideg/szívós s viselkedés s (rideg/sz( rideg/szívós átmenet) rideg viselkedés s (rideg( állapot, rideg törés): t a tönkremenetel t makroszkópikus képlékeny alakváltoz ltozás s nélkn lkül l megy végbev szívós s viselkedés s (sz( szívós állapot, szívós s törett ret): a tönkremenetel t előtt makroszkópikus képlékeny alakváltoz ltozás s következik k be, a feszülts ltségszint meghaladja a folyáshat shatárt a rideg/szívós s viselkedést st (rideg/sz( rideg/szívós átmenetet) befolyásol soló állapottényezők: fkk feszülts ltségállapot llapot többtengelyű terhelés geometria üzemelés és s annak következmk vetkezményei hőmérséklet alacsonyabb igénybev nybevételi sebesség nagyobb

Ridegtörés s egy Liberty típusú hadihajón

E) II. KÚSZK SZÁSVIZSGÁLAT (a hőmérsh rséklet hatása) Megengedett legkisebb R p0.2 egyezményes folyáshat shatár értékek növelt n hőmérsh rsékleten kivonat az MSZ EN 10216-2 2 szabvány 5. táblt blázatából Az acélmin lminőség jele számjele Falvastagság Legkisebb egyezményes folyáshat shatár N/mm 2 a következk vetkező hőmérsékleten C R p0.2 N/mm mm 100 150 200 250 300 350 400 450................................. 20MnNb6 1.0471 60 312 292 264 241 219 200 186 174.................................

A kúszk szási si szilárds rdság g tájékoztatt koztató értékei kivonat az MSZ EN 10216-2 2 szabvány A1. táblt blázatából Az acélmin lminőség jele Hőmérséklet Kúszási si szilárds rdság értékek (N/mm 2 ) a, b, c számjele ºC 10 000 h 100 000 h 200 000 h 250 000 h..................... 20MnNb6 1.0471 400 243 179 157* 150* 410 221 157 135* 128* 420 200 136 115* 108* 430 180 117 97* 91* 440 161 100 82* 77* 450 143 85 70* 66* 460 126 73 60* 56* 470 110 63 52* 48* 480 96 55 44* 41* 490 84 47 37* 32* 500 74 41..................... a Az Európai KúszK szási si Együttm ttműködési Bizottság által javasolt értékek a szórási si sáv s v középértk rtékei b Az acélok folyamatos üzemben nem terhelhetők k az adott feszülts ltségekig. c A kúszk szási si szilárds rdság értékekre a * kivétel telével az extrapoláci ciós s időtényez nyezők k kisebbek háromnh romnál.

E) II. KÚSZK SZÁSVIZSGÁLAT 2. előad adás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK A) 6.4. Az anyagvizsgáló eljárások csoportosítása sa a vizsgálati hőmérsh rséklet szerint kriogén n hőmérsh rséklet negatív v hőmérsh rséklet szoba- vagy környezeti k hőmérsh rséklet magas hőmérsh rséklet különösen magas hőmérsh rséklet

E) II.1. A kúszk szás s jelensége definíci ció: : az anyagnak egy meghatározott hőmérsék- leten, állandó terhelés s hatására bekövetkez vetkező maradó alakváltoz ltozása, a terhelés s idejétől l függf ggően (a terhelés s az adott hőmérsh rsékletre vonatkozó folyáshat shatárnál l kisebb) alakváltoz ltozási (kúsz( szási) ) mechanizmusok alacsonyabb hőmérsh rséklet (T( hom 0.4): : logaritmikus kúszk szás magasabb hőmérsh rséklet (T( hom > 0.4): általános kúszk szás kúszási si diagram (ny( nyúlás-idő diagram) átmeneti szakasz állandósult kúszk szás s szakasza harmadlagos kúszk szás törés

E) II.2. A vizsgálat célja, c elve, kivitelezése cél: : hosszú ideig ható, állandó húzóterheléssel szembeni ellenáll llás s meghatároz rozása növelt n hőmérsékleten méretezési alapadatok szolgáltat ltatása elv: : több t próbatestet, állandó terheléssel, növelt hőmérsh rsékleten, hosszú ideig terhelünk kivitelezés s = kúszk szási si diagram felvétele folyamatos vizsgálat megszakításos sos vizsgálat próbatestek hengeres: : van a próbatesten felület let a nyúlásm smérő eszköz z elhelyezésére folyamatos vizsgálat lapos, ívelt lapos: : nincs felület let a nyúlásm smérő eszköz elhelyezésére megszakításos sos vizsgálat

Kúszásvizsgáló laboratórium rium (Alusuisse( Alusuisse)

kúszási si diagram E) II.3. MérőszM számok törési idő kívánt mértm rtékű képlékeny nyúláshoz tartozó idő gyakorlat ( ( méretezési feladat) kúszási si szilárds rdság (időtartamszilárdság): az a feszülts ltség g (R), amellyel előírt vizsgálati hőmérsh rsékleten (T), meghatározott ideig (t) terhelve a próbatestet bekövetkezik annak szakadása sa jelölése: R mt[h]/t[ [h]/t[ C] (R m100000/550 ) [N/mm 2 ] kúszáshatár: : az a feszülts ltség g (R), amellyel előírt vizsgálati hőmérsékleten (T), meghatározott ideig (t) terhelve a próba batestet, megadott mértm rtékű képlékeny nyúlás s (ε( p ) következik k be jelölése: R pε[%]/t[h]/t[ [%]/t[h]/t[ C] (R p0.2/10000/500 ) [N/mm 2 ] százal zalékos szakadási si nyúlás s (lásd szakítóvizsg vizsgálat) százal zalékos keresztmetszet csökken kkenés s (lásd szakítóvizsg vizsgálat) technikai kivitelezés szabványos adatok

Folyáshat shatár és s kúszk szási si szilárds rdság értékek az MSZ EN 10216-2 2 szabvány 5. és s A1. táblt blázatai alapján; anyagminőség: g: 20MnNb6 400 szakítóvizsg vizsgálat szobahőmérs rsékleten 350 szakítóvizsg vizsgálat növelt n hőmérsh rsékleten Feszültség, N/mm 2 300 250 200 150 100 50 0 Legkisebb folyáshatár Legkisebb egyezményes folyáshatár Kúszási szilárdság 10 000 h időtartamra Kúszási szilárdság 100 000 h időtartamra Kúszási szilárdság 200 000 h időtartamra Kúszási szilárdság 250 000 h időtartamra 0 100 200 300 400 500 600 Hőmérséklet, C kúszásvizsgálat

E) II.4. Extrapoláci ció kúszásnál indok: : rövidebb r idejű vizsgálatb latból l becsülni a hosszabb időtartamra érvényes viselkedést st (mérősz számot) költség g megtakarítás Larsen-Miller eljárás alapgondolat: : a kúszk szás s folyamatát t döntd ntően a diffúzi zió szabályozza van hőmérsh rséklet-idő (T-t) egyenért rtékűség összefüggés alkalmazás alkalmazási korlátok a hőmérsh rséklet változv ltozás s mellett nem következhet k be meg- határoz rozó anyagszerkezettani változás s (fázis zisátalakulás, kiválás, újrakristályosodás) s) ΔT T < 50 K, a megbízhat zhatóság érdekében

A) 6.7. Az anyagvizsgáló eljárások csoportosítása sa az igénybev nybevétel sebessége alapján csoportosítás s roncsolásos sos vizsgálatokra Jellemző (vizsgálati) idő,, s >10 3 10 3-5*10-1 5*10-1 -5*10-4 5*10-4 -5*10-6 <10-6 Alakváltoz ltozási sebesség, 1/s >10-5 10-5 -10-1 10-1 -5*10 1 5*10 1-10 4 >10 4 kúszás állandó F vagy berendezés kvázistatikus szervohid- raulikus vagy orsós berendezés gázágyúval vagy robbantással elő- idézett hatás kúszás- vizsgálat, lassú szakító- vizsgálat szakító- vizsgálat átmeneti szakítóvizsg vizsgálat, ütővizsgálat 2. előad adás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK nagy mechanikai vagy robbantásos hatás Pellini-féle le ejtősúlyos vizsgálat nagyon nagy speciális szervo- hidraulikus, pneu- matikus, mecha- nikus berendezés Taylor-féle le dinamikus vizsgálat

E) III. ÜTŐVIZSGÁLAT (a hőmérsh rséklet és s az igénybev nybevételi sebesség g hatása) A Titanic katasztrófája (1912): a hajó szerkezete

E) III. ÜTŐVIZSGÁLAT A Titanic katasztrófája (1912): ütővizsgálati eredmények

Legkisebb átlagos ütőmunka értékek kivonat az MSZ EN 10216-4 4 szabvány 5. táblt blázatából Az acélmin lminőség jele számjele Falvas- tagság Irány Legkisebb KV átlagos ütőmunka [J] a következk vetkező hőmérsékleten C mm -196-120 -110-100 -90-60 -50-40 -20 20 P215NL 1.0451 10 H 80 40 45 55.......................................... X10Ni9 1.5682 40 H 40 50 50 60 60 70 70 70 70 70 K 27 35 35 40 40 50 50 50 50 50 70 60 Ütőmunka, KV, J 50 40 30 P215NL (EN10216-4) Hosszirányú (H) próbatest 20 X10Ni9 (EN 10216-4) Hosszirányú (H) próbatest 10 X10Ni9 (EN 10216-4) Keresztirányú (K) próbatest 0-200 -160-120 -80-40 0 40 Hőmérséklet, C

E) III.1. A vizsgálat célja, c lényege, l kivitelezése cél: : az anyag szívóss sságára jellemző mérő- számok meghatároz rozása lényeg: : bemetszett próbatestet a bemetszéssel ssel ellentétes tes oldalon, egyetlen (dinamikus) ütéssel terhelünk a próbatest általában kettétörik kivitelezés ingás ütőmű az ingás ütőművek jellemző ütési energiái fémek és ötvözeteik: 300-350 350 J (750 J) polimerek, kerámi miák: 2-502 J jellemző ütési sebesség: 4-74 7 m/s

Ingás ütőművek

Források jegyzéke I. 6. dia: BLUMENAUER, H.; PUSCH, G.: Technische Bruchmechanik. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Stuttgart, 1993. Abb.1.1. a) p. 14. 8. dia: MSZ EN 10216-2: Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez. Műszaki szállítási feltételek. 2. rész: Növelt hőmérsékleten szavatolt tulajdonságú ötvözetlen és ötvözött acélcsövek. 9. dia: MSZ EN 10216-2: Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez. Műszaki szállítási feltételek. 2. rész: Növelt hőmérsékleten szavatolt tulajdonságú ötvözetlen és ötvözött acélcsövek. 13. dia: Alusuisse Lonza Services AG, Neuhausen am Rheinfall, Foto Nr. 84900. 15. dia: Az MSZ EN 10216-2: Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez. Műszaki szállítási feltételek. 2. rész: Növelt hőmérsékleten szavatolt tulajdonságú ötvözetlen és ötvözött acélcsövek. című szabványban található adatok alapján. 18. dia: ASM Handbook, Vol. 8: Mechanical Testing and Evaluation. ASM International, Materials Park, Ohio, 2000. Fig. 1 p. 427. 19. dia: http://www.ep128.hu/titanic/titanic.html 20. dia: McLEAN, A.: Some perspectives on technological exchange and international co-operation in steel related research. Review. ISIJ International, Vol. 38 (1998), No. 9. pp. 905-912. Fig. 6., Fig. 7., Fig. 9. 21. dia: MSZ EN 10216-4:2002: Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez. Műszaki szállítási feltételek. 4. rész: Kis hőmérsékleten szavatolt tulajdonságú ötvözetlen és ötvözött acélcsövek.

Források jegyzéke II. 23. dia: a megjelenés sorrendjében Gál, I.; Kocsisné, B. M.; Lenkeyné, B. Gy.; Lukács, J.; Marosné, B. M.; Nagy, Gy.; Tisza, M.: Anyagvizsgálat. Szerk.: Tisza, M. Miskolci Egyetemi Kiadó, 2001. 3.67. ábra, p. 178. Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék CEAST progress in testing. Resil Family. Gyártmányismertető, AP960-06 0406.

A felkész szüléshez shez ajánlott tankönyv nyv és s a vonatkozó oldalszámok Gál, I.; Kocsisné,, B. M.; Lenkeyné,, B. Gy.; Lukács, J.; Marosné,, B. M.; Nagy, Gy.; Tisza, M.: Anyagvizsgálat. Szerk.: Tisza, M. Miskolci Egyetemi Kiadó,, 2001. E) II.1. p. 167-169. 169. E) II.2. p. 170-172. 172. E) II.3. p. 173-175. 175. E) II.4. p. 175-177. 177. E) III.1. p. 179-180. 180.

ME ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam BSc 10. előad adás 2010/2011. tanév, 2. félévf E) AZ ÁLLAPOTTÉNYEZŐK K HATÁSA Köszönöm m a figyelmet!