KÁRELEMZÉS, TÖRÉSEK GAZDASÁGI KIHATÁSAI E/$'È62.$.È5(/(0=e6(/9(,5/ ASM VIDEÓ SOROZAT LENKEYNÉ BIRÓ GYÖNGYVÉR, Miskolci Egyetem Készült: a TEMPUS S_JEP_11271 projekt támogatásával Miskolc - 1997 -
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO (OV]y ELSZÓ 0LQGHQW UWpQHOPLNRUV]DNIHMOGpVpQHNPHJYDQDPDJDKDMWyHUHMH0tJD;,;században DWXGRPiQ\HOUHKDODGiViWHJ\pUWHOP&HQDYDV~WLN ]OHNHGpVUREEDQiVV]HU&HOWHUMHGpVHKDWRWWDiW (évente átlagosan 10.000 km hosszágban építettek új vasútvonalakat), addig jelen korunkban a PLNURHOHNWURQLND DGWD OHKHWVpJHN V]WWpN iw D PLQGHQQDSMDLQNDW tj\ D P&V]DNL pohw QNHW LV V]ROJiOWDWYD DQQDN IHMOGpVpKH] V] NVpJHV KDMWyHUW ( NpW SHULyGXV IHMOGpVpQHN VDMiWRVViJDL természetesen megmutatkoztak a társadalmi struktúra formálódásában is. Az elmúlt században NLDODNXOW D QDJ\ ]HPL PXQNiVViJ PHJYDOyVXOW D WNH NRQFHQWUiFLyMD pv OpWUHM WW D reál - GRPLQiQVDQDP&V]DNLWXGRPiQ\P&YHOLQHNQpSHV WiERUD (] XWyEELDN NLYtYWiN PDJXNQDN D széles társadalmi elismertséget, hisz tevékenységük közvetlenül hozzájárult a társadalom látható IHMOGpVpKH] 1DSMDLQN VDMiWRVViJD D] információs társadalom kialakulása, amelyben a PLNURHOHNWURQLNDLHOHPHNIHMOGpVHiWV] YLDPLQGHQQDSLpOHW QNWHYpNHQ\VpJ QNOHKHWVpJHLW$ P&V]DNLpOHWEHQH]W EEHNN ] WWDV]iPtWiVWHFKQLNDUREEDQiVV]HU&HOWHUMHGpVpWDGLDJQRV]WLNDL vizsgálatok eszközparkjának átalakulását, az anyagok viselkedésének, tulajdonságainak mélyebb PHJLVPHUpVpWV]ROJiOyDQ\DJYL]VJiODWLPyGV]HUHNHV]N ] NOpWUHM WWpWHUHGPpQ\H]WpN$IHMOGpV ütemét jól tükrözi az, hogy mindez az utóbbi 20 évben következett be (pl. a számítógépek PLNURSURFHVV]RUDLQDNP&YHOHWLVHEHVVpJHSHULyGXVEDQQDJ\ViJUHQGHWYiOWR]RWW $ QDJ\ puwpn& P&V]DNL OpWHVtWPpQ\HNHW V]HUNH]HWHNHW KLGDNDW HUP&YHNHW Ji] olajfeldolgozó rendszereket, vegyipari üzemeket, tranzit energiaszállító vezetékeket, UHS OJpSHNHW KDMyNDW VWE pyhv ]HPHOWHWpVUH WHUYH]LN D] DGRWW periódusban érvényben OHYV]DEYiQ\RNP&V]DNLLUiQ\HOYHNILJ\HOHPEHYpWHOpYHO(]HNEHQSHGLJD]D]WPHJHO]QpKiQ\ év ismeretszintje, technológiai színvonala testesedik meg. A mikroelektronika által diktált IHMOGpVL WHPOHKHWYpWHV]LD]WKRJ\DQDJ\pUWpN&V]HUNH]HWHNOpWHVtWPpQ\HN ]HPHOWHWKHWVpJL feltételeit, maradék élettartamát egyre nagyobb megbízhatósággal becsüljük, azaz integritását egyre kisebb kockázattal ítéljük meg. $] HO]NEO DGyGyDQ NLDODNXOW HJ\ ~M GLV]FLSOtQD D szerkezetek integritása, vagy szerkezetintegritás IRJDOPDpVOpWUHM WWLQWp]PpQ\UHQGV]HUHV]HUWHDYLOiJRQ$G QWHQPpUQ NL ismereteket integráló tudományterület feladata annak eldöntése, hogy egy adott szerkezet, OpWHVtWPpQ\ PLO\HQ IHOWpWHOHN PHOOHWW ]HPHOWHWKHW D WRYiEELDNEDQ LOO PHQQ\L D PDUDGpN pohwwduwdpdpvh]plo\hqpygrqphqhg]vhokhw$kkr]dv]hunh]hwioodsrwiwdohkhwohjqdj\ree EL]WRQViJJDO IHOPpUKHVV N HEEO DGyGyDQ D WRYiEEL ]HPHOWHWKHWVpJ IHOWpWHOHLW D OHJNLVHEE kockázattal megbecsüljük - elengedhetetlen az, hogy diagnosztikai vizsgálatokkal felmérjük a szerkezet állapotát, WLV]Wi]]XNDYDOyViJRV ]HPLN U OPpQ\HNUHMHOOHP]PHFKDQLNDLiOODSRWRW, megítéljük a beépített anyagok károsodásának folyamatát és mértékét az adott üzemeltetési feltételek mellett. 1\LOYiQYDOyHJ\UpV]WD]KRJ\D]HO]NEHQ HPOtWHWW KiURP I WHU OHW PpUpstechnika - PHFKDQLND DQ\DJ HJ\IRUPD MHOHQWVpJJHO EtU D V]HUNH]HW LQWHJULWiViQDN PHJtWpOpVpEHQ pv bármelyik terület elhanyagolása, súlyának csökkentése hibás döntéshez, esetleg katasztrófákhoz 1
(OV]y (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO YH]HWKHW 1\LOYiQYDOy PiVUpV]W D] KRJ\ PLQGHQ P&V]DNL G QWpVEHQ tj\ D] ]HPHOWHWKHWVpJ feltételeinek megítélésében is, bizonyos kockázat rejlik, hisz a tudomány adott szintjét hasznosítjuk és a rendelkezésre álló eszközpark maga is az adott kor V]tQYRQDOiWNpSYLVHOL(EEO DGyGyDQ PpUOHJHOQL NHOO D] HVHWOHJHV KLEiV G QWpV P&V]DNL MRJL N ]JD]GDViJL pv környezetvédelmi következményeit. Ezek együttes figyelembevételével viszont már kialakíthatók D]pVV]HU&NRFNi]DWYiOODOiVIHOWpWHOL $V]HUNH]HWLQWHJULWiVWHKiWHJ\LJHQNRPSOH[WHU OHW$NLNH]WP&YHOLND]RNQDN képesnek NHOO OHQQL N DUUD KRJ\ D] ]HPHOWHKHWVpJJHO NDSFVRODWRV SUREOpPiNDW WHOMHV N U&HQ iwoivvin kiemeljék a meghatározó paramétereket, kérdéscsoportokat és alkalmasak legyenek arra, hogy az érintett tudományterületek szakembereivel érdemben szakmailag konzultálni tudjanak. A szerkezetek integritásának, reális állapotának, maradék élettartamának megítélése mind D] ]HPHOWHWNPLQGSHGLJDEL]WRVtWyWiUVDViJRNDODSYHWpUGHNH$] ]HPHOWHWV]HPSRQWMiEyOD WXGDWRV WHUYH]pV IHMOHV]WpV PHJNHU OKHWHWOHQ VDURNSRQWMD D] ]HPEHQ OHY NpV] OpNHN P&V]DNL ioodsrwd EL]WRQViJD D V] NVpJHV EL]WRVtWiV WHNLQWHWpEHQ SHGLJ D] pvv]hu& NRFNi]DWYiOODOiV EL]WRVtWiVL VV]HJ DODSHOPH D UHiOLV ioodsrw LVPHUHWH (]HN MHOHQWVpJpW PpUOHJHOYH WiPRJDWWD D] Európai Unió a TEMPUS program keretében a Teaching and Education in Structural Integrity in Hungary FtPPHO VV]HiOOtWRWW SiO\i]DWRW DPHO\QHN I FpONLW&]pVH H]HQ ~M GLV]FLSOtQD meghonosításán kívül egyrészt a szerkezetintegritás oktatási anyagainak kidolgozása, másrészt a Szerkezetintegritás - Biztosítási Mérnök Szakmérnöki Szak beindítása. A négy hazai intézmény - 0LVNROFL(J\HWHP%XGDSHVWL0&V]DNL(J\HWHP.RVVXWK/DMRV7XGRPiQ\HJ\HWHP0&V]DNL.DUD pv D 6]pFKHQ\L,VWYiQ 0&V]DNL )LVNROD V]DNHPEHUHLQHN EHYRQiViYDO HOpUHQG FpORN PHJYDOyVtWiViWQDJ\EDQVHJtWHWWpNDN YHWNH]N OI OGLSDUWQHUHLQN 3URI79DUJD%pFVL0&V]DNL(J\HWHP Prof. H. P. 5RVVPDQLWK%pFVL0&V]DNL(J\HWHP Dr. J. Blauel, Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik Prof. S. Reale, Universitá Degli Studi di Firenze Prof. G. Pluvinage, Universitz of Metz S. Crutzen, Joint Research Centre, Petten. Miskolc, 1998. június 15. Tóth László egyetemi tanár a projekt koordinátora 2
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO (OV]y Jelen füzet egyike annak a sorozatnak, amelyik a különféle szerkezetek üzemelése közben EHN YHWNH]NiUHVHWHNHOHP]pVpQHNHOYHLYHOpVJ\DNRUODWiYDOIRJODONR]LN $NiUHOHP]pVMHOHQWVpJpYHODODSHOYHLYHOHJ\N O QI ]HWIRJODONR]LN (EEHQ D I ]HWEHQ HJ\ D NiUHOHP]pV HOYHLUO V]yOy HODGiVEyO iooy $60 American Society for Materials) által NLERFViWRWW YLGHy VRUR]DW HODGiVDLQDN D U YLG WDUWDOPL NLYRQDWD WDOiOKDWy $PLQW D WDUWDORPMHJ\]pNEO LV OiWKDWy D] HODGiVRN WpPiL IHO OHOLN D J\DNRUODWEDQ HOIRUGXOy V]LQWH YDODPHQQ\L OHKHWVpJHV NiURVRGiVL W QNUHPHQHWHOL IRUPiW 1HPFVDN D] DODSYHW NiURVRGiVL PHFKDQL]PXVRNDWWiUJ\DOMDKDQHPEHPXWDWMDWLSLNXVV]HUNH]HWLHOHPHNOHJJ\DNUDEEDQHOIRUGXOy sokszor nagyon összetett tönkremeneteli módjait. (]]HODI ]HWWHOVHJtWHQLNtYiQMXNH]HQYLGHyHODGiVRNRNWDWiVEDQYDOyIHOKDV]QiOiViWLV Mint minden új kezdeményezésnek, e füzetnek is nyilvánvalóan meglesznek a maga KLiQ\RVViJDLpVDM YEHQV]iPRVWHU OHWHQNLHJpV]tWpVUHV]RUXOQDN(]WQDJ\EDQVHJtWHQpD]KDD 7LV]WHOW2OYDVyNpV]UHYpWHOHLNHWMDYDVODWDLNDWDV]HU]NQHNYDJ\DSURMHNWYH]HWMpQHNHOMXWWDWQiN $ 7(0386 SURJUDP Q\~MWRWWD WiPRJDWiV OHKHW OHJMREE NLKDV]QiOiVD pughnpehq D] HONpV] OW tananyagokat INTERNET-en is közreadjuk (http://www.bzlogi.hu/tempus.htlm) annak érdekében, hogy a szerkezetintegritás diszciplínája hazánkban minél gyorsabban és minél szélesebb körben elfogadásra és elterjedésre találjon. Miskolc, 1998. június 20. Lenkeyné Biró Gyöngyvér 1 1 Honlap: http://www.bzlogi.hu/ vagy http://www.uni-miskolc.hu/ 3
1. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO Tartalomjegyzék HODGiV$NiUHOHP]pViOWDOiQRVHOMiUiVDL...5 HODGiV$NiURVRGiVWtSXVDLpVDIHV] OWVpJHN...9 HODGiV6]tYyVpVULGHJW UpV...12 HODGiV)iUDGiVRVW UpVHN...15 HODGiV.RSiV...18 HODGiV.RUUy]LyVNiURVRGiV...22 HODGiV1 YHOWKPpUVpNOHWHQEHN YHWNH]NiURVRGiVRN...25 HODGiVgQW WWpVNRYiFVROWDONDWUpV]HNNiURVRGiVD...27 HODGiV+HJHV]WHWWpVIRUUDV]WRWWN WpVHNNiURVRGiVD...30 HODGiV)RUJiFVROypVDODNtWyV]HUV]iPRNNiURVRGiVD...32 HODGiV7HQJHO\HNpVFVDSiJ\DNNiURVRGiVDL...35 HODGiV)RJDVNHUHNHNNiURVRGiVD...38 HODGiV0HFKDQLNXVN WHOHPHNNiURVRGiVD...40 HODGiV.D]iQRNpVKFVHUpONNiURVRGiVD...42 HODGiV1\RPiVWDUWyHGpQ\HNNiURVRGiVD...45 4
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV HODGiV$NiUHOHP]pViOWDOiQRVHOMiUiVDL (]D]HODGiVHOVVRUEDQD]RNNDOD]iOWDOiQRVHOMiUiVRNNDOWHFKQLNiNNDOIRJODONR]LNDPHO\HNHWD PpUQ NL V]HUNH]HWHN EHUHQGH]pVHN ]HPHOpVH N ]EHQ EHN YHWNH] NiUHVHWHN HOHP]pVpQpO alkalmaznak. A szerkezeti elemek, alkatrészek károsodása rendszerint üzemelési körülményekkel, tervezési, anyagválasztási, gyártási és szerelési problémákkal kapcsolatos és gyakran összetett. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy megismeri azokat az elvi lépéseket, amelyeket bármilyen fémes alkatrész károsodásának elemzésekor végre kell hajtani, megérti a vizuális vizsgálat fontosságát a kárelemzésben, megérti a kárelemzés összetettségét és hogy miért kell nagy figyelmet fordítani arra, hogy a károsodott alkatrész tulajdonságait ne változtassuk, NpSHVOHV]D]RQRVtWDQLDNiURVRGiVN O QE ]PHFKDQL]PXVDLWpVD]RNMHOOHP]LW A kárelemzés lépései: 1. +iwwpulqirupiflynj\&mwpvhpvspoginnhuhvpvh 2. $NiURVRGRWWDONDWUpV]HO]HWHVYL]VJiODWD 3. Roncsolásmentes vizsgálatok 4. Mechanikai vizsgálatok 5. A próbatestek kiválasztása, azonosítása, konzerválása és/vagy tisztítása 6. Makroszkópos vizsgálatok és elemzések 7. A töretfelület mikroszkópos vizsgálata és elemzése 8. 0HWDOORJUiILDLPHWV]HWHNNLYiODV]WiVDHONpV]tWpVHYL]VJiODWDpVHOHP]pVH 9. A károsodás módjának megállapítása 10. Kémiai analízis (tömbi, lokális, felületi korróziós termékek és lerakódások vagy bevonatok) 11. Törésmechanikai elvek figyelembe vétele 12. Vizsgálat szimulált üzemelési körülmények között 13. A bizonyítékok elemzése, a megállapítások megfogalmazása, jelentés készítés (javaslatokat is beleértve) 14. A javaslatok követése $]HJ\HVOpSpVHNNDSFViQD]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL +iwwpulqirupiflynj\&mwpvhpvspoginnhuhvpvh $] DGDWJ\&MWpV IRQWRVViJD D] DONDWUpV] J\iUWiVL pv ]HPHOpVL N U OPpQ\HLUO HOtUiVRN rajzdokumentációk, technológiai dokumentációk, üzemeltetési dokumentációk). A káreset EHN YHWNH]pVpW PHJHO] HVHPpQ\HN UHNRQVWUXiOiVD $ NiURVRGRWW DONDWUpV] YDJ\ V]HUNH]HW ioodsrwiqdnu J]tWpVHIpQ\NpSHNHQ3pOGiNJ\&MWpVHKDVRQOyNiUHVHWHNUO VV]HKDVRQOtWiVKDVRQOy nem károsodott alkatrészekkel. Abnormális körülmények feltárása. 5
1. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO (O]HWHVYL]VJiODWRN Vizuális vizsgálatok: szemrevételezés szabad szemmel és kis nagyítású mikroszkóppal vagy kézi nagyítóval. A törés tanulmányozása, fényképek készítése. 3. Roncsolásmentes vizsgálatok Alkalmazható vizsgálatok: mágneses repedés vizsgálat, folyadék-penetrációs eljárás, ultrahangos vizsgálat, röntgen vizsgálat, maradó feszültség mérése röntgen diffrakcióval. 4. Mechanikai vizsgálatok.hppq\vpjyl]vjiodwv]loiugvijlyl]vjiodwrnv]dntwyyl]vjiodw WYL]VJiODWQ YHOWYDJ\DODFVRQ\ KPpUVpNOHW&YL]VJiODWRND] ]HPHOpVLN U OPpQ\HNQHNPHJIHOHOHQ 5. A próbatestek kiválasztása és a töretfelület állapotának konzerválása $ W UHWIHO OHW YpGHOPH D WRYiEEL NRUUy]LyWyO 0HJIHOHO WLV]WtWiVL WHFKQLND DONDOPD]iVD Metallográfiai metszetek kivágása. Másodlagos repedések vizsgálata. 6. Makroszkópos vizsgálatok és elemzések [QDJ\tWiV~YL]VJiODWRNKR]KDV]QiOKDWyHV]N ] N$PDNURV]NySRVYL]VJiODWRNEyOQ\HUKHW legfontosabb információk. Töretfelület, másodlagos repedések és más felületi jelenségek tanulmányozása. 7. A töretfelület mikroszkópos vizsgálata és elemzése A mikroszkópos vizsgálatokhoz használható eszközök és technikák. A mikroszkópos YL]VJiODWRNEyOQ\HUKHWLQIRUPiFLyN 8. Metallográfiai vizsgálatok 3UyEDWHVWHNNLYpWHOLKHO\pQHNNLYiODV]WiVDSUyEDWHVWHONpV]tWpV$PHWDOORJUiILDLYL]VJiODWRNEyO Q\HUKHWLQIRUPiFLyN 9. Károsodási módok 6]tYyV W UpV 6]tYyV W UpV MHOOHP]L 5LGHJW UpV Transzkrisztallin törés. Interkrisztallin törés. Fáradásos törés. Feszültségkorróziós törés. Hidrogén-segítette törés. Kúszás. Összetett károsodás. 10. Kémiai analízis $ONDOPD]KDWyHOMiUiVRN$IHO OHWpVIHO OHWL OHUDNyGiVRN HOHP]pVH 9LOOiPHOOHQU]pV KHO\V]tQHQ vagy laboratóriumban. 6
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV 11. A törésmechanika alkalmazása a kárelemzésben 7 UpVPHFKDQLNDLDQ\DJMHOOHP]NPpUpVHDV]HUNH]HWEL]WRQViJRV ]HPHOpVpQHNHOHP]pVH 12. Vizsgálat szimulált üzemelési körülmények között Az üzemelési körülmények reprodukálása a laboratóriumi vizsgálatoknál. 13. Következtetések levonása, jelentés készítés -DYDVROWHOOHQU]pVLOLVWDDYpJVPHJiOODStWiVRNPHJWpWHOpKH] 1. Megállapításra került-e a károsodás sorrendje? 2. Ha a károsodás töréssel ment végbe, meghatározásra került-e a repedéskeletkezés helye? 3. A repedés a felületen vagy a felület alatt keletkezett? 4. Volt-e feszültségkoncentráció a törés környezetében? 5. Milyen hosszú ideig volt jelen a repedés? 6. Milyen volt a terhelés nagysága? 7. 0LYROWDWHUKHOpVWtSXVDVWDWLNXVLVPpWOGYDJ\YHJ\HV" 8. Milyen volt a feszültségek iránya? 9. Mi volt a törési mechanizmus? 10. 0LYROWDN U OEHO OL ]HPHOpVLKPpUVpNOHWDNiURVRGiVSLOODQDWiEDQ" 11.. ]UHMiWV]RWWHDODFVRQ\YDJ\Q YHOWKPpUVpNOHWDNiURVRGiVEDQ" 12. Volt-e kopásnak szerepe a tönkremenetelben? 13. Volt-e korróziónak szerepe a tönkremenetelben? Milyen típusú korrózió? 14. 0HJIHOHODQ\DJRWDONDOPD]WDNH"/HKHWHMREEDQ\DJRWDONDOPD]QL" 15. 0HJIHOHOYROWHDNHUHV]WPHWV]HWDWHUKHOpVLIHOWpWHOHNQHN" 16. 0HJIHOHOYROWHD]DQ\DJPLQVpJD]HOtUiVRNWHNLQWHWpEHQ" 17. (OIRJDGKDWyDNHD]DQ\DJWXODMGRQViJRND]HOtUiVRNQDNPHJIHOHOHQ" 18. $NiURVRGRWWDONDWUpV]PHJIHOHOHQYROWHKNH]HOYH" 19. $NiURVRGRWWDONDWUpV]PHJIHOHOHQYROWHJ\iUWYD" 20. $NiURVRGRWWDONDWUpV]PHJIHOHOHQYROWHV]HUHOYH" 21. 9ROWHD]DONDWUpV]MDYtWYDD] ]HPHOpVVRUiQpVKDLJHQPHJIHOHOYROWHDMDYtWiV" 22. 0HJIHOHOHQYROWHÄüzemeltetve az alkatrész? 23. 0HJIHOHOYROWHD]DONDWUpV]NDUEDQWDUWiVDpVNHQpVH" 24. 9ROWHV]HUHSHDNiURVRGiVEDQDQHPPHJIHOHOKDV]QiODWQDN" 25. /HKHWHD]DONDWUpV]WHUYH]pVpWMDYtWDQLDKDVRQOyNiURVRGiVPHJHO]pVHpUGHNpEHQ" 26. NiURVRGiVHOVGOHJHVYROWHYDJ\HJ\PiVLNDONDWUpV]W QNUHPHQHWHOHRNR]WD" 27. 9DOyV]tQ&VtWKHWH KDVRQOy DONDWUpV] W QNUHPHQHWHOH ]HPHOpV N ]EHQ pv PLW OHKHW WHQQL HQQHNPHJHO]pVpUH" 14. A javaslatok követése -DYDVODWRNPHJIRJDOPD]iVDDM YEHOLNiUHVHWHNPHJHO]pVHpUGHNpEHQ 7
1. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 12., Fractography, ASM International, 1987. 2. Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 3. Wulpi, D. J.: Techniques of Failure Analysis, Understanding How Components Fail, ASM International, 1985., pp. 1-11. 4. Collins, J. A.: The Role of Failure Preventation Analysis in Mechanical Design, Failure of Materials in Mechanical Design, John Wiley and Sons, 1981., pp. 1-14. 5. McCall, J. L., French, P. M.: Macroscopic Examination Procedures, Metallography in Failure Analysis, Plenum Press, 1978., pp. 33-64. 8
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 2 HODGiV HODGiV$NiURVRGiVWtSXVDLpVDIHV] OWVpJHN (] D] HODGiV D NiURVRGiV pv D IHV] OWVpJHN NDSFVRODWiYDO IRJODONR]LN $ NiURVRGiV OHKHWVpJHV WtSXVDLDN YHWNH]N 1. Törés ÈOWDOiEDQ D OHJIRQWRVDEE pv OHJNRPRO\DEE W QNUHPHQHWHOL PyG D pv HODGiV foglalkozik majd vele részletesen). 2. Kopás%iUP&V]DNLODJQHPRO\DQIRQWRVPLQWDW UpVGHJD]GDViJLODJQDJ\MHOHQWVpJJHOEtU pvw UpVKH]LVYH]HWKHWHODGiVWiUJ\DOMDUpV]OHWHVHQ 3. Korrózió - Sok tekintetben a kopáshoz hasonló, mivel itt is felületi károsodásról van szó iowdoiedqpvv]lqwpqqdj\mhohqwvpjjhoetu6]lqwpqhuhgppq\h]khww UpVWHODGiVEDQOHV] szó róla részletesen). 4. Torzulás, deformálódás - Bár általában nem olyan komoly, mint más károsodási típusok, de azok az alkatrészek, amelyek maradó alakváltozást szenvednek, nem tudják ellátni IXQNFLyMXNDWH]pUWH]WLVNiURVRGiVQDNNHOOWHNLQWHQL(]]HOH]D]HODGiVIRJODONR]LN $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHULDINiURVRGiVLWtSXVRNDW PHJLVPHULDWRU]XOiVPDUDGyDODNYiOWR]iVN O QE ]PyGMDLWpVPHJHO]pVLOHKHWVpJHLW PHJpUWLDN O QE ]WHUKHOpVHNHWpVDNiURVRGiVWRNR]yIHV] OWVpJHNHOKHO\H]NHGpVpW PHJLVPHUL D] HUHG IHV] OWVpJHN IRJDOPiW pv NDSFVRODWXNDW D] DONDOPD]RWW pv PDUDGy feszültségekkel, képes lesz a húzásra, csavarásra és nyomásra vonatkozó feszültség-eloszlások értelmezésére; KRJ\DQ OHKHW D]RNDW DONDOPD]QL D KDMOtWy LJpQ\EHYpWHO KDWiViUD EHN YHWNH] IiUDGiV megértésére; hogyan hat a terhelés típusa a szívós és rideg anyagok viselkedésére. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL A károsodás (tönkremenetel) definíciója ÈOWDOiQRVDQ HJ\ DONDWUpV] NiURVRGRWWQDN WHNLQWKHW KD D N YHWNH] IHOWpWHOHN N ] O EiUPHO\LN teljesül: 1. Teljesen használhatatlanná válik. 2. 0pJKDV]QiOKDWyXJ\DQGHQHPNpSHVD]HUHGHWLIXQNFLyMiWPHJIHOHOHQHOOiWQL 3. Komoly elhasználódás (degradálódás) következtében nem megbízható vagy nem biztonságos a további használata, ezért azonnali javítása vagy cseréje szükséges. Torzulás (alakváltozás) $WRU]XOiVDODNYiOWR]iVIWtSXVDLWPXWDWMDEH folyás; kihajlás; kúszás; maradó feszültségek miatti alakváltozás. 9
2. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO $NpWXWROVyWpPDNpVEELHODGiVRNEDQOHV]UpV]OHWHVHQWiUJ\DOYD Feszültségek $ONDOPD]RWW PDUDGy pv HUHG IHV] OWVpJ puwhoph]pvh pv NDSFVRODWXN )HV] OWVpJ pv V]LOiUGViJ kapcsolata. Terhelés típusai Húzás, nyomás, csavarás, hajlítás, nyírás (makroszkópikus). Hengeres test feszültségeloszlásai a N O QE ]WHUKHOpVHNHVHWpQVLPDpVEHPHWV]HWW)HV] OWVpJUHQGV]HUHN Maradó feszültségek A maradó feszültségek láthatóvá tétele. Maradó feszültségek iránya. Maradó feszültségek mérése (szeleteléses technika, lyuk-fúrásos módszer, röntgen-diffrakciós módszer). A maradó IHV] OWVpJHNUHKDWyWpQ\H]NiWWHNLQWpVH +N ]OpVVHO W UWpQ gyártás: hegesztés, lángvágás, melegalakítás, öntés, zsugorkötés. 1 YHOW KPpUVpNOHWHQ W UWpQ ]HPHOpV Szikraforgácsolás. + Fémtani Mechanikai Kémiai +NH]HOpV feszültségcsökkentés, lágyítás, edzés, nemesítés. Diffúziós kezelések: cementálás, karbo-nitridálás, nitro-cementálás, cianidálás, nitridálás, dekarbonizálás. Forgácsolás, köszörülés és polírozás. Mechanikai felületkezelések: sörétezés, J UJ]pV ütve keményítés, Hidegalakítás: húzás, mélyhúzás, hajlítás, csavarás, stb. Túlterhelés üzemelés közben. +LUWHOHQ UREEDQiVV]HU& igénybevétel.,vppwog LJpQ\EHYpWHO Kopás, kipattogzás, horpadás, karcolás és repedés. Maratás. Korrózió. Kémiai megmunkálás. Felületi bevonatolás. 10
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 2 HODGiV További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Wulpi, D. J.: Distortion failure, Understanding How Components Fail, American Society for Metals, 1985. 2. Wulpi, D. J.: Basic Single-Load Fracture Modes, Understanding How Components Fail, American Society for Metals, 1985. 3. Wulpi, D. J.: Stress Systems Related to Single-Load Fracture of Ductile and Brittle Metals, Understanding How Components Fail, American Society for Metals, 1985. 4. Wulpi, D. J.: Stress Versus Strength, Understanding How Components Fail, American Society for Metals, 1985. 5. Wulpi, D. J.: Residual Stresses, Understanding How Components Fail, American Society for Metals, 1985. 6. Residual Stress Measurement by X-Ray Diffraction, SAE HS J84-a, Society of Automotive Engineers, Inc., 1976. 11
3. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV6]tYyVpVULGHJW UpV $ V]tYyV W UpV MHOHQWVHEE PDUDGy DODNYiOWR]iVVDO D ULGHJW UpV SHGLJ DQpON O N YHWNH]LN EH (]HNHW D IRJDOPDNDW iowdoiedq HJ\V]HUL W~OWHUKHOpV KDWiViUD EHN YHWNH] W UpV HVHWpQ KDV]QiOMiN de a fáradásos törést is lehet ridegtörésnek tekinteni, mivel általában a törést nem vagy csak igen FVHNpO\ PDNURV]NySRV DODNYiOWR]iV HO]L PHJ(] D] HODGiV FVDN D] HJ\V]HUL W~OWHUKHOpVVHO foglalkozik. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHULDV]tYyVpVULGHJW UpVMHOOHP]LW PHJpUWLD]HJ\V]HULW~OWHUKHOpVKDWiViUDEHN YHWNH]W UpVHNN O QE ]WtSXVDLWPLNURV]NySRV méretekben (mikro-nyírás és hasadás), PHJpUWLD]RNQDNDWpQ\H]NQHNDEHIRO\iViWDPHO\HNPHJKDWiUR]]iNKRJ\PLO\HQWtSXV~W UpV lesz a domináns, PHJpUWLDN O QE ]WtSXV~W UpVHNMHOOHP]LWtJ\NpSHVOHV]IHOLVPHUQLDN O QEVpJHNHW PHJWDQXOMDKRJ\PLpUWVRNNDOERQ\ROXOWDEEDULGHJW UpVHOHP]pVHpVHOUHMHO]pVHPLQWDV]tYyV törésé, illetve megismeri a ridegtörés lehetséges okait. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL A szívós- és ridegtörés definíciója és összehasonlításuk 3pOGiN V]tYyV pv ULGHJ DQ\DJRNUD $] HJ\V]HUL W~OWHUKHOpV KDWiViUD EHN YHWNH] W UpV NpW alaptípusa: nyírás és hasadás. Összehasonlításuk: Nyírás Hasadás Mozgás Csúszás Szakadás Törés sebessége Lassúbb Gyorsabb Alakváltozás Igen Nem Viselkedés Szívós Rideg Töret jellege szakításnál Matt, szálas Fényes, csillogó Törési mód Gödröcskés törés Hasadás $WpUN ]HSHVUiFVV]HUNH]HW&IpPHNULGHJV]tYyVYLVHONHGpVpUHKDWyOHJIRQWRVDEEWpQ\H]N Nyírás Hasadás +PpUVpNOHW Magas Alacsony Terhelési sebesség Kis Nagy Geometria Nincs bemetszés Bemetszés Méret Kis Nagy Terhelés típusa Csavarás Húzás Szilárdság és keménység Kis Nagy 12
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 3 HODGiV Szívós törés * GU FVNpV W UpV NLDODNXOiVD UHJNpS]GpV pv Q YHNHGpV $ PD[LPiOLV IHV] OWVpJ LUiQ\iQDN KDWiVDD] UHJHNDODNMiUD-HOOHJ]HWHVW UHWNpSHNN O QE ]LJpQ\EHYpWHOHNHVHWpQ$V]tYyVW UpV RNDL5LGHJV]tYyViWPHQHWWpUN ]HSHVpVQpKiQ\W P WWKH[DJRQiOLVUiFVV]HUNH]HW&IpPQpO Ridegtörés $ULGHJW UpVRNDL$IHV] OWVpJJ\&MWKHO\HNV]HUHSHDULGHJW UpVEHQ bemetszések; zárványok, rétegesség, stb.; kiválások, porozitás, repedések vagy felületi folytonossági hibák (öntés, olvasztás közben NHOHWNH] IRUJiFVROiV KNH]HOpV IiUDGiV KLGURJpQHOULGHJHGpV IHV] OWVpJNRUUy]Ly PLDWW NHOHWNH] repedések; maradó feszültségek. +DVDGiVRVW UpVMHOOHP]LPHFKDQL]PXVD-HOOHJ]HWHVW UHWNpSHN9HJ\HVW UpVLPHFKDQL]PXVRN Transzkrisztallin és interkrisztallin törés. Interkrisztallin törést kiváltó, elridegedést okozó jelenségek: alakítási öregedés; edzési elridegedés; kék-törékenység; feszültség-relaxáció miatti elridegedés; megeresztési elridegedés; megeresztett martenzit elridegedése; IHUULWHVNUyPDFpORNHOULGHJHGpVHƒ&ƒ&KPpUVpNOHWWDUWRPiQ\EDQ szigma-fázis okozta elridegedés; grafitosodás; intermetallikus-vegyület okozta elridegedés környezeti hatás okozta elridegedés: neutron besugárzás okozta elridegedés, hidrogén elridegedés, feszültségkorróziós törés, folyékony-fém okozta elridegedés. *\iuwivlkleineyohuhgw QNUHPHQHWHO $ODNtWiV IRUJiFVROiV N V] U OpV V]LNUDIRUJiFVROiV KHJHV]WpV pv IRUUDV]WiV N ]EHQ NHOHWNH] KLEiN 1HP PHJIHOHO KNH]HOpVEO HUHG W QNUHPHQHWHO (G]pVL UHSHGpVHN.pVOHOWHWHWW W UpV 0DUDGyIHV] OWVpJHNRNR]WDULGHJW UpV+HJHV]WpVLKNH]HOpVLIHV] OWVpJHN)HV] OWVpJFV NNHQWpV 13
3. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Modes of Fracture, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 12., Fractography, ASM International, 1987. 2. Ductile and Brittle Fracture, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 3. Powell, G, G. F. Vander Voort: Ductiel and Brittle Fracture, Metals Handbook, Desk Edition, ASM International, 1985. 4. Wulpi, D. J.: Brittle Fracture, Understanding How Components Fail,, American Society for Metals, 1985. 5. Vander Voort, G. F.: Macroscopic Examination Procedures for Failure Analysis, Metallography in Failure Analysis, Plenum Press, 1978. 6. Vander Voort, G. F.: Ductile and Brittle Fractures, Met. Eng. Quart., vol. 16 (No. 3.), American Society for Metals, 1976. 14
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 4 HODGiV HODGiV)iUDGiVRVW UpVHN $ IiUDGiVW iowdoiedq ~J\ GHILQLiOMiN PLQW HJ\ HOUHKDODGy ORNDOL]iOW IRO\DPDWRV V]HUNH]HWL YiOWR]iVDPLD]DQ\DJV]DNtWyV]LOiUGViJDDODWWLPD[LPiOLVIHV] OWVpJ&LVPpWOGYDJ\YiOWDNR]y terhelés hatására következik be. A fáradásos törést már legalább 150 éve ismerik. A fáradás folyamatának három szakasza: I. Kezdeti szubmikroszkópos károsodás repedéskeletkezéshez vezet. II. 5HSHGpVWHUMHGpVDPtJDPpJPHJOpYpSNHUHV]WPHWV]HWWHKHUYLVHONpSHVVpJHD]DONDOPD]RWW terhelésnél kisebbé válik. III. $PHJPDUDGWpSNHUHV]WPHWV]HWYpJVKLUWHOHQW UpVH $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy megismeri a fáradásos törés három szakaszát, PHJpUWLD]DV]LPPHWULDWpQ\H]HOYpWpVDQQDNDONDOPD]iViWEiUPLO\HQWHUKHOpVLFLNOXVUD PHJpUWL D IHOWHKHWHQ D]RQRV DONDWUpV]HN YDJ\ SUyEDWHVWHN pohwwduwdpiqdn VWDWLV]WLNDL MHOOHJpW (szórását), PHJLVPHUL D IiUDGW W UHW N O QE ] makroszkópikus és PLNURV]NySLNXV MHOOHP]LW D N ]W N OpYN O QEVpJHNHW PHJpUWLDVRNIpOHWpQ\H]PLQWJHRPHWULDDQ\DJWHUKHOpVMHOOHJHN UQ\H]HWJ\iUWiVLIRO\DPDW hatását az alkatrészek fáradási tulajdonságaira. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL $]pohwwduwdprwehiro\ivroywpq\h]n ÈOWDOiEDQLVPpWOGLJpQ\EHYpWHOHVHWpQD]pOHWWDUWDPRWDN YHWNH]WpQ\H]NEHIRO\iVROKDWMiN 1. WHUKHOpVWtSXVDHJ\WHQJHO\&KDMOtWiVFVDYDUiV 2. az anyag szilárdsága, 3. a terhelési függvény alakja, 4. a terhelési ciklusok frekvenciája, 5. terhelési-spektrum (állandó vagy változó amplitúdójú terhelés, programozott terhelés, random terhelés), 6. az alkalmazott és/vagy maradó feszültségek iránya és nagysága, 7. az alkatrész mérete és alakja, 8. J\iUWiVLHOMiUiVpVIHO OHWLPLQVpJ 9. ]HPHOpVLKPpUVpNOHW 10. üzemelési környezet, 11. PiVIHO OHWLWpQ\H]NPLQWSOdekarbonizálódás, 12. HO]HWHVWHUKHOpVW UWpQHW Laboratóriumi vizsgálatok $ ODERUDWyULXPL YL]VJiODWRNQiO DONDOPD]RWW WHUKHOpVHN WtSXVDL 7HUKHOpVL I JJYpQ\ MHOOHP]L $ WHUKHOpV DV]LPPHWULD WpQ\H]MH )HV] OWVpJFLNOXVV]iP J UEpN Wöhler-görbék). 15
4. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO )HV] OWVpJJ\&MWpVLWpQ\H]DODNWpQ\H]K t )iudgivudmhoohp]ihv] OWVpJJ\&MWpVLWpQ\H]K f. Bemetszés-érzékenység jellemzése fáradásnál. A fáradásos törés szakaszai I.,V]DNDV]UHSHGpVNpS]GpV II. II szakasz - repedésterjedés. III.,,,V]DNDV]YpJVV]DNDGiV $IiUDGWW UHWPDNURV]NySRVMHOOHP]L$IiUDGWW UHWPLNURV]NySLNXVMHOOHP]L Fáradásos törés mechanizmusa 5HSHGpVNHOHWNH]pVL KHO\HN 5HSHGpVWHUMHGpV D,, V]DNDV]EDQ 9pJV V]DNDGiV 7 UHWIHO OHW MHOOHP]L %HIRO\iVROyWpQ\H]NKDWiVD 1. Az alkatrész alakja és a terhelés típusa: egyirányú hajlítás, váltakozó hajlítás, forgó hajlítás, FVDYDUiV HJ\WHQJHO\& WHUKHOpV K~]iV Q\RPiV 6tN IHO OHW& DONDWUpV]HN MHOOHP] LJpQ\EHYpWHOHL7~OWHUKHOpV)HV] OWVpJJ\&MWKHO\HNV]HUHSH$WHUKHOpVIUHNYHQFLiMD 2. Átlagfeszültség: középfeszültség és feszültség-amplitúdó hatása. Maradó feszültségek szerepe. )HV] OWVpJJ\&MWpVKDWiVD 3. $ WHUYH]pV KDWiVD D NLIiUDGiVL KDWiUUD 0pUpVL HUHGPpQ\HN NRUUHNFLyV WpQ\H]L 7HUYH]pVL tanácsok. Hegesztett kötések tervezése. 4. $]DQ\DJMHOOHP]NKDWiVDDNLIiUDGiVLKDWiUUD szemcseméret hatása, kémiai összetétel hatása (kiválásos keményítés, második fázisok), KLGHJDODNtWiVpVKNH]HOpVKDWiVD IRO\WRQRVViJL KLEiN KDWiVD IHO OHWL IRO\WRQRVViJL KLEiN IHO OHW DODWWL pv EHOVKLEiN (gázporozitás, nemfémes zárványok, kiválások). 5. A gyártási folyamat hatása a kifáradási határra: forgácsolás, köszörülés, KNH]HOpVW~OKHYtWpVeutektikus olvadás, edzési repedések, dekarbonizálódás) egyengetés, fémbevonatok, felülvizsgálat közben okozott sérülések, azonosító jelek. 6. $ Q YHOW KPpUVpNOHW KDWiVD D NLIiUDGiVL KDWiUUD )iudgivl MHOOHP]N Q YHOW KPpUVpNOHWHQ Oxidáció hatása. +IiUDGiV 7. Kontakt-feszültség okozta fáradás. 16
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 4 HODGiV 8. A terhelési ciklus hatása: terhelési frekvencia, középfeszültség, feszültség-amplitúdó hatása. 9. Korróziós közeg hatása (korróziós fáradás): korrózió hatása a repedéskeletkezésre és terjedésre. További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Fatigue Failures, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 2. Wulpi, D. J.: Fatigue Fracture, Understanding How Components Fail,, American Society for Metals, 1985. 3. Collins, J. A.: Fatigue Testing Procedures and Statistical Interpretation of Data, Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, John Wiley and Sons, 1981. 4. Mann, N. R., Schafer, R. E., Signpurwalla, N. P.: Methods for Statistical Analysis of Reliability, John Wiley and Sons, 1974. 5. Juvinall, R. C.: Engineering Considerations of Stress, Strain and Strength, McGraw-Hill, 1967. 6. Miner, M. A.: Cumulative Damage in Fatigue, Trans. ASME, vol 67., 1945., p. A159. 17
5. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV.RSiV A kopás, súrlódás és kenés komplex, egymással kölcsönható területek, amelyek mind hatással YDQQDN HJ\ DONDWUpV] pohwwduwdpiud %iu PLQGKiURP WHU OHW QDJ\RQ IRQWRV H] D] HODGiV FVDN D kopással foglalkozik hangsúlyosabban, a súrlódás és a kenés csak kevésbé lesz érintve. A kopás lehet, hogy a biztonságos üzemelés szempontjából nem túl fontos, de óriási gazdasági MHOHQWVpJJHOEtUPLYHOVRNLSDUiJNL]iUyODJD]HONRSRWWDONDWUpV]HNFVHUpMpUHpS O$NRSiVWVRKD nem lehet kiküszöbölni, csak minimalizálni. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHULDNRSiVGHILQtFLyMiWDNRSiVVDO VV]HI JJSUREOpPiNRQNHUHV]W O PHJLVPHULDNRSiVIWtSXVDLWpVDOWtSXVDLW megérti a súrlódás és a kenés fontosságát, megérti, hogy miért nem mindig kívánatos csak az alkatrész keménységét növelni a kopás csökkentése érdekében, PHJpUWLDN O QE ]WtSXV~ODERUDWyULXPLNRSiVYL]VJiODWLHOMiUiVRNDWpVKRJ\PLpUWNHOO NHW HOVVRUEDQHO]HWHVPLQVtWpVFpOMiEyODONDOPD]QL $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL A kopás definíciója A kopást általában úgy definiálják, mint anyagrészek nem kívánatos eltávolítása vagy elmozdítása DIHO OHWUOpULQWNH]V]LOiUGWHVWIRO\DGpNYDJ\Ji]PHFKDQLNDLKDWiVDiOWDO(]WDGHILQtFLyWQHP kell nagyon szigorúan értelmezni, hiszen pl. a korrózió is szerepet játszik a kopásban, ami nem mechanikai hatás. A kopás típusai $NRSiVIWtSXVDLpVDOWtSXVDLDN YHWNH]N abrazív kopás (kulcsszó vágás ): eróziós kopás, UOpVHVNRSiV kivájásos kopás, adhéziós kopás (kulcsszó mikrohegedés ): dinamikus, statikus, kontakt fáradás (kulcsszó kipattogzásos fáradás ): felület alatt induló, IHO OHWUOLQGXOy felületi réteg alatt induló, kavitációs kipattogzás, korróziós kopás. 18
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 5 HODGiV Abrazív kopás Eróziós kopás.lvihv] OWVpJHWNHOWQDJ\VHEHVVpJ&UpV]HFVNpNEHFVDSyGiVDNLVDQ\DJUpV]HNHW YiJNLDIHO OHWEO9pGHNH]pVPyGMDLNHPpQ\VpJQ YHOpVHYpNRQ\NHPpQ\EHYRQDWRN UOpVHV NRSiV 1DJ\ IHV] OWVpJHW NHOW NLV VHEHVVpJ& NHPpQ\ DQ\DJEyO V]iUPD]y UpV]HFVNpN NDUFRNDWNLYiJiVRNDWRNR]QDNHJ\OiJ\DEEDQ\DJEDQ7LSLNXVHOIRUGXOiVDSOI OGPXQNDJpSHN Védekezés: önélezés elvének alkalmazása. Kivájásos kopás 1DJ\ IHV] OWVpJ pv HUWHOMHV WpV MHOOHP]L 3O YDV~WL YiOWyN Hadfield acélok alkalmazása. Adhéziós kopás Dinamikus adhéziós kopás D] HJ\LN DONDWUpV] HOPR]GXO D PiVLNRQ 0HFKDQL]PXVD 0HJHO]pVL OHKHWVpJHL Statikus adhéziós kopásd]dondwupv]hniooqdnfvdndehuhqgh]pvp&n GpVHN ]EHQLYLEUiFLyEyO adódó rugalmas elmozdulások történnek (IUHWWLQJ0HJHO]pVLOHKHWVpJHN Kontakt fáradás Felület alatt induló kipattogzás: az egyik alkatrész gördül a másikon, nyomás alatt. )HO OHWUOLQGXOyNLSDWWRJ]iV: gördülés és elcsúszás együttes jelenléte esetén. Felületi réteg alatt induló: kéreg-edzett acéloknál tipikus. Kavitációs kipattogzás: kavitációs korróziónak vagy kavitációs eróziónak is nevezik. Fém és IRO\DGpNLVPpWOGUHODWtYHOPR]GXOiVDRNR]]D Korróziós kopás A korrózió és a kopás kombinációja. A súrlódás szerepe a kopásban )HO OHWLiOODSRWRN6~UOyGiVLHUN Kenéses kopás Kenési módok. Hidrodinamikus kenés. Hidrosztatikus kenés. Elasto-hidrodinamikus kenés. Határ NHQpV$NHQDQ\DJKDWiVDDIHO OHWLMHOOHP]NUH.HQDQ\DJRN.HQRODMRN.HQ]VtURN6]LOiUGNHQDQ\DJRN 19
5. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO $NHQDQ\DJRNNRSiVWRNR]yW QNUHPHQHWHOH 6]HQQ\H]GpVPiVDQ\DJRNNDO$YLV]NR]LWiVPHJYiOWR]iVDÈWPHQHWLKPpUVpNOHW$NHQDQ\DJ W QNUHPHQHWHOpQHNPHJHO]pVH.RSiVNHQDQ\DJQpON O Fém adhézió és hideghegedés. A kopásos károsodások elemzése Felületi károsodás. Környezeti feltételek. Kopási termék?. A kárelemzés lépései: 1. $MHOHQOpYDQ\DJRND]RQRVtWiVDDNRSRWWDONDWUpV]EHQDN UQ\H]N ]HJEHQabrazív és NRSiVLWHUPpNEHQpVDNHQDQ\DJEDQ 2. A kopási mechanizmus vagy azok kombinációjának azonosítása. 3. Az eredeti és a kopott felületek alakjának definiálása. 4. $UHQGV]HUEHQHOIRUGXOyUHODWtYPR]JiVRNLUiQ\iQDNpVVHEHVVpJpQHNPHJKDWiUR]iVD 5. $IHO OHWHNYDJ\DNRSRWWIHO OHWpVDN UQ\H]N ]HJN ] WWpEUHGHUNYDJ\Q\RPiV meghatározása makroszkópikus és mikroszkópikus szinten. 6. A kopás mértékének meghatározása. 7. $V~UOyGiVLWpQ\H]PHJKDWiUR]iVD 8. $NHQpVKDWiVRVViJiQDNpVDNHQDQ\DJWtSXViQDNPHJKDWiUR]iVD 9. Eldönteni, hogy a tapasztalt kopás természetes vagy rendellenes az adott alkatrésznél. 10. Megoldási javaslat, ha szükséges. Üzemelési körülmények elemzése. Kopási problémák megoldása. Kopott alkatrészek laboratóriumi vizsgálata Eljárások: Vizuális vizsgálatok. Mikroszkópizálás. Metallográfiai vizsgálatok. Makro- és mikrokeménységmérés. Kémiai elemzés. Geológiai elemzés. A szövetszerkezet és a keménység hatása a kopásra Mátrix keménysége. Felület állapotának hatása. Kopás mértéke Laboratóriumi vizsgálatok. Üzemelés közbeni vizsgálat. 20
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 5 HODGiV További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Wear Failures, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 2. Liquid Erosion Failures, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 3. Wulpi, D. J.: Wear I és Wear II, Understanding How Components Fail,, American Society for Metals, 1985. 4. Rigney, D. A., W. A: Glaeser: Source Book on Wear Contol Technology, ASM International, 1978. 21
6. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV.RUUy]LyVNiURVRGiV A korrózió a fém és a környezete között lejátszódó, romboló kémiai vagy elektrokémiai reakció, ami általában vagy az alkatrész tönkremenetelét okozza, vagy érzékenyebbé teszi más károsodási PHFKDQL]PXVRNNDO V]HPEHQ (] D] HODGiV HOVVRUEDQ D V]RNiVRV KPpUVpNOHWHNHQ OHMiWV]yGy korrózióval foglalkozik, de kitér a fémek feszültség-korróziós törésére is. A korróziós fáradást a 4. HODGiV D NRUUy]LyV NRSiVW D] HODGiV pv D KPpUVpNOHW V]HUHSpW D NRUUy]LyEDQ D HODGiV tárgyalja. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHULDNRUUy]LyDODSYHWNpPLDLpVelektro-kémiai természetét, PHJpUWL KRJ\ PLpUW QDJ\RQ QHKp] D ODERUDWyULXPL NRUUy]LyV YL]VJiODWRN HUHGPpQ\HLEO N YHWNH]WHWQLD] ]HPHOpVN ]EHQLKRVV]~LGHM&IRO\DPDWRNUD megismeri a korróziós károsodás elemzésének lépéseit, PHJpUWLKRJ\DNRUUy]LyN O QE ]WtSXVDLKRJ\DQNDSFVROyGQDN VV]HRO\DQPiVNiURVRGiVL mechanizmusokkal, mit a törés és kopás, PHJWDQXOMDKRJ\KRJ\DQOHKHWPLQLPiOLVUDFV NNHQWHQLDNRUUy]LyWDNRUUy]LyWRNR]yWpQ\H]N kiküszöbölésével. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL Elektrokémiai reakciók Az elektrokémiai korrózió mechanizmusa. Anódos és katódos reakciók. Korróziós inhibitorok. Passzivitás. $NRUUy]LyVNiURVRGiVWEHIRO\iVROyWpQ\H]N +PpUVpNOHWpVKPpUVpNOHWLJUDGLHQVKDWiVD5HODWtYPR]JiVN O QE ]IpPHNMHOHQOpWHYH]HW N ]HJEHQ*\iUWiVLHOMiUiVRNKDWiVDN V] U OpVKNH]HOpVKHJHV]WpVKLGHJDODNtWiVI~UiVVWE A korrózió típusai (J\HQOHWHVNRUUy]Ly.pPLDL VV]HWpWHOKDWiVD+PpUVpNOHWKDWiVD Pitting korrózió (lyukkorrózió): A lyuk-korrózió okai. Szelektív korrózió: elem korrózió, pl. elcinktelenedés bronzötvözetekben. Interkrisztallin korrózió: pl. ausztenites acéloknál. Zárványok szelektív korróziója. Összetételi-cellák korróziója. 5pV NRUUy]Ly $ YiOWDNR]y IRO\DGpNV]LQW KDWiVD $ KV]LJHWHOpV KDWiVD 6]LOiUG OHUDNyGiVRN hatása. Kráter korrózió. +PpUVpNOHWLFHOOiNNRUUy]LyMD Galvanikus korrózió: *DOYiQHOHP P&N GpVL HOYH (OHPHN SRWHQFLiOVRUD 3DVV]LYLWiV +LEiV DQ\DJNRPELQiFLyYiODV]WiVN YHWNH]PpQ\HL.DWyGDQyGIHO OHWDUiQ\,GV]HUHSH 22
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 6 HODGiV 6HEHVVpJI JJNRUUy]LyYt]EHQ Korrózió áramló vízben. Az áramlási sebesség hatása. Ütközéses korrózió. Bakteriális és biológiai korrózió A baktériumok hatása a korrózióra. Tengeri organizmusok okozta korrózió. Földalatti fémek korróziója Galvanikus hatás. A talaj összetétel hatása. Fémes reakciók. Védelmi módszerek: bevonatok, katódos védelem. Atmoszférikus korrózió $ N O QE ] DWPRV]IpUiN UHODWtY NRUUR]LYLWiVD 9pG ILOPUpWHJHN pv D SDVV]LYLWiV 7HUPpV]HWHV atmoszférák. Ipari atmoszférák.tengeri atmoszférák..ruuhnflyvpvphjho]pygv]huhn Legfontosabb lehetséges módszerek: 1. $]DONDOPD]RWW WY ]HWKNH]HOpVYDJ\DONDWUpV]DODNPHJYiOWR]WDWiVD 2. Ellenálló szervetlen bevonatok alkalmazása. 3. 6HPOHJHVNHQDQ\DJRNDONDOPD]iVD 4. Elektrolitos és kémiai bevonatok és kezelések alkalmazása. 5. Fémbevonatok alkalmazása. 6. Galvanikus védelem. 7. $NRUUy]LyHOOHQU]pVLUHQGV]HUpQHNPHJYiOWR]WDWiVD 8. Inhibitorok alkalmazása. 9. A ph érték és az alkalmazott potenciál megváltoztatása. 10. A változók folyamatos monitorozása. $] WY ]HW D KNH]HOpV pv D WHUPpNDODN PHJYiOWR]WDWiViQDN V]HUHSH D NRUUy]LyYpGHOHPEHQ %HYRQDWRN pv NHQDQ\DJRN V]HUHSH FLQNWDUWDOP~ EHYRQDWRN IpPHV EHYRQDWRN EHOV NHQDQ\DJRN (OHNWUROLWLNXV pv NpPLDL ~WRQ HOiOOtWRWW EHYRQDWRN 3DVV]LYiOiV *DOYDQLNXV védelem: anódos védelem, katódos védelem. Feszültségkorróziós törés A feszültségkorróziós törés elméletei: Elektrokémiai elmélet. Feszültség-kötés? elmélet. Maradó feszültségek szerepe: maradó feszültségek forrásai a gyártás közben. Feszültségek üzemelés közbenihv] OWVpJJ\&MWKHO\HNV]HUHSHN UQ\H]HWKDWiVDLVPpWOGWHUKHOpVKDWiVD 5HSHGpVNHOHWNH]pVpVWHUMHGpV$IHV] OWVpJNRUUy]LyVUHSHGpVHNiOWDOiQRVMHOOHP]L$N O QE ] fémek érzékenysége a feszültségkorrózióra. A szövetszerkezet hatása. Környezeti hatások. 23
6. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO Korróziós káresetek elemzése +HO\V]tQL YL]VJiODWRN pv PLQWDYpWHOH]pV (O]HWHV ODERUDWyULXPL YL]VJiODWRN %L]RQ\tWpNRN J\&MWpVH9L]XiOLVYL]VJiODWRNpVWLV]WtWiVRoncsolásmentes vizsgálatok. Mikroszkópos vizsgálat. A korróziós termékek vegyelemzése. Korróziós vizsgálatok: szimulált körülmények között végzett vizsgálatok, elektrokémiai vizsgálatok, korrekciós intézkedésekkel kapcsolatos vizsgálatok. További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 13., Corrosion, ASM International, 1987. 2. Corrosion Failures, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 3. Stress-Corrosion Cracking, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 4. Fontana, Mars G.: Corrosion Engineering, 3. kiadás, McGraw-Hill, 1986. 5. Schweitzer, P.: Corrosion and Corrosion Protection Handbook, New York: Marcel Dekker, 1983. 6. Henthorne, M.: Corrosion Causes and Control, Cartech Corp., 1972. 7. Goel, V. S.: Corrosion Cracking, American Society for Metals, 1956. 24
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 7 HODGiV HODGiV1 YHOWKPpUVpNOHWHQEHN YHWNH]NiURVRGiVRN $ Q YHOW KPpUVpNOHWHQ DNiU ioodqgy DNiU YiOWDNR]y WHUKHOpV DODWW ]HPHO IpP alkatrészek pohwwduwdpdnruoiwr]rww $]W D] ioodqgyvxow DODNYiOWR]iVW DPHO\HW Q YHOW KPpUVpNOHWHQ IHOOpS IHV] OWVpJHN RNR]QDN N~V]iVQDN QHYH]] N $ N~V]iV GHILQtFLyMD WHUKHOpV KDWiViUD EHN YHWNH] LGI JJ DODNYiOWR]iV $ N~V]iVL IRO\DPDWRW PHJV]DNtWKDWMD D WHUKHOpV KDWiViUD EHN YHWNH] V]DNDGiVDPLWN~V]iVRVW UpVQHNQHYH]QHN1 YHOWKPpUVpNOHWa fém abszolút olvadáspontjának UpV]HI O WWLKPpUVpNOHWHN $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHULDQ YHOWKPpUVpNOHW&NiURVRGiVRNWtSXVDLW PHJpUWL D]RNDW D IpPWDQL LQVWDELOLWiVRNDW DPHO\HN N ]UHMiWV]DQDN D Q YHOW KPpUVpNOHWHQ EHN YHWNH]NiURVRGiVRNEDQ PHJpUWLDN UQ\H]HWKDWiViQDNV]HUHSpWDQ YHOWKPpUVpNOHW&NiURVRGiVRNEDQ PHJLVPHUSpOGiNDWD]LSDULDONDOPD]iVRNQiOHOIRUGXOyQ YHOWKPpUVpNOHW&NiURVRGiVRNEyO PHJpUWLDQ YHOWKPpUVpNOHW&YL]VJiODWLWHFKQLNiNDW $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL $Q YHOWKPpUVpNOHWHQEHN YHWNH]NiURVRGiVRNWtSXVDL kúszás, kúszásos törés, kis- vagy nagy-ciklusú fáradás, termikus fáradás, K~]yMHOOHJ&W~OWHUKHOpV Kúszás.~V]iVLGLDJUDPpVV]DNDV]DL(OVGOHJHVmásodlagos és harmadlagos kúszás. Kúszásos törés Kúszásos törés mechanizmusai.: rideg interkrisztallin törés, szívós transzkrisztallin törés. Kúszási üregek keletkezése, növekedése. Feszültség-élettartam görbék. Kúszási szívósság jellemzése. )HV] OWVpJJ\&MWpVV]HUHSH 1 YHOWKPpUVpNOHW&IiUDGiV $KPpUVpNOHWKDWiVDD]pOHWWDUWDPUD7HUPLNXVIiUDGiV Fémtani instabilitások Transzkrisztallin-interkrisztallin törési mechanizmus változás oka. Öregedés. Intermetallikus fázisok kiválása. Karbidos reakciók. Kiválási folyamatok kölcsönhatása. 25
7. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO Környezet hatása ÈOWDOiQRV R[LGiFLy.RUUy]Ly 0HOHJ NRUUy]Ly YpGEHYRQDWRN &HPHQWiOy pv karbo-nitridáló atmoszférák hatása: korrózióálló acéloknál, fém porlódás, karbonizálódás hatásának kimutatása ausztenites acéloknál, karbon-nitrogén kölcsönhatások. Károsodási esetek ipari alkalmazásoknál *]WXUELQDDONDWUpV]HN Gázturbina alkatrészek: forró, meleg és hideg részek károsodása; távtartók és turbina lapátok károsodása. )RO\DGpNNDO pulqwnh] DONDWUpV]HN NiURVRGiVD ROYDGW FLQN ROYDGW yq ROYDGW YDV.HPHQFH DONDWUpV]HNNiURVRGiVDFV YHNROYDGWVyYDOpULQWNH]DONDWUpV]HNNpV] OpNHN &HPHQWUOPDOPRNNiURVRGiVD Motorszelepek károsodása. Olaj-finomító alkatrészeinek károsodása. *]UHIRUPiOyRV]ORSNiURVRGiVD Vizsgáló eszközök és eljárások Mágneses vizsgálatok. Makromaratás. Metallográfiai vizsgálatok. Termikus fáradás vizsgálata. Kis-ciklusú fáradás és kúszás vizsgálatai. Korrózió és oxidáció. Meleg-korróziós vizsgálatok. Termikus sokk vizsgálatok. További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Elevated-Temperature Failures, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.11, ASM International, 1986. 2. Booker, M. K.: Analysis of Creep and Stress Rupture Testing, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.8, ASM International, 1985. 3. Carrol, N., Fox, A., R. McDemus: Creep, Stress-Rupture and Stress-Relaxation Testing, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.8, ASM International, 1985. 4. Conway, J. B.: Creep-Fatigue Interaction, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.8, ASM International, 1985. 5. Vorhees, H. R.: Assessment and use of Creep-Rupture properties, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.8, ASM International, 1985. 6. Whittenberger, J.D.: An Introduction to Creep, Stress-Rupture and Stress Relaxation, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.8, ASM International, 1985. 26
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 8 HODGiV HODGiVgQW WWpVNRYiFVROWDONDWUpV]HNNiURVRGiVD A legtöbb kereskedelmi forgalomban kapható fém félkésztermék gyártása öntéssel vagy NRYiFVROiVVDOW UWpQLN(]HNEOD]XWiQIRUJiFVROiVVDOYDJ\PHOHJDODNtWiVVDOpVHVHWOHJD]WN YHW IRUJiFVROiVVDOiOOtWMiNHODNpV]WHUPpNHW$N O QE ]OHKHWVpJHVIpPWDQLYiOWR]iVRNDPHO\HND J\iUWiVN ]EHQMiWV]yGQDNOHJ\DNUDQV]HUHSHWMiWV]DQDNDEHN YHWNH]NiURVRGiVEDQ PLYHO D] QWpV YDJ\ NRYiFVROiV N ]EHQ NHOHWNH] IRO\WRQRVViJL KLEiN LOOHWYH ioodsrwrn iwdgygqdn D NpV] alkatrésznek. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy megismeri az öntéssel kapcsolatos speciális problémákat és lehetséges folytonossági hibákat, megérti az eredeti öntött termék - mint pl. a buga, tábla, folyamatos öntéssel készült buga - V]HUHSpWDNRYiFVROiVVDOWRYiEEIHOGROJR]RWWWHUPpNPLQVpJpEHQ megismeri a kovácsolt termékekkel kapcsolatos speciális problémákat és lehetséges folytonossági hibákat, megtanulja, hogy hogyan kell feldolgozni a fémötvözeteket (különösen a kovácsolt termékeket) DV]HPFVHV]HUNH]HWLUiQ\iQDNpVDYpJVV]HPFVHV]HUNH]HWQHNDPHJKDWiUR]iVDpUGHNpEHQ $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL Öntött darabok károsodása Az International Committe of Foundry Technical Association kategorizálta az öntési hibákat: Osztály A B C D E F G Leírás Fémes kitüremkedések Üregek Folytonossági hibák (repedések és törések) Hibás felület Hiányos öntés Hibás méret Zárványok vagy szövetszerkezeti anomáliák 3pOGiND]HJ\HVKLEDWtSXVRNUD$]HJ\HVKLEiNHOIRUGXOiViQDNOHKHWVpJHVRNDLpVPHJHO]pV N A szövetszerkezet hatása: Rideg szemcsehatármenti háló kialakulása. Grafit az öntöttvasban. Karbonizálódás és dekarbonizálódás. $QHPPHJIHOHO VV]HWpWHOKDWiVDHibás kémiai összetétel okai és következményei. Mechanikai tulajdonságok. Maradó feszültségek hatása: Maradó feszültségek keletkezésének okai öntéskor. Öntési J\DNRUODWEyO V]iUPD]y IHV] OWVpJHN +NH]HOpVEO V]iUPD]y IHV] OWVpJHN %po\hj]pveo HUHG hibák. 27
8. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO h]hphopvl N U OPpQ\HNEO HUHG KLEiN gqwpvl KLEiN pohwwduwdp FV NNHQW KDWiVD +IHV] OWVpJJHOW UWpQW~OWHUKHOpV Korrózió: 1HPPHJIHOHO VV]HWpWHOKDWiVD*UDILWNRUUy]Ly Kovácsolt darabok károsodása Meleg és hidegkovácsolás. Kovácsolási eljárások. A fém viselkedése melegkovácsolás közben. Kovácsolási károsodások és kimutatásuk. Az öntött bugával kapcsolatos hibaforrások: Kiválások. Szívódási üreg. Hidrogén. Nemfémes ]iuyiq\rn)ho OHWLUHSHGpVV]HU&KLEiN $ODNtWiVVDO VV]HI JJ KLEiN Irányított szövetszerkezet kialakulása. Kovácsolási repedések. ÈWODSROyGiV%HOVIRO\WRQRVViJLKLEiN A kovácsolt fém károsodásának okai: 1. 7HUYH]pVLKLEiNEyOHUHGNiURVRGiV Lehetséges okok: DODSYHWHQKLEiVWHUYH]pVLNRQFHSFLy QHPPHJIHOHODQ\DJYiODV]WiV a hegesztett szerkezet és hegesztési technológia hibás megadása, IHV] OWVpJJ\&MWpVPLDWWLIiUDGiV ULGHJW UpVVHO pv IiUDGiVVDO VV]HI JJWpQ\H]N PLQW EHPHWV]pVHN DKRO IiUDGW UHSHGpV ridegtörés vagy feszültségkorróziós törés indulhat, az üzemelési környezet nem lett figyelembe véve, ami korróziós fáradást és feszültségkorróziós törést okozhat, DUpV]OHWHVWHUYEHQQHPUHQGHONH]QHNDPHJIHOHOEL]WRQViJLEHUHQGH]pVHNUO )HV] OWVpJJ\&MWpV%HPHWV]pVpU]pNHQ\VpJ$QL]RWUySLDKDWiVD 2. $Q\DJYiODV]WiVVDO VV]HI JJNiURVRGiVRN 3. $Q\DJKLEiNNDO VV]HI JJ NiURVRGiVRN Nemfémes zárványok. Kémiai kiválások. Szövetszerkezet. 4..RYiFVROiVL KLEiNNDO VV]HI JJ NiURVRGiVRN bekovácsolt reve, átlapolódások, felületi UHSHGpVV]HU&KLEiNpJpV További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Casting, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.15, ASM International, 1988. 2. Forming and Forging, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol.14, ASM International, 1988. 3. Failures of Iron Castings, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 4. Failures of Steel Castings, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 5. Failures of Forgins, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 28
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 8 HODGiV 6. Failures of Cold Formed Parts, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 7. Forging Handbook, Forging Industry Association and American Society for Metals, 1985. 8. Steel Casting Handbook, 5. kiadás, Steel Founders Society, 1980. 9. Analysis of Casting Defects, American Foundrymen s Society, 1974. 10. International Atlas of Casting Defects, Foundrymen s Society, 1974. 29
9. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV+HJHV]WHWWpVIRUUDV]WRWWN WpVHNNiURVRGiVD A hegesztett és forrasztott kötések károsodásait csoportosítani lehet: (1) amelyeket már a J\iUWiVN ]L HOOHQU]pVNRU IHOIHGH]QHN D] ]HPHOpV N ]EHQ MHOHQWNH] NiURVRGiVRN (]HN D károsodások létrejöhetnek törés, kopás, korrózió vagy deformáció következtében. Ebben az HODGiVEDQ D KDQJV~O\W D] ]HPHOpV N ]EHQ MHOHQWNH] NiURVRGiVRNUD pv MDYtWiVL OHKHWVpJHLNUH fordítjuk. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy PHJLVPHUL D N O QE ] N WpVL WHFKQROyJLiNNDO NpV]tWHWW KHJHV]WHWW pv IRUUDV]WRWW N WpVHNNHO kapcsolatos problémákat, megérti, hogy amikor fémet adunk a kötéshez hegesztés vagy forrasztás közben huzal, rúd vagy más hozaganyag formájában, akkor tulajdonképpen egy öntött varratot kapunk, az öntés lehetséges problémáival, megérti, hogy a húzó maradó feszültségek - amelyek hozzájárulhatnak a töréshez - jelen vannak VRNKHJHV]WHWWpVIRUUDV]WRWWN WpVEHQDK&OpVN ]EHQL]VXJRURGiVDPLDWW PHJpUWLKRJ\PLpUWQHKp]KLEDPHQWHVSRUR]LWiVPHQWHVYDUUDWRWNpV]tWHQLRO\DQQDJ\KYH]HW NpSHVVpJ&IpPHNEHQPLQWSOD]DOXPtQLXP megismeri a kemény és lágyforrasztással készült kötések és károsodásuk közti különbségeket és hasonlóságokat. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL Hegesztett kötések károsodása 7HUYH]pV 9DUUDW KHO\]HWH +HJHV]W V]HPpO\]HW (OPHOHJtWpV pv KHJHV]WpV XWiQL KNH]HOpV Karbon-egyenérték. Ívhegesztett kötések hibái: Porozitás. Oxidáció. Melegrepedések. Hidegrepedések. Alakhibák. 1HPPHJIHOHOiWROYDGiVËYJ\~MWiVLQ\RP 6SHFLiOLV tykhjhv]w HOMiUiVRNUD MHOOHP] KLEiN %HYRQDWRV HOHNWUyGiV KHJHV]WpV 9pGJi]RV KHJHV]WpV)HGSRURVKHJHV]WpV$:,KHJHV]WpV3OD]PDtYKHJHV]WpV Kis széntartalmú acélok károsodása: Kis széntartalmú acélok elridegedése alacsony KPpUVpNOHWHQ=iUYiQ\RN0HOHJUHSHGpVHN(VHWWDQXOPiQ\RN Nagy széntartalmú acélok károsodása:+&wpvlvhehvvpjv]deio\r]ivd8wyknh]hopvdondopd]ivd +LGURJpQHOULGHJHGpVPLDWWLYDUUDWiJ\LUHSHGpVHN+KDWiV YH]HWelridegedése. Esettanulmány. Ötvözött acélok károsodása: Lehetséges hibák és okai. Esettanulmányok. Korrózióálló acélok károsodása: Martenzites, ferrites és ausztenites korrózióálló acélok. +iooydfpornniurvrgivd Alumínium ötvözetek károsodása. 30
(ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO 9 HODGiV Titán ötvözetek károsodása. Egyéb hegesztési eljárásokkal készült kötések károsodása: Salakhegesztés. Elektrogáz-hegesztés. Ellenállás hegesztés: varrattávolság ponthegesztésnél, kopott elektróda, zárványok, porozitás, nem PHJIHOHO iwroydgiv DODNKLEiN UHSHGpVHN ] PtW WRPSD KHJHV]WpV ' U]VKHJHV]WpV (OHNWURQVXJDUDVKHJHV]WpVQHPPHJIHOHO VV]HROYDGiVpVEHROYDGiV*i]KHJHV]WpV Keményforrasztott kötések károsodása Folyékony fém okozta HOULGHJHGpV=iUYiQ\RN3RUR]LWiV1HPPHJIHOHOIRUUDGiV7~O WY ]GpV Határfelületi korrózió. Esettanulmányok. Lágyforrasztott kötések károsodása Forrasztott kötések szilárdsága. Túlhevítés üzemelés közben. Folyatószer szerepe. Folyékony fém okozta elridegedés. További tanulmányozásra javasolt irodalmak: 1. Failures of Weldments, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 2. Failures of Brazed Joints, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 11., Failure Analysis and Prevention, ASM International, 1986. 3. Joint Design and Preparation, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 4. Arc Welding, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 5. Resistance Welding, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 6. Oxyfuel Gas Welding, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 7. Brazing, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 8. Soldering, Metals Handbook, 9. kiadás, Vol. 6., Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1983. 31
10. HODGiV (ODGiVRN D NiUHOHP]pV HOYHLUO HODGiV)RUJiFVROypVDODNtWyV]HUV]iPRNNiURVRGiVD A szerszámoknál a használatuk közbeni törését szokták általában károsodásnak tekinteni. A kopás miatti elhasználódást csak akkor tekintik károsodásnak, ha az elvárt élettartamánál lényegesen KDPDUDEE HONRSLN (] D] HODGiV D KLGHJDODNtWy V]HUV]iPRNNDO OHPH]DODNtWiVEDQ porkohászatban, érmegyártásban, melegalakításban, kovácsolásban használt) illetve forgácsolószerszámokkal foglalkozik. $]HODGiVPHJKDOOJDWiVDXWiQDKDOOJDWy megérti, hogy a szerszámanyagok törése leggyakrabban ridegtörés a nagy keménységük miatt DPLiOWDOiEDQDPHJIHOHOP&N GpV NK ]V] NVpJHV PHJWDQXOMD KRJ\ D V]HUV]iPRN OHJNHGYH]EE W QNUHPHQHWHOH D KDV]QiODW N ]EHQL IRNR]DWRV NRSiVNHOOHQQDJ\V]iP~DONDWUpV]HOiOOtWiVDXWiQ PHJpUWL KRJ\ D OHJW EE DODNtWy pv IRUJiFVROy V]HUV]iP HUVHQ WY ] WW QDJ\ V]pQWDUWDOP~ acélból készül, amelyek nagyon sok fémtani és tervezési problémára érzékenyek, IHOLVPHULKRJ\D]RO\DQ VV]HWHWWWpQ\H]NPLQWDWHUYH]pVDQ\DJYiODV]WiVKNH]HOpVJ\iUWiV és felhasználás, különösen kritikusak a szerszámok esetén, megtanulja, hogyan lehet roncsolásmentesen megmaratni egy KNH]HOWDFpON V] U OWIHO OHWpW hogy azokat a köszörülési hibákat felfedje, amelyek rontják az alkatrész integritását, megismeri a legfontosabb szerszámanyagokat. $]HODGiVDN YHWNH]WpPDN U NHWpULQWL $IRUJiFVROypVDODNtWyV]HUV]iPRNMHOOHP]L (1) más termékek gyártásához használatosak, (2) QDJ\REENHPpQ\VpJ&HNPLQWDOHJW EEJ\iUWRWWDONDWUpV] Károsodási okok $NiURVRGiVPHJHO]pVHpUGHNpEHQDN YHWNH]WpQ\H]NUHNHOOILJ\HOQL 1. 7HUYH]pVDPL VV]HHJ\H]WHWKHWDV]HUV]iPDQ\DJJDOpVDWHUYH]HWWJ\iUWiVLHOMiUiVVDO 2. $Q\DJNLYiODV]WiVDPL VV]HHJ\H]WHWKHWDWHUYH]pVVHOpVDJ\iUWiVLHOMiUiVVDO 3. +NH]HOpVLHOMiUiVNLYiODV]WiVDDPL VV]HHJ\H]WHWKHWDWHUYH]pVVHOpVD]DQ\DJJDO 4. $PHJDGRWWKNH]HOpVLWHFKQROyJLDHOOHQU]pVH 5. $N V] U OpVLpVPiVEHIHMH]PHJPXQNiOiVHOOHQU]pVH 6. $V]HUV]iPEHiOOtWiVHOOHQU]pVH 7. Szerszámhasználat - különösen a túlterhelés elkerülése. A szerszámok károsodásának elemzése $] HODGiVEDQ PHJLVPHUW NiUHOHP]pVL OpSpVHN N ] O D N YHWNH]N N O Q VHQ IRQWRVDN D szerszámok esetén: 32