ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK
Anyagismeret 2007/08
Károsodás Dr. Lovas Jenő
Dr. Éva András
jlovas@ eik.bme.hu
[email protected]
Témakörök ¡ Bevezetés ¡ Tönkremeneteli módok ¡ Fáradás, méretezés (ellenőrzés)
fáradásra
1
Károsodás A szerkezetet üzemelés közben olyan hatások érik, melyeknek következtében funkciójának ellátására fokozatosan alkalmatlanná válik.
Képlékeny instabilitás
2
Lokális instabilitás
kontrakció
Lokális instabilitás
3
Diffúz instabilitás
Törés
4
Törés
Szívós törés
Rideg törés
Hegesztett varrat hidegrepedése
5
SEM felvételek szívós és rideg töretről
Grafit-epoxi kompozit anyag töretfelülete
6
Korrózió
Elektrokémiai korrózió vízcsepp alatt
Interkrisztallin feszültségkorrózió ausztenites korrózióálló acélban
7
Transzkrisztallin feszültségkorrózió ausztenites korrózióálló acélban
Nyomástartó edény hegesztési varratától távoli, nem károsodott kristályszerkezete
8
Nyomástartó edény hegesztési varratához közeli interkrisztallin korróziós kristályszerkezete
Feszültégkorrózió
9
Öntöttvas csővezeték kigrafitosodása
Öntöttvas csővezeték kigrafitosodása
10
Lyukkorrózió öntöttvas csővezetéken
Lyukkorrózió öntöttvas csővezetékben
11
Rés (crevice) korrózió
Szivattyú-lapátkerék kavitációs károsodása
12
Eróziós károsodás
Öntöttvas szivattyúház eróziós és kavitációs károsodása
13
Kopás
Csúszó-kopásnyomok fogaskeréken
14
Ütköző-kopásnyomok fogaskeréken
Kúszás
Kúszásgörbe (tartós mechanikai és hőterhelés)
15
Turbinalapát kúszás okozta tönkremenetele
Karbidkiválások a szemcsehatárokon
16
Az üregképződést megelőző cellásodásra jellemző diszlokáció-falak
Hősokk
17
Hősokk okozta repedés kovácsolószerszámon
Edzési repedések
18
Kristályosodási repedés
Hőfáradás
19
Hőfáradási repedések kovácsolószerszámon
Neutronsugárzás hatása
Ausztenites korrózióálló acél besugárzási keményedése
20
A besugárzás hatása az interkrisztallin feszültségkorróziós töret mennyiségére
Neutronsugárzás hatása ausztenites korrózióálló acél törési szívósságára
21
Mechanikai igénybevétel okozta fáradás
Fáradási mikrorepedések mikroszkópi képe
Forgattyús tengely fáradásos törete
22
Fáradt törés targonca csőtengelyben
Spirális fogaskerék törete
23
A felület alatti anyaghibából kiinduló fáradási repedés terjedése
Polietilén cső fáradásos törete
24
elsődleges törés törés kenőfurat kenőfurat
másodlagos törés eredeti kialakítás
„A” részlet
elsődleges törés felülete
javított kialakítás
Repülőgép alkatrész fáradásos törete
Fáradásra történő méretezés (ellenőrzés) • Nagyciklusú fáradás Wöhler görbe felvétele Smith biztonsági diagram szerkesztése • Kisciklusú fáradás Egyesített Wöhler görbe
25
Nagyciklusú fáradás • Az igénybevétel:
• A tönkremeneteli szám:
σ max p < Rp
0.2
4 > 10 Nt f
Jellegzetes fárasztó igénybevételek
26
csapágyak
próbatest
próbatest csapágyak
terhelés
terhelés
Forgó-hajtogató vizsgálat
Wöhler görbe szerkesztése
σa
σa
Nt p
1
1
σ a2
Nt p
2
(1) feszültség-amplitúdónál „p” valószínűséggel törést okozó igénybevételi szám, itt p=0,5 (50%)
σkp N = 2 .106-107
lg N
27
Smith diagram szerkesztése - 1 IIW ajánlás alapján: Adatok: 1) Nullkezdésű lengő igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σkp 2) Folyáshatár: Rp 0.2
σa σkp
Rp 0,2 35o
45o
σm σkp
28
Smith diagram szerkesztése - 2 Kétféle fárasztóvizsgálatból: Adatok: 1) Szimmetrikus lengő igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σkp 2)
Nullkezdésű lüktető igénybevétellel meghatározott kifáradási határ: σkp1
3)
Folyáshatár: Rp 0.2
σa
Rp 0,2 σkp1
σkp 45o
σm – σkp
29
Kisciklusú fáradás • Az igénybevétel:
• A tönkremeneteli szám:
σ max p > Rp
0.2
4 < 10 Nt f
Kisciklusú fáradás
Állandó nyúlásamplitúdóról vezérelt vizsgálat hiszterézis görbéje
30
Manson-Coffin összefüggés:
Δε p = cN tn
Δε p
Nt
Egyesített Wöhler görbe szerkesztése
31
