ME
ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam – BSc 11. előadás – 2010/2011. tanév, 2. félév E) III. AZ ÜTŐVIZSGÁLAT ÉS ALKALMAZÁSAI F) A HAJLÍTÓVIZSGÁLAT ÉS ALKALMAZÁSAI Előadó: Dr. Lukács János egyetemi tanár Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék
Az előadási anyag elérhetősége az Interneten
http://edu.uni-miskolc.hu/
Információk a fóliák olvasásához A tananyag tagolása (fejezetek, részek számozása, címek, alcímek) az előadásokon és a fóliákon azonos Az alkalmazott színek segítséget kívánnak nyújtani a tananyag megértéséhez azzal, hogy felhívják a figyelmet egy-egy részletkérdésre (a zárójelben sárga színnel írott rész példát jelent) (a zárójelben zöld színnel írott rész korábban alkalmazott és/vagy rokon értelmű, illetve idegen nyelvű jelölést, kifejezést jelent) piros színnel írott és/vagy bekarikázott rész a figyelemfelhívást jelent, amelyhez az előadáson általában szóbeli magyarázat is kapcsolódik a fehér hátterű dia tájékoztató, magyarázó, szemléltető jellegű
Az előadási anyag végén megtalálhatók azok a források, amelyek az anyag összeállításánál felhasználásra kerültek a felkészüléshez ajánlott tankönyv vonatkozó részeinek oldalszámai, a tananyag tagolásához rendelve
1. előadás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK
A tantárgyról II. – témakörök Az anyagvizsgálat feladatai, az anyagvizsgáló eljárások csoportosítása A szakítóvizsgálat és alkalmazásai A nyomóvizsgálat és alkalmazásai A keménységmérések és alkalmazásaik Ismétlődő igénybevételek, fárasztóvizsgálatok, biztonsági diagramok Az állapottényezők, ridegség és szívósság A kúszásvizsgálat Az ütővizsgálat és alkalmazásai A hajlítóvizsgálat és alkalmazásai Vizuális vizsgálatok Ultrahangvizsgálatok Radiográfiai vizsgálatok Mérések és mérőszámok: matematikai-statisztika az anyagvizsgálatban
E) III.1. Ütővizsgálati próbatestek próbatestek rendszerezés: méretek, a bemetszés alakja, a bemetszés méretei a legáltalánosabb eset: ISO-V (Charpy V), b = 10 mm nem teljes keresztmetszetű ISO-V próbatestek
b = 7,5 mm b = 5 mm
további esetek lásd táblázat az ISO-V (Charpy V) bemetszésű próbatestek alkalmazásának indoklása
E) III.1. Ütővizsgálati próbatestek: a leggyakrabban alkalmazott ütővizsgálati próbatestek jellemzői Megnevezés
Jel
b
h
l
A bemetszés
mm
alakja
méretei*
nagy Charpy próba
Chp
30
30 160 kulcslyuk
d=15; Ø4
½ Charpy próba
VGB
15
30 160 kulcslyuk
d=15; Ø4
ISO-V (ASTM A 370)
ISO-V
10
10
55
V
d=2; α=45; R=0.25
DVM próba
DVM
10
10
55
U
d=3; Ø2; N=2
Charpy kulcslyuk
ChpK
10
10
55
kulcslyuk
d=5; Ø2; N=1
Charpy U
ChpU
10
10
55
U
d=5; Ø2; N=2
Mes
10
10
55
U
d=2; Ø2; N=2
kis DVM próba
DVMK
6
6
44
U
d=2; Ø1.5; N=1.5
legkisebb DVM próba
KLST
3
4
27
V
d=1; α=60; R=0.1
Mesnager próba
* d: mé mélysé lység [mm]; Ø: átmé tmérő [mm]; α: bemetszé bemetszési szö szög [° [°]; R: lekerekí lekerekítési sugá sugár [mm]; N: szé szélessé lesség [mm]
E) III.1. Ütővizsgálati próbatestek: DVM és ISO-V próbatesteken mért ütőmunka eredmények a hőmérséklet függvényében
Ütőmunka, J
szívós töret
DVM próba: U bemetszés
ISO-V próba: V bemetszés rideg töret vegyes töret
Vizsgálati hőmérséklet, °C
E) III.2. Mérőszámok ütőmunka teljes keresztmetszetű próbatest: KV, KU [J] nem teljes keresztmetszetű próbatest: átszámított KV, KU [J]
az átszámításhoz használatos összefüggés
fajlagos ütőmunka: KCV, KCU [J/cm2] keresztirányú expanzió: exp [mm] töretfelület szívós töret [%] rideg töret [%] = 100 % – szívós töret [%]
Különböző hőmérsékleteken vizsgált szerkezeti acél próbatestek töretfelülete
szívós vegyes
rideg
E) III.3. Az ütővizsgálat alkalmazásai E) III.3.1. Átvételi vizsgálatok példák anyagminőség szabványokból legkisebb átlagos ütőmunka adott hőmérsékleten és adott irányban legkisebb átlagos ütőmunka rögzített hőmérsékleten és különböző geometriai méretek esetén
Követelmények az ütővizsgálatok eredményeire – kivonat az EN 10216-2 szabvány 4. táblázatából – Az acélminőség jele
Legkisebb KV átlagos ütőmunka [J]
számjele
a következő hőmérsékleten [°C] hosszirányú
keresztirányú
20
0
-10
20
0
P195GH
1.0348
–
40
28
–
27
P235GH
1.0345
–
40
28
–
27
P265GH
1.0425
–
40
28
–
27
20MnNb6
1.0471
–
40
–
–
27
…
…
…
…
…
…
…
„10.2.2.4. Próbatestek ütővizsgálathoz Az EN 10045-1 szerint három szabványos V-bemetszésű Charpy-féle próbatestet kell készíteni.” „11.7. Ütővizsgálat” „11.7.2. A három próbatest átlagértéke feleljen meg a 4. táblázat szerinti követelményeknek. Egy mért érték lehet kisebb az előírt értéknél, feltéve, hogy legalább az előírt érték 70 %-a.”
Követelmények a Charpy V bemetszésű próbatesteken, 0 °C-on elvégzett ütővizsgálatok eredményeire – kivonat az EN 10208-2 szabvány 6. táblázatából – Az acélminőség jele
Legkisebb átlagos ütőmunka, J
100
80
L245NB
Legkisebb átlagos ütőmunka értékek három próbatesten mérve, KV [J] 0°C-on
számjele
A cső külső átmérője, D [mm] ≤510 >510 >610 >720 >820
>920
>1020
>1120
>1220
≤920
≤1020
≤1120
≤1220
≤1430
510 >510(K) próbatest >610 >720 L245 (EN 10208-2)≤Keresztirányú L485 (EN 10208-2) Keresztirányú ≤610(K) próbatest ≤720 ≤820 L555 (EN 10208-2) Keresztirányú (K) próbatest
1.0457
40
40
40
40
40
40
40
40
40
...
...
...
...
...
40 L485QB
1.8955
40
41
45
48
51
53
56
58
63
L485MB
1.8977 48
55
61
66
72
77
82
87
96
20
L555QB
1.8957
L555MB
1.8978 D ≤ 510
0
A cső külső átmérője, mm
1220 < D ≤ 1430
...
1120 < D ≤ 1220
...
1020 < D ≤ 1120
...
920 < D ≤ 1020
...
820 < D ≤ 920
...
720 < D ≤ 820
...
610 < D ≤ 720
1.0418
510 < D ≤ 610
L245MB 60
E) III.3.1. Átvételi vizsgálatok feladat: az előírt követelmények teljesülésének ellenőrzése és dokumentálása
E) III.3.2. Az átmeneti hőmérséklet meghatározása
a rideg/szívós viselkedés (rideg/szívós átmenet) és a kristályszerkezet kapcsolata szabályosan térben középpontos (sztk) és hexagonális (hex) rács szabályosan felületen középpontos rács (szfk)
a szórás mértéke és jelentősége
A vizsgálati eredmények szórása ütővizsgálatnál
E) III.3.2. Az átmeneti hőmérséklet meghatározása az átmeneti hőmérséklet meghatározása ütőmunka alapján KVx x = 27 J, ha Rm ≤ 470 N/mm2 KVx x = 40 J, ha Rm > 470 N/mm2 jelölés: TTKV27, illeteve TTKV40 [°C]
az átmeneti hőmérséklet meghatározása keresztirányú expanzió alapján exp x x = 0.4 mm jelölés: TTexp 0.4 [°C]
az átmeneti hőmérséklet meghatározása töretfelület alapján szívós töret x x = 50 % jelölés: TT50% [°C]
megjegyzések ugyanazon próbatestekből mindhárom érték meghatározható általában igaz, hogy: TTKVx ≠ TTexp x ≠ TTx%
A Titanic katasztrófája (1912): ütővizsgálati eredmények
E) III.3.3. Hegesztett kötések ütővizsgálata 1. előadás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK
5. (Gyártás)technológiák anyag – technológia – konstrukció egysége a technológiák csoportosítása gyártási folyamat szemléletben (fémek és ötvözeteik)
alapanyaggyártás (kohászat) előgyártmányok, félgyártmányok alakadása (öntés, képlékenyalakítás, porkohászat) gyártmány elemek alakadása, tulajdonságainak beállítása (képlékenyalakítás, forgácsolás, hőkezelés, felületkezelés) gyártmányok létrehozása (hegesztés, forrasztás, ragasztás, szerelés)
E) III.3.3. Hegesztett kötések ütővizsgálata kivitelezés az ütővizsgálati szabványnak megfelelően paraméterek az alkalmazási szabvány előírásai szerint vizsgálati hőmérséklet a vizsgálati próbatest helyzete a bemetszés iránya a próbatest típusa, mérete
E) III.3.3. Hegesztett kötések ütővizsgálata a próbatestek jelölési rendszere = változatok 1. jel (betű): a bemetszés típusa (U, vagy V) 2. jel (betű): a bemetszés helye
W = varratfémben, vonatkoztatási vonal a hegesztési varrat középvonala H = hőhatásövezetben, vonatkoztatási vonal a kötésvonal
3. jel (betű): a bemetszés iránya S = párhuzamos a próbadarab felületével T = vastagság irányú
4. jel (szám): a = a bemetszés középvonalának távolsága a vonatkoztatási vonaltól 5. jel (szám): b = a hegesztett kötés felső felülete és a próbatest közelebbi felülete közötti távolság
példák: VWS a/b; VHT a/b
1. előadás: A) BEVEZETŐ ISMERETEK
A tantárgyról II. – témakörök Az anyagvizsgálat feladatai, az anyagvizsgáló eljárások csoportosítása A szakítóvizsgálat és alkalmazásai A nyomóvizsgálat és alkalmazásai A keménységmérések és alkalmazásaik Ismétlődő igénybevételek, fárasztóvizsgálatok, biztonsági diagramok Az állapottényezők, ridegség és szívósság A kúszásvizsgálat Az ütővizsgálat és alkalmazásai A hajlítóvizsgálat és alkalmazásai Vizuális vizsgálatok Ultrahangvizsgálatok Radiográfiai vizsgálatok Mérések és mérőszámok: matematikai-statisztika az anyagvizsgálatban
F) A HAJLÍTÓVIZSGÁLAT ÉS ALKALMAZÁSAI F) I. HAJLÍTÓVIZSGÁLAT F) I.1. A vizsgálat célja, elve, kivitelezése a hajlítóvizsgálat célja anyagok hajlító igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása, számszerű jellemzése ← rideg anyagok számszerű jellemzés méretezési alapadat
szilárdsági jellemzők (hajlító folyáshatár, hajlítószilárdság) alakváltozási mérőszám (legnagyobb lehajlás)
a hajlítóvizsgálat elve: egy próbatestet hárompontos vagy négypontos terheléssel (hajlító igénybevétellel) terhelünk a hajlítóvizsgálat kivitelezése = hajlítódiagram felvétele hárompontos terhelés (három pontos hajlítás, 3PB, TPB) négypontos terhelés (négy pontos hajlítás, 4PB, FPB)
F) I.2. Hajlítóvizsgálati próbatestek próbatest típusok
alak, illetve keresztmetszet szerint négyszög, négyzet (lapos) kör (hengeres) profil
megmunkálás szerint megmunkálás nélküli próbatest ← jellemzően megmunkált próbatest
F) I.3. Hajlítódiagram típusok diagram típusok határozott hajlító folyáshatár (lágyacél) egyezményes hajlító folyáshatár (nemesített acél) rideg viselkedés (öntöttvas)
F) I.4. Mérőszámok hajlító folyáshatár, RFh [N/mm2] egyezményes hajlító folyáshatár, R0.2h [N/mm2] hajlítószilárdság, Rmh [N/mm2] legnagyobb lehajlás, fmax [mm] mérése: a terhelő görgő elmozdulásával a mérési hiba elkerülése érdekében előterhelés (bázis)
F) II. A HAJLÍTÓVIZSGÁLAT ALKALMAZÁSAI F) II.1. Szilárdsági mérőszámok meghatározása jellegzetes mérőszámok hajlító folyáshatárok: R0.002h, R0.02h, R0.2h hajlítószilárdság: Rmh
jellegzetes anyagcsoportok szerszámacélok kerámiák
Források jegyzéke 6. dia: POHLE, C. Zerstörende Werkstoffprüfung in der Schweisstechnik. Deutscher Verlag für Schweisstechnik, Düsseldorf, 1990. Tabelle 2-3. p. 64. 7. dia: POHLE, C. Zerstörende Werkstoffprüfung in der Schweisstechnik. Deutscher Verlag für Schweisstechnik, Düsseldorf, 1990. Bild 2-77. p. 67. 9. dia: Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék 11. dia: MSZ EN 10216-2: Varrat nélküli acélcsövek nyomástartó berendezésekhez. Műszaki szállítási feltételek. 2. rész: Növelt hőmérsékleten szavatolt tulajdonságú ötvözetlen és ötvözött acélcsövek. 12. dia: EN 10208-2:1996: Steel pipes for pipelines combustible fluids – Technical delivery conditions – Part 2: Pipes of requirement class B. 15. dia: Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék 17. dia: GINSZTLER, J.; HIDASI, B.; DÉVÉNYI, L.: Alkalmazott anyagtudomány. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2000. 2.2.1.ábra. p. 53. 20. dia: MSZ EN 875:1998: Fémek hegesztett kötéseinek roncsolásos vizsgálatai. Ütővizsgálat. A próbatest helyzete, a bemetszés iránya és a vizsgálat.
A felkészüléshez ajánlott tankönyv és 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) III.1. – p. 179-180. E) III.2. – p. 180-182. E) III.3.2. – p. 181-183. F) I.1. – p. 162-163. F) I.2. – p. 162-163. F) I.3. – p. 163. F) I.4. – p. 163-164.
ME
ANYAGVIZSGÁLAT GÉIK, I. évfolyam – BSc 11. előadás – 2010/2011. tanév, 2. félév E) III. AZ ÜTŐVIZSGÁLAT ÉS ALKALMAZÁSAI F) A HAJLÍTÓVIZSGÁLAT ÉS ALKALMAZÁSAI
Köszönöm a figyelmet!
