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 Alumíniumötvözetek Alapanyag-1: BM1
Fizikai szimuláció NST
HTT
Fárasztóvizsgálat HAZ
LCF
HCF
FCG
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
LCF: kisciklusú fárasztás
HTT: melegszakítás (hevítéses, hevítéses-visszahűtéses)
HCF: nagyciklusú fárasztás
HAZ: hőhatásövezeti szimuláció
FCG: fáradásos repedésterjedés
A vizsgálati mátrix – nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok BM1: S690QL
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
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 BM1: AlMg3 és 5754-H22
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
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
S690QL aa
0.16
0.31
1.01
INEFIL NiMoCr ha
0.080
0.500 1.600 0.007 0.007
S960QL aa
0.16
0.22
1.24
UNION X96 ha
0.12
0.80
1.90
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
–
0.45
2.35
0.55
–
–
–
Anyagminőség
UNION X96 ha
Anyagminőség
P
S
Al
Nb
0.010 0.001 0.041 0.001 –
–
0.009 0.001 0.056 0.016 –
–
–
–
V
0.10 0.090 0.041 –
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
Ry1)
Rm
Ry/Rm
A5
Rm * A5
Z
N/mm2
N/mm2
–
%
N/mm2 * %
%
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
Ry1)
t aa
hk
N/mm2
mm
Rm aa/hk –
aa
–
–
–
12
128
–
–
218
5754-H22 aa
6
190
–
–
239
6082-T6 aa
6
267
–
–
305
Ry jelentése ReH vagy Rp0.2.
aa/hk
N/mm2
AlMg3 aa
1)
hk
A50
223 0.933 –
–
aa
hk
aa/hk –
% –
–
–
14.5
–
–
20.0
–
–
Próbatestek – nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok BM1: S690QL
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
10
BM1/WJ1: S690QL/GMAW-m
14+10
BM1/WJ2: S690QL/GMAW-om
8
5+5+5
BM2: S960QL
BM2/WJ1: S960QL/GMAW-m
14
8
BM2/WJ2: S960QL/GMAW-um
Próbatestek – alumíniumötvözetek Alumíniumötvözetek BM1: AlMg3 és 5754-H22
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
0 és 17
5+5 és 2+2
BM1/WJ1: 5754-H22/FSW
16
12
BM1/WJ2: 5754-H22/GTAW
16
3+3
BM2: 6082-T6
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
Feszültségtartomány, Ds, MPa
700
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
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+07
1,0E+08
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL GMAW-m / Weldox 700 WJ / S355-S690QL GMAW 800 S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30Hz {m} [saját mérés] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30Hz {p} [saját mérés]
700
Weldox 700 WJ [irodalom]
Feszültségtartomány, Ds, MPa
S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] 600
S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30Hz {m} {h} [saját mérés]
500
400
300
200
100
0 1,0E+02
1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
1,0E+06
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+07
1,0E+08
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL / S690 / Weldox 700 S690QL GMAW-m / Weldox 700 WJ / S355-S690QL GMAW 800
Feszültségtartomány, Ds, MPa
700
600
500
400
300 S690QL BM; R=0,1; f=30Hz [saját mérés] S690 BM; R=0,1; f=5,3Hz [irodalom]
200
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]
100
Weldox 700 WJ [irodalom] S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] S690QL GMAW-m; R=0,1; f=30Hz {m} {h} [saját mérés]
0 1,0E+02
1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
1,0E+06
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+07
1,0E+08
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S960QL és S690QL GMAW-m / S355-S690QL GMAW 800 S960QL BM; R=0,1; f=30Hz [saját mérés] S960QL BM; R=0 [irodalom]
700
S960QL GMAW-m; R=0,1; f=30Hz [saját mérés]
Feszültségtartomány, Ds, MPa
S355,S690QL,S960QL GMAW; R=0 [irodalom] 600
500
400
300
200
100
0 1,0E+04
1,0E+05
1,0E+06
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+07
1,0E+08
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei S690QL és S690QL GMAW-m; S960QL és S960QL GMAW-m 800
Feszültségtartomány, Ds, MPa
700
600
500
400
300
200
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]
100
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
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+07
1,0E+08
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 5754-H22 BM-hosszirány [saját mérés] 5754 BM-hosszirány [irodalom] 5754 BM-keresztirány [irodalom]
Feszültségtartomány, Ds, MPa
200
5754-H22 FSW-keresztirány [saját mérés]
150
100
50
R = 0,1 0 1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+06
1,0E+07
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei 6082-T6 FSW 250 6082-T6 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-részleges átolvadás [irodalom]
Feszültségtartomány, Ds, MPa
200
150
100
50
R = 0,1 0 1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+06
1,0E+07
HCF (High Cycle Fatigue) vizsgálatok eredményei 5754-H22 és 5754-H22 FSW; 6082-T6 FSW 250 5754-H22 BM-hosszirány [saját mérés] 5754 BM-hosszirány [irodalom] 5754 BM-keresztirány [irodalom]
Feszültségtartomány, Ds, MPa
200
5754-H22 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-keresztirány [saját mérés] 6082-T6 FSW-részleges átolvadás [irodalom]
150
100
50
R = 0,1 0 1,0E+03
1,0E+04
1,0E+05
Tönkremeneteli ciklusszám, N, ciklus
1,0E+06
1,0E+07
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 (ΔKth) A Paris-Erdogan összefüggés állandói (C and n) A feszültségintenzitási tényező tartományának kritikus értéke(ΔKfc)
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 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
1,0E-01
R = 0,1 A1_11 - T-S
1,0E-02
A1_12 - T-S A1_13 - T-S A1_14 - T-S
1,0E-03
A1_15 - T-S A2_21 - L-S A2_22 - L-S
1,0E-04
A2_23 - L-S A2_24 - L-S A2_25 - L-S
1,0E-05
B_1 - T-L B_2 - T-L B_3 - T-L
1,0E-06
B_4 - T-L B_5 - T-L 1,0E-07 10
100
A feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam
1000 1/2
Az S960QL alapanyag hegesztett kötéseiből készített 21 orientációjú próbatestek repedésméret-igénybevételi szám (a-N) görbéi 25 9-GMAWm-FCG-21W1 9-GMAWm-FCG-21W2 9-GMAWm-FCG-21W3
20
Repedésméret, a, mm
9-GMAWm-FCG-21W4 9-GMAWm-FCG-21W5 9-GMAWm-FCG-21W6 15
9-GMAWm-FCG-21W7 9-GMAWm-FCG-21W8
10
5
0 0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
Igénybevételi szám, N, ciklus
700000
800000
900000
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
9-GMAWm-FCG-21W1 9-GMAWm-FCG-21W2
1,0E-04
9-GMAWm-FCG-21W3 9-GMAWm-FCG-21W4 1,0E-05
9-GMAWm_FCG-21W5 9-GMAWm-FCG-21W6 9-GMAWm-FCG-21W7
1,0E-06
9-GMAWm-FCG-21W8 1,0E-07
10
100
Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam1/2
1000
Az S960QL alapanyagból és GMAW-matching hegesztett kötésekből készült különböző orientációjú próbatesteken elvégzett FCG vizsgálatok eredményeiből képzett minták Mérőszám
Orientáció
A minta elemszáma
Átlag
Szórás
Szórási együttható
S960QL alapanyag
n
DKfc
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
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
DKfc
21W
8
115.5
13,20
0.114
A saját vizsgálatok és az irodalmi adatok összehasonlítása Ry
Rm
DKth
n
DKfc
N/mm2
N/mm2
MPam1/2
mm/cycle, MPam1/2
MPam1/2
37C
270
405
7.69
3.60
62.70
St38b-2
280
440
5.5
3.7
45
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
Anyagminőség
DP_25156
saját vizsgálatok
irodalmi adatok
A különböző alapanyagok (aa) és hegesztett kötéseik (hk) tervezési görbéinek paraméterei Anyagminőség
DKth MPam1/2
n
C
mm/cycle, MPam1/2
DKfc MPam1/2
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
kidolgozás alatt
S690QL hk
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.
1,0E-02
A fáradásos repedésterjedésre meghatározott tervezési görbék (EGYSZERŰ KAPCSOLAT)
Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
1,0E-03
1,0E-04
1,0E-05
37C alapanyag 37C hegesztett kötés E420C alapanyag E420C hegesztett kötés X80TM alapanyag
1,0E-06
X80TM hegesztett kötés QStE690TM alapanyag S960QL alapanyag S960QL hegesztett kötés XABO 1100 alapanyag 1,0E-07 1
10
100
A feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam
1/2
1000
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)
Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
AlMg3-BM-FCG-L-T (5 próbatest) 5754-H22-BM-FCG-T-L (2 próbatest)
1,0E-02
5754-H22-BM-FCG-L-T (2 próbatest)
1,0E-03
1,0E-04
R = 0,1 1,0E-05 1
10
Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam
100 1/2
FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei 5754-H22 FSW 1,0E-01 5-FSW-FCG-WM1
Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
5-FSW-FCG-WM2 5-FSW-FCG-WM3 5-FSW-FCG-R1
1,0E-02
5-FSW-FCG-R2 5-FSW-FCG-R3 5-FSW-FCG-A1 5-FSW-FCG-A2 1,0E-03
5-FSW-FCG-A3 5-FSW-FCG-TR-RA1 5-FSW-FCG-TR-RA2 5-FSW-FCG-TR-RA3
1,0E-04
R = 0,1 1,0E-05 1
10
Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam1/2
100
FCG (Fatigue Crack Growth) vizsgálatok eredményei 6082-T6 FSW 1,0E-01
6-FSW-FCG-WM1 Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
6-FSW-FCG-WM2 1,0E-02
6-FSW-FCG-R1 6-FSW-FCG-R2 6-FSW-FCG-A1
1,0E-03
6-FSW-FCG-A2 6-FSW-FCG-TR-RA1 6-FSW-FCG-TR-RA2
1,0E-04
1,0E-05
R = 0,1 1,0E-06 1
10
Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam1/2
100
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
Fáradásos repedésterjedési sebesség, da/dN, mm/ciklus
5-FSW-FCG-TR-RA1 5-FSW-FCG-TR-RA2
1,0E-02
5-FSW-FCG-TR-RA3 6-FSW-FCG-TR-RA1 1,0E-03
6-FSW-FCG-TR-RA2
1,0E-04
1,0E-05
R = 0,1 1,0E-06 1
10
Feszültségintenzitási tényező tartománya, DK, MPam1/2
100
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 Alumíniumötvözetek Alapanyag-1: BM1
Fizikai szimuláció NST
HTT
Fárasztóvizsgálat HAZ
LCF
HCF
FCG
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
LCF: kisciklusú fárasztás
HTT: melegszakítás (hevítéses, hevítéses-visszahűtéses)
HCF: nagyciklusú fárasztás
HAZ: hőhatásövezeti szimuláció
FCG: fáradásos repedésterjedés
CCT: folyamatos hűtésű átalakulási diagramok hegesztési viszonyokra
A vizsgálati mátrix – nagyszilárdságú acélok Nagyszilárdságú acélok BM1: S690QL
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
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 BM1: AlMg3 és 5754-H22
Fizikai szimuláció
NST
HTT
HAZ
Fárasztóvizsgálat
LCF
HCF
FCG
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 TÁMOP4.2.1.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
[email protected] 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.