Technológiai vizsgálatok (1)

Technológiai vizsgálatok
A technológiai vizsgálatok (próbák) célja az anyag adott technológiára való alkalmasságának meghatározása.
A technológiai vizsgálatok jellemzői

A technológiai vizsgálatok jellemzői
A vizsgálatok bizonyos technológiákat modelleznek.
Jellemző rájuk, hogy a vizsgálat során az erőt legtöbb esetben nem mérjük, csupán azt határozzuk meg, hogy a vizsgált anyag az adott technológiának megfelel-e.
A vizsgálatokkal meghatározott mérőszámok nem általánosíthatók, azok csak az adott fajtájú vizsgálatra vonatkoznak.
A vizsgálatokra vonatkozó előírásokat szabványok tartalmazzák.

A technológiai vizsgálatok fajtái:
- önthetőségi vizsgálatok
- forgácsolhatósági vizsgálatok
- hegeszthetőségi vizsgálatok
- alakíthatósági vizsgálatok
- edzhetőségi vizsgálatok

1. Önthetőségi vizsgálatok

A fémek öntésének alapjai
Az öntés során az olvadt fémet egy célszerűen kialakított üregbe, a formába öntik.
A megdermedt öntvény alakját, méretét a forma határozza meg.

Önthetőség
Önthetőségen a megolvadt fém formakitöltő- képességét értjük.
Öntés szempontjából kedvező tulajdonságok:
Alacsony öntési hőmérséklet
Kis dermedési hőköz
Lehűléskor kis zsugorodás
Megömlesztve hígfolyósak
Olvadt állapotban nem nyelnek el sok gázt
Öntés után is kedvező tulajdonságok
A dermedés során szabályozható szövetszerkezet

Alacsony öntési hőmérséklet
Előnyös, ha a fém teljes tömegében alacsony hőmérsékleten olvad és dermed .
Az alacsony öntési hőmérséklet előnyei:
Kisebb energia kell a fém felhevítéshez.
Kisebb lesz a kiöntött darab zsugorodása.
Kisebbek lesznek a zsugorodási feszültségek.

Dermedési hőköz
Dermedési hőköz:
A likvidusz és szolidusz közötti távolság
Kék vonal: szolidusz
Piros vonal: likvidusz
A szolidusz alatti hőmérsékleten az anyag teljesen szilárd.
Szolidusz és likvidusz között olvadt és szilárd részek egyszerre vannak jelen (mint a 0 C°-os, jeges víz).
Likvidusz feletti hőmérsékleten az anyag teljes mértékben folyékony.
Az öntési hőmérsékletnek a likvidusz fölött kell lennie.
T
Ötvöző-tartalom (%)
Eutektikus összetétel
(C°)

Szilárd állapotban bekövetkező zsugorodások
Az öntvény különböző részei eltérő sebességgel hűlnek, ezért átmeneti méretkülönbségek lépnek fel, amelyek zsugorodási feszültségeket okoznak.
A zsugorodási feszültségek függnek az öntvény alakjától is.

Hígfolyósság
A hígfolyós fém jobban önthető, mint a vastagon folyós, mivel a hígfolyós fém pontosabban és gyorsabban kitölti a formát, a vékonyabb résekbe is könnyebben bejut, így bonyolultabb alakú darabok önthetők.

A fém olvadt állapotban nem nyelhet el sok gázt
Az olvadt fémben oldódnak a vele érintkező gázok (nitrogén, oxigén), melyek szennyezik a fémet, dermedéskor zárványokat alkotnak.
Ezért fontos, hogy az olvadt fém ne nyeljen el sok gázt.

Öntés után is kedvező tulajdonságok
Szívósság
Szilárdság
Keménység

Szövetszerkezet
Dermedés során a külső rétegek gyorsabban hűlnek, mint a mag.
Vastagabb falú daraboknál a kéreg gyorsabban hűl, finom szemcseszerkezet jön létre. Befelé haladva egyre durvább a szemcseszerkezet, mivel a belső rétegek lassabban hűltek ki. A krisztallitoknak itt több idejük volt a növekedésre.
Tovább…

Dermedés utáni inhomogén szövetszerkezet:
Az öntött acéltuskó metszetein jól megfigyelhető az inhomogén szövetszerkezet.
A külső rétegek gyorsabban hűltek, így ott finomabb a szemcseszerkezet.

Önthetőségi vizsgálat:
Courthy kokilla
A Courthy kokilla egy kifelé spirálisan bővülő forma, amelynek a közepébe öntik bele a megolvadt fémet.
A formába beöntik az anyagot, lehűlés után ellenőrzik: - a formakitöltés hosszát,
- az öntvény zsugorodását.
(öntvény és forma méretének összehasonlítása)
Beömlő csonk
Formakitöltés hossza

2. Forgácsolhatósági vizsgálatok

Forgácsolhatóság (megmunkálhatóság)
A megmunkálhatóságot az anyag jellemzőin kívül a forgácsleválasztás körülményei is meghatározzák.
Az anyagok megmunkálhatóságát szabványos szerszámokkal, kísérleti forgácsolással határozzák meg.

Forgácsolhatóság
A forgácsolhatóságot jellemző tényezők:
a munkadarab anyaga, szemcseszerkezete,
a munkadarab felületi minősége,
a forgácsolóerő, a forgácsolósebesség,
a forgácsolási hőmérséklet,
a szerszám anyaga, alakja,
a forgács alakja, terjedelme.
Bővebben…

Az anyagjellemzők és a forgácsolhatóság kapcsolata
A nagy szilárdság, keménység a forgácsolhatóságot rontja.
Nagy fajlagos nyúlás a forgácsolhatóságot javítja, ha a szilárdság nem túl alacsony.
Az alakítási keményedésre való hajlam a forgácsolhatóságot rontja.
Tovább…

Az acélok forgácsolhatósága
Kedvezően forgácsolható acélok:
Automata acélok:
Kén, foszfor, ólom és tellúr ötvözéssel javítják a forgácsolhatóságot.
Jól forgácsolható acélok:
A dezoxidáció során a forgácsolhatóságot javító zárványok keletkeznek (képlékeny szilikátok, mangánszulfid, stb.), amelyek kenő hatást fejtenek ki. Tovább…

A forgácsolhatóság javítása
A zárványok, illetve a szennyezők általában károsak, mivel rontják az anyag szilárdságát, (A zárványok feszültséggyűjtő helyek, a szennyezők torzítják a rácsszerkezetet és feszültséget okoznak), emiatt azonban elősegítik a forgácsleválást, forgácstörést, javítva a forgácsolhatóságot. Forgácsoláskor tehát bizonyos mennyiségben hasznosak.

3. Hegeszthetőségi vizsgálatok

Hegesztési varrat

Átalakulási folyamatok

A varrat fontos tulajdonságai:
szilárdság
szívósság
repedésérzékenység
anyagfolytonosság

A hegeszthetőség fogalma
A fémek hegeszthetősége a hegesztési technológiától függő alkalmasság megfelelő hegesztett kötés létrehozására.
A hegeszthetőség komplex tulajdonság, amely több tényezőtől függ.

A hegeszthetőséget befolyásoló tényezők:
az alapanyag és hegesztőanyag összetétele,
a hegesztendő szerkezet kialakítása, mérete,
a hegesztés környezete / körülményei,
a hegesztési technológia,
a várható igénybevétel.

Próbahegesztés
A hegeszthetőség megállapításához próbahegesztést végeznek.
A próbatestet úgy hegesztik, mint a tényleges munka során készített darabot.

A hegesztett kötések minősítése
Hegesztési hibák keresése:
- varrat: repedések, üregek és zárványok, összeolvadási hibák és méret hibák,
- szerkezet: alak- és méreteltérések,
- egyéb hibák.
Vizsgálatok:
- roncsolásos,
- roncsolásmentes.

Hegesztési hibák
Repedések
Hosszirányú repedések: 1011, 1013, 1014
Keresztirányú repedések: 1021, 1023, 1024
Csillag alakú repedések: 1033, 1034, 1061

Hegesztési hibák
Üregek és zárványok
Üregek:
- gázpórus (2011),
- helyi porozitás (2013),
- soros gázporozitás (2014)
- megnyúlt gázzárványok (2015, 2016, 2017)
Salakzárványok:
- soros (3011),
- különálló (3012),
- halmazt alkotó (3014)

Hegesztési hibák
Összeolvadási- és méret hibák

A hegeszthetőség megállapításához elvégzendő vizsgálatok:
Szemrevételezés
Makroszkópos és mikroszkópos vizsgálat
Szakítóvizsgálat
Hajlító vizsgálat
Ütővizsgálat
Keménységmérés
Ultrahangos vizsgálat
Röntgen vizsgálat
Folyadékbehatolásos vizsgálat

Szemrevételezés

Csiszolat makroszkópos vizsgálata

Szakítóvizsgálat
Meg kell határozni:
- a kötés szakítószilárdságát,
a szakadás helyét:
varrat, beolvadási vonal, hőhatásövezet, alapanyag

Hajlító vizsgálat

Ütővizsgálat

Keménységmérés
Több ponton megmérik a keménységet.
(számozott pontok)

Ultrahangos vizsgálat
(A vizsgálatról bővebben a Roncsolásmentes vizsgálatok leckében olvashatsz.)

Röntgenvizsgálat
(A vizsgálatról bővebben a Roncsolásmentes vizsgálatok leckében olvashatsz.)

Folyadékbehatolásos vizsgálat
(penetrációs vizsgálat)
(A vizsgálatról bővebben a Roncsolásmentes vizsgálatok leckében olvashatsz.)

Ellenőrző kérdések
A fémek mely tulajdonsága nem kedvező önthetőség szempontjából?
Hígfolyósság olvadt állapotban.
Lehűléskor nagy zsugorodás.
Alacsony öntési hőmérséklet.

Ellenőrző kérdések
Mit nem ellenőriznek a próbaöntés során?
A formakitöltés hosszát.
A zsugorodást.
A vöröstörékenységi hajlamot.

Ellenőrző kérdések
Mit nem figyelnek a forgácsolhatósági vizsgálat során?
A forgácsleválasztást.
Az anyag zsugorodását.
A szerszámkopást.

Ellenőrző kérdések
Melyik állítás igaz?
A hegeszthetőséget csak a hegesztési technológia befolyásolja.
A hegeszthetőséget csak a hegesztett anyag összetétele, szerkezete és mérete befolyásolja.
A hegeszthetőséget befolyásolja a hegesztési technológia, a hegesztett anyag összetétele, mérete, szerkezete, a hegesztett szerkezet várható igénybevétele és a hegesztés egyéb körülményei is.

Helyes a válasz!

Rossz válasz!
Olvasd el még egyszer ezt a részt!