Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban."— Előadás másolata:

1 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban Rózsahegyi Péter laboratóriumvezető Tel: (46) 560-137 Mob: (30) 370-0029 Műszaki Kockázatmenedzsment Osztály Mechanikai Anyagvizsgáló Laboratórium

2 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI  Műszerezett keménységmérő  Meghatározható anyagtulajdonságok  Berendezés kalibrálása  Összehasonlító vizsgálatok és eredményei  Összefoglalás Tartalom

3 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérő Típus: Romolus WorkStation + Alexandra I. műszerezett keménységmérő Gyártó: Quad Group Benyomódási mélység tartomány: 600  m Benyomódás felbontása: 0,156  m Benyomódás mérés hibája: <1% Maximális terhelés: 220 N Erőmérés felbontása: 0,06 N Erőmérés hibája: <1% Terhelési sebesség: 1 N/sec Behatolótest típus: Vickers, Rockwell C Maximális próbatest vastagság: 2,54 cm

4 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérő Rugalmassági modulus (E) Keménység (HV, HRC) Folyáshatár (közelített érték) Keményedési kitevő (közelített érték) Feszültség-nyúlás diagram (közelített érték) Meghatározható anyagi paraméterek

5 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérő A Romolus Workstation további vizsgáló moduljai Hajlító vizsgálat modul Szakító vizsgálat modul Csavaró vizsgálat modul Tépő vizsgálat modul Nyíróvizsgálat modul Bevonati réteg tapadás vizsgáló modul

6 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés (Vickers) A s (h)=26,43. h 2 A p (h)=24,50. h 2 Benyomódási keménység h c = h max -   (h max - h r ),  = 0,75) Martens keménység Vickers keménység: A s (h p )=26,43. h p 2

7 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés (Vickers) C = mK(h max - h p ) m-1 meredekség (h max ) h r meghatározás: - Lineáris extrapoláció F = ah+b - Power Law Módszer F = K(h - h p ) m F = Ch+ b Rugalmassági modulus meghatározása: benyomodás rug. modulus s – próbatest poisson tényezője i – behatolótest poisson tényezője (0,07) E i – behatolótest rug. Modulusza (1,14. 10 6 ) A p (h c ) = 24,50h c 2 – érintkező felület vetülete C – lefutó görbe meredeksége a h max pontban

8 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Mérést befolyásoló tényezők  Felületi érdesség h≥20Ra (R amax = 4  m /alumínium/, 2,2  m /acél/, 0,8  m /keményfém/) – 100 N-os terhelésnél  Párhuzamosított felületek (max. 1°-os eltérés)  Alátámasztás tisztasága (tiszta, pormentes felület)  Erő és benyomódás értékekre kerülő elektromos zaj (szünetmentes táp alkalmazása vagy digitális szűrés)  Próbatest inhomogenitása, szemcseméret (növelheti a szórást)  F – h görbe kiinduló pontjának meghatározása (jelentősen befolyásolja a mérési eredményeket)  Vizsgálati hőmérséklet stabilitás  Próbatest vastagság (min. 10h max vagy 3d max )

9 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI F- h görbe kiinduló pontjának meghatározása Rosszul megválasztott kiindulási pont jelentősen befolyásolja a keménység és rugalmassági modulus értékeket!  Erőnövekedésre indul az F – h görbe rögzítése - Kiküszöböli a kezdeti bizonytalanságokat - Egységesen F=0,1 N  h 0 meghatározható  0 pont meghatározás közelítő görbével (F max 5-10%-a között) - A kezdeti bizonytalanságok és az elektromos zaj miatt növeli a szórást m,b – konstans

10 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Digitális szűrés

11 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Berendezés kalibrálása  Erő mérés kalibrálása (gyári kalibrálás)  Útmérés kalibrálás és gép merevség meghatározás (közvetett módon) Keménység meghatározás Rugalmassági mod. meghatározás Kalibrálás Vickers etalonnal (HV10=317, E=210000 MPa)

12 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Berendezés kalibrálása Kalibrálás menete: I. h I = k. h II. h II = h I – F. c k: konstans F: terhelő erő C: gép merevsége k = 1,09 c = 0,028  m/N

13 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Berendezés kalibrálása Mérési eredmények: Mérési pont Mérőmikroszkóp Alexandra (eredeti) Alexandra (kalibrált) HV10 E (MPa)HV10E (MPa) 1313 33889 114318212 041 2321 36580 239329208 440 3326 36487 286328200 199 4317 33989 976308222 363 5322 36092 936330220 095 Átlag: 320 353 87 910 323 212 627 Szórás: 4,9 (1,5%) 13,4 (3,8%) 4 748 (5,4%) 9,6 (3%) 8 984 (4,2%)

14 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Összehasonlító vizsgálatok (szakítóvizsgálat) Meghatározott paraméterek:Vizsgálati körülmények: Vizsgáló berendezés: INSTRON 8803 Vizsgálati mód: útvezérlés Vizsgálati sebesség: 3 mm/perc Extensométer jeltáv: 10 mm Tárolt paraméterek: erő(F), alakváltozás (  L) Vizsgált anyagminőségek: acél, alumínium, réz, titán Rugalmassági modulus (E) Szakító szilárdság (R m ) Egyezményes folyáshatárt (R p0.2 )

15 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Szakítóvizsgálati eredmények

16 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Összehasonlító vizsgálatok (műszerezett keménységmérés) Vizsgálati paraméterek: Vezérlési mód: erővezérlés Terhelési sebesség: 1N/sec Maximális terhelés: 100 N

17 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Benyomódási görbék

18 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Vizsgálati eredmények összehasonlítása Mérési pont MérőmikroszkópSzakítóvizsgálatAlexandra HV10E (MPa)HV10E (MPa) 1 190,5207 160199212 574 2 175,1210 070179202 787 3 177,3210 600168215 759 4 173,6-169181 618 5 193,5-178230 754 Átlag: 182,0209 277179208 699 Szórás: 9,3 (5,1%) 1 852 (0,9%) 12,4 (6,9%) 18 163 (8,7%) Acél R m = 612 MPa R p0.2 = 408 MPa

19 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Vizsgálati eredmények összehasonlítása Mérési pont MérőmikroszkópSzakítóvizsgálatAlexandra HV10E (MPa)HV10E (MPa) 1 191113 130166104 300 2 16999 485172104 338 3 147105 620165121 729 4 179-189130 416 5 184-186115 768 Átlag: 174106 078179115 310 Szórás: 17,3 (9,9%) 6 834 (6,4%) 12,4 (6,9%) 11 305 (9,8%) Titán R m = 440 MPa R p0.2 = 328 MPa

20 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Vizsgálati eredmények összehasonlítása Mérési pont MérőmikroszkópSzakítóvizsgálatAlexandra HV10E (MPa)HV10E (MPa) 1 6477 9716076 335 2 6973 4346889 910 3 70-6790 633 4 70-6988 708 5 67-6393 046 Átlag: 6875 7036587 726 Szórás: 2,4 (3,5%) 3 208 (4,2%) 3,8 (5,8%) 6 562 (7,5%) Alumínium R m = 254 MPa R p0.2 = 243 MPa

21 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Vizsgálati eredmények összehasonlítása Mérési pont MérőmikroszkópSzakítóvizsgálatAlexandra HV10E (MPa)HV10E (MPa) 1 217121 500205116 928 2 206115 17018295 395 3 216118 19020384 103 4 211-158102 161 5 214-16597 055 Átlag: 213118 28718299 128 Szórás: 4,5 (2,1%) 3 166 (2,7%) 21,7 (11,9) 11 938 (12%) R m = 623 MPa R p0.2 = 507 MPa Réz

22 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Összefoglalás A vásárolt műszerezett keménységmérő eddigi használata és kalibrálása során szerzett tapasztalatok alapján a következő megállapítások tehetők:  A műszer a makro terheléstartományba sorolható (szabvány szerint: 2 N ≤ F ≤ 30 kN) – Makrotulajdonságok mérésére használható.  Sok a vizsgálati eredményt befolyásoló tényező, ezért körültekintő vizsgálat előkészítést igényel (zajmentesség, próbatest polírozás, párhuzamosítás, pormentesség, biztosítani kell a légmentes felfekvést, stb.)  A vizsgálatok azt mutatták, hogy acél alapanyagok keménységének és rugalmassági modulusának megállapítására alkalmas, de több mérés szükséges a magas szórás miatt.  Titán, réz és alumínium vizsgálatánál ismerni kell a lenyomat alakját, torzulását, annak függvényében lehet következtetni a keménységre és a rugalmassági modulusra. További vizsgálatok szükségesek ezen a területen.  A benyomódási görbéből különböző módszerekkel meghatározható még a folyáshatár és a valódi feszültség - valódi nyúlás diagram. A műszerezett keménységmérésnek ez az egyik legfontosabb előnye. Az így meghatározott anyagjellemzők összehasonlítását a hagyományos módszerekhez meghatározott anyagjellemzőkhöz, különböző anyagokra a közeljövőben tervezzük.

23 Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Hivatkozások MSZ EN ISO 14577-1:2003 – Metallic Materials – Instrumented indentation test for hardness and materials parameters – Part 1: Test method Marta Mata Burgeroas: Continuum analysis of sharp indentation experiments in metallic materials: theory and finite element simulation. December 2004 Eduard Kimmari and Lembit Kommel: Application of the continuous indentation test method for the characterisation of mechanical properties of B4C/Al composits Varga Ferenc, Tóth László, Guy Pluvinage: Anyagok károsodása és vizsgálata különböző üzemi körülmények között. Keménységmérés. Miskolc, 1999 Nurot Panich, Sun Yong: Improved Method to Determine the Hardness and Elastic Moduli using Nano Indentation. KMITL Sci. J. Vol. 5 No. 2 Jan-Jun 2005


Letölteni ppt "Bay Zoltán Alkalmazott Kutatási Közalapítvány Logisztikai és Gyártástechnikai Intézet BAY-LOGI Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban."

Hasonló előadás


Google Hirdetések