Mechanikai anyagvizsgálatok

A feldolgozás és a felhasználás során igen sokféle hatás éri az anyagokat. Ezek között meghatározóak a különböző erőhatások, amelyek nemcsak a nagyságuk, hanem irányuk, időbeni változásuk alapján is eltérőek. A roncsolásos vizsgálatok e csoportjának elsődleges célja az anyagok e hatásokkal szembeni viselkedésének jellemzése. Egy ilyen vizsgálat indítékát adhatja a minőség ellenőrzése, károsodási folyamat modellezése, egy meghibásodás vagy káresemény rekonstruálása.

A teherviselő szerkezetekben használt, elsősorban fémanyagok, acélok igen fontos tulajdonsága a teherviselő és az alakváltozási képesség.
E tulajdonságok mutatják meg, hogy a szerkezetet milyen módon reagál a rá ható terhelések hatására.

A leggyakrabban alkalmazott mechanikai anyagvizsgálatok a teljesség igénye nélkül:

Az egyik legelterjedtebb roncsolásos vizsgálat, amely több mint 100 éves múltra tekint vissza. Alapvető célja az anyag húzó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása és ennek számszerű jellemzése.

További részletek a szakítóvizsgálatról >>

A vizsgálathoz szabványos mérőberendezést, az ún. Charpy-féle ütőművet és szabványosított próbatesteket használnak. A vizsgálat során nagy sebességű, ütésszerű terhelés éri a próbatestet. A próbatest eltöréséhez szükséges energia/munka a szerkezeti anyagok, elsősorban fémek szívósságának jellemzésére szolgáló mérőszám. Egy anyag annál szívósabb, minél nagyobb energia szükséges ahhoz, hogy eltörjük az anyagot.

További részletek a Charpy-féle ütővizsgálatról >>

Az egymással érintkező, egymáson elmozduló felületek esetén fontos szerepe van a felületek keménységének, kopásállóságának. Különböző ún. kérgesítő eljárásokkal lehet a fémek felületi keménységet szabályozni, beállítani. A mérés módja szerint igen sokféle keménységmérési módszer ismert. Megkülönböztethetünk karcolási-, fúrási-, csiszolási- vagy ún. szúrókeménységet, dinamikus elvén működőt, ultrahangos eljárást, stb. A keménységmérés módja függ a vizsgált anyag méreteitől, milyenségétől és tulajdonságaitól is.

  • Brinell keménységmérés
  • Vickers keménységmérés
  • Rockwell keménységmérés

További részletek a keménységmérésről >>

  • Fárasztóvizsgálat

Szerkezeteink többségét az „élete során” különböző nagyságú, irányú terhelések érik. E terhelésváltozások igen változatosak lehetnek, sok esetben pontos számbavételük is nehézségeket okozhat. Szerkezeti anyagaink rendszeresen ismétlődő igénybevételek miatt jelentkező károsodását nevezzük kifáradásnak. E károsodási folyamat a szerkezet meghibásodásához, töréséhez vezet még a folyáshatár alatti terhelések esetén is.

Az ismételt igénybevétel hatására az alkatrész anyagszerkezetében előbb-utóbb mikroszerkezeti változások következnek be, amelyek először mikroszkópi majd makroszkópi méretű repedés(ek) keletkezését okozzák. E repedések az idő múlásával „növekszenek”, majd e folyamat az alkatrész törésével fejeződik be.

A fárasztóvizsgálatok célja ennek megfelelően adott anyag és „igénybevétel” esetén a törési élettartam meghatározása.

  • Kúszásvizsgálat

Szerkezeti anyagink állandó terhelés és üzemletetési körülmények (pld. hőmérséklet) között folyamatos alakváltozást mutatnak, amit tartosfolyásnak, vagy kúszásnak nevezünk. E károsodási folyamat a végén a szerkezeti elem szakadásához, töréséhez vezet.

A kúszásvizsgálatok célja e károsodási folyamat jellemzésére alkalmas anyagtulajdonságok meghatározása.

  • Törésmechanikai vizsgálatok

A törésmechanikai vizsgálat célja törési kritériumok felállítása repedést, vagy valamilyen anyaghibát tartalmazó szerkezetekre. E vizsgálatok segítségével olyan anyagjellemzők határozhatók meg. amelyek segítségével kritikus hibaméret és/vagy a hiba növekedését (a repedés terjedését) megakadályozó üzemeltetési feltételek elemzésére nyílik lehetőség.

  • Technológiai vizsgálatok

A technológiai vizsgálatok célja a legtöbb esetben nem valamilyen mérőszám meghatározása. Célja annak ellenőrzése, hogy a vizsgált anyag alkalmas-e egy gyártástechnológiai műveletnél történő felhasználásra.

  • Hajlítóvizsgálat

A hajlítóvizsgálatnál a próbatestet úgy hajlítjuk meg meghatározott szögben, hogy a két szár tengelye egy síkban maradjon.

A próbatestet a vizsgálat folyamán a hajlító erővel lassan és folyamatosan kell terhelni. A hajlítás utána húzásra igénybevett külső felületen repedésnek nem szabad jelentkeznie.

  • Hajtogató vizsgálat

Hajtogató vizsgálatnál a huzalból, vagy lemezből kivágott csíkot felváltva mindkét irányban 90°-ra hajlítgatjuk, amíg eltörik. Közben számoljuk a törésig elviselt hajtogatások számát.

  • Mélyhúzó vizsgálat

A vizsgálatot legfeljebb 2 mm vastagságú lemezzel, vagy szalaggal végezhetjük el egy erre a célra kialakított berendezésen.

A húzó és szorítógyűrű közé fogott lemezt gömbvégű nyomófejjel addig mélyítjük, amíg a lemez a mélyítés helyén át nem szakad. A vizsgálat eredményéből az anyag mélyhúzással való alakíthatóságára lehet következtetni.

  • Csövek lapítópróbája

Mint a nevében is benne van csövek vizsgálatára használatos. A cső palástján nem szabad repedésnek jelentkezni az előírt lapítás mértékéig.

  • Tágítópróba

Szintén csövek vizsgálatára alkalmazzák. A cső végébe kúpos tüskét kell benyomni. A megadott mértékű tágításig nem jelentkezhet repedés a vizsgált cső palástján.

  • Peremező vizsgálat

Ezt a módszert is csövek vizsgálatára alkalmazzák. A vizsgálat alatt a peremnek nem szabad beszakadnia.

Az AGMI ZRt. mechanikai anyagvizsgálatok területére vonatkozó „étlapja”: szakítóvizsgálat, ütővizsgálatok (-196 ºC és +800 ºC között), keménységmérés, fárasztó, kúszás, törésmechanikai, technológiai vizsgálatok.