Srovnání cyklických vlastností Al a Mg slitin z hlediska vybraných NDT postupů

Transkript

1 Medzinárodná konferencia Defektoskopia 2009 Srovnání cyklických vlastností Al a Mg slitin z hlediska vybraných NDT postupů Petr Liškutín Pavel Mazal František Vlašic

2 Obsah úvod charakteristiky Al a Mg slitin experimentální zařízení rozbor záznamů frekvence zatěžování a AE kontinuální snímání signálu AE S-N závislosti Al a Mg slitin závěry, doporučení

3 Úvod hlavní zaměření: výzkum únavových vlastností neželezných kovů v oblasti vysokocyklové únavy na FSI VUT v Brně materiály se směrově nehomogenní strukturou spolupracující pracoviště: ústav materiálových věd a inženýrství (FSI VUT v Brně) ústav fyziky (FAST VUT v Brně) ústav termomechaniky AV ČR ZČU Plzeň, NT ZD Rpety, středisko Dakel Praha a další využití metody AE: zpřesnění znalostí o vzniku a rozvoji únavového poškození sledované materiály: EN-AW-2017 AZ 91 EN-AW-6082 EN-AW-7075 cíl: komparace průběhů zatěžovací frekvence výše zmiňovaných slitin doplněné o záznam signálu AE hliníkové slitiny EN-AW záznamy pořízené firmou Dakel

4 Základní charakteristiky Al a Mg slitin tvářené Al slitiny: dodány VÚK Panenské Břežany a firmou Alcan Děčín Extrusion Mg slitina: odlita technologií squeeze casting u tvářených slitin vzniká během lisování výrazná směrová anizotropie

5 Zkušební vzorky, experimentální zařízení 2 typy vzorků: 10x5 mm Ø10 mm 12x7 mm zkušebnízařízení: RUMUL Cracktronic čtyřbodový ohyb, rezonanční frekvence Xedo (Dakel) snímání akustického vlnění, 2 a 4 kanálové systém RUMUL Cracktornic 160 analyzátor Dakel Xedo

6 Experimentální výsledky Upínání snímačů použitésnímače AE: Midi, Micro a magnetické možnosti upnutí: magneticky, lepením nebo pomocí upínacího mechanismu

7 Záznamy průběhů změn zatěžovací frekvence odlišný průběh procesu cyklického zpevnění, vzniku a rozvoje prvních mikrotrhlin a cyklického změkčení

8 Záznamy průběhů změn zatěžovací frekvence a AE vzorkovací frekvence: šíření trhliny? šíření trhliny 4 MHz použité snímače AE: midi, mikro, magnetické měřicí aparatura: AZ 91 EN-AW dvou kanálový analyzátor Dakel Xedo snímané parametry: 205 MPa 180 MPa četnost překmitů přes stanové hladiny (counts) odpovídající různé intenzitě signálu, RMS střední kvadratická hodnota signálu a četnost AE událostí vyhodnocovací software: DaeMon DaeShow

9 šíření trhliny šíření trhliny EN-AW-7075 frézovaný Ra 1,6 EN-AW-7075 broušený Ra 0,4 přeskupování dislokací, změna struktury?

10 Křivky životnosti závislost amplitudy napětí a počtu cyklů do lomu mez únavy (10 8 cyklů): frézovaný 170 MPa broušený 155 MPa vyšší únavová odolnost frézovaných vzorků broušení vyvolává v povrchu materiálu tahová zbytková napětí

11 Kontinuální snímání signálu AE v rámci projektu MPO ČR Impuls vyvinuto nové měřicí zařízení s plně kontinuálním vzorkováním signálu použitý vzorek: 12x7 mm, EN-AW-7075/T6 (směry LS a TS) měřicí zařízení: analyzátor Dakel IPL použité snímače: MIDI přilepený na vzorku, 2 magnetické na přítlačné desce cíl: zjistit úplné charakteristiky signálu AE během celého časového úseku (období začátku tvorby prvních mikrotrhlin v materiálu)

12 S-N závislosti Al a Mg slitin grafické závislosti počtu cyklů do lomu při různých amplitudách napětí (směrovost) EN-AW směry (LS, TS, LT a TL) EN-AW směry (LS a TS) únavová životnost slitiny EN-AW-7075 se potvrdila ve všech směrech jako nejodolnější

13 Závěr metodou AE, společně se záznamem zatěžovací frekvence, je možné přibližně odhadnout délku cyklického zpevnění a změkčení a také začátek šíření únavové trhliny AE dokáže upozornit i na případné strukturní změny v průběhu zpevňování materiálu i ve stádiu kumulace poškození jako přínosná se potvrdila i možnost aplikace nového snímacího zařízení Dakel IPL s plně kontinuálním záznamem signálu AE důkladné vyhodnocení záznamů umožní mnohem detailnější rozbor charakteru poškození během únavových zkoušek Děkuji za pozornost