Srovnávací studie cementovaných a nitridovaných vzorků pomocí analýzy Barkhausenova šumu a RTG difrakce

Podobné dokumenty
BROUŠENÝCH OZUBENÝCH KOL POMOCÍ ANALÝZY A RENTGENOVÉ DIFRAKCE. Lucie Schmidová

12. ZBYTKOVÁ POVRCHOVÁ NAPĚTÍ PO OBRÁBĚNÍ

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Integrita povrchu a její význam v praktickém využití

Charakteristika. Použití TVÁŘECÍ NÁSTROJE STŘÍHÁNÍ RIGOR

APLIKACE VYBRANÝCH METOD PRO MĚŘENÍ ZBYTKOVÉHO NAPĚTÍ APPLICATION OF SOME METHODS FOR RESIDUAL STRESS MEASUREMENT

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření magnetických veličin, část 3-9-3

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

Magnetické vlastnosti materiálů - ukázky. Příklad č.2. Konstrukční ocel tř

Nikolaj Ganev, Stanislav Němeček, Ivo Černý

4.5.7 Magnetické vlastnosti látek

Simulační model a identifikace voice coil servopohonu

Detekce erozně korozního poškozování parovodů (FAC) metodou akustické emise

Ing. Jaromír Kejval, Ph.D.

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Magnetické vlastnosti materiálů - ukázky. Příklad č.3. Plechy pro elektrotechniku Fe-Si tloušťka. 0,5mm (M700-50A-Košice)

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Charakteristika. Použití TVÁŘENÍ STŘÍHÁNÍ SVERKER 21

SPECIFIKACE POŽADAVKŮ NA SYSTÉM

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

Kompenzační transformátory proudu Proudové senzory

Problematika disertační práce a současný stav řešení

HSC obráb ní, tepelné jevy p Definice, popis obráb Nevýhody Otá ky v etena ezné rychlosti pro HSC Strojní vybavení obráb

Použití. Charakteristika SLEIPNER PŘÍKLADY:

DETERMINATION OF MECHANICAL AND ELASTO-PLASTIC PROPERTIES OF MATERIALS BY NANOINDENTATION METHODS

ochranným obvodem, který chrání útlumové články před vnějším náhodným přetížením.

PŘÍLOHA A. ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií 72 Vysoké učení technické v Brně

Mezilaboratorní porovnání při vibračním zkoušení

Výkon komunik. systémů

Vliv povrchu na užitné vlastnosti výrobku

Představujeme Exova s.r.o. Plzeň

Vlastnosti V 0,2. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

METODY CHARAKTERIZACE POLOVODIVÝCH TERMOELEKTRICKÝCH MATERIÁLŮ

Obsah šablony SPŠ na Proseku šablona-spš na Proseku.dwt

Magnetické vlastnosti látek část 02

11. Jaké principy jsou uplatněny při modulaci nosné vlny analogovým signálem? 12. Čím je charakteristické feromagnetikum?

Vlastnosti. Modul pružnosti. Součinitel tepelné roztažnosti. 20 C Tepelná vodivost. Al 1,6. Rp0,2N/

Nedestruktivní metody 210DPSM

Motory s potlačenou funkcí generátoru

Harmonizace metod vyhodnocení naměřených dat při zkratových zkouškách

MĚŘENÍ ÚHLOVÝCH KMITŮ ZA ROTACE

5. Materiály pro MAGNETICKÉ OBVODY

Dvourozměrné měření úhlových korelací (2D ACAR) Technical University Delft

Novinky ve zkušebnictví 2011 SČZL. Únavové vibrační zkoušky ve SWELL. Ing. Jaromír Kejval, Ph.D.

JIŘÍ HÁJEK, ANTONÍN KŘÍŽ

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

VLIV POVRCHU NA UŽITNÉ VLASTNOSTI VÝROBKU. Antonín Kříž

P9 Provozní tvary kmitů

Elektromagnetické jevy. Zápisy do sešitu

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Obrobený povrch a jeho vliv na užitné vlastnosti Antonín Kříž

VANADIS 10 Super Clean

Použití. Charakteristika FORMY PRO TLAKOVÉ LITÍ A PŘÍSLUŠENSTVÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ QRO 90 SUPREME

VÍŘIVÉ PROUDY DZM

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

EVALUATION OF SPECIFIC FAILURES OF SYSTEMS THIN FILM SUBSTRATE FROM SCRATCH INDENTATION IN DETAIL

EDDY CURRENT TESTING ÚVOD DOPORUČENÉ MATERIÁLY DEFINICE URČENÍ DÉKLA ŠKOLENÍ. Sylabus pro kurzy metody vířivých proudů dle systému ISO / 7

Možnosti rtg difrakce. Jan Drahokoupil (FZÚ) Zdeněk Pala (ÚFP) Jiří Čapek (FJFI)

Předepisování jakosti povrchu

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

Lineární snímač polohy Temposonics EP

Analýza profilu povrchů pomocí interferometrie nízké koherence

Magnetické materiály a jejich vlastnosti. Prof.Mgr.Jiří Erhart, Ph.D. Katedra fyziky FP TUL

galvanometrem a její zobrazení na osciloskopu

On-line datový list. RT-P2231 ZoneControl MULTITASKINGOVÉ OPTOELEKTRONICKÉ SNÍMAČE

Úvod do zpracování signálů

Integrita povrchu a její význam v praktickém využití

HODNOCENÍ HLOUBKOVÝCH PROFILŮ MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ POLYMERNÍCH MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE

Jednoduchý frekvenční měnič ABB ACS55-0,18 až 2,2 kw

Bezpohybový elektrický generátor s mezerou uprostřed

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

Polovodičové detektory

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

On-line datový list GM960 PROCESNÍ ŘEŠENÍ

IOK L. Rozlívka 1, M. Vlk 2, L. Kunz 3, P. Zavadilová 3. Materiál. Institut ocelových konstrukcí, s.r.o

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

Lineární snímač polohy Temposonics GB

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Bolt securing system

HHVB82. Uživatelský manuál. Měřič vibrací, zrychlení a rychlosti. tel: fax: web: kontakt@jakar.

+ + Katedra textilních a jednoúčelových strojů. Jednoúčelové stroje. Textilní stroje a stroje na výrobu nanovláken. Přístrojová technika

Použití statistických metod pro analýzu řezných podmínek

9 khz až 3 GHz s rozlišovacím filtrem 10 Hz až 10 MHz v širokém dynamickém rozsahu.

Proč využívat laboratorní zkoušku Wehner/Schulze při návrhu obrusných vrstev Ing. Jaroslava Dašková, Ph.D. Ing. Pavla Nekulová Leoš Nekula

Elektromagnetismus 163

VLIV PŘÍPRAVY POVRCHU A NEHOMOGENIT TLOUŠŤKY VRSTEV NA CHOVÁNÍ TENKOVRSTVÝCH SYSTÉMŮ

Proudové převodníky AC proudů

HODNOCENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ TENKOVRSTVÝCH SYSTÉMŮ Z GRAFU ZÁVISLOSTI MÍRY INFORMACE NA ZATÍŽENÍ

Požadavky na technické materiály

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Magnetické pole v látce

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

Metal Magnetic Memory Method

pracovní list studenta Struktura a vlastnosti pevných látek Deformační křivka pevných látek, Hookův zákon

Základním praktikum z laserové techniky

SSR (Solid State Relay) Polovodičové relé s chladičem, jmenovitý proud 10 A až 88 A

Struktura a vlastnosti kovů I.

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI TEPLOTA KOROZNÍ ODOLNOST ELMAX. Kaleno a popouštěno na 58 HRC

Univerzita Pardubice Chemicko-technologická fakulta Katedra analytické chemie

Transkript:

Srovnávací studie cementovaných a nitridovaných vzorků pomocí analýzy Barkhausenova šumu a RTG difrakce Ing. Lucie Vrkoslavová Technická univerzita v Liberci Fakulta strojní Katedra obrábění a montáže

Úvod Komponenty pro automobilový průmysl Cementování vede k tvrdé povrchové vrstvě a měkkému jádru zvyšuje odolnost proti opotřebení a mez únavy strojních součástí Nitridování navíc přináší zvýšení odolnosti proti korozi a snížení součinitele tření 2

Cementované vzorky Hloubka cementované vrstvy od,15 mm do,225 mm 2 segmenty z obou stran 3

Nitridované vzorky Hloubka nitridované vrstvy od,12 mm do,14 mm 3 segmenty z obou stran 4

Průběh experimentu Analýza Barkhausenova šumu Rollscan 3 (Stresstech Oy) se senzorem S1-1381 MicroScan určení hodnot RMS (střední kvadratická hodnota) = magnetoelastický parametr, FWHM (plná šířka v polovině maxima) BN ViewScan měření přeběhu magnetizačního napětí (MVS) a přeběhu magnetizační frekvence (MFS) Magnetizační frekvence 125 Hz, magnetizační napětí 8 Vpp (napětí špička špička), filter 7-2 khz, počet prasknutí byl 1. Rentgenová difrakce Xstress 3 (Stresstech Oy) Určení hodnot zbytkového napětí a FWHM 5

Princip analýzy Barkhausenova šumu Feromagnetické materiály domény (malé magnetické oblasti připomínající jednotlivé tyčové magnety) Každá doména je magnetizována podél určitého krystalografického směru snadné magnetizace. Hranice domén doménové stěny. Magnetické pole způsobí pohyb doménových stěn tam a zpět. Výsledkem je změna celkové magnetizace vzorku. indukce elektrických pulsů v cívce Proces magnetizace je charakterizován hysterezní křivkou, není spojitý, ale skládá se z malých skoků. Shrnutím všech elektrických pulsů vzniká signál zvaný Barkhausenův šum. 6

Princip analýzy Barkhausenova šumu Konstrukce snímače

Princip analýzy Barkhausenova šumu Vliv tvrdosti a zbytkového napětí na hodnotu MP Útlum signálu 8

Výsledky cementované vzorky Sample K-526 CHD,1 mm RMS average BN FWHM avg XRD FWHM avg [deg] x-direction XRD FWHM avg [deg] y-direction XRD RS avg x-direction [MPa] XRD RS avg y-direction [MPa] 1a area 59 58 5,74 5,76-13,4 22,2 1b area 62 57 5,76 5,74 5,2 16,3 2a area 59 56 5,72 5,75 7, 18,1 2b area 62 55 5,72 5,74-7,1-5, 9

Výsledky cementované vzorky Sample 1614 CHD,225 mm RMS average BN FWHM avg XRD FWHM avg [deg] x-direction XRD FWHM avg [deg] y-direction XRD RS avg x-direction [MPa] XRD RS avg y-direction [MPa] 1a area 32 59 5,4 5,41-27,4-33,3 1b area 29 55 5,57 5,56-31,1-2,4 2a area 39 56 5,34 5,34,9-2,1 2b area 31 56 5,56 5,56-19, -2,3 1

Výsledky cementované vzorky Sample 1631 CHD,225 mm RMS average BN FWHM avg XRD FWHM avg [deg] x-direction XRD FWHM avg [deg] y-direction XRD RS avg x-direction [MPa] XRD RS avg y-direction [MPa] 1a area 34 58 5,36 5,36 4,9 31,1 1b area 29 57 5,44 5,47 4,9 14,5 2a area 33 57 5,34 5,32-47,5-18,6 2b area 3 57 5,45 5,46 4,4 1,5 11

FWHM value of XRD in FWHM value of XRD in RMS value of BN in FWHM value of BN in Korelace CHD s měřenými veličinami BN a RTG difrakce Correlation CHD x RMS avg Correlation CHD x FWHM BN avg 7 6 5 4 3 2 1,5,1,15,2,25 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b 7 6 5 4 3 2 1,5,1,15,2,25 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b CHD [mm] CHD [mm] Correlation CHD x FWHM XRD avg - x-dir Correlation CHD x FWHM XRD avg - y-dir 7 6 5 4 3 2 1,5,1,15,2,25 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b 7 6 5 4 3 2 1,5,1,15,2,25 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b CHD [mm] CHD [mm] Korelace hloubky cementované vrstvy s měřeními veličinami Barkhausenova šumu a RTG difrakce. Byl použit exponenciální trend pro ověření korelace. 12

FWHM avg Hardness [HV] Hloubkový profil tvrdosti (A) a rentgenový hloubkový profil (B) Hardness depth profile 7 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 Distance from surface [µm] K526 (,1 mm) 1614 (,225 mm) 1631 (,225 mm) FWHM average - depth profile 6 5 4 3 2 1,1,2,3,4 depth [mm] x-dir y-dir 13

Výsledky nitridované vzorky Sample 1151 CN,12 mm RMS average BN FWHM avg 1a area 253 55 XRD FWHM avg [deg] x-direction XRD FWHM avg [deg] y-direction XRD RS avg x-direction [MPa] XRD RS avg y-direction [MPa] 1b area 21 5 2,68 2,72-123,9-86,5 1c area 29 54 2a area 258 49 2b area 326 48 2c area 273 53 Sample 11157 CN,14 mm RMS average BN FWHM avg 1a area 21 36 XRD FWHM avg [deg] x-direction XRD FWHM avg [deg] y-direction XRD RS avg x-direction [MPa] XRD RS avg y-direction [MPa] 1b area 177 45 3,83 3,86 393,5 269,7 1c area 2a area 231 27 2b area 217 35 2c area 14

FWHM value of XRD in RMS value of BN in FWHM value of BN in Výsledky nitridované vzorky Correlation CN x RMS avg Correlation CN x FWHM BN avg 35 3 25 2 15 1 5,1,11,12,13,14,15 CN [mm] 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b 6 5 4 3 2 1,1,11,12,13,14,15 CN [mm] 1a 1b 2a 2b Exponential 1a Exponential 1b Exponential 2a Exponential 2b Correlation CN x FWHM XRD avg - 1b area 5 4 3 2 1 1b x-dir 1b y-dir Exponential x-dir Exponential y-dir,1,11,12,13,14,15 CN [mm] Korelace hloubky nitridované vrstvy s měřeními veličinami Barkhausenova šumu a RTG difrakce. Byl použit exponenciální trend pro ověření korelace. 15

FWHM value of XRD in Residual stress [MPa] Výsledky nitridované vzorky Residual stress - depth profile, -5, -1, -15, -2, -25, -3,,1,2,3,4,5 depth [mm] x-dir y-dir FWHM average - depth profile 3 2,5 2 1,5 1,5,1,2,3,4,5 depth [mm] x-dir y-dir 16

Referenční vzorek Měření BN a RTG difrakce byla také provedena pro referenční vzorek a tyto hodnoty byly porovnány s cementovaným vzorkem stejného tvaru s hloubkou cementované vrstvy,15 mm. 17

FWHM value of XRD in FWHM value of XRD in RMS value of BN in FWHM value of BN in Výsledky referenční vzorek Correlation RMS Correlation FWHM BN 8 7 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 162 - upper side ref. sample - upper side 162 - bottom side ref. sample - bottom side 8 7 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 162 - upper side ref.sample - upper side 162 - bottom side ref.sample - bottom side plot plot Correlation FWHM XRD x-dir Correlation FWHM XRD y-dir 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 plot 162 - upper side ref.sample - upper side 162 - bottom side ref.sample - bottom side 6 5 4 3 2 1 2 4 6 8 plot 162 - upper side ref.sample - upper side 162 - bottom side ref.sample - bottom side Grafy ukazují porovnání mezi referenčním vzorkem (bez tepelného zpracování) a cementovaným vzorkem (s CHD =,15 mm) stejného tvaru. 18

Závěry Výsledky ukazují, že existují určité korelace mezi hloubkou cementované vrstvy a hloubkou nitridované vrstvy a měřenými veličinami. V povrchové vrstvě cementovaných vzorků můžeme pozorovat, že s rostoucí CHD klesají hodnoty RMS a FWHM (z RTG difrakce) v obou směrech (osy x a y). V povrchové vrstvě nitridovaných vzorků lze sledovat s rostoucí hloubkou nitridované vrstvy klesající hodnoty RMS a FWHM BN. Metoda Barkhausenova šumu se zdá býti slibná pro kontrolu vzorků za pomocí použití přeběhu magnetizačního napětí či přeběhu magnetizační frekvence. 19

RMS value of BN in RMS value of BN in Závěry Nitridované vzorky hodnoty přeběhu magnetizačního napětí a hodnoty přeběhu magnetizační frekvence vzrůstají s rostoucí hloubkou nitridované vrstvy. Magnetizing Voltage Sweep x CN - 1a area Magnetizing Frequency Sweep x CN - 1a area 2 2 15 15 1 5,12 (1151),14 (11157) 1 5,12 (1151),14 (11157) 5 1 15 Voltage [V] 2 4 6 8 1 Frequency [Hz] 2

MP MP Závěry Cementované vzorky hodnoty přeběhu magnetizačního napětí klesají s rostoucí hloubkou cementované vrstvy, u studie hodnot přeběhu magnetizační frekvence nebyla nalezena žádná závislost s hloubkou cementované vrstvy. Magnetizing Voltage Sweep x CHD - 1a area Magnetizing Frequency Sweep x CHD - 1 a - area 16 14 12 1 8 6 4 2 5 1 15 Voltage [V],1 (K-526),225 (1614),225 (1631) 16 14 12 1 8 6 4 2 2 4 6 8 1 Frequency [Hz],1 (K-526),225 (1614),225 (1631) 21

Děkuji za pozornost! 22