GÉPÉSZETI ANYAGISMERETI

FÉMEK ÉS FÉMES ANYAGOK

Írta: Dormán Lajosokl.gépészmérnök, főiskolai tanár

Újvidék, 2001

I

Tartalomjegyzék:1. Gépipari anyagok jellemzői ............................1

1.01. Az anyagok vegyi jellemzői ....................11.02. Az anyagok fizikai jellemzői ...................21.03. Az anyagok mechanikai jellemzői ...........31.04. Az anyagok technológiai jellemzői..........4

2. Anyagvizsgálat .................................................52.01. Az anyagok mechanikai tulajdonságainak

vizsgálata ...................................................62.01.01. Szakítóvizsgálat .............................62.01.02. Nyomóvizsgálat ...........................102.01.03. Hajlítóvizsgálat............................112.01.04. Nyíróvizsgálat..............................122.01.05. Csavaróvizsgálat..........................132.01.06. Keménységmérés.........................13

2.01.06.01. Keménységmérés Brinell szerint ......................................14

2.01.06.02. Keménységmérés Vickers szerint ......................................15

2.01.06.03. Keménységmérés Rockwell szerint ......................................16

2.01.06.04. Keménységmérés Poldi- kalapáccsal ..............................17

2.01.06.05. Shore-féle keménység mérés .................................18

2.01.06.06. Duroszkópos keménység....... mérés .................................18

2.01.07. Bemetszett próbatest ütővizsgálata................................21

2.01.08. Fárasztóvizsgálat .........................212.02. Hibakereső vizsgálatok..........................22

2.02.01. Mágneses repedésvizsgálat..........222.02.02. Radiografiai vizsgálatok..............222.02.03. Izotópvizsgálat.............................232.02.04. Ultrahangvizsgálat .......................23

2.03. Technológiai próbák ..............................242.03.01. Hajlító- és hajtogató próba ..........242.03.02. Mélyhúzó próba...........................25

2.04. Szikrapróba............................................262.05. Korróziós vizsgálatok ............................26

2.05.01. A korrózió fogalma és fajtái ........262.05.02. Felületi korróziós vizsgálatok......272.05.03. Szemcsehatár- korrózió

vizsgálata.....................................272.05.04. Feszültségkorrózió vizsgálata......28

2.06. Szövetszerkezet-vizsgálat ......................283. Az anyag szerkezete.......................................30

3.01. Bevezetés ...............................................303.02. Fémek kristályrendszerei .......................303.03. Színfémek kristályosodása.....................313.04. Egyfázisú fémes anyagok rugalmas ..........

alakváltozása ........................................343.05. Rácsrendezetlenségek............................343.06. Képlékeny alakváltozás .........................353.07. Szilárd oldatok.......................................36

3.08. Diffúzió ................................................. 373.09. Fémek hidegalakítás utáni lágyulása..... 373.10. Szemcsenövekedés és hatásai................ 383.11. Poliformizmus, allotrópia...................... 393.12. Az ötvözet fogalma ............................... 393.13. Rendszerek egyensúlya ......................... 403.14. Kétalkotós egyensúlyi diagramok ......... 413.15. Eszményi kétalkotós egyensúlyi ..............

diagramok (binér állapotábrák)............ 423.16. Kiválások, szegregálások ...................... 543.17. Háromalkotós ötvözetek állapotábrái .... 55

4. A vas és ötvözetei ........................................... 574.01. A színvas ............................................... 574.02. A nyersvas előállíţása............................ 574.03. Az acél előállíţása.................................. 584.04. A vas-karbon ötvözetek egyensúlyi ........

diagramja ............................................. 584.05. Az Fe-C ötvözetek metastabilis ................

kristályosodása..................................... 604.05.01. Primer kristályosodás .................. 614.05.02. Szekunder kristályosodás ............ 62

4.06. Gyakorlati Fe-C ötvözetek .................... 644.07. Az egyes szövetszerkezetek

tulajdonságai ........................................ 644.08. A metastabilis állapotú szövet- és ............

fázisdiagram......................................... 654.09. A szénacélok szilárdsági tulajdonságai . 664.10. A szennyező anyagok hatása................. 674.11. Az ötvöző anyagok hatása..................... 684.12. Az acélfajták jelölése ............................ 694.13. Az acélok felosztása .............................. 70

4.13.01. Az acélok felosztása kémiai ........... összetételük alapján .................... 70

4.13.02. Az acélok felosztása felhaszná........ lásuk alapján ............................... 70

4.13.03. Acélöntvények............................. 744.14. Az öntöttvas előállítása ......................... 754.15. Az öntöttvas fajtái ................................. 75

4.15.01. Szürketöretű öntöttvas................. 764.15.02. Különleges öntöttvasak ............... 764.15.03. Fehértöretű öntöttvas................... 77

4.16. Az öntöttvasfajták jelölése .................... 785. Színes fémek és ötvözeteik ............................ 79

5.01. Alumínium és ötvözetei ........................ 795.02. Magnézium és ötvözetei........................ 815.03. Titán és ötvözetei .................................. 825.04. Réz és ötvözetei..................................... 825.05. Nikkel és ötvözetei ................................ 865.06. Szuperötvözetek .................................... 865.07. Nehezen olvadó fémek .......................... 865.08. Könnyen olvadó fémek ......................... 87

5.08.01. Cink (horgany) és ötvözetei ........ 875.08.02. Ólom és ötvözetei........................ 885.08.03. Ón és ötvözetei ............................ 88

5.09. Nemes fémek......................................... 89

1

1. GÉPIPARI ANYAGOK JELLEM-ZŐI

A gépszerkesztés folyamán a szerkesztő az anyago-kat azok jellemzői alapján választja ki. A könnyebbeligazodás érdekében az anyagok jellemzőit négycsoportba szokás sorolni. Ezek a következők:1. vegyi jellemzők,2. fizikai jellemzők,3. mechanikai jellemzők és4. technológiai jellemzők.

1.01. AZ ANYAGOK VEGYI JELLEMZŐI

Az anyagok „építőkövei” az atomok (egyes esetek-ben a molekulák), amelyek meghatározott kötésselkapcsolódnak egymáshoz. Az atomok kisebb ré-szecskékből tevődnek össze, melyek közül legfon-tosabbak a protonok, a neutronok és az elektronok.A pozitív töltésű protonok és a semleges neutronokalkotják az atommagot, amely körül különböző pá-lyákon keringenek a negatív töltésű elektronok, ún.elektronfelhőt alkotva. Az anyagszerkezettanban azatomok jelölésének általában két módja honosodottmeg: az atommag pillanatnyi helyzetét kis körrel(ponttal) vagy gömbbel jelölik, melynek átmérőjeaz atom átmérőjére utal.

Az egyes anyagokban az atomok különböző kémiaikötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, amelyek az a-tomok közötti kölcsönhatások révén alakulnak ki. Akötések típusa meghatározza az atomok egymáshozviszonyított térben való elrendeződését és ezen ke-resztül az anyagok tulajdonságait is.

A műszaki gyakorlatban a kémiai kötések három tí-pusát szokták megkülönböztetni:• ionos kötés,• kovalens kötés és• fémes kötés.

Ezek a kötéstípusok határesetek, melyek között szá-mos átmenet ismert. Közös vonásuk, hogy stabilkémiai kötés csak akkor jöhet létre, ha az össze-kapcsolt atomrendszer energiaszintje alacsonyabb akülönálló atomok energiszintjének az összegénél.

Az ionos kötés különböző elektromos töltéssel el-látott atomok vagy atomcsoportok között jön létre.Az ionos kötésű vegyületek vízben oldódnak, ri-degek és kemények. Rossz villamos vezetők, de ol-datuk és olvadékuk vezeti az elektromos áramot.Ilyen kötés jön létre pl. a pozitív töltésű nátrium(Na) és a negatív töltésű klór (Cl) között, amikornátriumklorid (NaCl), azaz konyhasó alakul ki.

A kovalens kötés általában azonos vagy kémiailagnem túlságosan különböző természetű atomok kö-zött jön létre. A kötést mindkét atomhoz tartozó e-lektronpár valósítja meg, így az atomok semlegesekmaradnak. Ez a szimmetrikus töltéseloszlás csak a-zonos atomokból álló, kétatomos molekuláknál va-lósul meg. Ez a kötésfajta főleg a gázoknál jelent-kezik. Így alakul ki pl. a hidrogén kétatomos mole-kulája (H2).A fémes kötés a fémekre jellemző. Ennél a kötésnélaz atomok külső pályájáról elektronok válnak le, a-melyek az atommagok közötti teret töltik ki. Az e-lektronokat leadó atom pozitív töltésűvé válik, mígaz elektronfelhő negatív töltéssel bír, így a köztükkialakult vonzóerő összetartja e részecskékből állótömeget. Eközben az atommagok a hozzájuk kötő-dő elektronokkal egy szabályos térbeli alakzat(kristályrács) meghatározott pontjain foglalnak he-lyet, az atomok külső pályájáról levált elektronokpedig kitöltik a közöttük levő teret, nem kötődveegyik atomhoz sem. Ezeknek a szabad elektronok-nak köszönhetően, a fémek különleges tulajdon-ságokkal bírnak, mint pl. a villamos- és hőenergiavezetésének a képessége, valamint a képlékeny ala-kíthatóság.A gépipari anyagok vegyi jellemzőinek a meghatá-rozói:• az anyag vegyi összetétele,• az anyag más anyagokhoz való affinitása és• a korrózióállóság.Az anyag vegyi összetétele igen fontos tényező,mert közvetlenül kihat az anyag minden más jel-lemzőjére. Így pl. a vegyileg tiszta vas igen puhaanyag, viszont ha karbont (szenet) adnak hozzá, ak-kor a keménysége a szén tartalmától függően lénye-gesen megnő. Ezenkívül a széntartalom feljavítja atöbbi mechanikai jellemzőt is.Egy anyag affinitása azt mutatja meg, hogy milyenmértékben képes az anyag más anyagokkal kémia-ilag kötődni és ily módon új vegyületeket létre-hozni.Az oxigénnek igen erős az affinitása, és ha más a-nyagokkal egyesül, akkor különböző oxidok kelet-keznek. Így pl. nagyon könnyen egyesül a vassal, ésvasoxidot hoz létre, amit rozsdának is neveznek.Mivel a rozsda porózus, az oxidáció állandóan bel-jebb hatol az anyagba, így annak a mechanikai jel-lemzőit folyamatosan rontja, ami lényegesen meg-drágítja a vasalapú szerkezeti elemek karbantar-tását. Ez a veszély nem áll fenn a nemes- (ezüst,arany, platina) és a rozsdamentes fémeknél (króm,nikkel stb.), melyeknek egyáltalán nincs affinitásukaz oxigénnel szemben, vagyis ezek a fémek nem

2

oxidálódnak. Viszont vannak olyan fémek (alumí-nium, ólom stb.), amelyeknél a felületen vékonyhomogén oxidréteg alakul ki, és ez megakadályozzaa további oxidációt.A korrózióállóság azt jelenti, hogy az anyag képesellenállni a környezet káros vegyi hatásának. Ez a-latt elsősorban az oxigén, a víz, a különböző savak,lúgok, sók és más vegyileg agresszív anyagokkalszembeni ellenállás értendő, amelyek gyorsan tönk-retehetnék a szerkezeti elemeket.

1.02. AZ ANYAGOK FIZIKAI JELLEMZŐI

Egyes fizikai jellemzőik alapján az anyagok vi-szonylag könnyen megkülönböztethetők egymástól,mivel azok már szabad szemmel is érzékelhetők.Ilyen a szín, a kinézet, a halmazállapot. Más jellem-zők viszont műszaki szempontból fontosak. Ezeketcsak bizonyos mérési eljárásokkal lehet megállapí-tani. Ide tartozik: a szerkezet, sűrűség, olvadáspont,fajhő, villamos- és hővezetési képesség, mágneses-ség stb.

Az anyag szerkezete azt mutatja, hogy az anyagbelsejében hogyan rendeződnek el az atomok. Ez azelrendeződés a legtöbb esetben döntő befolyássalbír az anyag többi jellemzőjére is.

A sűrűség az egységnyi térfogatra eső tömeget fe-jezi ki. A jele ρ, mértékegysége pedig általábankg/dm3. A sűrűség alapján a fémeket két csoportraszokás osztani:• könnyű fémek, ha ρ ≤ 5 kg/dm3 és• nehéz fémek, ha ρ > 5 kg/dm3.

Az 1.01. táblázat néhány fém sűrűségét adja meg.1.01. táblázat. Néhány fém sűrűsége kg/dm3 – ben.

Fém ρρρρ Fém ρρρρ Fém ρρρρLi 0,54 Cr 7,10 Ni 8,90

Mg 1,74 Zn 7,13 Cu 8,93Be 1,85 Sn 7,30 Mo 10,20Al 2,70 Mn 7,40 Pb 11,34Ti 4,30 Fe 7,86 W 19,20V 5,30 Co 8,60 Au 19,30Sb 6,70 Cd 8,70 Os 22,50

Az olvadáspont (tolv) az a hőmérséklet, amelyen aszilárd anyag cseppfolyós halmazállapotba megy át.Színfémeknél ez egy meghatározott hőmérsékletet,míg ötvözeteknél általában egy hőmérséklettarto-mányt jelent. Ez a jellemző főleg azoknál a fémek-nél jelentős, amelyekből öntéssel állítanak elő al-katrészeket. Az olvadáspont alapján a fémek háromcsoportba sorolhatók:• könnyen olvadók (tolv < 950 oC),• közepesen olvadók (tolv = 950…2000 oC) és• nehezen olvadók (tolv > 2000 oC).

Néhány fém olvadáspontját növekvő sorrendben az1.02. táblázat tartalmazza.

1.02. táblázat. Néhány fém olvadáspontja oC–banFém tolv Fém tolv Fém tolv

Li 178 Al 660 Fe 1536Sn 232 Au 1063 Cr 1565Cd 321 Cu 1083 V 1715Pb 327 Mn 1260 Pt 1774Zn 419 Be 1278 Os 2500Sb 630 Ni 1452 Mo 2600Mg 650 Co 1490 W 3370

Hevítésnél a fémek és ötvözeteik térfogata növek-szik és az olvadáspontnál eléri a maximális nagysá-gát. Ezért a kokillát, ill. az öntőmintát megfelelőennagyobbra készítik, így a lehűlő öntvény a szüksé-ges méretre zsugorodik. Néhány fém és ötvözet %-os hőtágulását az 1.03. táblázat közli.1.03. táblázat. Néhány anyag %-os hőtágulása

Fém %-os hőtág. Fém %-os hőtág.Fehérfém 0,50 Mg- ötvözetek 1,25…1,50Ón 0,78 Bronz, sárgaréz 1,50Öntöttvas 1,00 Temperöntvény 1,60Ólom 1,10 Cink 1,60Réz 1,25 Aluminium 1,70Al-ötvözetek 1,1…1,25 Acélok 2,00

Az villamos vezetőképesség alapján vezető, félve-zető és szigetelő anyagok különböztethetők meg. Avillamos vezetőképesség főleg a fémes anyagok tu-lajdonsága, de mértéke igen eltérő lehet. A fémesvezetők a villamosságot a potenciálkülönbség hatá-sára elmozduló szabad elektronok mozgása révénvezetik. A gyakorlatban sokkal fontosabb tulajdon-ság a villamos vezetőképesség reciprok értéke, amitellenállásnak neveznek.A mágnesesség1) az anyagnak olyan általános tulaj-donsága, mely a kristályszerkezettől függ. A külön-böző anyagok mágneses viselkedését az anyagotfelépítő részecskék mágneses momentuma határoz-za meg. A saját mágneses momentum pálya- ésspinmomentumból tevődik össze. Az első az elek-tronok mag körüli keringéséből, míg a másik az e-lektronok saját tengelyük körüli forgásából adódik.Ez utóbbit spinnek (perdületnek) nevezik. Az elek-tronok mozgása különböző irányítású lehet, ebbőlkifolyólag a momentumok irányítása is különböző:pozitív vagy negatív. Ha a részecskék momentuma-inak az összege nulla, akkor az anyagnak nincsmágneses tulajdonsága. Ez az eset áll fenn a leg-több fémes anyagnál.1)Időszámításunk előtt 2600 körül Magnészia kisázsiai városközelében olyan ásványt találtak, amely magához vonzotta avastárgyakat. A városról az ásványt magnetitnek (Fe3O4), a je-lenséget pedig mágnesességnek nevezték el.

3

Néhány fémnél azonban a részecskék mágnesesmomentuma egyforma irányítású, ezért ezek a fé-mek (Fe, Co, Ni) kifejezett mágneses tulajdonság-gal bírnak. Ezekből a fémekből készült testek ál-landó mágnest alkotnak, amely kétpólusú: pozitívés negatív (észak és dél). A különböző nemű pólu-sok vonzák, míg az egyneműek taszítják egymást.

A mágnesesség alapján az anyagok három csoport-ba sorolhatók:• ferromágnesesek,• diamágnesesek és• paramágnesesek.

A ferromágneses anyagok erős mágneses tulaj-donságokkal rendelkeznek, ill. jól mágnesezhetők.Ebbe a csoportba tartozik a már említett három fém,azaz a vas (Fe), kobalt (Co) és a nikkel (Ni), vala-mint ezek ötvözetei. Ezenkívül egyes réz- és a man-gánvegyületek. Állandó (permanens) mágneseketcsak ferromágneses anyagokból lehet készíteni.A diamágneses anyagok mágneses tulajdonsága ki-fejezetten gyenge. Ebbe a csoportba tartozik a biz-mut (Bi), cink (Zn) és a réz (Cu).A paramágneses anyagok egyáltalán nem rendel-keznek mágneses tulajdonsággal. Ebbe a csoportbatartozik pl. az alumínium (Al), a mangán (Mn), avolfrám (W) stb.

1.03. AZ ANYAGOK MECHANIKAI JEL-LEMZŐI

A gépészeti gyakorlatban legfontosabbak az anya-gok mechanikai jellemzői, mert ezek utalnak az a-nyag külsö erők hatása alatti viselkedésére. A leglé-nyegesebb mechanikai jellemzők a következők:• szilárdság,• keménység,• rugalmasság és• szívósság.

A szilárdság az anyagban a külső erők (terhelések)hatására jelentkező ellenállás, azaz a teherbírás mu-tatója. Mivel a külső erők többféle képpen fejthetikki hatásukat, ezért az anyag – megfelelően reagálva– különböző szilárdsági jellemzőket mutat fel. Ígymegkülönböztethető: húzó-, nyomó-, hajlító-, nyíró-és csavarószilárdság.A terhelések alaptípusait az 1.01. ábra mutatja be.

Húzásnál az erő a testet tengelyirányban (axiálisan)terheli, melynek hatására a testben húzófeszültség(ez normális feszültség, a jele σhú) keletkezik. Aterhelés kifelé hat és igyekszik a testet megnyújtani.Az anyag a terhelésnek húzószilárdságával áll el-lent.

Nyomásnál a terhelés szintén axiális, de az erők ér-telme fordított, vagyis azok befelé hatnak és igye-keznek a testet összenyomni. Ennek hatására a test-ben nyomófeszültség (-σny) keletkezik. Az alakvál-tozást az anyag nyomószilárdsága ellensúlyozza.

A kihajlás a nyomásnak egy igen veszélyes fajtája,ami akkor áll elő, ha a test keresztmetszete a hosz-szához viszonyítva kicsi, vagyis a test „karcsú”. Eza megterhelési mód tönkreteheti az alkatrészt, merta nyomófeszültséghez hajlítófeszültség is társul ésezek együttesen adják az ún. törőfeszültséget (σtö),amely gyorsan meghaladja a test teherbírását.

csavarás

húzás nyomás

nyíráskihajlás

hajlítás

1.01. ábra. A terhelések alaptípusai

Hajlítás esetén a két pontban alátámasztott vagy e-gyik végén befogott tartó hossztengelyére a terhelésmerőlegesen hat. Ennek következtében a tartó be-hajlik és a homorú rész szálai összenyomódnak, adomború részen pedig megnyúlnak. Kivétel a sem-leges szál, amely a hossztengely közelében van éscsak az alakját változtatja, de a hosszát nem. A de-formációt az anyag hajlítószilárdsága ellensúlyozza.A testben a hajlítófeszültség (σh) a mérvadó.

Nyírás akkor jelentkezik, amikor a tartó olyan rö-vid, hogy a keresztirányú terhelés nem válthat kihajlítást, hanem a test az erő hatásvonalának sík-jában elnyíródik. Ezt az anyag nyírószilárdságaigyekszik megakadályozni. A terhelés a testben nyí-rófeszültséget (ez tangenciális vagy csúsztató fe-szültsége, a jele τny) vált ki.

Csavarás akkor jelentkezik, amikor egy befogotttartóra erőpár hat a tartó hossztengelyére merőlegessíkban. A test elcsavarodását a csavarószilárdságakadályozza. Az anyagban csavarófeszülség (τcs)alakul ki.

Keménység az anyag felületének más test behatolá-sával szembeni ellenállása. E tulajdonság nagyságakülönböző módon határozható meg. Mindegyikmódszernél a behatoló test keménysége, alakja ésméretei szabványosítottak. Mivel ez a test kemé-nyebb a vizsgált anyagénál, a meghatározott nagy-ságú nyomóerő hatására az anyag felületén maradó

4

alakváltozás jön létre, melynek alapján a kemény-ség számszerű értéke kiszámítható.

A rugalmasság azt mutatja, hogy mekkora terheléstbír el az anyag maradó alakváltozás nélkül.

A szívósság az anyag olyan tulajdonsága, amellyelellenáll a dinamikus terhelések hatásának. Ellentétea ridegség. A rideg anyagok csak igen kis mérték-ben szenvednek rugalmas alakváltozást, a terheléshatására inkább törnek.

1.04. AZ ANYAGOK TECHNOLÓGIAIJELLEMZŐI

A technológiai jellemzők az anyag alakíthatóságáraés megmunkálhatóságára utalnak. Mivel az anya-gok nem egyformán viselik el a különböző techno-lógiai eljárások során jelentkező alakváltozásokat,már a szerkesztőnek figyelembe kell vennie az a-nyag kiválasztásánál annak technológiai jellemzőit.Ide tartoznak az:• önthetőség,• képlékeny alakíthatóság,• hegeszthetőség,• forraszthatóság,• forgácsolhatóság,• hőkezelhetőség stb.

Az önthetőség a fémes anyag öntéssel való alakít-hatóságára utal. Ez a megmunkálási mód a meleg-alakítások csoportjába tartozik, mert az öntés előttaz anyagot olvadáspontjára kell hevíteni és addigtartani e hőfokon (vagy magasabbon), amíg az tel-jes egészében meg nem olvad. Utána formákba ön-tik. Ahhoz, hogy az olvadék jól kitöltse a formát, azanyagnak hígfolyósnak kell lennie. A hígfolyóssá-got bizonyos anyagok hozzáadásával – ötvözéssel –növelni lehet.

A hűlés folyamán az anyag zsugorodik mindaddig,amíg szobahőmérsékletre nem hűl. A zsugorodásnagysága főleg az anyag összetételétől függ. A der-medés során zsugorodási üregek keletkezhetnek,főleg nagyobb falvastagság esetén, de ennek a ve-szélye csökkenthető irányított megszilárdulással,ami viszont belső feszültségeket, vetemedéseket ésrepedéseket okozhat. Ha az anyagnak a gázelnyelőképessége nagy, a dermedéskor gázos záródmányokalakulhatnak ki, ami csökkenti az öntvény tömör-ségét.

A képlékeny alakíthatóság olyan tulajdonság, amiazt mutatja, hogy az anyag mennyire munkálhatómeg képlékeny alakítással. Képlékeny alakításnál aszilárd testet külső erőkkel anyagveszteség nélkülalakítják, tehát az anyag térfogata nem változik.

Attól függően, hogy az alakítás a rekrisztallizációshőmérséklet alatt vagy felett megy végbe, megkü-lönböztethető hideg- vagy melegalakítás. Mindkétcsoportba többféle technológiai eljárás tarozik. E-zek közül a legismertebbek:

Hideg alakítások: hideghengerlés, húzás, sajtolás(vágás, hajlítás), mélyhúzás, hidegfolyatás.Meleg alakítások: meleghengerlés, húzás, kovácso-lás, sajtolás.

A képlékeny alakváltozás megindulásának alapfel-tétele, hogy az anyagban keletkező feszültségekmeghaladják a folyáshatárt (az anyag jellemző fe-szültségei később kerülnek tárgyalásra). A ilyen tí-pusú alakváltozásra a Hook-féle törvény nem alkal-mazható. A képlékeny alakíthatóság a fémes anya-gok kristálytani rácsszerkezetéből és a fématomokegymáshoz való helyzetéből adódik. Meghatározottkristályszerkezeteknél csúszási síkok és irányok a-lakulnak ki és a maradó alakváltozás során a kris-tályok egyes részei e síkok mentén egymáson el-csúsznak anélkül, hogy az anyag szétválna. Ez ter-mészetesen csak homogén anyagokra érvényes, mi-vel anyagszerkezeti hibák esetében ezek a hibák azalakítás során megmaradnak.

A legtöbb színfém, az acél egyes fajtái és bizonyosötvözetek jól alakíthatók képlékenyen, egyesek márhidegen is, míg mások csak melegen, mivel maga-sabb hőmérsékleten az anyag belső ellenállásacsökken.A hegeszthetőség az anyagnak olyan tulajdonsága,amely lehetővé teszi két tárgy összekötését, amelykötés roncsolásmentesen nem oldható. A hegesztésazonos vagy közel azonos fémes anyagok kohézióskapcsolatának létrehozása az anyagok ömlesztésihőmérséklete felett külső erő hatása nélkül. Ez azömlesztőhegesztés. (Meg kell jegyezni, hogy léte-zik ún. sajtolóhegesztés is, amely alacsonyabb hő-mérsékleten külső erő hatására jön létre, sőt egyesfémek esetében már szobahőmérsékleten is megva-lósítható – ez a hideghegesztés).Az ömlesztőhegesztés magas hőmérséklet hatása a-latt, anyag (elektróda) hozzáadása mellett jön létre.Az egyesítendő részek és az elektróda anyaga he-lyileg határolt közös folyékony fördővé olvad összeés dermedés útján létrejön a szilárd kötés. A kiala-kult varrat öntési szerkezetű átömlesztett fémbőláll. A varrat anyaga a magas hegesztési hőmérsék-leten túlhevül és vegyi aktivitása a környező gáz-közeggel megnő. Néhány ötvözőelem kiég, a meg-növekedett gázoldóképesség miatt a fördő viszony-lag nagy mennyiségű gázt nyel el és más szennye-ződéseket is felvesz. Ez mind rontja a varrat minő-ségét.

5

A korszerű hegesztési eljárásoknál a varrat anyagáta levegő káros hatása ellen elektródabevonattal, fe-dőporral, védőgázburokkal stb. védik. Ezek az eljá-rások nagymértékben javítják a varrat minőségét. Agyors hűlés következtében kialakult belső feszült-ségek megfelelő hőkezeléssel csökkenthetők.

A forrasztás a hegesztéshez hasonlóan hőhatásonalapuló kötőeljárás azzal a különbséggel, hogy ala-csonyabb hőmérsékleten történik és az eljárás alattcsak a forrasz olvad meg. A megolvadt forrasz csaknedvesíti az alkatrészek (alapanyag) felületét anél-kül, hogy azzal összeolvadna. A kötést kizárólagatomos és molekuláris erők hozzák létre. Nagy elő-nye, hogy az alapanyag csak kis mértékben hevülfel, szerkezete és tulajdonságai nem változnak, nemvetemedik, így belső feszültségek nem alakulnakki.

Azt a legalacsonyabb hőfokot, amelynek az érintke-zési helyen meg kell lennie, hogy a forrasz nedve-sítsen és az alapanyaghoz kössön, munkahőfoknakhívják. A munkahőfok alapján a forrasztási eljáráskét nagy csoportra osztható:• lágyforrasztás – 450 oC alatt, és• keményforrasztás - 450 oC felett.

Lágyforrasztásnál a forrasz az alapanyaggal csakadhéziós kapcsolatot létesít, míg a keményforrasz-tásnál az adhéziós kapcsolaton kívül az alapanyagszemcséi közé is diffundál.

Lágyforrasztásnál a kötés szilárdsága kicsi. Ezértfőleg bádogosmunkáknál, elektromos vezetékekösszekötésénél és tömítéseknél, hermetikus elzárá-soknál alkalmazható. A forrasz anyaga nehézfé-meknél Sn-Pb ötvözetek, amelyekhez még Sb, Cdés Bi is adható; könnyűfémeknél tiszta Zn vagy Zn-Sn-Cd ötvözetek kevés Al-mal.

Keményforrasztásnál a kötés szilárdsága igen jó,ezért nagyobb terheléseknél is jól bevált. A forraszanyaga nehézfémeknél lehet Cu, sárgaréz vagy ne-mesfém alapú, könnyűfémeknél Al-Mg alapú ötvö-zetek jöhetnek számításba.

A forgácsolhatóság azt mutatja, hogyan munkál-ható meg egy anyag a felesleges részeinek forgácsalakjában való leválasztásával. Az anyag feleslegesrészecskéinek a leválasztása elvégezhető kézi vagygépi úton. Ez utóbbi meghatározott megmunkáló-gépen, megfelelő szerszám segítségével történik.Ezeket a műveleteket nevezik forgácsolásnak. Anyers munkadarab végleges alakra való forgácso-lása a megmunkálás. Mivel az anyagok forgácsol-hatósága igen különböző, a technológiai műveletekkiválasztásánál ez a tulajdonság meghatározó jel-leggel bír.

A hőkezelhetőség néhány fémnek és ötvözetnek o-lyan tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy meg-felelő hőkezelési eljárással úgy változzon meg az a-nyag szerkezete, amely biztosítja a megkívánt me-chanikai és technológiai tulajdonságokat. A hőke-zelés olyan technológiai eljárás, amelynek segítsé-gével a kész alkatrészek szövetszerkezetét és azzalegyütt mechanikai, fizikai vagy kémiai tulajdonsá-gait alakjuk megváltoztatása nélkül úgy módosítják,hogy a rendeltetésüknek megfelelő igénybevéte-lüknek megfeleljenek. A hőkezelési eljárások folya-mán a tárgyakat irányított módon célszerűen meg-választott hőmérsékletre hevítik, meghatározott ide-ig hőn tartják és kellő sebességgel lehűtik. Mindezaz anyagtól és a hőkezelés céljától függ.

A hőkezelési eljárások néhány fő csopotra osztha-tók:• lágyító hőkezelések,• keményítő hőkezelések,• szívósságfokozó hőkezelések és• különleges hőkezelések.

A hőkezelhetőség az anyag fajtájától és kémiai ösz-szetételétől függ. A fémes anyagok közül az acélok,öntöttvasak, valamint a színes- és könnyűfémekegyes ötvözetei hőkezelhetőek.

Az egyes anyagok technológiai jellemzőit megfe-lelő kísérletekkel állapítják meg. Ún. próbameg-munkálásokat végeznek, melyek során kiderül,hogy a vizsgált anyag milyen mértékben alkalmasaz egyes megmunkálási eljárásokra. A technoló-gusnak teljes mértékben ismernie kell e jellemző-ket, mert csak így képes optimális műveleti eljárástelőírni.

2. ANYAGVIZSGÁLATA gépszerkesztés folyamán a szerkesztő az anyagokkiválasztását azok jellemzői alapján végzi, figye-lembe véve a már említett kémiai, fizikai, mecha-nikai és technológiai jellemzőket, valamint gazda-ságossági okok miatt az árukat is.

A jellemzők nagyságának a megállapítását szabvá-nyok által meghatározott vizsgálati módszerekkelkell elvégezni. Ezeket a vizsgálatokat már a nyers-anyaggyártóknál elvégzik, de a biztonság kedvéértaz anyag átvételénél a vevőnek is le kell ellenőriz-nie a gyártó cég által deklarált jellemzőket.

A jellemzők vizsgálatának négy csoportját megfele-lően szakosodott laboratóriumokban végzik. Mivelezek közül csak a mechanikai tulajdonságok meg-határozása tartozik az anyagismeret körébe, ezért akövetkezőkben csak ezek a vizsgálati módszerekkerülnek ismertetésre.

6

2.01. AZ ANYAGOK MECHANIKAI TU-LAJDONSÁGAINAK VIZSGÁLATA

A szállítmányból az előírt módon próbaanyagot kellvenni, amelyből kimunkálják a vizsgálathoz szük-séges próbatestet. Az anyagvizsgáló eljárásoknál azüzemközben jelentkező különböző terheléseketegyszerű terhelésekkel helyettesítve, a próbatestetáltalában törésig, vagy legalábbis nagymérvű alak-változásig terhelik.

A mechanikai vizsgálatok a próbatestre ható igény-bevételek alapján az alábbi főcsoportokra osztha-tók:1) Sztatikai vizsgálatok. Ezekre jellemző, hogy az

igénybevétel időben állandó. Ide tartoznak aszobahőmérsékleten végzett lassan növekvő hú-zó-, nyomó-, hajlító-, nyíró- és csavaróigénybe-vétellel végzett vizsgálatok, valamint a ke-ménységvizsgálatok nagy része.

2) Dinamikus vizsgálatok. A legjellemzőbb dina-mikus igénybevétellel járó vizsgálat a szívós-ságvizsgálat ütőmű alkalmazásával.

3) Fárasztóvizsgálatok. Ezeknél a vizsgálatoknála sokszor ismétlődő igénybevétel a jellemző. Acél az anyag kifáradási határának a terhelésnagyságától függő meghatározása.

Ezenkívül a kész alkatrészeket hibakereső vizsgála-toknak szokás alávetni, amelyek a felszíni vagybelső repedések, rejtett belső folytonossági hiányokfelderítésére szolgálnak. Ezek az eljárások az alkat-rész épségét nem veszélyeztetik, ezért a más jellegűeljárásoktól való megkülönböztetésül, roncsoló-mentes vizsgálatoknak is nevezik őket.

2.01.01. SzakítóvizsgálatA szakítóvizsgálat célja, hogy meghatározza az a-nyag húzóerővel szembeni ellenállását, vagyis ahúzószilárdságát.

A vizsgálattal kapcsolatos teendőket, a próbatest a-lakját és méreteit, a vizsgálat lefolytatását, a kísér-leti eredmények felvételét és kiértékelését hazánk-ban a JUS C.A4.002/1985 határozza meg.

A fémes anyagok legfontosabb mechanikai jellem-zője a szakítószilárdság. A szakítószilárdság és atöbbi mechanikai tulajdonság, különösen a kemény-ség között szoros összefüggés áll fenn, így ismervea szakítószilárdság nagyságát, kikövetkeztethető atöbbi jellemző nagysága is.

Az anyag szakítószilárdságának a meghatározásá-hoz először el kell készíteni a szabvány által előírtpróbatestet. Fémes anyagok vizsgálatához kör-vagy négyszög keresztmetszetű, ún. arányos próba-

testet szokás alkalmazni, amelyen három főrész kü-lönböztethető meg:1. a mérőhossz – lo, ez szolgál a mérések helyéül

és ezért finoman megmunkált felülettel készül,2. a befogófejek, amelyeket a próbatest végein a-

lakítanak ki nagyobb keresztmetszettel a mérő-hosszénál és durvább felülettel, így a befogás-nál kisebb szorítóerőre van szükség (a befo-gófejeket menetesre is szokták készíteni) és

3. az átmeneti szakaszok, amelyek az első kétrészt kötik össze.

A vizsgálatot legtöbbször hengeres alakú próbates-ten végzik. Ennél a mérőhossz nagysága:

oo dnl ⋅= ,

ahol do a mérőhossz átmérője. Ennek nagyságado = 20 mm, de megengedett kisebb átmérő is, ezérta gyakorlatban inkább a do = 10 mm-es próbateste-ket használják.

Az n értéke lehet 10 vagy 5.

Ha a mérőhossz lo = 10do, akkor a neve arányoshosszú próbatest, ha pedig lo = 5do, akkor arányosrövid próbatest. Az arányos rövid próbatestet a2.01. ábra érzékelteti.

2.01. ábra. Arán

A kisebb átmérőjű hengehatározott nagyságú lekenagyobb átmérőjű befoghatás csökkentése érdehogy a próbatest szakadtörténjék.

A kisebb átmérőjű henggyobb a mérőhossználvagyis:

lv = lo + do.

A vizsgálat megkezdésejegyezni a mérőhosszat, zötti osztásközöket, amea do átmérővel, vagy anszükség, hogy megállapvizsgálat alatti - terhelés

A szakítóvizsgálatot azgépen, a központosan bevekvő terhelésével anna

d o

lv

lo

yos rövid próbatest

res rész fokozatosan, meg-rekítési sugárral megy át aófejbe a feszültséggyűjtő-kében. Ez biztosítja azt,ása mindig a mérőhosszon

eres rész valós hossza na- az átmérő nagyságával,

előtt a próbatesten be kellvalamint a két végpont kö-lyek nagysága megegyeziknak a fele. Erre azért vanítható legyen a próbatest

től függő - nyúlása.

egyetemes anyagvizsgáló-fogott próbatest lassan nö-

k szakadásáig végzik. Vizs-

7

gálat közben, az erőmérő mutatója előtt tolt jelző-mutató megállása helyén, a vizsgálat során elértlegnagyobb terhelés értéke leolvasható, melyneksegítségével az anyag szakítószilárdsága kiszámít-ható. Az elszakadt próbatest pontos összeillesztéseután megállapítható a próbatest maximális nyúlása,amely az anyag fajlagos nyúlásának a kiszámításá-hoz szükséges.

Az anyagvizsgáló gépek fel vannak szerelve dia-gramfelvevő készülékkel. E diagram a próbatestmérőhosszának megnyúlását rajzolja fel a húzóerőfüggvényében. Az így kapott szakítódiagram (2.02ábra) bármely pontjának ordinátája a pillanatnyi hú-zóerőt (F – N), míg a vízszintes koordinátája a mé-rőhossz addig elért összes nyúlását (∆l - mm) adja,természetesen mindkettőt a megfelelő tengely lép-tékében. A szakítódiagram alakja jellemző az a-nyagra, ezért ez nagyon különböző lehet. Ugyanan-nál az anyagnál is függ a próbatest alakjától, mére-teitől, a mérőhossz felületi megmunkálásától, a be-fogás módjától, a terhelésnövelés egyenletességtől,de főleg a szakítás sebességétől. Ebből kifolyólagcsak egyformán végzett vizsgálatok eredményeit le-het összehasonlítani, ezért a vizsgálat változtathatóparamétereit az eredmény megadásánál fel kell tün-tetni. Mivel ez nem mindig lehetséges, ezért inkábba fajlagos (egységnyi mértékekre átszámított) jel-lemzőket adják meg.

Egy lágyacél szakítódiagramja a 2.02. ábrán látha-tó.

A diagramon található néhány jellegzetes pont. Aterhelés növekedését kísérve, ezek a következők:

2.02. ábra. Lágyacél szakítódiagramja

A P pont, amelynek az Fp erő felel meg, az ará-nyosság (proporcionalitás) határpontja. E pontig ahúzóerő nagyságával arányosan növekszik a próba-test nyúlása, tehát a közöttük levő összefüggés line-áris, így ezen a részen érvényes Hooke törvénye. E-gyes esetekben a P és E pontokat egybe veszik.

Az E pont, amelynek az Fe erő felel meg, a rugal-massági határ. Eddig a pontig a terhelés főleg ru-

galmas alakváltozást vált ki és ha a terhelés meg-szűnik, a próbatest visszanyeri eredeti (vagy meg-közelítőleg eredeti) hosszát. A gépszerkesztésbenáltalában ehhez a ponthoz viszonyítva határozzákmeg az alkatrészek biztonsági tényezőjét.

A V pont, amelynek az Fv erő felel meg, a folyásfelső határa, amely a diagram kezdeti egyenes sza-kaszának a legmagasabb pontja. Ez a pont a nagy-mérvű maradó alakváltozások kezdete, ahol az erőnövekedése szünetel, vagy akár kis mértékbencsökkenhet is.

A D pont a folyás alsó határa, amely a nagymérvűalakváltozások legkisebb terhelésének felel meg. A-nyagjellemzőként a felső határt szokás használni,mert a V pontig az alakváltozás még kis mértékű, akeresztmetszet csökkenése elhanyagolható, így azitt kialakuló feszültség valódinak tekinthető.

Az M pont, amelynek a vizsgálat alatt elért legna-gyobb Fm megterhelés felel meg. Ettől a ponttólkezdve a húzóerő fokozatosan csökken, viszont apróbatest nyúlása tovább folytatódik, egészen aszakadási pontig.

A C pont a szakadási pont, amelyben a próbatestkettéválik. Ennek a pontnak az Fc erő felel meg,mégsem ezt a terhelést tartják szakítóerőnek, hanemaz előbbi Fm erőt.

A gyakorlatban az F - ∆l diagram kevésbé hasz-nálatos, helyette inkább az σ - ε diagramot alkal-mazzák, ahol σ a feszültség, az ε pedig a fajlagosnyúlás. Viszont a szilárdsági mutatóként használtfeszültség jele R.

Ha osztmetsfeszkat.

e

v

]

σ [N/mm2]

2.03. ábra. Lágyacél feszülts

a diagram jellemző pontjaibanjuk a próbatest mérőhosszánakzetével (So), megkapjuk a pon

ültségeket, azaz a megfelelő sz

v

e

p

d

ε = ∆l/l

0

0

PE

P

E

D

D

C

égdia

hat eretokbilárd

C

M

M V

V

Fp

F

Fc

m

F

F]

Fd

F [N

∆l [mm

Rm

R

R

R

R

gramja

ó erőket el-deti kereszt-an uralkodósági mutató-

8

A P pontban van a proporcionális határ1):

.mmNSF

R 2

o

pp =

Az E pontban található a rugalmassági határ:

.mmNSFR 2

o

ee =

A V pont adja a felső, míg a D pont az alsó folyás-határt:

.mmNSFR.ill,mmN

SFR 2

o

dd

2

o

vv ==

Az M pontban jelentkezik a legnagyobb húzóerő, e-zért az itt kialakult feszültség az anyag szakító-szilárdsága:

.mmNSFR 2

o

mm =

A gyakorlat számára legfontosabbak az E, V és azM pontok, ill. az itt jelentkező szilárdsági jellemzőknagysága, mivel méretezésnél a szerkesztő ezekreaz adatokra támaszkodik.

A C pontban kialakult feszültségnek a gyakorlatszámára nincs semmi jelentősége.

A V pontig a kialakult feszültség nagysága reális-nak számít, mert a próbatest kereszmetszete még lé-nyegesen nem csökkent. Az ezután megjelenőnagymérvű nyúlás a keresztmetszet rovására törté-nik, amely a szakadásig fokozatosan csökken. Ezérta szilárdsági mutatók tényleges értéke nagyobb aszámítottnál, mivel a képletekben a keresztmetszetkiinduló nagysága szerepel.

A vizsgálat során kapott eredményekből az anyagmaradó alakváltozó képességének két jellemző ér-téke számítható ki: a fajlagos nyúlás - ε és a fajla-gos keresztmetszetcsökkenés vagy kontrakció - Z.

A fajlagos nyúlás alatt az lo mérőhossz ∆l összmeg-nyúlásának a hosszegységre eső részét értjük:

oll∆=ε .

A gyakorlatban a fajlagos nyúlást százalékban szo-kás megadni:

ε=∆=δ 100%100l

l

o.

Ha a vizsgálat folyamán figyelemmel kísérik a pró-batestet, az M pont elérése után már szabad szem1) Ebben az esetben a határ kifejezés nemcsak a pontra, mintegy szakasz végpontjára, hanem a pontban kialakult feszült-ségre, mint szilárdsági jellemzőre is vonatkozik.

mel is érzékelhető a keresztmetszet kontrakciója.Ezt érzékelteti a 2.04. ábra, amely a V, M és Cpontokban mutatja be a próbatestet.

2.04. ábra. A próbatest kinézése a V, M és K pon-tokban

A terhelés Fv-ről Fm-re való növekedése alatt a pró-batest osztásközei egyenletesen nyúlnak. Utána ahúzóerő csökkenni kezd, míg egy részén a nyúlásrohamosan növekszik. Ezen a részen jelentkezik akeresztmetszetcsökkenés, amely a szakadásig tart.A 2.02. ábrán bemutatott diagram a lágy acélokrajellemző. Ezen jól elkülönül a felső és az alsó fo-lyáshatár.

Azonban nem minden fémnek ilyen (vagy hasonló)a szakítódiagramja. Ridegebb anyagoknál, mint pl.az öntöttvasnál, öntött sárgaréznél, réznél, cinknélnagyobb C-tartalmú ötvözött vagy ötvözetlen, vala-mint nemesített acéloknál a rugalmas alakváltozás-ból a maradóba való átmenet folyamatos, így a kétfolyáshatár elmosódik (2.05. ábra).

2.05. áfes

Ezeknélún. konszültségnyúlásá

Rp 2,0 =

A konvmódja, 0,2 %-o

σ[N/mm2]

s z

k

σ [N/mm2]

Rp0,2

0

bra. Rideg anyagokzültség diagramja

2.ha

az anyagoknál a folyáshvencionális folyáshatár: , amely a próbatest δ =t okozó terhelésnél keletk

.mmNSF 2

o

2,0

encionási folyáshatár eghogy a feszültségdiagras maradó megnyúlást jel

0

Öntött sárgaréz

Öntött va

Ré

Cin

δ%

06. ábra. A 0,2-tár meghatározá

atárt helyettesítiRp0,2. Ez az a 0,2%-os mara

ezik:

yik meghatározmon az abszcisző pontjából, a d

δ%

0,2

essa

azfe-dó

ásiszaia-

9

gram kezdeti egyenes szakaszával párhuzamosanegy egyenest húznak, amely a diagram vonalán ki-metszi az Rp0,2 értéknek megfelelő pontot.

A szakítószilárdság meghatározásánál megállapít-ható az is, hogy rugalmas alakváltozás alatt a faj-lagos alakváltozás arányos a feszültséggel (ezHooke törvénye):

.Eε=σ

Az E arányossági tényezőt rugalmassági modulus-nak (vagy rugalmassági tényezőnek) nevezik. Di-menziója megegyezik a σ-éval, mivel az ε dimenziónélküli viszonyszám.

A szakítóvizsgálattal kapott diagram csak a V, ill. a0,2%-os pontig reális. Utána megkezdődik a ke-resztmetszet csökkenése. Emiatt a feszültség valódiértéke nagyobb a diagramról leolvashatóénál, de agyakorlat számára ennek nincs különösebb jelentő-sége, mert ez a gépalkatrészeknek csak nagyobbbiztonságot szavatol.

Gépalkatrészek méretezésénél az alapelv az, hogyaz üzemközbeni terhelés hatására egyetlen alkatrészsem szenvedhet maradó alakváltozást (nyugvó –sztatikus igénybevétel esetén), ill. fáradásos törést(ismétlődő - dinamikus igénybevétel esetén).

Az alkatrészben jelentkező legnagyobb igénybe-vétel nem lehet nagyobb a megengedett igénybe-vételnél, ami egy kiválasztott szilárdági értéktől ésa biztonsági tényezőtől függ:

( ) ,tényezőbiztonsági

ltséghatárfeszüszilárdságfeszültségtdetmegenge =

vagyis: .SR

meg =σ

Nyugvó terhelésnél a folyáshatár (Rv), esetleg aszakítószilárdság (Rm) jelenti a határfeszültséget,míg dinamikus terhelésnél a megfelelő dinamikusszilárdság. A biztonsági tényező nagysága igen soktényezőtől függ, ezért széles határok között mozog.

A szakítóvizsgálat elvégzéséhez megfelelő beren-dezés szükséges. Általában az egyetemes anyag-vizsgálógépet használják. melynek vázlatos képét a2.07. ábra mutatja be.

A gép 1 állványának alsó részében helyezkedik el a4 alsó befogófej mozgatására szolgáló 2 csiga és 3csigakerék, melynek agyrésze csavaranyaként ten-gelyirányban mozgatja a 4 befogófej rúdját. Erre amozgásra a próbatest befogásakor és húzásakor vanszükség. A húzószerkezet 5 alsó gerendája két rúd-dal mereven csatlakozik az 5′ felső gerendához ésezen keresztül a 6 munkadugattyúhoz. Húzáskor a

lefelé mozgó alsó befogófej az A1 keresztmetszetűmunkadugattyú révén F1 = pA1 húzóerővel terheli apróbatestet. A munkahengerhez a 10 nyomóveze-tékkel átellenes oldalon csatlakozik a 11 mérőve-zeték, mely a p nyomású olajat a 7 mérőhengerbejuttatja s az abban mozgó A2 keresztmetszetű búvár-dugattyún az F1 erőt F2 = pA2-re redukálja, mivelaz A2 sokkal kisebb az A1-nél (a p olajnyomás ál-landó értékű). A kis átmérőjű búvárdugattyút a mé-rési pontosság fokozására állandó forgómozgásbantartja a 8 zsinórtárcsás hajtás. Az F2 erőt a 9 keret-szerkezet viszi át egy háromkarú emelő egyik kar-jára. Az emelő leghosszabb karján elhelyezett Gsúly nyomatéka egyensúlyt tart az F2 erő nyoma-tékával. A harmadik kar közvetlenül az F1 húzóerőnagyságát mutatja egy skálán. E karral mozgathatóa diagramfelvevő-készülék irónja.

5′11 10

9

2.07. ábra. Egyetemes anyagvisgáló gép

A diagramfelvevő-készülék működési elvét a 2.08.ábra érzékelteti.

67

5

2.08. ábra. Szakítódiagram felvevőkészüléke

10

A diagrampapír az 1 dob palástjára van felerősítve.A dobot a 2 próbatest lo jeltávolságában felerősített3 gyűrűk eltávolodása forgatja el a 4 zsinór közve-títésével, amelyet a 7 zsinórtárcsára csévélnek. Azsinór a felső gyűrű 6 zsinórtárcsáján átvetve azalsó gyűrűhöz van erősítve. A megnyúlás tehát az 1dob kerülete irányában rajzolódik a diagramra. Amegnyúlás léptékének változtathatósága a 7 tárcsalépcsős kialakításával érhető el. Az erőt a dob al-kotója irányában vezetett 5 lécbe erősített irón moz-gása viszi át a diagrampapírra. Az 5 léc csuklós ku-lisszával kapcsolódik az erőmérő inga l3 karjához,melynek kilengése arányos az F erő nagyságával, al3 kar kilengésével pedig megegyezik az irónnak adob alkotója irányában való elmozdulása.

A szakítógép fontos tartozékai a próbatest befogói.Hengeresfejű próbatest befogására szolgáló beren-dezést mutat be a 2.09. ábra. A próbatest megfogásakétrészes gyűrűvel (1) történik, amely egy gömbösfelületű tárcsára (2) támaszkodik. Ez a szerkezetimegoldás biztosítja a próbatest központos befogá-sát, melyre azért van szükség, hogy a szakítás sorána húzóerőhöz ne társuljanak járulékos hajlítóerők,mert ezek meghamisíthatnák az eredményt.

2 1

2.09. ábra. Hengeresfejűpróbatest befogása 2.10. ábra. Mérőbélyeg

A konvencionális folyáshatár – Rp0,2 meghatározá-sához nyúlásmérőt használnak, amelyet a vizsgálatelőtt a próbatestre erősítenek.

A legkorszerűbb nyúlásmérés elektromos úton tör-ténik mérőbélyeggel (2.10. ábra), amelyet a pró-batestre ragasztanak, így az a próbatesttel együttnyúlik meg. A huzal megnyúlásával megváltozikannak az elektromos ellenállása is. Ezt lemérik és akapott értékből a megnyúlás nagyságát kiszámítják.

A Kennedy-féle nyúlásmérőt a 2.11. ábra szem-lélteti. Ez a készülék két, élben végződő prizmánkeresztül érintkezik a próbatesttel, melyek egymásközötti távolsága megyezik az lo mérőhosszal. Ami-kor ez a hossz ∆l-el megváltozik, a felső prizma éleis ∆l-el elmozdul, amit a ráerősített mutató az ívbenelhelyezett skálán 25-szörös nagyítással jelez ki.

Kisebb jeltávolságok (5…20 mm) esetében hasz-nálják a tenzométert, melynek a nagyítása 1200 : 1.Egyik kivitelének vázlatos rajzát a 2.12. ábra mu-

tatja be. Az lo jeltávolság változásakor a H1 hosszúc kar az élétől h1 távolságban levő tengelye körülelfordul és elforgatja a h2 karon a H2 hosszú muta-tót, amely a skálán kijelzi a ∆l hosszváltozást.

2.11. ábra. Kennedy-félenyúlásmérő 2.12. ábra. Tenzométer

2.01.02. NyomóvizsgálatA nyomóvizsgálatot főleg a rideg anyagok, pl. ön-töttvas és különböző építőanyagok stb. vizsgálatáraalkalmazzák, mert ezeknél a nyomószilárdság min-dig megállapítható. Képlékeny anyagoknál nyomás-sal nem lehet törést elérni, ezért ezeknél a nyomó-szilárdság meghatározása nem lehetséges.

A nyomóvizsgálathoz henger vagy négyzetes hasábalakú próbatestet alkalmaznak. A próbatest magas-sága (ho) a nyomás alatti alakváltozástól függ ésáltalában 0,5do < ho < 2do határok között mozog, denem lépheti át az alap átmérőjének, ill. oldalhosszá-nak a háromszorosát, mert ellenkező esetben meg-növekszik a kihajlás veszélye.

A próbatestnek a nyomólapokkal érintkező felületeia közöttük kialakuló súrlódási ellenállás miatt nemtudnak elmozdulni, így ezeken a felületeken ún.nyomókúpok alakulnak ki, amelyek az alakválto-zásban nem vesznek részt, hanem mint két kúposszerszám a próbatestbe hatolva azt palástiránybantágítani igyekeznek (2.13. ábra).

A nyomóvizsgálatot különlegesen kialakított sajtó-kon vagy az egyetemes anyagvizsgálógépen (2.07.ábra) végzik az 5 alsó gerenda felett, a szaggatottvonallal feltüntetett helyen. A nyomólapok közüllegalább az egyiket gömbös alátámasztással ké-szítik (2.13. ábra), hogy a vizsgálat alatt a próbatestkoncentrikusan állhasson be. Az érintkező felüle-teket finomra kell lemunkálni, hogy ne akadályoz-hassák a próbatest alakváltozását.

11

2.13. ábra. Szívós (a) és képlékeny (b) anyagnyomóvizsgálat alatti alakváltozása

Különböző anyagok nyomóerő–rövidülés diagram-ját a 2.14. ábra szemlélteti.

2.14. ábra. Öntöttvas (a), szívós acél (b),lágyacél (c) és ólom (d) nyomódiagramja

Az öntöttvasnak, mint rideg anyagnak, nincs vagyalig van maradó megrövidülése. A diagramjábólmeghatározható anyagjellemzők:

- a rugalmassági határ: 2o02,002,0 mmNSF=σ ,

- a nyomószilárdság: .mmNSFR 2omaxny =

Mivel a deformáció nagyon kicsi, nem 0,2 %-os,hanem 0,02 %-os alakváltozást mérnek.

A nyomószilárdság csak akkor állapítható meg, haa próbatest a vizsgálatkor eltörött.

Szívós anyagok diagramja hasonló a rideg anyago-kéhoz, csak általában nagyobb terhelést bírnak el ésnagyobb az alakváltozásuk. Az itt meghatározhatóanyagjellemzők:

a rugalmassági határ: 2o02,002,0 mmNSF=σ ,

a folyáshatár: ,mmNSF 2ovv =σ

a nyomószilárdság: .mmNSFR 2omaxny =

A rugalmassági határ és a folyáshatár számításáhozszükséges terhelést kis mérőhosszúságú nyúlásmé-rővel mért alakváltozásból határozzák meg.

Szívós anyagoknál meghatározható a fajlagos ma-gasságcsökkenés vagy a fajlagos összenyomódás is:

%.100h

h.ill,h

ho

nyo

ny ⋅∆−=δ∆−=ε

ahol: 1o hhh −=∆ , ho a próbatest eredeti, h1 pedigaz összenyomódás utáni magassága.

A fajlagos összenyomódást a fajlagos nyúlástól va-ló megkülönböztetés végett negatív előjellel szokásmegadni.

A keresztmetszet viszonylagos növekedése vagyduzzadása:

%.100S

SS

o

o1ny ⋅−=ψ

S1 a próbatest legnagyobb keresztmetszete a vizs-gálat után, míg So az eredeti keresztmetszet.

Lágy, de egyben szívós anyagok nyomódiagramja(2.14c ábra) inflexiós pontot mutat, ahol felülrőlnézve konvexből konkáv alakba megy át. Az ezutá-ni alakváltozás közben a nyomóerő hirtelen annyiramegnövekszik, hogy eléri a vizsgálógép terhelésé-nek határát, anélkül, hogy a próbatest törést szen-vedne. Így a nyomószilárdság itt nem határozhatómeg, csak a rugalmassági és a folyáshatár, ill. az in-flexiós pontnak megfelelő feszültség.

Lágy (képlékeny) anyagoknál a nyomóvizsgálatnála 2.14d ábrának megfelelő diagram alakul ki, mely-nek az első része nagyon alacsony, így rövidüléstnem lehet mérni, ezért még a rugalmassági és a fo-lyáshatár sem állapítható meg. Az ilyen anyagoknyomással nem törhetők el.

2.01.03. HajlítóvizsgálatA hajlítóvizsgálatot is az egyetemes anyagvizsgálógépen szokás végezni úgy, hogy a gép nyomó-vizsgálathoz használt részébe szerelik a hajlításraszolgáló berendezést. Ez a berendezés két, egy-mástól lo távolságra levő, R sugárral lekerekített támaszból és D átmérőre lekerekített nyomótüskébőláll. A támaszok és a tüske közé helyezik a kör vagytéglalap alakú próbatestet (2.15. ábra).

2.15. ábra. A próbatest terhelése hajlítóvizsgálatnál

12

A vizsgálatnál kapott diagram a hajlításnál jelentke-ző erőt ábrázolja az f behajlás függvényében. A be-hajlást a támaszok között középen, az erő síkjábanmérik (2.16. ábra).

2.16. ábra. A hajlítónyomaték értelmezése

Hajlítással csak rideg, esetleg szívós anyagok tör-hetők el. Képlékeny, ill. képlékeny-szívós anyagokgyakran összehajlíthatók 180o-ra is törés nélkül.Néhány anyag hajlítóvizsgálattal kapott erő–behaj-lás diagramját a 2.17. ábra szemlélteti.

N

2.17. ábra. Néhány anyag hajlítódiagramjaa - edzett acél, b – öntöttvas, c – nemesített acél,

d – lágyacél, e – ólom

Hajlítószilárdságot csak rideg anyagnál lehet meg-határozni. Szívós anyagoknál leginkább rugalmas-sági, ill. folyáshatárt lehet kapni. Képlékeny anya-goknál jószerével semmi mutatót nem lehet megha-tározni, ezért ezeknél az anyagoknál nincs értelmeaz ilyen vizsgálatnak.

A vizsgálat folyamán a hajlítónyomaték hatására apróbatest hajlítóigénybevételnek van kitéve. A tá-maszban uralkodó F/2 reakcióerő hatására, amely-nek karja lo/2, a legnagyobb Mhmax hajlítónyomatékaz erő síkjában jelentkezik. A törés mindig itt kö-vetkezik be, ezért ezt a keresztmetszetet veszélyeskeresztmetszetnek nevezik. A hajlítószilárdságotúgy számítják ki, hogy a hajlítónyomaték legna-gyobb értékét elosztják a W keresztmetszeti ténye-zővel:

.mmNW4lF

WMR 2omaxh

h⋅==

Szívós anyagoknál a rugalmassági, ill. a folyás-határt állapítják meg, amelyhez szükség van az F0,2,ill. az F0,02 erőre és a húzott szál megnyúlására. En-nek a megállapítása finom nyúlásmérővel történik amaximális nyomaték helyén. Ti. hajlításkor a dom-ború oldal húzó, míg a homorú oldal nyomó igény-bevételnek van kitéve. Emellett mérni kell a pró-batest behajlását is, ami a gép egyik lapjának a má-sikhoz viszonyított elmozdulásával egyenlő.

A hajlítóvizsgálatot elsősorban a szürke öntöttvas-nál a szakítóvizsgálat helyett használják. Előnye,hogy a próbatest behajlása lényegesen nagyobb,mint a szakításnál mérhető nyúlás. A próbatest mé-rőhossza lo=600 mm, a teljes hossz lt = 650 mm,átmérője do = 30 mm.

2.01.04. NyíróvizsgálatA nyíróvizsgálattal az anyag nyírószilárdságát –Rnyí határozzák meg, amely csúsztatófeszültség(τnyí) alakjában jelentkezik.

A nyíróvizsgálatot hengeres próbatesten kettős nyí-rással végzik, amikor a próbatest elnyírása egy-idejűleg két keresztmetszetben történik, amint azt a2.18. ábra szemlélteti.

2.18. ábra. Kettős nyírással végzett vizsgálat

A nyírószerszám két átfúrt pofából és a közöttük el-mozdítható csúszónyelvből áll. A próbatest H8/e9illesztéssel csatlakozik a furatokhoz. Mivel az Fnyínyíróerő mért nagyságára hatással van a nyírópofákés a nyelv mérete, a szerszám alkatrészei közöttihézag és a nyírás sebessége, ezért ezeket az adato-kat szabvány írja elő.A nyírószilárdság nagyságát a nyíróerő és az össznyírt felület hányadosa adja meg:

,mmNA2

FAF

R 2

o

nyí

nyí

nyínyí ==

ahol: 22o

o mm4

dA π= ,

do - a próbatest átmérője mm-ben.

13

A gyakorlatban a nyírószilárdág nagyságának isme-retére nyírásnak kitett alkatrészek (pl. szegecsek,csapok, illesztőszegek, egyes hegesztési varratokstb) méretezésénél van szükség.

A nyírószilárdág ismeretének hiányában egyes ese-tekben felhasználható a nyíró- és a szakítószilárd-ság nagysága közötti összefüggés:• acélokra: Rm/Rnyí = 0,75…0,80,• szürkeöntvényre: Rm/Rnyí = 1,0…1,1,• alumíniumra: Rm/Rnyí = 0,60…0,70.

Kemény anyagoknál ilyen összefüggés nem állapít-ható meg.

2.01.05. CsavaróvizsgálatA csavaróvizsgálatnál a próbatest egyik végét me-reven befogják, a másik végét pedig a próbatest ten-gelyére merőleges síkban ható csavarónyomatékkalterhelik. A terhelés következtében a próbatest alko-tói csavarvonalba mennek át és az egymástól l tá-volságban levő keresztmetszetei egymáshoz képestψ szöggel elfordulnak (2.19. ábra).

2.19. ábra. Hengeres próbatest rugalmasalakváltozása csavarásnál

Általában hengeres próbatestet használnak, átmérő-je tetszőleges (rendszerint do = 10 mm), hossza lo == 20do vagy lo = 100do. A kapott diagram nagyonhasonlít a szakítószilárdság diagramjához. A vizs-gálat folyamán mérik a csavarónyomatékot (T) és ateljes elcsavarodást, amelyből kiszámítható a faj-lagos elcsavarodás. A csavarónyomatékot erőpárralhozzák létre, melynek a nagysága:

.mmNFkT =

k – az erőpár karja mm-ben.A fajlagos elcsavarodást (radiánban) az össz elcsa-varodás és a próbatest hosszának a hányadosa adja:

.radlo

ψ=ϑ!

A fajlagos elcsavarodás szögfokban:

.2

360oo

πψ=ψ !

Nagyobb elcsavarodásokat a 2.20. ábrán látható ké-szülékkel szokás mérni, amelynek skálája a jeltávegyik végére, mutatója pedig a jeltáv másik végérevan erősítve.

2.20.ábra. Elcsavarodást mérő készülékA csavarószilárdság (Rcs) a törést kiváltó csavaró-nyomatékból számítható, elosztva azt a poláris ke-resztmetszeti tényezővel (Wo).

.mmNdT16

WTR 2

3ocs

π==

Körkeresztmetszetre a poláris keresztmetszeti té-nyező:

.mm16dW 3

3

oπ=

A csavarószilárdság, ill. csavaró folyáshatár nagy-ságára a csavarásnak kitett alkatrészek (közlőtenge-lyek, torziós rugók stb.) méretezésénél van szükség.Ha ezek az adatok ismeretlenek, akkor a szakító-szilárdságnál kapott megfelelő értékek felével lehetszámolni.

2.01.06. KeménységmérésA keménység egy test felületének tőle keményebbtest benyomódásával szemben kifejtett ellenállása,amely nagy mértékben összefüggésben áll az anyagrugalmas és maradó alakváltozásával. A kemény-ségvizsgálatnak a műszaki gyakorlatban két rend-szere alakult ki. Az egyik a sztatikus, ún. szúró-keménység, míg a másik a dinamikus vagy rugal-mas ütőkeménység vizsgálata. Egyik keménység-mérés sem ad abszolút, csak összehasonlító értéket.Az összehasonlítás csak akkor lehetséges, ha a mé-rést egyforma berendezéssel ugyanolyan módonvégezték el.A sztatikus vagy szúrókeménységmérésnek hárommódja ismert:1. Brinell szerinti keménységmérés,2. Vickers szerinti keménységmérés és3. Rockwell szerinti keménységmérés.A dinamikus vagy rugalmas ütőkeménységmérés-nek szintén három változata van:1. Poldi-féle keménységmérés,2. Sore-féle keménységmérés és3. Duroszkóppal való keménységmérés.

2.01.06.01. Keménységmérés Brinell szerintA Brinell-keménység méréséhez használt szúró-szerszám D átmérőjű edzett acél- vagy keményfémgolyó, amelyet F erővel nyomnak a vizsgálandótárgy felületébe és mérik a maradó lenyomat d át-mérőjét. A Brinell-keménység számszerű értékét(HB) úgy kapják meg, hogy az F erő nagyságát(kN-ban) elosztják a tárgy felületébe benyomódottgömbsüveg mm2-ben kifejezett A felületével:

( )2mmkNAFHB = .

Ahol: hDA π= mm2-ben, h a lenyomat mélysége.

Ha szükség van a golyó anyagának a feltüntetésére,akkor a Brinnel-keménység jele: acélnál - HBS,keményfémnél (W-karbid) – HBW.

A Brinell-lenyomat méretviszonyait a 2.21. ábraszemlélteti.

2.21. ábra. A Brinell-le

( )2DOA,

2DOC

,OAOCh2

2

==

−=

2d

2D

2Dh

22

=

−

−=

.dDD21h 22

−−=

dDDD

F2HB22

−−π

=

A Brinell-készülék elvi mutatja be.

2.22. ábra. A Brinell-k

A golyón ható nyomóerő és az ezt létrehozó súlyerőkarjainak aránya 1:10, ami azt jelenti, hogy a nyo-móerő 10-szer nagyobb az őt létrehozó tömeg sú-lyerejétől. A vizsgált tárgy felületét jól meg kelltisztítani, majd felhelyezni a készülék asztalára úgy,hogy az szilárdan felfeküdjék. Ezután működésbekell hozni a nyomóerőt, annak nagyságát fokozato-san növelve (15 mp-en át) a meghatározott értékigés azt működtetni meghatározott ideig.

A Brinell-keménység számértéke a mérés körülmé-nyeitől függ. Hatással van rá a golyó átmérője ésannak a vizsgált darab vastagságához való viszo-nya, a golyó benyomódásának mérve, vagyis a d, hés α nagysága, a nyomóerő nagysága és hatásánakideje.

Ezért a Brinell-keménység számszerű értéke mellettmeg kell adni a golyó átmérőjét, a nyomóerőt éshatásának idejét. Ha pl. 200 HB keménységű azanyag, amelyet D = 10 mm átmérőjű golyóval ésF = 3000 kN nyomóerővel határoztak meg, amely30 mp-ig hatott a golyóra, akkor a jelölés:

200 HB10/3000/30.

α 0

nyo

−

2D

k

fel

észü

D

A régebben elfogadott nyomóerő nagysága 3000 kpvolt és az így kapott számszerű értékeket meg-hagyták a kN-nál is, mivel az eltérés kisebb, mint

C d

mat mére

.2d 2

D21 2 −−

.mmN 2

építését a

lék sema

h

A B

14

tviszonyai

,d2

2.22. ábra

tikus rajza

2%, ami a gyakorlatban még megengedett.

Általásosan elfogadott szabály az acélok keménysé-gének meghatározásánál, hogy a mérést az előbbipéldában felsorolt mérési jellemzőkkel kell végezniés ekkor azokat nem kell feltüntetni, csak a HBszámszerű értékét (pl. 200 HB). Ha viszont bár-melyik paraméter megváltozik, akkor mind a hár-mat fel kell tüntetni a már leírt módon.

A 10 mm-es golyóátmérő mellett, a szabvány ki-sebb átmérőket is előlátott. Annak érdekében, hogya mérési feltételek kiegyenlítődjenek és hogy a ka-pott eredmények összehasonlíthatók legyenek, anyomóerő és a golyóátmérő közötti összefüggés:

2DKF ⋅= .

A K szorzótényező értéke is szabványos és az a-nyagfajtáktól függ.

A Brinell-féle keménységmérés feltételeit a 2.01.táblázat tartalmazza.

Annak érdekében, hogy a kapott eredmény hiteleslegyen, be kell tartani bizonyos feltételeket:• acélgolyóval 400 HB-ig, keményfémgolyóval

650 HB-ig szabad mérni,• csak simafelületű, homogén anyagból készült

tárgyak mérhetők,

15

• a vizsgált tárgy vastagsága legalább 10h, vagy2D legyen,

• a lenyomat középpontja a tárgy szélétől 4D-tőlne legyen kisebb,

• a szomszédos lenyomatok középpontja közöttitávolság ne legyen kisebb 3D-nél.

2.01. táblázat. A Brinell-keménységmérés feltételeiNyomóerő – F kN-banδδδδ1)

mmD

mm 30D2 10D2 5D2 2,5D2

>6 10 3000 1000 500 200>3…6 5 750 250 125 50

3 2,5 187,5 62,5 31,25 12,5<32) 1 30 10 5 2

Anyagfajtákszerinti

alkalmazás

Acélok,öntöttvaskeménybronz

Al- ésCu- öt-vözetek

Cu-, Al-.Zn- öt-vözetek

Al, Pb,Sn és fe-hérfém

HB 140-450 45-315 23-158 12-781) A vizsgált anyag vastagsága,2) Csak felületi vizsgálathoz.

Az anyagok Brinell-keménysége és a szakítószi-lárdság között meghatározott összefüggés áll fenn.A 2.02. táblázatban található k szorzótényező és aHB - keménység szorzata adja a szakítószilárdságközelítő értékét, amelyet „Brinell-szilárdságnak”neveznek.

2.02. táblázat. A k szorzótényező az Rm számításáhozAnyag k Anyag k

Szénacél 0,36 AlCuMg ötvözet 0,35Cr-Ni acél 0,34 ALMg ötvözet 0,44Bronz, hid. munkálva 0,40 Mg ötvözet 0,43Bronz - izzítva 0,55 MgAl ötvözet 0,40Bronz - öntött 0,23 Al öntvény 0,26Bronz - hengerelt 0,22 Zn fröccsöntve 0,42Szürke öntvénynél: Rm ≈ (HB 10/3000/10 – 40)/6.

A Brinell-lenyomat átmérőjének a mérése erre acélra szolgáló kézi mikroszkóppal 0,01 mm-es pon-tossággal történik. A két, egymásra merőleges át-mérő átlaga a mérvadó, amelyhez a megfelelő HBértéket táblázatból szokás kikeresni.A Brinell-keménységmérés hátránya, hogy a kapotteredmény függ a golyó átmérője és a nyomóerőnagyságától és így nem eléggé jól összehasonlíthatóértékeket ad. Ezenkívül nagyobb keménység méré-sére a golyó torzulása miatt nem alkalmas.

2.01.06.02. Keménységmérés Vickers szerintA Vickers-keménységmérés kiküszöböli a Brinell-féle módszer hátrányait:• szúrószerszáma gyémántból készül, így a leg-

keményebb anyagok mérésére is alkalmas,

• a szerszám és a nyomóerő olyan kicsi, hogy a-lig észrevehető nyomot hagy a tárgy felületén,így a késztárgyak károsodás nélkül vizsgálha-tók,

• nem töri át a felületi kérget, így vékony nitráltvagy cementált felületek keménységének a mé-résére is alkalmas,

• a lenyomat nagysága arányos az erővel, így aterhelés nagysága nem befolyásolja az ered-ményt.

A terhelés nagysága általában 100 és 300 N közöttmozog és az e határok között különböző terhelésselmért HV Vickers-keménységek egymás között jólösszehasonlíthatók. A terhelés ∼ 15 mp-ig hat, a-mely idő alatt a nyomóerő fokozatosan növekszik,amíg el nem éri a maximális értékét.A Vickers-módszer szúrószerszáma 136o-os csúcs-szögű négyzet alapú gyémántgúla, amelyet F nyo-móerővel a mérendő tárgy felületébe nyomnak. Akapott közel négyzetes lenyomat két átlóját mérikmeg és azok átlagával (d) számítják ki a lenyomatfelületét. A lenyomat geometriáját a 2.23. ábra ér-zékelteti.A Vickers-keménységet hasonlóan a Brinell-ke-ménységhez, az F nyomóerő és a lenyomat A felü-letének a hányadosa adja:

22 mmN

dF854,1

AFHV ==

o

2

o

2

o 68sin2d

68sina

68sin2a

2a4

2am4A ==⋅== ,

,854,1dA

2= mivel az ABC háromszögből:

.68sin2

am.ill,m2asin o==α

2.23. ábra. A Vickers-keménység lenyomata

A gyakorlatban a Vickers-keménységet nem szá-molják, hanem a lemért d értékhez tartozó HV ér-téket táblázatból keresik ki.

16

A Vickers-keménység értékének megadásánál a HVjel után fel kell tüntetni a nyomóerő N-ban mértnagyságát is, pl. HV 100, ill. HV 300. E szokásoskét érték mellett, szükség esetén a következő nyo-móerő-nagyságok közül választható a legmegfele-lőbb: 10; 50; 200; 500; 800 és 1200 N.

Régebbi táblázatokban a HV értékek a kp-ban mértnyomóerőből adódnak, ezért ezeket 10-zel kell szo-rozni, ill. az erőt kN-nak kell tekinteni.

A szabályos mérés feltételei a következők:• a szúrószerszámnak sérülésmentesnek kell len-

nie,• a mért tárgy vastagsága nem lehet kisebb 2d-

nél,• forgástestek esetében a görbületi sugár nem le-

het 5 mm-nél kisebb,• a lenyomat közepe és a tárgy széle, vagy két

szomszédos lenyomat közepe közötti távolság 3mm-nél nem lehet kisebb.

A Vickers-keménységmérő gép (2.24. ábra) a ter-helés fokozatos növekedését, annak időtartamát ésfokozatos megszüntetését önműködően végzi. Amérés kezdetén a mérendő tárgyat a gép asztalárahelyezik és érintkezésbe hozzák az 1 szúrószer-számmal. Ezután az 5 kar lenyomásával kireteszelika 4 alakos tárcsát, mely a zsinórral ráfüggesztett Gtömeg hatására a nyíl irányában elfordul és a kerü-letébe bemunkált l pálya mentén legördülő 3 görgőstámasz a 2 kétkarú emelő lesüllyedését váltja ki, ésezzel a szúrószerszámnak a Q súlyerő hatására kia-lakuló nyomóerővel való terhelését lehetővé teszi.A 4 tárcsa forgását a 6 hidraulikus hengerben moz-gó dugattyú fékezi. A 4 tárcsa köríves kivágása for-gás közben a 7 pedál vonórúdja végén helyben ma-radó 8 görgős csap mellett úgy fordul el, hogy agörgős csap a kivágás alsó részével kerül érintke-zésbe. Újabb mérés előtt a 7 pedálra lépve a 4 tár-csát visszaforgatják és így a gépet ismét működő-képes helyzetbe hozzák. A lenyomat átlóit a lenyo-mat fölé hajtható 9 mérőmikroszkóppal 0,01 mm-espontossággal mérik le.

2.24. ábra. A Vickers keménységmérőgép vázlata

2.01.06.03. Keménységmérés Rockwell szerintA Vickers-keménységmérésnek sok előnye mellettegy hátránya az, hogy nem eléggé gyors a gyártásisorozatba iktatott tömeges mérésre. Erre a célradolgozták ki a Rockwell-keménységmérést. E mód-szernek a szúrószerszáma 120o-os csúcsszögre kö-szörült gyémántkúp, vagy 1,59 mm-s (1/16″) átmé-rőjű edzett acélgolyó. A többi keménységmérésselellentétben, itt nem a lenyomat felületét kell meg-határozni a keménység kiszámításához, hanem aszúrószerszámnak a tárgy felületébe való behatolásimélységét, és az ennek megfelelő keménység szám-szerű értéke egy mérőórán közvetlenül leolvasható.

A szúrószerszám alakjától függően kétféle Rock-well-keménységszámot használnak, melyek jele:HRC (kúp alakú szúrószerszám használatánál) ésHRB (golyó alakú szúrószerszám esetén).

A Rockwell-keménységmérőgép vázlatos rajzát a2.25. ábra mutatja be. Ez egy asztali berendezés, a-melynél az 1 kézikerékkel függőleges irányban be-állítható asztalkára helyezik a 2 vizsgálandó tár-gyat. Erre támaszkodik a 3 emelő rövidebb karjáracsuklósan felerősített 4 szúrószerszám. A hosszabbkar végére akasztott rúdra helyezik egymás után azFo előterhelést, majd az F1 főterhelést és az utóbbieltávolítása után az 5 mérőórán, melynek tapintójaa szúrószerszám toldatára támaszkodik, leolvassáka főterhelés okozta maradó benyomódás mértékét.

2.25. ábra. A Rockwell-keménységmérő vázlata

A mérés három szakaszban történik:I.szakasz: A vizsgált tárgy felületére felfekvő szú-rószerszámnak először Fo előterhelést adnak, mely-nek hatására az h1 mélyen hatol a tárgy felületébe.Ezt nem mérik, mert csak a felületi hibáknak a mé-résre gyakorolt hatását hívatott kiküszöbölni. Ami-kor a szerszám megállapodott, a mérőórát lenulláz-zák.II.szakasz: Ekkor következik az F1 főterhelés, mirea szerszám h2 mélysékig hatol a tárgyba és a mérő-óra mutatója ennek megfelelően kileng.

17

III.szakasz: Amikor a mutató megáll, a főterheléstmegszüntetik, így a szerszám a rugalmas benyo-módás mértékével megemelkedik és az óra muta-tója ennek arányában visszafordul. Ekkor olvassákle a mérőórán a maradó benyomódás nagyságát(h3).

A Rockwell-keménységegység 0,002 mm benyo-módásnak felel meg, amelyet levonnak egy megha-tározott K állandóból, hogy a keményebb anyagok-ra nagyobb értékek adódjanak, mivel ezeknél a be-nyomódás kisebb.

A mérés három szakaszát a 2.26. ábra szemlélteti.

A mérés szakaszaiMérésimódszer I II III

HRB

HRC

2.26. ábra. Rockwell-keménységmérés szakaszai

A mérés jellemzői:Mérési mód: Előterhelés: Főterhelés: K állandó:

HRC: Fo = 100 N F1 = 1400 N 100HRB: Fo = 100 N F1 = 900 N 130

Ezek szerint a Rockwell - keménység:

( )

( ).002,0mmh130HRB

,002,0mmh100HRC

3

3

−=

−=

A mérőóra számlapját Rockwell-keménységegy-ségekre hitelesítik.

A Rockwell – C módszert kemény anyagoknál(edzett acélok), míg a B módszert lágyabbaknál al-kalmazzák.

A mérés alapfeltételei:

• a vizsgálandó tárgy jól legyen rögzítve,• a tárgy felülete sima legyen,• görbült felületek sugara nem lehet kisebb 5

mm-nél,• a mért tárgy vastagsága nem lehet kisebb 10h3

–nál,• a szomszédos lenyomatok egymás közötti tá-

volsága nem lehet kisebb 3 mm-nél.

2.01.06.04. Keménységmérés Poldi-kalapáccsalEz a módszer lényegében összehasonlító Brinell-keménységmérés, amely 400 HB-nél kisebb ke-ménységű anyagok helyszíni keménységméréséreszolgál. A Poldi-féle szerkezet szúrószerszáma (3)D = 10 mm-es átmérőjű edzett acélgolyó, amelyet amérendő tárgy (1) felületére helyeznek, felette pe-dig ismert keménységű összehasonlító próbapálca(2) kap helyet. Ezt a pálcát az ütőtüske (4) közve-títésével rugó (5) szorítja a golyóhoz. Méréskor azütőtüske fejére mért kalapácsütés lenyomatot hozlétre úgy a vizsgált anyag, mint a próbapálca felü-letén is. A tüskére mért ütés nagyságát úgy kellmegválasztani, hogy a lenyomatok átmérője 2…4mm között legyen, de az ütés energiáját nem kell is-merni, mert a két anyag keménysége fordított a-rányban áll a lenyomatok felületével. A lenyomatokátmérőjét a Brinell-módszernél használatos mik-roszkóppal mérik le két egymásra merőleges irány-ban és az átlagot veszik alapul. Ha a vizsgált anyagjellemzőit „a” index, az ismert keménységű próba-pálcájét pedig „p” index jelöli, akkor a számításmenete:

,2

dddés

2ddd pp

paa

a

′′+′=

′′+′=

A lenyomatátmérők segítségével számíthatók az a-nyagok keménysége.

.dDDD

F2H

ésdDDD

F2H

2p

2p

2a

2a

−−π=

−−π=

Az első egyenletet el kell osztani a másodikkal, ígya vizsgált tárgy keménysége:

.mmkNdDD

dDDHH 2

2a

2

2p

2

pa−−

−−=

Mivel a lenyomat felülete arányos az átmérőjenégyzetével, a keresett keménység a következő e-gyenlet segítségével is számítható:

22a

2p

pa mmNdd

HH = .

A Poldi-kalapácsal kapott eredmények bizonyosmértékben eltérnek a Brinell-módszerrel kapott e-redményektől, ez azonban nem csökkenti a Poldi-eljárás gyakorlati felhasználhatóságát.A Poldi-kalapácsot a 2.27. ábra mutatja be.

18

1

23

4

5

2.27. ábra. Poldi-kalapács

2.01.06.05. Shore-féle keménységmérésEnnél a módszernél a keménységet szkleroszkóppal(2.28. ábra) határozzák meg, a mérőszám pedig avizsgálandó tárgy felületére egy bizonyos magas-ságból leejtett edzett acél- vagy gyémántvéggel el-látott acélhenger (1) rugalmas visszapattanásánakmagassága. Az acélhenger tömege 1/12 uncia(2,3625 g), átmérője 1/4″ (6,37 mm), hossza 3/4″(19,1 mm). Ez a henger egy skálával ellátott üveg-csőben (2) mozog. A skála osztásnagysága 1,65mm. A műszer felfelé fordításakor az acélhenger acső felső végében reteszelődik. Vizsgálatkor a mű-szert a tetejére szerelt libella (3) és a függőón segít-ségével pontosan függőleges helyzetbe állítják amérendő tárgy (4) síklapjára, majd az acélhengertkireteszelik. A felületre eső súly visszapattanásánakmagasságát (h) leolvassák, ez adja meg a Shore-ke-ménységi számot.

2.28. ábra. A szkleroszkóp vázlatos rajza

2.01.06.06. Duroszkópos keménységmérésA szkleroszkóppal azonos elven működik a duro-szkóp vagy durométer is (2.29. ábra), melynél egykis acélkalapács (1) ingaként van felfüggesztve egydobozban. A doboz oldallapjának alján levő nyílás-hoz támasztják a vizsgálandó tárgyat. Vizsgálatnála felső vízszintes helyzetéből kireteszelt kalapács atárgy (3) függőleges oldallapjáról visszapattanvamagával viszi és a visszapattanás helyén hagyja amutatót (4), amely a skálán kijelzi a mért értéket.

3

2.29. ábra. Durométer1–mérőkalapács, 2–doboz, 3–tárgy, 4-mutató

A két utóbbi eljárásnál kapott eredmény nemcsak avizsgált tárgy keménységétől, hanem a műszer be-állításától, valamint a tárgy tömegétől is nagybanfügg, így a mérés eléggé pontatlan. Ezért legfon-tosabb felhasználási területük az edzett felületek so-rozatos ellenőrzése, nem a keménység értékénekmegállapításával, hanem csak tájékoztató jellegűméréssel, hogy minden darab közel azonos ke-ménységű-e.

A különböző módszerekkel kapott keménységi érté-kek összehasonlítása, valamint a megfelelő szakító-szilárdság nagysága a 2.03. táblázatban található.Ez a táblázat a prof. Zoran Savić által szerkesztettGépészeti kézikönyv (Inženjersko mašinski priruč-nik) 1. kötetéből lett átvéve.

A táblázat fejlécében található jelölések jelentése:

Rm – szakítószilárdság,

HV – Vickers-féle keménység, F = 98N nyomóerő-vel kapott értékek,

HS – Shore-féle keménység,

HB – Brinell-féle keménység,

HRB – Rockwell-féle keménység, B-módszer,

HRC – Rockwell-féle keménység, C-módszer.

19

2.03. táblázat. Keménység-összehasonlító táblázatRm N/mm2 HV HS HB HRB HRC

200210220

636569

---

606266

225230240

707275

---

676871

250255260

798082

---

757678

270280285

858890

---

818486

414548

290300305

919495

---

878990

495152

310320330

97100103

-12,7

-

929598

545658

335340350

105107110

13,4-

14,1

100102105

596062

360370380

113115119

-15,0

-

107109113

63,564,566

385390400

120122125

15,8-

16,7

114116119

6767,569

410415420

128130132

-17,5

-

122124125

707172

430440450

135138140

18,3-

19,1

128131133

737475

460465470

143145147

-19,9

-

136138140

76,577

77,5480490495

150153155

20,7-

21,5

143145147

78,579,580

500510520

157160163

-22,3

-

149152155

8181,582,5

530540545

165168170

23,1-

23,8

157160162

8384,585

550560570

172175178

-24,7

-

163166169

85,586

86,5575580590

180181184

25,5--

171172175

87

88595600610

185187190

26,3-

27,1

176178181

8989,5

640650660

200203205

28,5-

29,5

190193195

91,592

92,5670675680

208210212

-30,231,0

198199201

9393,5

690700705

215219220

31,2-

31,8

204208209

94

95710720730

222225228

32,032,5

-

211214216

95,596

2.03. táblázat (folytatás). Keménység-összehasonlító táblázatRm N/mm2 HV HS HB HRB HRC

740750755

230233235

33,3-

34,1

219221223

96,597

760770780

237240243

-34,8

-

225228231

97,598

21785790800

245247250

35,5-

36,3

233235238

9999,5 22

810820830

253255258

-37,0

-

240242245

23

835840850

260262265

37,8-

38,5

247249252

24

860865870

268270272

-39,2

-

255257258

25

26880890900

275278280

40,0-

40,7

261264266 27

910915920

283285287

-41,4

-

269271273 28

930940950

290293295

42,1-

42,8

276278280

29

960965970

299300302

-43,5

-

284285287 30

980990995

305308310

44,2-

44,8

290293295 31

100010101020

311314317

-45,5

-

296299301 32

103010401050

320323327

46,2-

46,9

304307311 33

106010701080

330333336

47,5-

48,2

314316319 34

109010951100

339340342

-48,8

-

322323325

111011201125

345349350

49,5-

50,1

328332333

35

113011401150

352355358

-50,7

-

334337340

36

115511601170

360361364

51,4-

52,0

342343346 37

118011901200

367370373

-52,6

-

349352354 38

121012201230

376380382

53,253,8

-

357361363 39

124012501255

385388390

54,4-

55,0

366369371

126012701280

392394397

-55,5

-

372374377

40

20

2.03. táblázat (folytatás). Keménység-összehasonlító táblázatRm N/mm2 HV HS HB HRB HRC

129013001310

400403407

56,2-

56,9

380383387

41

132013301340

410413417

57,4-

57,8

390393396

42

135013601370

420423426

58,5-

59,1

399402405

43

138013851390

429430431

-59,6

-

408409410

140014101420

434437440

60,2-

60,7

413415418

44

143014401450

443446449

-61,2

-

421424427

45

145514601470

450452455

61,7-

62,3

428429432

148014851490

458460461

-62,8

-

435437438

46

150015101520

464467470

63,4-

63,9

441444447

153015401550

473476479

-64,4

-

449452455

47

155515601570

480481484

64,9--

(456)(457)(460) 48

158015901595

486489490

65,4-

65,9

(462)(465)(466)

160016101620

491494497

-66,4

-

(467)(470)(472) 49

163016401650

500503506

66,9--

(475)(478)(481)

166016651670

509510511

-67,8

-

(483)(485)(486)

168016901700

514517520

--

68,8

(488)(491)(494)

50

171017201730

522525527

---

(496)(499)(501) 51

174017501760

530533536

69,7--

(504)(506)(509)

177017751780

539540541

-70,6

-

(512)(513)(514)

2.03. táblázat (folytatás). Keménység-összehasonlító táblázatRm N/mm2 HV HS HB HRB HRC

179018001810

544547550

--

71,5

(517)(520)(523)

52

182018301840

553556559

---

(525)(528)(531)

184518501860

560561564

72,4--

(532)(533)(536)

53

187018801890

567570572

-73,3

-

(539)(542)(543)

190019101920

575578580

--

74,1

(546)(549)(551)

54

193019401950

583586589

---

(554)(557)(560)

195519601970

590591594

75,0--

(561)(562)(564)

198019901995

596599600

--

75,8

(567)(569)(570)

55

200020102020

602605607

---

(572)(575)(577)

203020402050

610613615

76,6--

(580)(582)(584) 56

206020702080

618620623

-77,4

-

(587)(589)(592)

209021002105

626629630

--

78,2

(595)(598)(599)

211021202130

631634636

---

(600)(602)(604)

214021452150

639640641

-78,9

-

(607)(608)(609)

57

216021702180

644647650

--

79,5

(612)(615)(618)

21902200

653655675

---

(620)(622) 58

59698720745

83,2-

86,1

606162

773800829

-89,591,7

636465

864900940

92,894,796,6

666768

21

2.01.07. Bemetszett próbatest ütővizsgálataEz a vizsgálat a szerkezeti anyagok szívósságának aleggyakrabban alkalmazott meghatározási módsze-re. A vizsgálat lényege, hogy egy ingás ütőmű se-gítségével egyetlen ütéssel eltörnek egy hasáb alakúbemetszett próbatestet.

A szabványosított próbatest hossza 55 mm, kereszt-metszete 10x10 mm. A bemetszést a próbatest kö-zepén készítik el, 2; 3 vagy 5 mm mélyen, melyneka szélessége 2 mm és lekerekítési sugara 1 mm.

A vizsgálathoz ingás ütőművet, ún. Charpy-féle in-gát használnak, amelyet 100; 150; 300 és 750 Nmmaximális törési munka kifejtésére alkalmas nagy-ságokban gyártanak.

Az ütőmű vázlatos rajzát a 2.30. ábra szemlélteti.

2.30. ábra. Az ütőmű vázlatos rajza

Leggyakrabban a 300 Nm energiájú (Gho), 5-7 m/ssebességű ütőműveket használják. A próbatestet azütőmű támasztó bakjára úgy helyezik fel, hogy abemetszés középvonala az ütés síkjába essék, de azütés a próbatestet a bemetszéssel ellentétes oldalánérje. A próbatest felhelyezését a 2.31. ábra mutatjabe.

2.31. ábra. A próbatest felhelyezéseAz ingát αo = 160o-os szöggel kilengetik és ho ma-gasságban rögzítik. Ebben a helyzetben az inga Ghopotenciális energiával rendelkezik. Ha az ingát ki-oldják, az az útjába eső próbatestet eltöri, amire e-nergiájának egy részét elhasználja, míg a megma-radó rész az ingát tovább lendíti a másik oldalra h1magasságra, ahol az inga potenciális energiája Gh1.A próbatest eltörésére felhasznált ütőmunka a kétpotenciális energia különbsége.

( ) .NmhhGGhGhEEA 1o1o1o −=−=−=

Az inga szárához egy mutató van erősítve. Ez a mu-tató mozgása közben maga előtt tol egy szabad mu-tatót, amely az inga h1 magasságának megfelelőhelyzetben áll meg és az alatta levő skálán köz-vetlenül kijelzi az elhasznált ütőmunka nagyságát.

Az ütésre fordított munkát közvetlenül – ütőmun-kaként (dimenziója Nm), vagy az eltört kereszt-metszetre vonatkoztatva - fajlagos ütőmunkaként(dimenziója Nm/cm2), adják meg, melyek fizikaitartalma lényegében nem tér el egymástól. Egymás-hoz való viszonyuk azonos próbatestek esetén ál-landó. Az ütőmunka és a fajlagos ütőmunka nagy-ságát nagyban befolyásolja a bemetszés. Ezért azütőmunka mellett meg kell adni a próbatest típusátis.

2.01.08. FárasztóvizsgálatIsmétlődő igénybevétel esetén, ha az ismétlődésekszáma elég nagy, a szerkezeti alkatrészek a fo-lyáshatárnál sokkal kisebb értékű csúcsfeszültségesetén is tönkremennek. Ezt a jelenséget kifáradás-nak, a törést pedig fáradttörésnek nevezik. Ezen atörési felületen két jól megkülönböztethető zóna ta-lálható. Az egyik aprószemcsés, majdnem sima,kagylós jellegű, ahol a szétválás lassan, fokozato-san jött létre. A töret ezen része külső vagy belsőapró repedésekből indul, amelyek az igénybevételalatt fokozatosan terjednek, összeérnek, így a hasz-nos keresztmetszet folyamatosan csökken. Ebbőlkifolyólag a névleges feszültség állandóan növek-szik és amikor meghaladja az anyag határfeszültsé-gét bekövetkezik a végső törés. Ez a törési felületdurvaszemcsés, kristályos, hasonló a rideg anya-goknál a nyugvóigénybevétel hatására létrejövő tö-réshez. A két törési zóna nagysága és egymáshozvaló viszonya igen sok tényezőtől függ, mint pl. aterhelés nagyságától és módjától, az anyag homoge-nitásától, a feszültséggyűjtő-hatásoktól stb. Egypéldát a 2.32. ábra mutat be.

a – a kifáradás okoztatörési felület, szerke-zete finomszemcsés

b – a végső törési fe-lület, szerkezete dur-vaszemcsés

2.32. ábra. Fáradttörés egy lehetséges alakja

22

Ismétlődő igénybevételnél a fáradttörést kiváltó fe-szültség nagysága és az ismétlődések száma közöttszoros összefüggés áll fenn, amelyet az ún. Wöhler-görbével (2.33. ábra) szokás ábrázolni

N

σσσσN

2.33. ábra. Wöhler-görbe

Ha csökken az Fmax és vele együtt a σmax, a törésmind később következik be. Azt a legnagyobb fe-szültséget, amely végtelen számú ismétlődés eseténsem okoz törést, kifáradási határfeszültségnek vagydinamikus szilárdságnak nevezik. A jele σD és azennek megfelelő legkisebb ismétlődési szám azismétlődési határszám – ND. Véges, azaz korlátozottismétlődési számnál, amely N < ND, a törés a határ-feszültségnél nagyobb σN > σD értéknél következikbe, amelyet véges vagy korlátozott határfeszült-ségnek vagy korlátozott dinamikus szilárdságnakneveznek, melynek nagysága a következő összefüg-gésből számítható:

.constNN mND

mD =σ=σ

Az m kitevő értéke az anyagtól függ, acéloknálm = 6.

A Wöhler-görbe megrajzolásához szükséges jel-lemzők ún. fárasztógépek alkalmazásával kaphatók,amelyekkel meghatározott ismétlődő igénybevétel-nek teszik ki a próbatesteket, amíg a fáradttörés benem következik. Általában 10 próbattestet vizsgál-nak fokozatosan csökkentett maximális terheléssel,amíg a dinamikus szilárdságig el nem érnek.

2.02. HIBAKERESŐ VIZSGÁLATOKEzek nem roncsoló vizsgálatok, ezért kész vagy fél-kész árúk hibáit, folytonossági hiányait, szemmelnem észlelhető mikrorepedéseit hívatottak felderíte-ni. A vizsgálatok megkezdése előtt az ellenőr min-dig szemrevételezi a darabot, mert gyakorlott szak-ember apró utaló jelekből már következtet a megle-vő hibákra. A nem roncsoló, hibakereső vizsgálatokkét csoportba sorolhatók:1. felületi repedések kimutatására szolgálókra és2. belső folytonossági hibák felderítésére szolgá-

lókra.

2.02.01. Mágneses repedésvizsgálatFerromágneses anyagok felületi repedéseinek felde-rítésére ez a leggyakrabban használt módszer. Ki-mutatja a tárgy felületéről kiinduló vagy annak kö-zelébe hatoló, szabad szemmel nem látható repe-déseket. Az eljárás lényege az, hogy a vizsgálandótárgyat felmágnesezik és a mágneses erővonalakkalátjárt felületre kolloidális finomságú ferromágnesesanyagot szórnak. A mágneses erővonalak a fémbennagyjából párhuzamosan haladnak, de a repedés di-amágneses jellege miatt annak határán kilépnek alevegőbe és ott szórt mezőt képeznek, melynek e-rővonalai mintegy áthidalják a repedést és maguk-hoz vonzzák a ferromágneses porszemcséket, ígyazok a repedés felett összesűrűsödve jelzik a repe-dést. Ez a jelenség csak akkor mutatkozik, ha a re-pedés merőleges az erővonalakra. Ebből követke-zik, hogy a vizsgálandó tárgyat legalább két, egy-másra merőleges irányú mágneses mezővel kellgerjeszteni. A mágnesezés elvégezhető állandómágnessel, egyenárammal vagy váltóárammal. Avizsgálat eredményének a helyes kiértékelése igennagy gyakorlatot igényel, mert kisebb felületi hibákis okozhatnak torlódásokat, amelyeket tudni kell ki-szűrni.

Néhány mágnesezési módot a 2.34. ábra érzékeltet.

a) b)

c) d)2.34. ábra. Mágnesezési módok:

külsőgerjesztés tekerccsel (a), rúdonközvetlenül (b), állandó mágnessel (c), csövön

kábellel átvezetett egyenárammal (d)

2.02.02. Radiografiai vizsgálatokEzeket a hibakereső vizsgálatokat röntgensugarak-kal végzik kész alkatrészek belső folytonossági hiá-nyainak kimutatására. A vizsgálat alapja az, hogyaz igen kis hullámhosszú röntgensugarak az anya-gon áthaladva abban különböző mértékben nyelőd-nek el. Az így átvilágított tárgy hátlapjára helyezettérzékelő ernyőn vagy filmen a tárgy képe világo-sabb a nagyobb sugárerősség miatt, míg a folyto-nossági hibák helyén sötétebb foltok jelennek meg.A vizgálat általános elrendezését a 2.35. ábra mu-tatja be.

23

2.35. ábra. A röntgensugaras-vizsgálat elrendezése

A röntgen sugárnyaláb útjába helyezett tárgy a su-garak egy részét elnyeli, egy másik részét szétszórjaés csak a megmaradó rész távozik a tárgy hátlapján.Minél kisebb a sugarak hullámhossza, annálkönnyebben hatolnak át a tárgyakon, viszont a na-gyobb hullámhosszúak jobb kontrasztot adnak a fil-men, tehát könnyebben értékelhetők. Ezért a vizs-gálatnál a tárgy vastagsága alapján kell kiválasztania sugarak hullámhosszát. Mivel a belső hiányos-ságok helyén való áthaladáskor a sugárgyengüléskisebb, ezért itt sötétebb foltok jelennek meg a fil-men. A sugárkontraszt annál nagyobb, minél na-gyobb a hiba sugárirányú mérete, így ez a vizsgálatcsak a sugárzással közel párhuzamos repedéseketmutatja ki.

A röntgenvizsgálat hibakimutatása ritkábban fluo-reszkáló ernyőn történik, főleg könnyűfémek vizs-gálatánál.

2.02.03. IzotópvizsgálatRadiografiai vizsgálatokhoz röntgensugarakon kí-vül használnak még gammasugarakat is, amelyekettermészetes és mesterséges radioaktív anyagok bo-csátanak ki. A gammasugár vizsgálatokhoz mindigmesterséges radioaktív izotópokat használnak. E-lőnyük, hogy a szükséges nagyságú aktivitással ál-líthatók elő, és hogy viszonylag kis méretűek, ígyolyan szűk helyre is eljuttathatók, ahová röntgen-csővel beférni nem lehet; továbbá, hogy nincsenekáramforráshoz kötve, ezért tetszőleges helyen is fel-használhatók átvilágításra. Az anyagvizsgálatnálleggyakrabban használt izotópok a Co-60 és az Ir-192. A radioaktív anyagokra jellemző az az idő, a-mi alatt az aktivitásuk a felére csökken. Ezt az időtnevezik felezési időnek. Az izotópok tehát haszná-lat nélkül a tárolás alatt is veszítenek energiájukból,

ezért bizonyos idő elteltével ki kell őket cserélni,függetlenül a használatuktól.

Az izotópos sugárvizsgálat elveiben azonos a rönt-genvizsgálattal, vagyis a vizsgálandó tárgyat a su-garak útjába, a film elé kell helyezni. A kapott fel-vétel általában kontrasztszegényebb, mint a rönt-genvizsgálatnál, ami előnyös nagy falvastagság-kü-lönbségek esetén. Izotópos vizsgálatnál ún. pano-ráma-elrendezésű felvételeket lehet egyetlen expo-zicíóval készíteni. Ezeket úgy készítik, hogy egyközéppont köré 1-2 m-es sugáron helyezik el avizsgálandó öntvényeket a vizsgált hely hátlapjárafelerősített filmekkel. A felvételnél az izotópot a tá-roló vagy munkatartályából manipulátorral kivéve aközéppontba állítják az expozíciós ideig.

Állandó sugárzásuk miatt az izotópokat gondosanel kell zárni az ún. izotóptartókban (2.36. ábra).

2.36. ábra. Izotóptartó lehetséges megoldása

Ezek rendszerint ólomból készült gömb alakú tar-tályok, amelyeknek közepén helyezkedik el a su-gárzó izotóp. Az izotópos vizsgálatoknál fokozottmértékben kell betartani a sugárvédelmi előírá-sokat.

2.02.04. UltrahangvizsgálatAz ultrahangvizsgálat nyomáshullámok terjedésétés a közeg határfelületeiről való visszaverődéséthasználja fel belső folytonossági hiányok, repedé-sek, záródmányok felderítésére. Az ultrahang a hal-lásküszöbnél nagyobb frekvenciájú (0,25...20 MHz)hullámmozgást jelent. Az ultrahangrezgések acél-ban 5920 m/s sebességgel terjednek, így alkalmasakigen vastag fémtárgyak vizsgálatára is. Levegővagy nemfémes záródmányok az ultrahanghullá-mok számára olyan nagy akadályt jelentenek, hogyazok felületéről teljes egészükben visszaverődnek.

24

Ebből kifolyólag a hullámokra merőlegesen elhe-lyezkedő 1 µm vastagságú repedés is kimutatható.

Az ultrahanghullámokat a piezo-elektromosság fel-használásával állítják elő. A piezo-elektromos kris-tályoknak az a tulajdonsága, hogy változó elektro-mos tér hatására térfogatukat változtatják, így az e-lektromos hullámokat mechanikai rezgésekké lehetátalakítani. Ez a hatás megfordítható, vagyis a me-chanikus rezgésbe hozott kristály meghatározottfrekvenciájú elektromos hullámokat kelt.

Ultrahangvizsgálatokra általában kvarckristályokathasználnak. A megfelelően kimetszett kristálylapotaz ultrahangvizsgálófejbe építik, ezt nagyfrekven-ciájú árammal rezgésbe hozzák, melyet víz vagyolaj közvetítésével átadnak a vizsgálandó tárgynak,melyben a hosszirányú (longitudiális) ultrahang-hullámok majdnem párhuzamos irányban terjednek.A tárgyon áthaladó hullámok vevőfejjel foghatókfel, amely megegyezik az adófejjel, csak a feladatafordított. A tárgytól átvett mechanikus rezgéseketelektromos rezgésekké alakítja, melyek egy erősí-tőn áthaladva katódcsőbe jutnak, amely lehetővéteszi a folytonossági hibák észlelését.

Az ultrahangvizsgáló-berendezés elrendezési elvéta 2.37. ábra szemlélteti.

2.37. ábra. Ultrahang-vizsgáló berendezés elrendezése

Az ultrahangvizsgálatoknál két alapvető eljárás ala-kult ki:• átsugárzásos eljárás és• impulzus-visszhang eljárás.

Az elsőnél két azonos fejre, míg a másiknál csakegyetlen fejre van szükség, ezért ez a módszer ter-jedt el. Vizsgálatnál a fej 4-5 hullámot bocsát ki,ezután pedig mint vevőfej dolgozik. Ez az eljárástulajdonképpen az ultrahanghullámok megtett útjátméri, ezért egyaránt megfelel a hiba helyének ameghatározására és bármilyen fémes test vastag-ságának a mérésére is. A 2.38. ábra egy folytonos-sági hiba impulzusvisszhang eljárással való megha-tározását mutatja be.

2.38. ábra. Folytonossági hiba meghatározása

Az ultrahangvizsgálatnál alkalmazott frekvencia-számot a vizsgált anyag minősége határozza meg.Ma már az ultrahangvizsgáló-berendezést számító-géppel kötik össze, így a vizsgálat eredménye ka-tódcső helyett a monitor képernyőjén jelenik meg,ami megkönnyíti a kiértékelést, de a helyes kiér-tékelés még így is igen nagy gyakorlatot és szak-tudást igényel.

2.03. TECHNOLÓGIAI PRÓBÁKA technológiai próbák az anyagok megmunkálha-tóságának ellenőrzésére szolgálnak olymódon, hogyaz anyagban előidézik a megfelelő műveleti eljárásalatt jelentkező alakváltozásokat. A vizsgálat leg-többször csak egy bizonyos mértékű alakváltozásrepedésmentes kivitelezhetőségének ellenőrzésébőláll.

2.03.01. Hajlító- és hajtogatópróbaA technológiai hajlítópróba lemezek és azok he-gesztett kötéseinek vizsgálatánál játszik jelentősszerepet. Lényege, hogy hengeres vagy hasáb alakúpróbatestet hajlítóberendezésben a 2.39. ábra sze-rint úgy hajlítanak meg, hogy a szárak középvonalaegy síkban maradjon.

25

2.39. ábra. Technológiai hajlítópróbaA repedés nélkül elérendő α - hajlásszög nagyságátszabvány írja elő. Az igénybevétel nagyságát a haj-lítótüske D átmérőjének a lemez a vastagságáhozvaló viszonya szabja meg. A szabvány által meg-határozott D = na összefüggésben az n = 0,5…3értékek között változhat.A vizsgált anyag alakváltozó képességének a mérő-száma a Tetmayer-féle hajlítási szám, amelyet ahajlításban résztvevő szélső szál fajlagos nyúlása admeg. A 2.40. ábra alapján:

2.40. ábra. A Tetmayer-féle szám meghatározása

A semleges szál hossza, amely a hajlítás alatt nemváltozik: ϕ= rlo .

A szélső szál hossza: .2arl1 ϕ

+=

A szélső szál fajlagos nyúlása: %.100l

llo

o1 −=δ

Behelyettesítve az lo és l1 értékét az előbbi egyen-letbe:

%,100r

r2

ar100

r

r2ar

ϕ

ϕ−ϕ+ϕ=

ϕ

ϕ−ϕ

+

=δ

%.ra50=δ

ahol:a – a próbatest vastagsága,r - a semleges szál hajlítási sugara: .2aDr +=

A hajtogató viszgálatot úgy végzik, hogy a huzaltvagy a lemezcsíkot felváltva két irányba 90o-ra haj-lítják és a törésig elviselt hajtogatásokat megszám-lálják. Egy hajtogatásnak számít egy 90o-os le- ésvisszahajlítás. A 2.41. ábrán látható huzalhajtogatóberendezés D és c mérete a huzal d átmérőjének(ill. a lemez vastagságának) nagyságától függ és aD általában D = 4d…6d határok között mozog.Sodronykötelek és d ≤ 3 mm átmérőjű huzalokvizsgálatánál D = 5 mm, vastagabb huzaloknálD = 10 mm legömbölyítéssel rendelkező befogó-lapokat használnak.

2.41 ábra. Huzal- és lemezhajtogatóberendezés vázlata

2.03.02. Mélyhúzó próbaVékony (0,5…2 mm) lemezek mélyhúzással valóalakításánál a lemez anyagában igen nagyfokú kép-lékeny alakváltozások jönnek létre, amelyet csakolyan anyag visel el, amelynek sok csúszósíkja van.Ilyenek a szabályos tér- vagy lapközpontos kris-tályrendszerben kristályosodó színfémek és szilárdoldatok. Ezért mélyhúzásra legalkalmasabb a sárga-réz, réz, alumínium, a tiszta lágyacél és meghatá-rozott összetételű Cr-Ni acél.

Vékony lemezek mélyhúzhatóságának vizsgálatáraaz Erichsen-próba szolgál, amely a 2.42. ábrán lát-ható szerszámban a mélyhúzást utánzó műveletteltörténik.

26

2.42. ábra. Az Erichsen-próba sémája

A húzógyűrű és a ráncfogó sima felületei közéegészen kis hézaggal fogják be a mindkét felületénjól bezsírozott 70 mm széles lemezdarabot, amelyeta nyomótüskével gömbsüveg alakúra nyomnak ki.Amélyhúzhatóság mértéke az Erichsen-szám, azaz aberepedésig elért h húzási mélység mm-ben. Ez aszám a lemezvastagsággal nő, ezért vizsgálatkor akapott érték mellett fel kell tüntetni a vizsgált lemezvastagságát is.

2.04. SZIKRAPRÓBAA szikrapróba vasötvözetek – acélok és öntöttvasakgyors minőségi ellenőrzését teszi lehetővé, bár azösszetétellel kapcsolatos eredmény csak hozzáve-tőleges. A próbát köszörüléssel végzik és a kapottszikrakéve alapján állapítják meg az anyag fajtájátés minőségét. Ismert összetételű összehasonlító eta-lonok segítségével pontosabb eredmény kapható.Az összehasonlításnál figyelni kell a szikrakévenagyságát, alakját, a sugárvégződéseket és az egy-másból kiágazó szikrákat. A szikrapróbák használ-hatóságát a 2.04. táblázat tartalmazza.2.04. táblázat. A szikrapróbák használhatóságaC-acélok 0,2% C-különbségek könnyen becsülhetők.Ötvözöttacélok

Nagy C-tartalom és az ötvözőelemek megne-hezítik némely ötvözőelem felismerését.

Mn

Csak angyobb mennyiségben ad jól felismer-hető szikraképet. A kemény Mn-acél könnyenmegkülönböztethető az austenites Cr-Ni-acé-loktól.

Si és V Kimutatása bizonytalan.

Cr és Ni Csak nagyobb koncentrációban ismerhető fel,akkor is a C-tartalom függvényében.

W Csak 0,5% felett ismerhető fel.

Mo Könnyen felismerhető, de mennyisége alig be-csülhető. Cr, Ni és C zavarják a becslést.

Néhány acél szikraképét a 2.43. ábra szemlélteti.

6.

2. 3. 4. 5.

7. 8. 9. 10.

1.

2.43. ábra. Néhány acél szikraképe1-puha C-acél, 2-középkemény C-acél, 3-kemény C-

acél, 4-Mn-acél, 5-rozsdamentes acél, 6-Cr-Vszerszámacél, 7-gyorsvágó acél, 8-keményfém,

9-szürkeöntvény, 10-temperöntvény

2.05. KORRÓZIÓS VIZSGÁLATOK2.05.01. A korrózió fogalma és fajtáiKorrózió alatt a fém és a környező közeg kölcsön-hatásából keletkező olyan kémiai vagy elektroké-miai folyamatot értenek, amely a fémen meghatá-rozott roncsolást idéz elő. A korróziónak több faj-tája ismert.

A fémek roncsolódását okozó hatások jellege sze-rint, a korrózió lehet kémiai, elektrokémiai vagyfeszültség-korrózió.A kémiai korrózió elektrolit nélkül játszódik le, a-mely a fémnek gázzal vagy dielektrikus folyadék-kal (pl. benzinnel) való érintkezésekor jelentkezik.A közvetlen oxidáció útján végbemenő korróziórendszerint nagyobb hőfokon oxidréteg képződéseközben folyik le. A vas és acél nedves levegőnvagy oxigéntartalmú vizes oldatban kialakuló kor-rózióját rozsdásodásnak nevezik, melynek termékea rozsda (vasoxid, ill. vashidroxid).

27

Az elektrokémiai korrózió mindig elektrolit jelen-létében folyik le és legfontosabb jellemzője, hogy afém ionjai az elektrolitba oldatba mennek. A féma-tomok oldódása közben azok az oldatba ment ionja-iktól szétválnak és ezáltal egy ún. elektropotenciálkeletkezik. Az elektropotenciált a hidrogénhez vi-szonyítva mérik. Két különböző elektropotenciállalrendelkező fém galvánelemet hozhat létre, amely-nek a korróziónál igen nagy szerepe van. A 2.05.táblázat néhány fém elektropotenciáljának nagysá-gát tartalmazza.2.05. táblázat. Néhány fém elektropotenciálja

Fém-ion Potenciál Fém-ion PotenciálLi+ +2,96 Ni++ +0,23K+ +2,92 Sn++ +0,14Ca++ +2,90 Pb++ +0,12Na+ +2,71 Fe+++ +0,045Mg++ +2,40 Cu++ -0,34Al+++ +1,70 Cu+ -0,47Zn++ +0,76 Ag+ -0,80Cr++ +0,56 Pt++++ -0,86Fe++ +0,44 Au+ -1,50

Az elempárnál a nagyobb potenciállal rendelkezőfém lesz az anód, így az fogja az elektronjait leadni,tehát korrózió esetén mindig az anódos rész roncso-lódik.

Elektrokémiai (galván) korrózió keletkezik ha kétkülönböző elektropotenciájú fém érintkezik és felü-letüket elektrolitként ható folyadék fedi.

A feszültségkorrózió az elektrokémiai korróziónakegy fajtája, amelynél az anódos anyagrész oldását akétféle fém érintkezési helyén valamilyen feszült-ség olyan keskeny felületre koncentrálja, hogy amegtámadott anyagrész felületén hajszálrepedésvagy mélyébe hatoló rés keletkezik, amely roha-mosan növekszik és rövid idő alatt az anyag teljesvastagságán átérő repedéssé fokozódhat.

A korrózió helye és kiterjedése alapján megkülön-böztethető: felületi korrózió, amely a tárgy felületé-nek nagyobb részére kiterjed, és helyi korrózió, haaz a fémnek egy-egy kisebb felületére koncentráló-dik és ott hatol a mélybe.

Meg szokták különböztetni a makrokorróziót, a-mely két különböző fém érintkezésénél keletkezik amikrokorróziótól, amely a mikroszkópi szövetképenlátható különböző fázisok potenciálkülönbsége mi-att lép fel.

Interkrisztallin (szemcsehatár) korróziónak hívják akorróziót akkor, ha az csak a szemcshatárokon el-helyezkedő atomokat roncsolja. Helyi mikrokorró-zió a transzkrisztallin korrózió, amely nem a szem-csék határain hat, hanem azokon keresztülvágva

megy végbe. A korrózió e két formája a feszültség-korróziónál fordulnak elő.

Ha a korrózió lefolyása folyadékban megy végbe, aneve folyadékkorrózió, ha pedig légköri viszonyokmellet alakul ki, akkor atmoszférikus korróziórólvan szó. Vízpára-korrózió keletkezik, ha azt a fémfelületére lecsapódott vízgőz okozza, és gázkorró-zió amikor azt gázok váltják ki. A talaj hatására ta-lajkorrózió jelentkezik, míg a kóboráram-korrózióta földzárlatból eredő kóbor áramok okozzák.

Egy fémnek a korrózióval szemben való viselkedé-se lehet aktív vagy passzív. Aktívnak nevezik a fémfelületi állapotát akkor, ha egy bizonyos közegbenkönnyen korrodál. Passzív a fém felülete akkor, haegy bizonyos közegben nem alakul ki rajta korrózi-ós roncsolódás.

2.05.02. Felületi korróziós vizsgálatokA fémek felületi korrózióval szembeni ellenálló ké-pességét kétféle módszerrel szokták vizsgálni:

Légköri korróziós vizsgálat, melynek során igenhosszú ideig (évekig) vizsgálják a légköri viszo-nyoknak kiett, különféle felületi védelemmel ellá-tott próbatestek felületének a változását. A próba-testek rendszerint 100x200 mm-es lemezek, ame-lyeket porcelán csigák közé fogva, déli irányba for-dítva 45o-os lejtéssel megfelelő tartóállványra he-lyeznek. Meghatározott időközökben a lemezek fe-lületét megvizsgálják elszíneződésre, rozsdásodás-ra, korróziós termékekre, a károsodások mélységé-re, valamint mikroszkópi és szilárdsági tulajdonság-változásokra. A kapott eredmények megbízhatóak.

Laboratóriumi gyorsított vizsgálat, amelyet folya-dék alatt végeznek. E módszernél a próbatestet fo-lyadékba merítik, amelyben megfelelő módon moz-gatják, hogy az állandóan ki legyen téve a folyadékhatásának.

2.44. ábra. Folyadékkorróziós vizsgálatgáztelítéssel (a), csak mozgatással (b)

28

A korróziós hatás fokozására a folyadékba levegőtvagy más gázt is szoktak vezetni. A vizsgálatokhoza 2.44. ábrán látható berendezéseket használják.

A korrózió hatásának értékelésére a korróziónak ki-tett lemezek időbeli súly- vagy méretváltozása szol-gál.

2.05.03. Szemcsehatár-korrózió vizsgálataEzt a vizsgálatot gyorsított módszerrel végzik. Apróbatesteket olyan oldatban (pl. kénsav és rézszul-fát vizes oldatában) főzik, amely a szemcshatár-korróziót viszonylag rövid idő (10...72 óra) alatt ki-váltja. A korrózió hatásának értékelése mikroszkópiés szilárdsági vizsgálatokkal történik. Így szoktákvizsgálni pl. a 18/8 austenites CrNi acél interkrisz-tallin korrózióra való hajlamát.

2.05.04. Feszültségkorrózió vizsgálataA fémek feszültségkorrózióra való hajlamát úgyvizsgálják, hogy a próbatesteket előfeszített álla-potban teszik ki különböző korróziós hatásoknak.Egy ilyen berendezést szemléltet a 2.45. ábra. En-nél a berendezésnél a folyadékba mártott próbates-tekre változó nagyságú hajlítónyomatékot lehet ki-fejteni egy karon eltolható súllyal. A berendezés al-kalmas arra, hogy azonos anyagnak, azonos körül-mények között, különböző feszültséggel szembenvaló viselkedését kimutassa.

2.45. ábra. Feszültségkorróziós vizsgálat

A feszültségkorróziós vizsgálatok értékelése az időfüggvényében bekövetkező károsodás, repedésmé-lyülés alapján történik. A feszültségkorróziót általá-ban az jellemzi, hogy az anyag feszültséggel terheltrészében mindenütt megindul a szemcsehatárokonés a feszültség nagyságával arányosan halad a

mélybe az arra legalkalmasabb, legérzékenyebb he-lyeken.

Egy hegesztett varrat okozta zsugorodási feszült-ségmezőben keletkezett feszültségkorróziós repedé-sekkel teli próbatestet mutat be a 2.46. ábra. Azábrán jól látható, hogy a repedések mélybehatolásaa zsugorodási feszültségek nagyságát követi.

2.46. ábra. Lágyacél feszültségkorróziós repedései egyhegesztett varrat zsugorodási feszültségmezejében

2.06. SZÖVETSZERKEZET-VIZSGÁLATFémes anyagok szövetszerkezetét fémmikroszkóp-pal vizsgálják. Van makroszkópos és mikroszkóposvizsgálat. A vizsgálatot próbadarabon végzik, mely-nek mérete a vizsgálat céljaihoz igazodik, felületeáltalában 1…3 cm2.

Makroszkópos vizsgálatnál a nagyítás 5…30-szo-ros. A vizsgálat megfelelő nagyítóval vagy mik-roszkóppal történik. Főleg öntött, hengerelt, sajtoltés kovácsolt munkadarabok vizsgálatára alkalmaz-zák. A próbadarabot a vizsgálathoz elő kell készí-teni, ami csiszolásból és valamilyen sav vagy sóoldatával való maratásból áll. Ezzel a vizsgálattalaz öntött daraboknál megállapíthatók a különbözőüregek és záródmányok, míg a hengerelt, kovácsoltés sajtolt daraboknál a szálak iránya.

Mikroszkópos vizsgálatnál a nagyítás 50…1500-szoros. A vizsgálatot kizárólag fémmikroszkóppalvégzik, amely fényvisszaverődéssel működik. Apróbadarabot itt is elő kell készíteni a vizsgálathoz.Az előkészítés egyre finomabb szemcséjű csiszoló-papírral való csiszolással kezdődik. A lecsiszolt fe-lületet gondosan meg kell tisztítani. Utána követke-zik a fényesítés (polírozás) és végül a maratás, ame-lyet megfelelő maratószerrel végeznek. Maratószerlehet sav, bázis vagy só meghatározott összetételűoldata. Ennek kiválasztása a vizsgált anyag fajtájá-tól függ.

29

2.47. ábra. Összehasonlító méhsejtminták aszemcsnagyság meghatározásához

A maratás célja, hogy a szövetszerkezet egyes al-kotói elveszítsék a fényüket és a szemcsék élesebbkörvonalat kapjanak. A próbatest csiszolt és kima-ratott felületére eső fénysugarakból, amelyek fémesfelületekre (ezekre a maratószer nem hatott) esnek,teljes egészében visszaverődnek, míg azok, ame-lyek matt felületekre (ezek a maratószer hatása kö-

vetkeztében rücskössé váltak) esnek, csak részbenverődnek vissza és ezért a mikroszkóp szemlen-cséjében fekete foltok alakjában jelennek meg.Ennek köszönhetően a szövetszerkezet egyes ele-mei egymástól jól megkülönböztethetőek. A szem-lencsében megjelenő képet le is lehet fényképeznivagy kivetíteni.A kapott kép segítségével meghatározható a szem-csenagyság. Az acélok szemcsenagyságának méré-sét szabvány határozza meg. Leginkább az ameri-kai, anyagvizsgálatokra érvényes ASTM szabványtalkalmazzák, amely a szemcsenagyság alapján tízfokozatot különböztet meg. A 100-szoros nagyí-tással kapott mikroszkópi képet mintákkal (2.47.ábra) hasonlítják össze s ennek alapján határozzákmeg a szemcsenagyságot. A szabvány minden fo-kozatra meghatározza az 1 mm2-re és az 1 mm3-reeső átlagos szemcseszámot (2.06. táblázat).2.06. táblázat. Acélok szemcsenagysága

SzemcseszámSzemcse-nagyság

jelzőszámamm2-enként

mm3-enként

Egy szemcse átmé-rőjének átlagértéke

mm-ben

1 16 45 0,252 32 128 0,183 64 360 0,1254 128 1020 0,0915 256 2900 0,0626 512 8200 0,0447 1024 6500 0,0328 2048 23000 0,0229 4096 185000 0,016

10 8200 520000 0,011