Aplikace miniaturizovaných zkušebních těles při hodnocení mechanických vlastností a odolnosti proti křehkému lomu

Ing. Eva CHVOSTOVÁ

Doctoral thesis

Use of subsize specimens for evalution of mechanical properties and resistance to brittle fracture

Abstract:

Předkládaná práce se zabývá dalším rozvojem použití miniaturizovaných vzorků pro posouzení mechanických vlastností materiálu. Tyto testy jsou používány v případě malého objemu experimentálního materiálu, jako je například vývoj nových materiálů, hodnocení materiálů vyrobených extrémní plastickou deformací, či určení míry degradace provozovaného zařízení za účelem odhadu zbytkové životnosti. Metoda semi-destruktivních odběrů spočívá v šetrném odebrání minimálního množství materiálu bez ovlivnění odebíraného materiálu a bez dalších nutných oprav funkčního komponentu. Penetrační zkouška (SPT) je používána k vyhodnocení vlastností pro tyto aplikace, ale vzhledem k její hlavní nevýhodě - nutnosti definované korelace mezi SPT zkouškami a reálnými testy pro všechny uvažované aplikace, jsou vyvíjeny metody alternativní. Znalost korelace může být v mnoha případech obtížná nebo přímo nemožná, proto jsou nově vyvíjené metodiky, které používají miniaturizované standardní zkušební vzorky. Předložená práce porovnává výsledky získané s použitím metod SPT a aplikovaných / vyvinutých miniaturních zkušebních těles s výsledky standardních vzorků v oblasti zkoušek tahem, zkoušek rázem v ohybu, vysoko cyklové únavy a zkoušek tečení. Použité experimentální materiály pro vývoj / ověřování metod jsou oceli používané v energetice. Některé z nich jsou zkoumány ve stavu po provozu. Výsledky testů SPT neposkytly spolehlivé výstupy, zatímco použití miniaturizovaných vzorků přineslo velmi dobré výsledky ve srovnání s výsledky standardních zkoušek a ukázalo další směry vývoje v této oblasti.

Abstract:

The presented thesis deals with further development of small sized specimens techniques for mechanical properties assessment. These tests are being applied for cases when there is shortage of the experimental materials (new materials development, severe plastic deformation processes, residual service life assessment of in service components). These applications require careful experimental material removal for reliable properties determination without any negative effect on the material extracted or original component. Small punch test technique (SPT) is widely used for these applications, but due to its main drawback necessity of known correlation between the SPT tests and real tests for all considered applications that can be in many cases difficult or directly impossible, miniaturized standard sized specimen techniques are developed recently. The presented thesis investigate results obtained with the use of SPT and applied/developed mini-sized standard specimens in the field of tensile tests, Charpy impact tests, high cycle fatigue and creep tests. The experimental materials used for the development/verification of methods are steels used in power industry. Some of them are investigated also in state after the service. Results of SPT tests did not provide reliable outputs, however the miniaturized specimens yielded very good results in comparison with standard sized specimens and pointed out further development directions in the field.

Keywords

Zkouška tahem, zkouška rázem v ohybu, creep, Small Puch Test (SPT), Mikro-tahové testy (MT-T), mechanické vlastnosti

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 10. 2016

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 12. 12. 2016

University of West Bohemia

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Mechanical Engineering / Materials Engineering and Engineering Metallurgy