Kompatibilita výsledků hodnocení mechanických vlastností konstrukčních materiálů

Ing. Pavel KONOPÍK

Disertační práce

The Compatibility of the Results of the Evaluation of Structural Materials´ Mechanical Properties

Anotace:

Tato práce se zabývá určováním empirických korelačních vztahů mezi mechanickými charakteristikami získaných pomocí standardních mechanických zkoušek a pomocí zkušebních technik, umožňujících získat charakteristické mechanické vlastnosti konstrukčních materiálů za pomoci malého objemu zkušebního materiálu. Jedná se především o zkoušky Small Punch Test (SPT), Mikro-tahové testy (M-TT) a zkoušky rázem v ohybu s použitím mini-Charpy těles. Pomocí těchto zkušebních metod lze měřit aktuální mechanické vlastnosti za účelem odhadu zbytkové životnosti, např. provozovaných komponent (zejména v energetickém odvětví). Díky velmi malým rozměrům lze měřit lokální vlastnosti materiálů z míst, která jsou pro porušení součástí kritická, např. přechodové oblasti u svarových spojů. Další uplatnění těchto metod je všude tam, kde je akutní nedostatek experimentálního materiálu zkoušky malých součástek nebo vzorků po termofyzikální simulaci. Rešeršní část se zabývá zkouškami tahem, rázem v ohybu, lomové houževnatosti a technikami zkoušení miniaturních těles (SPT, M-TT a testy na mini-Charpy tělesech). V krátkosti je vysvětlena jejich důležitost a historické pozadí těchto zkoušek. Účelem teoretické části je popsat tyto zkoušky s důrazem na měření hodnot, které budou vůči sobě korelovány. Pro splnění cíle práce bylo v experimentální části naměřeno velké portfolio zkušebních těles pro 19 materiálů a je diskutována oblast použitelnosti technik umožňující získat charakteristické mechanické vlastnosti za pomoci malého objemu zkušebního materiálu.

Abstract:

This thesis deals with the determination of empirical correlations between mechanical characteristics obtained using standard mechanical testing and miniature testing techniques. Miniature testing techniques enable to measure the characteristic mechanical properties of structure materials using a small amount of experimental material. These testing techniques include mainly Small Punch Test (SPT), Micro-Tensile test and mini-Charpy impact test. They enable to measure current mechanical properties in order to estimate the residual service life, e.g. as regards components in service (especially in the power industry). Due to small dimensions, local characteristics of material can be measured from locations which are critical for the damage of components, e. g. heat affected zones in weld joints. These methods are also used in the cases when there is a lack of experimental material the tests of small components or samples after thermo-physical simulation. The theoretical part deals with the tensile test, Charpy impact test, fracture toughness test and miniature testing techniques (SPT, M-TT and mini-Charpy test). The importance and historical background of these tests are briefly explained. The objective of the theoretical part is to describe these types of tests focusing on the characteristic values which will be correlated. To achieve this objective, a large scope of specimens was measured for nineteen materials in the experimental part. Consequently, the applicability of the techniques enabling to determine characteristic mechanical properties using a small amount of experimental material is discussed.

Klíčová slova

Zkouška tahem, zkouška rázem v ohybu, lomová mechanika, Small Puch test, Mikro-tahové testy, mechanické vlastnosti

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 2. 2014

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 23. 6. 2014

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Materiálové inženýrství a strojírenská metalurgie