CZ305895B6 - Method of destructive testing base material and apparatus for making the same - Google Patents
Method of destructive testing base material and apparatus for making the same Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305895B6 CZ305895B6 CZ2011-744A CZ2011744A CZ305895B6 CZ 305895 B6 CZ305895 B6 CZ 305895B6 CZ 2011744 A CZ2011744 A CZ 2011744A CZ 305895 B6 CZ305895 B6 CZ 305895B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- hydrogen
- test
- surface treatment
- rod
- base material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém zpracování, zejména po jeho povrchových úpravách, u kterého se na konce zkušebního vzorku (8) ve tvaru písmene C působí střídavě tahem a tlakem pro jeho střídavé rozevírání a zavírání v daném rozsahu, načež se zaznamená počet cyklů zkušebního vzorku (8) do jeho trvalého porušení. Dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu, které je tvořeno vedením (15) pro uložení zkušebního vzorku (8) a dvojicí táhel (6, 9) pro připojení konců zkušebního vzorku (8), přičemž jedno táhlo (6) je propojeno se zdrojem (1) cyklického namáhání, který je tvořen elektromotorem s frekvenčním měničem (2), jehož výstup je přes klikový mechanismus (5) propojen s jedním táhlem (6).BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of destructively testing the base material of a machine component after its technological processing, in particular after its surface treatment. whereupon the number of test sample cycles (8) is recorded until its permanent failure. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out this method, which comprises a guide (15) for receiving a test specimen (8) and a pair of rods (6, 9) for connecting the ends of the specimen (8), one rod (6) being connected to a cyclic load source (1) consisting of an electric motor with a frequency converter (2), the output of which is connected via a crank mechanism (5) to a single rod (6).
Description
Způsob destruktivního zkoušení základního materiálu a zařízení k provádění tohoto způsobuMethod for destructive testing of basic material and equipment for performing this method
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém zpracování, zejména po jeho povrchových úpravách a dále se týká zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method for destructive testing of the basic material of machine parts after their technological processing, in particular after its surface treatment, and furthermore to a device for carrying out this method.
Dosavadní stav technikyPrior art
Výzkum v oblasti vlivu vodíku na vlastnosti ocelí a následných aplikacích povrchových úprav je problémem, kterému je ve strojírenské praxi věnována velká pozornost. Vyšší obsah vodíku v ocelích ovlivňuje jejich mechanické vlastnosti, a to téměř vždy negativně. Je známo, že vodík snižuje tažnost, mez pevnosti a mez kluzu. Atomární vodík rozpuštěný v oceli velmi snadno difunduje v mřížce železa a i za normální teploty, a proto může snadno dojít k nasycení oceli vodíkem i jeho úniku z oceli v závislosti na vnějších podmínkách. Při překročení kritické koncentrace může vodík vyvolat vznik trhlin nebo následně unikat při tepelném zpracování z materiálu, a projevit se tak negativně na aplikovaných povrchových úpravách na takto poškozených materiálech.Research in the field of the influence of hydrogen on the properties of steels and subsequent applications of surface treatments is a problem to which great attention is paid in engineering practice. Higher hydrogen content in steels affects their mechanical properties, almost always negatively. Hydrogen is known to reduce ductility, yield strength and yield strength. Atomic hydrogen dissolved in steel diffuses very easily in the iron lattice even at normal temperatures, and therefore the steel can easily be saturated with hydrogen and leak from the steel depending on external conditions. When the critical concentration is exceeded, hydrogen can cause cracks or subsequently escape from the material during heat treatment, and thus have a negative effect on the applied surface treatments on such damaged materials.
Vodíková křehkost je závažným problémem zejména u vysokopevnostních ocelí, které nachází uplatnění v automobilovém, leteckém a stavebním průmyslu. Vzniku vodíkové křehkosti předchází navodíkování, které může vznikat následkem různých výrobních procesů nebo korozních jevů. V oblasti povrchových úprav se na navodíkování a případném vzniku vodíkové křehkosti podílí jak předúpravy povrchu - elektrolytické odmašťování, moření a podobně, tak vlastní proces povrchové úpravy - nejčastěji galvanické zinkování. Detekce a vyhodnocení navodíkování, resp. vodíkové křehkosti se běžně provádí pomocí zkoušek mechanických vlastností, vizuálními zkouškami, analytickými metodami a především statickými zkouškami namáhání.Hydrogen embrittlement is a serious problem, especially for high-strength steels, which are used in the automotive, aerospace and construction industries. The formation of hydrogen embrittlement is preceded by hydrogenation, which can occur as a result of various production processes or corrosion phenomena. In the field of surface treatment, pre-treatment of the surface - electrolytic degreasing, pickling and the like, as well as the actual surface treatment process - most often galvanic galvanizing - contributes to the hydrogenation and possible formation of hydrogen embrittlement. Detection and evaluation of hydrogenation, resp. Hydrogen embrittlement is commonly performed by means of tests of mechanical properties, visual tests, analytical methods and, above all, static stress tests.
Napadení oceli vodíkem je častým problémem v oblasti elektrolytických procesů, resp. povrchových úprav. Vodík vzniká jak v rámci vlastních elektrolytických procesů a předúprav povrchu elektrolytické odmašťování, moření, tak při reakci kovu s vodným prostředím. Z hlediska rizika napadení materiálu vodíkem jsou ale oba děje - elektrolytický i elektrochemický - stejně významné.Hydrogen attack on steel is a common problem in the field of electrolytic processes, resp. surface treatment. Hydrogen is formed both within its own electrolytic processes and surface pretreatments by electrolytic degreasing, pickling, and during the reaction of the metal with the aqueous environment. However, both processes - electrolytic and electrochemical - are equally important in terms of the risk of hydrogen attacking the material.
Na vzniku vodíku se mohou podílet děje elektrolytické a/nebo elektrochemické. K elektrolytickému vzniku vodíku dochází vlivem působení vnějšího zdroje proudu a následné elektrolýzy prostředí. Při elektrochemických, tj. korozních dějích vzniká vodík rozpouštěním kovu. Množství vzniklého vodíku je přímo úměrné velikosti, intenzitě a délce reakce. Vzniklý atomární vodík se katalyticky spojuje do molekulárního. Vodíkové atomy se vážou chemickými vazbami na povrch kovu, kde vzrůstá jejich koncentrace a následně difundují do materiálu.Electrolytic and / or electrochemical processes may be involved in the formation of hydrogen. The electrolytic formation of hydrogen occurs due to the action of an external current source and the subsequent electrolysis of the environment. In electrochemical, ie corrosive, hydrogen is formed by dissolving a metal. The amount of hydrogen formed is directly proportional to the size, intensity and length of the reaction. The resulting atomic hydrogen is catalytically combined into a molecular one. Hydrogen atoms are bonded by chemical bonds to the metal surface, where their concentration increases and then diffuse into the material.
Rychlost difundování vodíku do materiálu závisí na intenzitě elektrolytických a elektrochemických dějů. Podmínkami pro difundování vodíku je dostatečná koncentrace a doba přítomnosti atomů vodíku na povrchu kovu a rychlost difúze vodíku do kovu. Tyto podmínky jsou funkcí pracovních parametrů elektrolytických procesů - hodnota proudové hustoty, doba pokovování, složení a teplota elektrolytu atd., vlastnostmi kovového povrchu, tj. složení materiálu, drsnost a čistota povrchu, teplené zpracování a zbytková deformace. Při elektrochemických dějích vzniká vodík na katodě, na které následně difunduje do krystalové mřížky kovu a může tak způsobit tzv. vodíkové zkřehnutí materiálu.The rate of hydrogen diffusion into the material depends on the intensity of electrolytic and electrochemical processes. The conditions for hydrogen diffusion are a sufficient concentration and time of presence of hydrogen atoms on the metal surface and a rate of hydrogen diffusion into the metal. These conditions are a function of the operating parameters of electrolytic processes - current density value, plating time, electrolyte composition and temperature, etc., metal surface properties, ie material composition, surface roughness and purity, heat treatment and residual deformation. In electrochemical processes, hydrogen is formed at the cathode, at which it then diffuses into the crystal lattice of the metal and can thus cause the so-called hydrogen embrittlement of the material.
Kromě vodíkového zkřehnutí materiálu se navodíkování může projevit vznikem tzv. zbrzděných lomů. V takových případech dochází k poškození materiálu při napětí nižším než hodnota mezeIn addition to the hydrogen embrittlement of the material, hydrogenation can manifest itself in the formation of so-called braked fractures. In such cases, the material is damaged at a stress below the limit value
- 1 CZ 305895 B6 kluzu. Atomy vodíku jsou v kovu zachycovány v tzv. vodíkových pastech - fázová rozhraní, vměstky, shluky dislokací, vakance, mikropóry, kde dochází k jejich rekombinací na molekulární vodík. Velikost molekuly vodíku je podstatně větší než velikost dvou atomů vodíku. Molekulární vodík nemůže z materiálu difundovat. Důsledkem toho stoupá jeho tlak a v materiálu vznikají dutiny. Projevem mohou být puchýřky nebo delaminace celých ploch kovu. V případě porušení materiálu jsou na lomové ploše viditelné póry ohraničené bílými kruhovými skvrnami s hladkou a lesklou vnitřní plochou, tzv. rybí oka.- 1 CZ 305895 B6 flow. Hydrogen atoms are trapped in the metal in so-called hydrogen pastes - phase interfaces, inclusions, clusters of dislocations, vacancies, micropores, where they recombine into molecular hydrogen. The size of a hydrogen molecule is substantially larger than the size of two hydrogen atoms. Molecular hydrogen cannot diffuse from the material. As a result, its pressure rises and cavities are formed in the material. Manifestations may be blisters or delamination of entire metal surfaces. In case of material failure, pores are visible on the fracture surface bordered by white circular spots with a smooth and shiny inner surface, the so-called fisheye.
U předepjatého materiálu, např. u předepjatého šroubu, se nejprve vytvoří mikrotrhlina na povrchu. Napětí koncentrované na špičce trhliny přitahuje další atomy vodíku. Trhlina se vlivem působení síly předpětí a vodíku dále zvětšuje. Vzniká tak nová špička napětí, která způsobuje další zkřehnutí materiálu. V případě, že zbývající průřez materiálu není schopen přenést předpětí, dochází k lomovému porušení materiálu.In the case of a prestressed material, such as a prestressed bolt, a microcrack is first formed on the surface. The stress concentrated at the tip of the crack attracts more hydrogen atoms. The crack further increases due to the action of the prestressing force and hydrogen. This creates a new stress peak, which causes further embrittlement of the material. If the remaining cross-section of the material is not able to transmit prestressing, the material breaks.
V současné době používané metody zjišťování vlivu vodíku na základní materiál, vzniklého v procesech povrchových úprav, využívají k měření převážně statické metody. Například mechanické zkoušení dle společnosti Greenslade & Company, testy vodíkového křehnutí dle firmy Surfech GmbH, které jsou velmi náročné časově i ekonomicky.Currently used methods for determining the effect of hydrogen on the base material, arising in surface treatment processes, use mainly static methods for measurement. For example, mechanical testing according to Greenslade & Company, hydrogen embrittlement tests according to Surfech GmbH, which are very time-consuming and economical.
Mechanické zkoušení dle společnosti Greenslade & Company se provádí u šroubů a podložek. Při zkoušení šroubů je minimální počet zkušebních vzorků 13, pokud počet vyráběných kusů přesáhne množství 250 000 kusů, mělo by být přidáno pro každých dalších 250 000 kusů vždy minimálně 8 vzorků.Mechanical testing according to Greenslade & Company is performed on screws and washers. When testing bolts, the minimum number of test specimens is 13, if the number of manufactured pieces exceeds 250,000 pieces, a minimum of 8 specimens should be added for each additional 250,000 pieces.
Postup zkoušení:Testing procedure:
1) 13 šroubů je přišroubováno do zkušební podložky s mezerou o výšce 3 závitů.1) 13 screws are screwed into the test washer with a gap of 3 threads.
2) Zkušební podložka je upnuta do zkušebního přípravku a prvních 5 šroubů je momentovým klíčem utaženo až do jejich selhání. Z napětí nutného k tomuto selhání je vypočtena průměrná hodnota a vynásobena 0,8, tj. 80 % tohoto napětí.2) The test washer is clamped in the test fixture and the first 5 bolts are tightened with a torque wrench until they fail. From the voltage required for this failure, the average value is calculated and multiplied by 0.8, ie 80% of this voltage.
Použít lze i kratší metodu: Hodnoty jednotlivých napětí nutných k selhání šroubů jsou sečteny a vynásobeny 0,16, tj. 16 %.A shorter method can also be used: The values of the individual stresses required for the failure of the bolts are summed and multiplied by 0.16, ie 16%.
Obě takto získané hodnoty stanovují tzv. testovací utahovací moment.Both values obtained in this way determine the so-called test tightening torque.
3) Zbylých 8 šroubů je utaženo na hodnotu testovacího utahovacího napětí a takto ponecháno po dobu 24 hodin.3) The remaining 8 bolts are tightened to the test tightening voltage and left for 24 hours.
4) Po 24 hodinách jsou šrouby povoleny a znovu utaženy na hodnotu testovacího napětí. Pokud některý ze šroubů během 24 hodin či během znovu-utahování selže, vyskytla se vodíková křehkost a postup je označen za navodíkující a je třeba buď změnit celý postup povrchové úpravy či postup teplené úpravy - odvodíkování. A takto upravený proces znovu odzkoušet. Pokud je výpadek nulový, pak je test zdárně dokončen a postup vyhovuje požadavkům.4) After 24 hours, the bolts are loosened and retightened to the test voltage. If one of the screws fails within 24 hours or during re-tightening, hydrogen embrittlement has occurred and the process is marked as hydrogenated and it is necessary to change either the entire surface treatment process or the heat treatment-dehydration process. And retest the modified process. If the outage is zero, then the test is successfully completed and the procedure meets the requirements.
Postup zkoušení podložek:Washer testing procedure:
I) Podložka je umístěna mezi 2 kalené ploché desky a stažena šroubem přes všechny tři součásti.I) The washer is placed between 2 hardened flat plates and tightened with a screw over all three components.
Minimální vnitřní průměr zkušební součásti je 8 mm.The minimum inside diameter of the test piece is 8 mm.
2) Matice šroubuje utažena na maximální možné napětí a ponechána 24 hodin.2) The screw nut is tightened to the maximum possible tension and left for 24 hours.
3) Pokud po 24 hodinách nedošlo k destrukci podložky, proces je označen za vyhovující.3) If the pad is not destroyed after 24 hours, the process is marked as satisfactory.
Testy vodíkového křehnutí dle firmy SurTech GmbHHydrogen embrittlement tests according to SurTech GmbH
Vzhledem k tomu, že při testování výrobků na vodíkovou křehkost jde vždy o destruktivní zkoušky, netestují se pochopitelně všechny výrobky z jedné šarže ale jen jejich malá část. Aby testy byly schopny dát dostatečně vypovídající výsledek pro celou šarži, je třeba vybrat vhodné zkušební díly, které projdou stejné procesy povrchových úprav a budou podrobeny zkouškám.Given that the testing of products for hydrogen embrittlement is always a destructive test, of course not all products from one batch are tested, but only a small part of them. In order for the tests to be able to give a sufficiently meaningful result for the whole batch, it is necessary to select suitable test parts that will go through the same surface treatment processes and be tested.
-2CZ 305895 B6-2EN 305895 B6
Pro vhodnou volbu zkušebních dílu je třeba dodržet následující kritéria:The following criteria must be met for the appropriate selection of test pieces:
• Zkušební díly reagují citlivěji na vodíkové křehnutí než kontrolované zboží.• Test pieces are more sensitive to hydrogen embrittlement than inspected goods.
• Zkušební díly proběhnou společně se zbožím všechny kroky procesu.• The test parts carry out all the process steps together with the goods.
• Zkušební díly jsou srovnatelné vzhledem k povrchové úpravě.• Test parts are comparable in terms of surface finish.
• Poškození zkušebních dílů lze bezpečně zjistit.• Damage to the test parts can be detected safely.
Pracovníci výzkumného oddělení firmy BOSCH ve Schwieberdingenu navrhli jako zkušební díly pojistné kroužky dle DIN 471 5 x 0,6; 650 HV.The BOSCH research department in Schwieberdingen designed circlips in accordance with DIN 471 5 x 0.6 as test parts; 650 HV.
Postup testu:Test procedure:
1) Vždy 25 pojistných kroužků absolvuje všechny procesní stupně dané povrchové úpravy společně se zbožím.1) In each case, 25 circlips undergo all process steps of a given surface treatment together with the goods.
2) Poté se kroužky natáhnou na skleněnou tyč o průměru 5 mm pomocí kleští se stavěcím šroubem, aby nedošlo k příliš velkému roztažení kroužků.2) The rings are then stretched onto a glass rod with a diameter of 5 mm using pliers with an adjusting screw to prevent the rings from stretching too much.
Kroužky musí jít na tyč natáhnout, aniž by praskly.The rings must go on the rod without breaking.
3) Test je úspěšný, když i po 24 hodinách čekání ani jeden z kroužků (zkušebních dílů) nepraskne.3) The test is successful if even after 24 hours of waiting none of the rings (test parts) break.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny způsobem destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém zpracování, zejména po jeho povrchových úpravách, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že se na konce zkušebního vzorku ve tvaru písmene C působí střídavě tahem a tlakem pro jeho střídavé rozevírání a zavírání v daném rozsahu, načež se zaznamená počet cyklů zkušebního vzorku do jeho trvalého porušení.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by the method of destructive testing of the basic material of machine parts after their technological processing, in particular after its surface treatment, according to the present invention. Its essence is that the ends of the C-shaped test specimen are subjected to alternating tension and pressure to alternately open and close to a given extent, after which the number of cycles of the test specimen until its permanent failure is recorded.
K provádění uvedeného způsobu slouží zařízení, jehož podstatou je to, že je tvořeno vedením pro uložení zkušebního vzorku a dvojicí táhel pro připojení konců zkušebního vzorku, přičemž jedno táhlo je propojeno se zdrojem cyklického namáhání. Zdrojem cyklického namáhání je s výhodou elektromotor s frekvenčním měničem, jehož výstup je přes klikový mechanismus propojen s táhlem.To carry out said method, a device is used, the essence of which is formed by a guide for storing the test specimen and a pair of rods for connecting the ends of the test specimen, one rod being connected to a source of cyclic stress. The source of cyclic stress is preferably an electric motor with a frequency converter, the output of which is connected to the rod via a crank mechanism.
Předmětem vynálezu je tedy zařízení PCN - pulsátor cyklického namáhání pro destruktivní zkoušky základního materiálu strojních součástí po technologickém zpracování a metodika prováděných testů. Účelem vyvinutého zařízení je zjišťování vlivu cyklického namáhání pomocí zařízení PCN a to především v procesech povrchových úprav vlivem vodíku a posouzení vlivu degradačních procesů způsobených navodíkováním na mechanické vlastnosti.The subject of the invention is therefore a PCN device - cyclic stress pulsator for destructive tests of the basic material of machine parts after technological processing and the methodology of the performed tests. The purpose of the developed device is to determine the effect of cyclic stress using PCN equipment, especially in the processes of surface treatment under the influence of hydrogen and to assess the influence of degradation processes caused by hydrogenation on mechanical properties.
Metodika se zabývá měřením vlivu následné technologie na testovaný materiál, pomocí zařízení PCN, které na zkušební vzorky působí cyklickým namáháním. Zařízení PCN je sestaveno z elektromotoru. Řízení motoru je ovládáno pomocí frekvenčního měniče, který umožňuje nastavení doby rozběhu, brzdění, nastavení směru otáčení a naprogramování změny frekvence v závislosti na čase.The methodology deals with measuring the influence of subsequent technology on the tested material, using PCN devices, which exert cyclic stress on the test specimens. The PCN device is composed of an electric motor. The motor control is controlled by a frequency converter, which allows setting the start-up time, braking, setting the direction of rotation and programming the change of frequency depending on time.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Způsob destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém zpracování a zařízení k provádění tohoto způsobu budou popsána na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněno v bokorysu schéma zařízení a na obr. 2 je znázorněno toto zařízení v axonometrickém pohledu.The method of destructive testing of the basic material of machine parts after their technological processing and equipment for carrying out this method will be described on specific examples with the aid of the accompanying drawings, where Fig. 1 shows a side view of the device and Fig. 2 shows this device in axonometric view. perspective.
-3 CZ 305895 B6-3 CZ 305895 B6
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Způsob destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém zpracování, zejména po jeho povrchových úpravách, spočívá v tom, že se na konce zkušebního vzorku ve tvaru písmene C působí střídavě tahem a tlakem pro jeho střídavé rozevírání a zavírání v daném rozsahu, načež se zaznamená počet cyklů zkušebního vzorku do jeho trvalého porušení.The method of destructive testing of the basic material of machine parts after their technological processing, especially after its surface treatment, consists in applying alternately tension and pressure to the ends of the C-shaped test specimen for its alternating opening and closing to a given extent, after which it is recorded the number of cycles of the test specimen until its permanent failure.
Zařízení k provádění tohoto způsobu je tvořeno vedením 15 pro uložení zkušebního vzorku 8 a dvojicí táhel 6, 9 pro připojení konců zkušebního vzorku 8, přičemž jedno táhlo 6 je propojeno se zdrojem 1 cyklického namáhání. Zdrojem 1 cyklického namáhání je elektromotor s frekvenčním měničem 2, jehož výstup je přes klikový mechanismus 5 propojen s jedním táhlem 6.The device for carrying out this method is formed by a line 15 for accommodating the test sample 8 and a pair of rods 6, 9 for connecting the ends of the test sample 8, one rod 6 being connected to a source 1 of cyclic stress. The source 1 of cyclic stress is an electric motor with a frequency converter 2, the output of which is connected to one rod 6 via a crank mechanism 5.
Celé zařízení je umístěno na základní desce 12. Frekvenční měnič 2 je připojen pomocí šroubů J3. Elektromotor je opatřen přírubou 3, setrvačníkem 4 a klikovým mechanismem 5,_tvořeným ojnicí propojenou s táhlem 6, které je umístěno ve stojatém ložisku 7 se samomazným pouzdrem. Další táhlo 9 je uloženo v uložení 10. Pouzdro ložiska 7 a uložení 10 jsou připojeny k vyrovnávacímu bloku 11, připojenému k základní desce 12 opatřené vyrovnávacími nožičkami 14.The whole device is located on the motherboard 12. The frequency converter 2 is connected with screws J3. The electric motor is provided with a flange 3, a flywheel 4 and a crank mechanism 5, formed by a connecting rod connected to a rod 6, which is placed in a standing bearing 7 with a self-lubricating sleeve. Another rod 9 is housed in a housing 10. The bearing housing 7 and the housing 10 are connected to a leveling block 11 connected to a base plate 12 provided with leveling feet 14.
K převedení rotačního pohybu výstupního hřídele elektromotoru na posuvný pohyb je využito klikového mechanismu 5. Zkušebním vzorkem 8 je prstenec tvaru C a pro praktické testování jsou použity polotovary pojistných kroužku DIN 471, DIN 472, DIN 5417, DIN 6799.A crank mechanism 5 is used to convert the rotational movement of the output shaft of the electric motor into a sliding movement. The test specimen 8 is a C-shaped ring and retaining ring blanks DIN 471, DIN 472, DIN 5417, DIN 6799 are used for practical testing.
Zařízení PCN střídavě působí tahem a tlakem na zkušební vzorek 8, čímž dochází kjeho střídavému rozevírání a zavírání. Tento pohyb je generován v mechanickém pulsátoru, kterému se zkušební zařízení co nejvíce přibližuje. Simulace cyklického namáhání urychluje proces šíření trhliny vlivem vodíku v materiálu. V rámci měření může být sledován např. vliv změny technologických parametrů na navodíkování základního materiálu. Zásadní vliv na navodíkování základního materiálu mají z hlediska povrchových úprav technologie předúprav povrchu, jako jsou elektrolytické odmašťování a moření, a především vlastní proces elektrolytického pokovení, tj. zinkování.The PCN device alternately exerts tension and pressure on the test specimen 8, thereby alternately opening and closing it. This movement is generated in a mechanical pulsator, to which the test device is as close as possible. The simulation of cyclic stress accelerates the process of crack propagation due to hydrogen in the material. As part of the measurement, the effect of a change in technological parameters on the induction of the base material can be monitored. In terms of surface treatment, surface pretreatment technologies, such as electrolytic degreasing and pickling, and especially the process of electroplating, ie galvanizing, have a fundamental influence on the hydrogenation of the base material.
Dále se dá takto sledovat například vliv změn technologických parametrů procesů povrchových úprav, jako jsou teplota, hodnota pH a složení lázní, doba procesu a proudová hustota, na navodíkování základního materiálu. Podobné údaje nejsou dosud takto podrobně publikovány v odborné literatuře, přestože mají z technického hlediska velký význam jak při provádění povrchových úprav, tak pro životnost a odolnost upravovaných materiálů.Furthermore, it is possible to monitor, for example, the effect of changes in the technological parameters of surface treatment processes, such as temperature, pH value and bath composition, process time and current density, on the hydrogenation of the base material. Similar data are not yet published in such detail in the literature, although they are of great technical importance both in the implementation of surface treatments and for the durability and durability of the treated materials.
Výstupem ze zařízení PCN je počet cyklů testovaných vzorků do trvalého porušení, resp. životnost materiálu při cyklickém namáhání v závislosti na vstupních parametrech měření. Řízení elektromotoru je ovládáno pomocí frekvenčního měniče 2, který umožňuje nastavení doby rozběhu, brzdění, nastavení směru otáčení a naprogramování změny frekvence v závislosti na čase.The output from the PCN device is the number of cycles of tested samples until permanent failure, resp. service life of the material under cyclic loading depending on the input parameters of the measurement. The control of the electric motor is controlled by means of a frequency converter 2, which allows setting the start-up time, braking, setting the direction of rotation and programming the change of frequency as a function of time.
Dosavadní výsledky naměřené na zařízení PCN prokazatelně potvrzují možnost rychlého sledování vlivu vodíku na základní materiál. Při různých podmínkách vystavení materiálu procesům povrchových úprav náchylným k ovlivňování součástí vznikajícím vodíkem resp. následnou vodíkovou křehkostí, lze na základě destrukce materiálu při této zkoušce zpětně vyhodnotit a ovlivnit parametry procesu povrchových úprav.The results so far measured on the PCN device demonstrably confirm the possibility of rapid monitoring of the effect of hydrogen on the base material. Under different conditions of exposure of the material to surface treatment processes prone to influencing the components formed by hydrogen resp. subsequent hydrogen embrittlement, based on the destruction of the material in this test, it is possible to retrospectively evaluate and influence the parameters of the surface treatment process.
Dále je uveden konkrétních příklad zkoušky:The following is a specific example of the test:
-4CZ 305895 B6-4GB 305895 B6
Počet vykonaných cyklů byl: Nc = 1,026 106.The number of cycles performed was: N c = 1,026 10 6 .
Vzorek bez navodíkování vykazuje při stejných parametrech nastavení čas destrukce ta = 47 h, počet vykonaných cyklů Nc = 2,538.106 The sample without hydrogenation shows the destruction time ta = 47 h, the number of performed cycles N c = 2,538.10 6 with the same setting parameters
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob destruktivního zkoušení základního materiálu strojních součástí po jejich technologickém 10 zpracování, zejména po jeho povrchových úpravách a zařízení k provádění tohoto způsobu nalezne uplatnění při volbě vhodných materiálů pro cyklicky namáhané součásti, při optimalizaci procesů technologického zpracování základních materiálů a při stanovení vlivu změny technologických parametrů na navodíkování základního materiálu pro dané procesy povrchových úprav, tj. elektrolytické odmašťování, moření, galvanické úpravy. Účelem vyvinutého zařízení je 15 zjišťování vlivu cyklického namáhání na základní materiál strojních součástí po technologickém zpracování a především v procesech povrchových úprav vlivem vodíku.The method of destructive testing of basic material of machine parts after their technological processing, especially after its surface treatment and equipment for performing this method finds application in choosing suitable materials for cyclically stressed parts, in optimizing processes of technological processing of basic materials and in determining influence of technological parameters on hydrogenation of the basic material for the given surface treatment processes, ie electrolytic degreasing, pickling, galvanic treatments. The purpose of the developed device is to determine the effect of cyclic stress on the basic material of machine parts after technological processing and especially in the processes of surface treatment due to hydrogen.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-744A CZ305895B6 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method of destructive testing base material and apparatus for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-744A CZ305895B6 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method of destructive testing base material and apparatus for making the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011744A3 CZ2011744A3 (en) | 2013-05-29 |
| CZ305895B6 true CZ305895B6 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=48485826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-744A CZ305895B6 (en) | 2011-11-18 | 2011-11-18 | Method of destructive testing base material and apparatus for making the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ305895B6 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4461168A (en) * | 1982-03-08 | 1984-07-24 | Masami Kobayashi | Hydrogen embrittlement tester |
| US20050028882A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-02-10 | The Japan Steel Works, Ltd. | Method of judging hydrogen embrittlement cracking of material used in high-temperature, high-pressure hydrogen environment |
-
2011
- 2011-11-18 CZ CZ2011-744A patent/CZ305895B6/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4461168A (en) * | 1982-03-08 | 1984-07-24 | Masami Kobayashi | Hydrogen embrittlement tester |
| US20050028882A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-02-10 | The Japan Steel Works, Ltd. | Method of judging hydrogen embrittlement cracking of material used in high-temperature, high-pressure hydrogen environment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011744A3 (en) | 2013-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Analysis on damage evolution and corrosion fatigue performance of high-strength steel wire for bridge cable: Experiments and numerical simulation | |
| Schönbauer et al. | Influences of small defects on torsional fatigue limit of 17-4PH stainless steel | |
| Le et al. | The combined effect of stress and corrosion on mild steel | |
| Ustrzycka et al. | Analysis of fatigue crack initiation in cyclic microplasticity regime | |
| Ibrahim et al. | Validity of a new fracture mechanics technique for the determination of the threshold stress intensity factor for stress corrosion cracking (KIscc) and crack growth rate of engineering materials | |
| Morgantini et al. | The effect of mean stress on corrosion fatigue life | |
| Toribio et al. | Failure analysis of cold drawn prestressing steel wires subjected to stress corrosion cracking | |
| Berto et al. | Effect of hot dip galvanization on the fatigue behaviour of steel bolted connections | |
| Zampieri et al. | Influence of corrosion morphology on the Fatigue strength of Bolted joints | |
| Ludvík et al. | Fatigue strength of weathering steel | |
| CN105527155A (en) | High/low temperature fatigue test fixture suitable for round bar fatigue specimen | |
| Endo et al. | Fatigue crack growth from small defects under out-of-phase combined loading | |
| CZ305895B6 (en) | Method of destructive testing base material and apparatus for making the same | |
| RU2634800C1 (en) | Method for definition of threshold of stresses of corrosion torque treatment of steel or alloy under constant deformation | |
| Rihan et al. | Circumferential notched tensile (CNT) testing of cast iron for determination of threshold (KISCC) for caustic crack propagation | |
| Tyutrin | Improving reliability of parts of mounted mower according to monitoring results by fatigue gauges from tin foil | |
| CZ23975U1 (en) | Device for destructive testing base material of engineering components | |
| Bader et al. | Effect of stress ratio and v notch shape on fatigue life in steel beam | |
| Tyler et al. | Investigation of the conditions for crack propagation and arrest under cathodic polarization by rising step load bend testing | |
| Hamada et al. | Fatigue limit evaluation considering crack initiation for lamellar pearlitic steel | |
| Bader et al. | Effect of V notch shape on fatigue life in steel beam made of AISI 1037 | |
| Sánchez et al. | High strength steels fracture toughness variation by the media | |
| Han et al. | The effect of baking time, fillet radius, and hardness on the lifecycles of pole fastening screws in an electric motor with hydrogen embrittlement | |
| Karalis et al. | Failure analysis of a Cu12Mn mechanical fastener in marine environment | |
| Kovshova et al. | The assessment of damage and resource of vessel and apparatus elements, taking into account the adaptation of the material to long-term quasistatic loading |