{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 29

A p likovate ln o s t ko nce p ce „mas ter“ k ř i v k y pro h o dn o cení l o m ové h o u žev nato s ti C- M n o ce li na o dlitk y

Z ávě r y Hlavním cílem studie bylo ověření možnosti aplikovat univerzální (master) křivku i pro hodnocení teplotních závislostí lomové houževnatosti C-Mn oceli na odlitky. Hlavní poznatky prezentované studie lze shrnout následovně: – Charakter lomového chování C-Mn oceli na odlitky se v tranzitní oblasti lomové houževnatosti liší od lomového chování ocelí pro tlakové nádoby a rotory. Před dosažením horní prahové hodnoty vykazuje poměrně výraznou oblast (v intervalu tranzitních teplot tB – tDBL), ve které jsou získané hodnoty závislé na úrovni constraintu na čele trhliny a jsou obecně neplatné. – V uvedeném intervalu lomová houževnatost vykazuje značný rozptyl s výskytem pásu hodnot lomové houževnatosti, pro jejichž hodnocení je nutno použít dvouparametrové lomové mechaniky (nebo realizovat zkoušky na větších zkušebních tělesech). – Byla ověřena aplikovatelnost koncepce univerzální křivky pro hodnocení teplotního průběhu a rozptylu hodnot lomové houževnatosti v tranzitní oblasti pro C-Mn ocel na odlitky. – Teplotní průběh a rozptyl lomové houževnatosti v tranzitní oblasti lze hodnotit rovněž s použitím exponenciální závislosti za předpokladu logaritmicko-normálního rozdělení. Bylo prokázáno, že obě metodiky hodnocení dávají prakticky stejné výsledky. – Byl zdůrazněn význam koncepce univerzální křivky zejména pro studium vlivu degradačních procesů na tranzitní chování lomové houževnatosti, zejména z důvodů možnosti charakterizovat zkřehnutí na základě posuvu referenční teploty. Poděkování Prezentované výsledky byly získány v rámci projektu NETME CENTRE PLUS (LO1202) za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu „Národní program udržitelnosti I“. L i t e ra t u ra [1] [2]

[3]

[4] [5]

[6]

[7]

[8]

ČSN EN ISO 12737. Kovové materiály – stanovení lomové houževnatosti při rovinné deformaci, 2011. DLOUHÝ, I., (ed.): Transferability of fracture mechanical characteristics. Boston: Kluwer Academic Publishers, c2002. ISBN 14-020-0794-9. MARSDON, T. U., (ed.): Flaw evaluation procedures: Background and Application of ASME Section XI, Appendix A EPRI NP-719-SR, Paolo Alto, CA, 1978. ČSN 42 0347 – Lomová húževnatosť kovov pri statickom zaťažení (1990). WALLIN, K.: Fracture toughness transition curve shape for ferritic structural steels, Proceedings of the joint EFG/ICF IC on Fracture of Engineering Materials, Singapore, 1991, 83–88. WALLIN, K.: Macroscopic Nature of Brittle Fracture. Journal de Physique: N, Colloq. C7, suppl. J. de Physique II., 1993, 3(3), 575–584. ISSN 1155-4339. ASTM E1921-14. Standard Test Method for Determination of Reference Temperature, T0, for Ferritic Steels in the Transition Range, 2014. HOLZMANN, M.; L. JURÁŠEK; I. DLOUHÝ: Master curve methodology and data transfer from small on standard specimens. In: Dlouhý, I., (ed.) Transferability of Fracture

S l é vá re ns t v í . L X I V . k v ě te n – č e r v e n 2016 . 5 – 6

171

O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y

Tyto hodnoty lze aplikací mikromechanických modelů převést na ekvivalentní hodnoty lomové houževnatosti pro těleso porušující se za podmínek SSY, avšak při zachování stejné pravděpodobnosti štěpného porušení jako dané zkušební těleso s větší plastickou zónou na čele trhliny. Principy a postupy jsou naznačeny v práci [23]. Jedná se o korekci na ztrátu constraintu (constraint adjustment) a proces (přístup) se nazývá škálovací model pro lomovou houževnatost (toughness scaling model – TSM [14], [16]). Takto zpracované hodnoty by měly ležet v tolerančním pásu nebo alespoň pod hodnotou KJc(limit). Přepočtené hodnoty z hlediska lomové mechaniky mají hodnotu constraint parametru Q = 0, tj. mají stejnou platnost jako hodnoty lomové houževnatosti v pásu I a jsou plnohodnotné z hlediska dalších inženýrských aplikací. Plné body na obr. 4 reprezentují lomovou houževnatost z pásu II po korekci na ztrátu constraintu při použití Anderson-Doddsova TSM [14], [16]. Je zřejmé, že ne všechny korigované hodnoty padly do rozptylového pásu univerzální křivky. Avšak až na jednu hodnotu lomové houževnatosti se přiblížily k linii K Jc(limit). Tento nesoulad lze vysvětlit volbou materiálových parametrů v TSM a mimořádně velkým rozptylem lomové houževnatosti použité oceli na odlitky (viz např. teplotu −70 °C na obr. 2). V obr. 5 jsou porovnány průběhy univerzální křivky K Jc(med) s průběhy křivek KJc(mean) a K *Jc(mean) a průběhy spodních tolerančních mezí. V případě koncepce univerzální křivky jsou vyneseny spodní hranice z obr. 4 označené KJc(0,05) a LB, v případě aplikace exponenciální funkce spodní toleranční mez KJc(0,1) a K *Jc(0,1). Z obr. 5 pak vyplývá, že: – průběh K Jc(med) (univerzální křivka) je prakticky totožný s průběhem K Jc(mean); – v případě průběhu spodních tolerančních mezí je prakticky totožný průběh LB a K Jc(0,01). Pod spodní hranicí LB by se měly vyskytnout s vysokou pravděpodobností jen ojedinělé hodnoty lomové houževnatosti. Naproti tomu podle koncepce využívající exponenciální proložení by se pod spodní hranicí mohlo vyskytnout 10 % hodnot LH z měřeného souboru. Podle zastánců koncepce univerzální (master) křivky spočívají přednosti jejího použití pro hodnocení lomové houževnatosti v tranzitní oblasti: • Pro stanovení referenční teploty T0, která určuje polohu tranzitní křivky na ose teplot, je potřeba malý počet zkušebních těles. • Podle změny teploty T0 lze hodnotit vliv metalurgických, technologických a degradačních procesů na tranzitní chování. Hodnocení těchto faktorů podle změny T0 má být podstatně objektivnější než hodnocení podle změny nárazové práce KV. • Pro určení teploty T0 lze použít i malá zkušební tělesa s trhlinou, např. s průřezem 10 × 10 (pre-cracked Charpy), případně jiné typy podrozměrných těles. V těchto případech je však třeba do hodnocení zahrnout vliv tloušťky (chápaný rovněž jako ztráta constraintu napříč tloušťkou zkušebního tělesa, tzv. out-of-plane constraint) a vliv nedolomené části tělesa před čelem trhliny (ztráta constraintu na čele trhliny, tj. in-plane constraint) [25]. Výhodou podrozměrných zkušebních těles je, že k jejich výrobě je potřeba podstatně méně materiálu, což je zejména nutné např. při studiu degradačních procesů a jejich vlivu na zkřehnutí. Pro vyšetřovanou C-Mn ocel na odlitky byla teplota T0 stanovená při použití těles typu Charpy s trhlinou (průřez 10 × 10 mm) −78,2 °C [8]; srovnej s T0(margin), rovnice (16).

I . D l o uhý – L . Válka

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 5-6 2016  

Slevarenstvi 5-6 2016  

Profile for inasport