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

Page 18

53. S L É VÁ R EN SK É D N Y® – V Y B R A N É P Ř ED N Á ŠK Y

B . B r y k s í St u n o v á

P r o b l e m a t i k a s t a n o v o v á n í h o d n o t m e c h a n i c k ý c h v l a s t n o s t í s l i t i n h l i n í ku l i t ý c h (n e j e n) p o d t l a ke m

Avšak hodnoty získané z odlitků smí být odlišné od minimálních hodnot stanovených v tabulkách kvůli změnám struktury vznikajícím v rozdílné tloušťce stěn a celistvosti odlitku.“ a dále „Zkušební tlakově odlitá tělesa nejsou vyráběna pravidelně. Zkouška celého odlitku zatížením odrážejícím zamýšlené podmínky provozu je významnější. Hodnoty uvedené v tabulce (hodnotyy mechanických vlastností, pozn. aut.) jsou pouze vodítkem. Tyto nejsou typickými hodnotami, ale jsou minimálními hodnotami, které je možno očekávat na odděleně tlakově odlitých tělesech příčného průřezu 20,0 mm2 s typickou tloušťkou stěny 2,0 mm.“ [3]. Zajímavé je srovnání slitin podobného chemického složení litých různými technologiemi (tab. III). Byly vybrány slitiny řady 46 (AlSi9), které se různými technologiemi odlévají (kromě lití na vytavitelný model) a jsou běžně používané. Pro upřesnění, jedná se o hodnoty mechanických vlastností očekávatelné na odděleně litých zkušebních tělesech. Zatímco u lití do písku a do kovové formy jsou tyto hodnoty stanoveny přímo v normě, hodnoty pro tlakové lití jsou pouze informativní – norma je uvádí v příloze. Pro gravitační lití do písku a pro kokilové lití dále platí, že: „Pro smluvní mez kluzu a mez pevnosti v tahu smí být hodnoty získané na odlitcích (u zkušebních těles odebraných z odlitků, pozn. aut.) vyšší než hodnoty stanovené v tabulkách… nebo nižší, ale ne méně než 70 % stanovených hodnot. Pro tažnost smí být hodnoty získané na odlitcích vyšší než hodnoty stanovené v tabulkách nebo nižší až o 50 % ve stejném místě odběru.“ [3]. Jak je z tab. III zřejmé, nejvyšší hodnoty mechanických vlastností (kromě tažnosti) se očekávají u tlakového lití, což odpovídá obecné představě a teoretickým předpokladům. Je však nutné přijmout fakt, že pórovitost je přirozenou vlastností tlakově litých odlitků a z výše uvedených důvodů je vnitřní kvalita a potažmo vlastnosti reálných odlitků rozdílná, než jakou lze vyhodnotit na zkušebních tělesech odděleně litých za optimálních podmínek. Často se přistupuje k odběru vzorků ze vtoku. To však opět není vhodné řešení, neboť z výše uvedených důvodů vypovídá spíše o vlastnostech materiálu, nikoliv o komplexních vlastnostech odlitku. Vtok je totiž plněn a tuhne za téměř ideálních podmínek – je prohřátý, znečištěné čelo proudu kovu jím pouze proteče a ve vtoku nesetrvává, je maximálně odvzdušněn a tuhne za plného dotlaku po celou dobu jeho působení, protože není závislý na tloušťce naříznutí. Výjimečně se přistupuje k výrobě přilitých zkušebních těles. Ve formě je kromě otisků odlitků vytvořena i dutina zkušebního tělíska, do které je kov přiváděn z centrálního vtoku vtokem a přes naříznutí. Toto řešení je kompromisní, odráží kromě vlastností materiálu i vliv technologických parametrů. Záleží na tvaru tělesa, charakteru jeho plnění a tuhnutí, míře jeho obrábění atd. Přesto lze předpokládat, že teoreticky bude mít lepší vnitřní kvalitu než charakteristický design tlakového odlitku vzhledem k absenci tepelných uzlů, a tedy i vyšší hodnoty mechanických vlastností. Jak již bylo uvedeno, nejlepší výpověď o vlastnostech odlitku dají zkušební tělesa odebraná přímo ze stěn odlitku. Norma ČSN EN 1706 (42 1433) uvádí, že „Jestliže jsou zkušební tělesa odebrána z odlitků, pak jejich geometrie, umístění, četnost zkoušek a odpovídající hodnoty musí být dohodnuty mezi dodavatelem a odběratelem.“ [3]. To je logické, protože každý tlakový odlitek je jiný co do konstrukce a ne všechna místa odlitku mají požadavky na minimální hodnoty mechanických vlastností. Jsou však charakteristické rysy, které lze najít u většiny tlakových odlitků, nebo alespoň u těch složitějších a určených pro pevnostní aplikace či tlakotěsnost. Jsou to zejména:

352

S l é vá re ns t v í . L X I V . z á ř í – ř í j e n 2016 . 9 –10

– komplexnost a složitost tvaru, – mnohá napojení stěn a s tím související četnost tepelných uzlů, – obecně malá tloušťka stěn, ideálně jednotná, reálně však variující od 1 do cca 8 mm u běžných odlitků, – žebra a výstupky, – kromě velkých děr (např. nábojů) i malé předlité díry (např. pro šrouby či kolíky), – rádie v napojení stěn (z technologických důvodů čím větší, tím lépe), – další. To vše jsou aspekty, které komplikují odběr vzorků. Budeme-li chtít na odlitku naměřit maximální hodnoty mechanických vlastností, budeme hledat místo pro odběr vzorku, které neobsahuje žádný tepelný uzel a které nemá významně proměnnou tloušťku stěny. Ideální by bylo vzorek pouze vyříznout a neobrábět – tzn. neubírat vrchní vrstvu materiálu, tzv. chill layer, která má obecně vlivem vyšší rychlosti tuhnutí předpoklad vyšších hodnot mechanických vlastností. To však nebývá vždy možné. Často je nutné tuto vrstvu obráběním odebrat, aby se dosáhlo požadovaných rozměrů zkušebního tělesa. Zároveň je pravděpodobné, že v rámci délky odebíraného tělesa se bude vyskytovat nějaké napojení stěny, proto je vždy nutné předpokládat vnitřní vady, zejména pak sníženou hustotu materiálu až pórovitost způsobenou přítomností tepelných uzlů. Pak už do hry vstupují právě konstrukce formy a technologické parametry, které buďto pomohou předejít vnitřní nekvalitě, nebo ji podpoří. Otázkou jsou také tvar a velikost zkušebního tělesa. Norma ČSN EN ISO 6892-1 (42 0310) – ČSN EN 10002-1, ale i norma ČSN EN 1706 (42 1433) a další předpisy předpokládají u odlitků jako zkušební těleso tyč kruhového průřezu. Bohužel právě u tlakových odlitků je často vytvoření tělesa o určitém minimálním průměru nereálné. Přistupuje se tedy k výrobě těles s obdélníkovým průřezem. Pak už průřez a rozměry nejsou normou vázány. Obecně platí, že čím větší těleso lze vyrobit, tím lépe, jelikož o to menší vliv budou mít vnitřní vady na výsledné hodnoty mechanických vlastností. Délka zkušební části by zejména z pohledu tažnosti měla respektovat určitá pravidla. Zkušební tyč by měla respektovat poměr průřezu a délky. Používají se tzv. poměrné tyče, kde počáteční měřená délka je vztažena k počátečnímu průřezu dle vztahu:

L0 = k S 0

(1)

kde: L0 – délka zkušební tyče zaokrouhlená na nejbližší násobek 5 mm k – mezinárodně stanovená hodnota 5,65 (ev. 11,3 pro dlouhou zkušební tyč, mají se však používat výhradně tyče krátké). Tažnost vyhodnocená na poměrných tyčích se dříve označovala A5 u krátké tyče pro hodnotu k = 5,65, nebo A10 pro dlouhou tyč s k = 11,3. Pro nepoměrné zkušební tyče je délka L0 zaokrouhlována na nejbližší násobek 5 mm za předpokladu, že rozdíl mezi vypočtenou a označenou délkou je menší než 10 % L0, nejméně však 20 mm. Délka L0 musí být určena s přesností ± 1 % a označena značkou nebo ryskou, která netvoří vrub, jenž by mohl vyvolat předčasný lom. Délka tyče L0 je nezávislá na počátečním průřezu S 0. Je nutno brát v úvahu, že hodnota tažnosti bude tím větší, čím kratší měřenou délku zvolíme, neboť v místě zaškrcení se vzorek nejvíce prodlužuje. Jak již bylo uvedeno, je nutné, aby si zákazník definoval místa, kde jsou pro něj vnitřní kvalita a tedy i hodnoty mechanických

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 9-10 2016  

Slevarenstvi 9-10 2016  

Profile for inasport