Murtumismekaniikka. Jussi Tamminen

Samankaltaiset tiedostot
Väsyminen. Amanda Grannas

Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi

Tuukka Yrttimaa. Vaurioituminen. Sitkeä- ja haurasmurtuma. Brittle and Ductile Fracture

Vauriomekanismi: Väsyminen

Murtumismekanismit: Väsyminen

Valetun valukappaleelle on asetettu usein erilaisia mekaanisia ominaisuuksia, joita mitataan aineenkoestuksella.

MEKAANINEN AINEENKOETUS

10. Jännitysten ja muodonmuutosten yhteys; vaurioteoriat

Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Murtumismekaniikka II. Transitiokäyttäytyminen ja haurasmurtuma

Väsymissärön ydintyminen

Murtumismekaniikka III LEFM => EPFM

Vaurioiden tyypilliset syyt

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

CHEM-A1410 Materiaalitieteen perusteet

Kuparikapselin pitkäaikaiskestävyys

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

Testaus ja suunnittelu. Heikki Lagus

SISÄLTÖ 1. Veto-puristuskoe 2. Jännitys-venymäpiirros 3. Sitkeitten ja hauraitten materiaalien jännitysvenymäkäyttäytyminen

Lovilujittuminen. Lovessa kolmiaksiaalinen jännitystila Lovessa materiaali käyttäytyy kuin se*olisi lujempi

Pienahitsien materiaalikerroin w

CHEM-A1410 Materiaalitieteen Perusteet Luento 3: Mekaaniset ominaisuudet Ville Jokinen

Murtumissitkeyden arvioimisen ongelmia

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Ympäristövaikutteinen murtuminen EAC

Laskuharjoitus 2 Ratkaisut

Koneenosien lujuuslaskenta

Liite A : Kuvat. Kuva 1.1: Periaatekuva CLIC-kiihdyttimestä. [ 1 ]

KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA

BK10A3500 Materiaalitekniikka

Miksi vaurioita I. Triviaaliselitykset eivät riitä estämään vaurioita jotka voitaisiin estää nykytiedolla II. Syvempikin vaurioanalyysi jää tyypillise

Ratkaisut 3. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Makroskooppinen approksimaatio

Hitsaustekniikkaa suunnittelijoille koulutuspäivä Hitsattujen rakenteiden lujuustarkastelu Tatu Westerholm

2 Raja-arvo ja jatkuvuus

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Faasimuutokset ja lämpökäsittelyt

Määritetään vääntökuormitetun sauvan kiertymä kimmoisella kuormitusalueella Tutkitaan staattisesti määräämättömiä vääntösauvoja

Vaihdelaa(kon synkronirengas C.R Gagg & P.R Lewis / Engineering Failure Analysis 16 (2009)

8. Yhdistetyt rasitukset

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

Stalatube Oy. P u t k i k a n n a k k e e n m a s s o j e n v e r t a i l u. Laskentaraportti

Työ 3: STAATTISET ELPYMISMEKANISMIT JA METALLIEN ISKUSITKEYS

KJR-C2004 Materiaalitekniikka. Käytännön järjestelyt, kevät 2017

2. harjoitus - malliratkaisut Tehtävä 3. Tasojännitystilassa olevan kappaleen kaksiakselista rasitustilaa käytetään usein materiaalimalleissa esiintyv

Ratkaisut 2. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016. Tehtävä 1 Selitä käsitteet kohdissa a) ja b) sekä laske c) kohdan tehtävä.

Koska posahtaa? Osaatko ennakoida komponentin jäljellä olevan eliniän oikein?

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Jouko Esko n85748 Juho Jaakkola n Dynaaminen Kenttäteoria GENERAATTORI.

SISÄLLYSLUETTELO. KalusteMuovi Virtala Oy Puh Laakerikatu 8 Fax LAHTI info@kalustemuovi.fi

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Kon Teräkset Viikkoharjoitus 2. Timo Kiesi Koneenrakennuksen materiaalitekniikan tutkimusryhmä Koneenrakennustekniikan laitos

Matematiikan tukikurssi

TAVOITTEET Määrittää taivutuksen normaalijännitykset Miten määritetään leikkaus- ja taivutusmomenttijakaumat

LUJUUSHYPOTEESIT, YLEISTÄ

Hitsattu rakenne vikojen vaikutus lujuuteen ja elinikään

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Torpparin alikulkusilta - Suuriläpimittaisen teräsputkisillan pilotti radan alle Karjaalla. TRY Olli Asp

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2017 Insinöörivalinnan matematiikan koe , Ratkaisut (Sarja A)

BM20A5840 Usean muuttujan funktiot ja sarjat Harjoitus 1, Kevät 2018

Luvun 12 laskuesimerkit

14. Putkivirtausten ratkaiseminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Diplomi-insinööri- ja arkkitehtikoulutuksen yhteisvalinta 2018 Insinöörivalinnan matematiikan koe, , Ratkaisut (Sarja A)

Kappaleiden tilavuus. Suorakulmainensärmiö.

Magnum 502 Thermoplastic

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

normaali- ja leikkaus jännitysten laskemiseen pisteessä Määritetään ne tasot, joista suurimmat normaali- ja leikkausjännitykset löytyvät

Lumen teknisiä ominaisuuksia

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

Analysoidaan lämpöjännitysten, jännityskeskittymien, plastisten muodonmuutosten ja jäännösjännityksien vaikutus

Koesuunnitelma. Tuntemattoman kappaleen materiaalin määritys. Kon c3004 Kone ja rakennustekniikan laboratoriotyöt. Janne Mattila.

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

Takasin sisällysluetteloon

Paalutusohje koulutustilaisuus Ravintola Vaunun auditorio

Jänneterästen katkeamisen syyn selvitys

Mb03 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) sivu 1/4

FYSP1082 / K4 HELMHOLTZIN KELAT

Johdanto. 1 Teoriaa. 1.1 Sähkönjohtimen aiheuttama magneettikenttä

Ydinjätekapselin deformaatiomekanismit Projektin johtaja: Hannu Hänninen Tutkijat: Kati Savolainen ja Tapio Saukkonen

Luku 8. Mekaanisen energian säilyminen. Konservatiiviset ja eikonservatiiviset. Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia.

OFIX. Lukitusholkit. Pyymosantie 4, VANTAA puh fax Hermiankatu 6 G, TAMPERE puh fax

Fe - Nb - C ja hienoraeteräkset

Ultralujien terästen hitsausmetallurgia

3. SUUNNITTELUPERUSTEET

UDDEHOLM DIEVAR 1 (7) Yleistä. Ominaisuudet. Suulakepuristustyövälineet. Kuumataontatyövälineet. Työvälineensuorituskykyä parantavat ominaisuudet

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

LASKENNALLISEN TIETEEN OHJELMATYÖ: Diffuusion Monte Carlo -simulointi yksiulotteisessa systeemissä

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Murtolujuus, Rm, MPa (=N/mm ) Myötöraja, Re, MPa

Molaariset ominaislämpökapasiteetit

PUHDAS, SUORA TAIVUTUS

PANK Menetelmä soveltuu ainoastaan kairasydännäytteille, joiden halkaisija on mm.

Integrointialgoritmit molekyylidynamiikassa

Materiaali on lineaarinen, jos konstitutiiviset yhtälöt ovat jännitys- ja muodonmuutostilan suureiden välisiä lineaarisia yhtälöitä.

TRANSITIOLÄMPÖTILAN MÄÄRITTÄMINEN KYLMÄNKESTÄVILLÄ TERÄKSILLÄ DETERMINATION OF THE TRANSITION TEMPERATURE OF COLD-RESISTANT STEELS

Nanomateriaalien mahdollisuudet ja riskit Näkökohtia, muutoksia vuoden 2008 jälkeen?

Laskuharjoitus 3 Ratkaisut

TRV Nordic. Termostaattianturit Joka sisältää tuntoelimen Pohjoismainen muotoilu

Transkriptio:

Murtumismekaniikka Jussi Tamminen

Taustaa Murtumismekaanisia kokeita kehitetty 1950-luvun lopusta asti Materiaali murtuu yleensä nimellysjännitystä pienemmällä jännityksellä Kriittisen vikakoon määrittäminen kun nimellisjännitys tunnetaan Tarkoitus määrittää sitkeysparametrejä Kuvassa murtumismekaniikan koelaite. [6]

Murtumismekaniikka Käytetään kun haurasmurtuma rajoittaa käyttöä Tai kun halutan analysoida säröjä Insinööri voi laskea kuinka isoja säröjä annettu jännitys kestää tai kuinka suurelle jännitykselle kappale voidaan altistaa ilman särön etenemistä. Kuvassa vasemmalta moodit I II ja III [2] 13.3.2017

Jännityskeskittymät Johtuu materiaalissa olevista epäjatkuvuuskohdista Pyöreä reikä aiheuttaa 3 kertaa ympäristöä suuremman jännityksen [4] Jännitys voi nousta ääritapauksessa äärettömäksi jos säde p lähestyy nollaa! 13.3.2017

Lyhenteet K t Ja nnityksen konsentraatiokerroin [2][3] K C Ja nnityksen intensiivisyyskerroin [2] K IC Murtumissitkeys, säröä avaava moodi I.[2] 13.3.2017

Esimerkki AISI 4340 teräksen murtumisitkeys on 45 Mpa m Murtuuko teräs kun se altistetaan 1000 Mpa:n vetojännitykselle ja särön pituus 0.76mm ja Y = 1, kun kyseessä on vetojännitys eli moodi I Lasketaan suurin vetöjännitys, minkä teräs kestää murtumatta annetulla säröllä. Käytetään kaavaa Koska 921Mpa < 1000Mpa materiaali murtuu! 13.3.2017

Yhteenveto On tärkeää ymmärtää materiaalien todellinen käyttäytyminen, eikä vain luottaa teoreettisiin arvoihin. On myös osattava laskea todellinen murtumislujuus materiaaleille, niiden omassa käyttökohteessa. Vaikka murtumismekaniikka saa materiaalit näyttämään heikommilta, se tarjoaa keinoja uusien materiaalivalintojen löytämiseen. 13.3.2017

Lähteet [1] Lindroos, Sulonen, Veistinen. Uudistettu Miekk-ojan metallioppi. [2] Callister, Materials Science and Engineering an Introduction 8th Edition [3] LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Konetekniikan koulutusohjelma BK10A0400 Kandidaatintyo ja seminaari [4] Murtumismekaniikka I ja II kurssin luentokalvo [5] Pertti Jarla, Fingerpori [6] http://biss.in/cms/v2/index.php?option=com_content&view=article&id=202

Metallien väsymisvauriot Totti Nurmi

Sisältö Viruminen Virumisvaurion kolme tärkeintä vaihetta Jännitystason, ajan ja lämpötilan vaikutukset virumiseeen Virumisenkeston arviointi Raekoon vaikutukset virumisenkestoon Laskutehtävä 3/14/2017 2

Viruminen Ajan saatossa tapahtuvaa venymistä Primäärinen, sekundäärinen ja tertiäärinen viruminen Muodonmuutosmekanismit Dislokaatioliike Diffuusio Raerajaliukuminen Mitataan murtumisaikana 3/14/2017 3

Virumisen vaiheet Primäärinen dislokaatiotiheys kasvaa Sekundäärinen muokkauslujittumisen ja elpymisen tasapaino muutokset erkauma- ja faasirakenteissa Tertiäärinen Raerajakolojen ketjuuntuminen

Viruminen - vaikuttavat tekijät Jännitys, lämpötila ja aika Nopeampaa korkeassa lämpötilassa & kovassa venytyksessä Materiaalikohtaista Kiderakennetyyppi pkk < tkk Raekoko suuri raekoko -> suuri virumislujuus Korkean tiheyden polymeerin murtumisaika 3/14/2017 5

Viruminen eri materiaaleissa Arviot virumisesta vaikuttaa materiaalin käyttöikään Metallien viruminen Jään viruminen 200000h virumismurtolujuuksia eri aineille

Virumisenkeston arviointi Tärkeää mm. efektiivisen käyttöiän määrittämisessä Logaritminen yhteys jännityksen, lämpötilan ja murtumisajan välillä T(C+log[t])=L L= jännitysfunktio, määritetään kokeellisesti C= vakio T=lämpötila t=murtumisaika

Esimerkkejä - Murtumiseen kuluva aika seokselle S-590 t r (815C) = 3h 3/14/2017 8

Korkeimman käyttölämpötilan määrittäminen Annetulla jännityksellä saadaan L-M parametriksi 19,5*10^3 (luetaan kuvaajalta b) T t ( 20 log[ t ]) 1000h L Ratkaistaan yhtälöstä lämpötila: saadaan n. 575 C C 500MPa 20 muista muuttaa Kelvineiksi.

Lähteet Callisterin kalvot (luku 8) https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/65264/kauppi% 20B%2012%202013.pdf?sequence=1 http://www.ims.tut.fi/vmv/2005/vmv_4_4_2.php http://rmseura.tkk.fi/rmlehti/1977/nro4/rakmek_10_4_1977_1. pdf http://www.ims.tut.fi/vmv/2005/vmv_2_1_4.php

Väsymisvauriot Joel Määttänen

Mitä ne ovat? 2

Mitä ne ovat? Väsymisvauriot ovat vaurioita jotka johtuvat sykleissä vaihtelevista kuormituksista Kaikista yleisin vaurioitumistyyppi Säröjen ja vaurioiden analysointi on iso bisnes 3

Miten ne toimivat? 4

Miten ne toimivat? Väsymisvauriot alkavat kappaleeseen muodostuvasta säröstä joka kasvaa nopeasti kuorman vaihdellessa ja lopulta rikkoo kappaleen Särö muodostuu yleensä kappaleen pintaan jossa on naarmuja tai muita epäjatkuvuuskohtia 5

Miten ne toimivat? Särön muodostumista kutsutaan ydintymiseksi Kun kappaleeseen on muodostunut särö se alkaa kasvamaan noudattaen Paris n lakia Kun särö on kasvanut tarpeeksi suureksi materiaalin kantokyky ylittyy ja tapahtuu loppumurtuma 6

Miltä väsymisvaurio näyttää? 7

Miten ne toimivat?

Miten ne toimivat?

Miten väsymiseen voi vaikuttaa? 10

Miten väsymiseen voi vaikuttaa? Väsymisvaurioon johtavat tekijät jaotellaan kuormituksesta aiheutuviin- ja muihin tekijöihin Väsymisvaurioihin johtavia tekijöitä on todella paljon Seuraavassa diassa käydään läpi väsymisvaurioita aiheuttavat päätekijät 11

Miten väsymiseen voi vaikuttaa? Kuormituksesta aiheutuvat tekijät 1. Keskimääräinen jännitys Varmistetaan että kuormitus on kappaleelle sopiva 2. Pinta ja Pinnan käsittely Hiomalla ja puhdistamalla pinta, voidaan vähentää pinnan epäjatkuvuutta jolloin säröjä muodostuu hankalemmin Muita tekijöitä 1. Suunnittelu Kuormituksen huomioonottaminen geometrisessä suunnittelussa Pintakäsittely 2. Lämpövaihtelu Lämmön nopea vaihtelu aiheuttaa jännityksiä materiaaliin joka voi aiheuttaa säröjä 12

Esimerkkilasku 13

Esimerkkilasku Sylinterin muotoinen 1045 teräksestä tehty tanko altistetaan toistuvalle, akselinmyötäiselle vetopuristuskuormitukselle Laske pienin mahdollinen tangon ympärysmitta, jolla vauriota ei tapahdu, kun kuormitusamplitudi on 20 000 N ja turvallisuuskertoimeksi halutaan 2.0 14

Esimerkkilasku Kuvasta nähdään että väsymisraja on noin 310 MPa 1045-teräksellä missä p on ympyrän kehän pituus missä sigma on väsymisraja Turvakerroin 2! Saadaan 15

Esimerkkilasku Ratkaistaan p lausekkeesta = 20 000 N Saadaan = 310 000 Pa = 0.040267446 m Eli pyöristettynä 4 cm Johon sijoittamalla saadaan p arvoksi Joka oli sylinterinmuotoisen putken vähintään vaadittu halkaisija 16

Kiitoksia! 17

Lähteitä 1. Callister luku 8 2. https://en.wikipedia.org/wiki/fatigue_(material) 3. CES EduPack 2016 4. Luentodiat

Testaus ja suunnittelu Niina Korhonen

Johdanto Eri testausmenetelmien esittely Charpy V iskusitkeyskoe Laskelmia Charpy-kokeelle esimerkistä Kiertotaivutusväsytyskoe Virumiskoe Käyttö Muita testausmenetelmiä? Yhteenveto 2

Ongelmakenttä Materiaalien vaatimukset korkeita Tutkittava haluttuja ominaisuuksia Testit oleellisia tämän osalta Eri testit antavat erilaista dataa luoden monipuolisen kuvan materiaalien ominaisuuksista Callister, Jr.: Ominaisuuksista on huomoitava 3 sovelluskohteen vaatimusten mukaan Murtositkeys Tasomuodonmuutoksen murtositkeys Asetettu rasitus Särön koko 3

Iskusitkeys? Materiaalin ominaisuus, joka kuvaa Haurautta Sitkeyttä Mitä parempi iskusitkeys materiaalilla on, se kestää Vaikeammat olosuhteet Suuremmat jännittymät Isommat alkuviat 4

Iskusitkeyskoe 1/3 Taustaa: Iskusitkeyskokeen tekniikat keksittiin materiaalien murtumisen luonteeseen tutustumiseksi Huomattiin, että vetolujuuskoe ei riitä ennustamaan materiaalien käyttäytymistä Olemassa olevia testejä iskuenergialle (iskusitkeydelle) ovat Charpy ja Izod, joista ensimmäiseen tutustutaan tässä esitelmässä Charpy-V kokeesta saadaan selville, onko materiaali hauras vai sitkeä. Testi sopii hyvin ferriittisille teräksille, jossa lämpötilan laskulla voidaan huomata muutos sitkeästä hauraaksi. Video Charpy-V iskusitkeyskokeesta https://www.youtube.com/watch?v=tpghqqvftao 5

Charpy-V iskusitkeyskoe 2/3 Miten toimii? Kokeessa otetaan suorakulmaisen särmiön muotoinen kappale materiaalinäytettä ja asetetaan se alasimelle. V-lovinen heiluri päästetään heilahtamaan ja isketään materiaalinäytteeseen. Heilurin yläpäässä olevasta mittarista voidaan lukea arvo iskuenergialle, joka muodostuu heilurin potentiaalienergiasta (lähtökorkeus ja loppukorkeus). 6

Charpy-V iskusitkeyskoe 3/3 Tulokset Tietoa materiaalin laadusta (sitkeä/hauras) löytyy datan lisäksi materiaaliin aiheutuneen murtuman laadusta. Suunnittelussa koetta voidaan hyödyntää ymmärtämään materiaalin murtumisen käyttäytymistä eri lämpötiloissa esimerkiksi teräksen eri hiiliosuuksilla. 7

Kaavio iskusitkeyskokeelle Transistiolämpötila: lämpötila, jossa murtumiskriteeri täyttyy tietyllä iskuenergialla i) Suurin iskuenergia 89,3J, pienin iskuenergia 25,0J - keskiarvo 57,15J. Tätä vastaava lämpötila: n. -77 C ii) Lämpötila, jossa iskuenergia on 70J: n. -55 C Mielestäni keskiarvon kautta on parempi määrittää transistiolämpötila. Iskuenergia J Iskuenergia (J) vs. lämpötila ( C) - kuvaaja 100 0-200 -150-100 -50 0 50 100 150 Lämpötila C 90 80 70 60 50 40 30 20 10 8

Kiertotaivutusväsytyskoe 1/2 Miten toimii? Kiertotaivutusväsytyskokeessa taivutellaan materiaalinäytettä kohdistaen siihen puristus- ja vetorasitusta. Ø Käsittely aiheuttaa näytteeseen väsymistä. Ø Testillä saadaan tulokseksi väsymisraja (tai kestävyysraja), joka esittää suurinta vaihtelevaa rasitusta mitä materiaali kestää murtumatta. Ø Video: https://www.youtube.com/watch?v=lhuclxbuv_e 9

Kiertotaivutusväsytyskoe 2/2 Kokeesta saatavalla datalla luodaan jännitysamplitudimurtumiseen vaadittavat kierrokset kuvaajia. Suunnittelussa voi hyödyntää tätä koetta löytämällä materiaalit, jotka kestävät parhaiten jatkuvan rasituksen. 10

Virumiskoe 1/2 Miten toimii? Virumiskokeella kuormitetaan materiaalinäytettä tasaisesti tietyllä, yksiaksiaalisella kuormalla ja tarkastellaan aikaa, joka näytteellä kuluu ennen murtumista. Suunnittelussa tärkeitä, virumiskokeesta saatavia tietoja ovat: vakaa virumisnopeus (steady-state creep rate) Voidaan analysoida pitkäikäiseksi tarkoitettujen komponenttien kuorman kestokykyä, esim. Ydinvoimalan osat murtumisikää (rupture lifetime) Voidaan analysoida aikaa, jonka komponentti kestää kuormitusta murtumatta esim. Rakettimoottorin suutin 11

Virumiskoe 2/2 Oikealla virumiskokeesta saatavaa dataa. Primary creep -vaiheessa viruminen pienenee johtuen muokkauslujittumisesta tai virumisresistanssin kasvusta. Steady-state creep vaiheessa viruminen kasvaa lineaarisesti, mikä selitetään muokkauslujittumisen ja pehmenemisen tasapainon kautta. Tertiary creep vaiheessa viruminen kiihtyy ja lopulta päättyy murtumiseen. Video: https://www.youtube.com/watch?v=s7vqxkxqvuu 12

Muita testejä? Vetokoe Käytetään lujuuden määrittämiseen Materiaalinäytettä vedetään päistä siihen asti kunnes se menee poikki Rockwell hardness test Käytetään materiaalin kovuuden määrittämiseen painamalla timanttikartioita materiaaliin ja mittaamalla syvyyttä siitä, miten paljon materiaali uppoaa Myös Vickersin ja Brinellin kovuuskokeet 13

Yhteenveto Tapoja tutkia murtumista monia Materiaalit paremmin vertailtavissa toisiinsa eri ominaisuuksia mittaavien testien avulla Datasta voidaan koota kuvaajia, joiden kautta materiaalien vertailu helpompaa Kiitos! 14

Lähdeluettelo [1] Callister, Jr. Materials, Science And Engineering: An Introduction. Fifth Edition. Jon Wiley & Sons Inc. 2000. ISBN 0-471-32013-7. [2] Ashby, M. Materials: Engineering, Science, Processing and Design. 2007. ISBN 9780080471495 [3] Mutanen, M. Kandidaatintyö. TRANSITIOLÄMPÖTILAN MÄÄRITTÄMINEN KYLMÄNKESTÄVILLÄ TERÄKSILLÄ. Saatavilla: http://www.doria.fi/bitstream/handle/10024/95752/kandidaatinty%f6_mikkomutanen_18.3.pdf;jses sionid=83f524ce4e54426472f7234701dc48d3?sequence=2 [viitattu 13.3.2017] [4] Kurssin luentokalvot. [5] Kuvalähde: http://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/material-faqs/faq-what-ischarpy-testing/ [viitattu 13.3.2017] [6] Kuvalähde: http://www.hardnesstestersindia.com/charpy-impact-testing-machine.html [viitattu 13.3.2017] [7] Kuvalähde: https://www.slideshare.net/dhyun/ch9-failure-mechanisms [viitattu ] [8] Kuvalähde: http://www.welding-advisers.com/creep-test.html [viitattu ] [9] http://www.ims.tut.fi/vmv/2005/vmv_2_1_7.php [viitattu ] 15

Murtuma Henri Palosuo

Taustatiedot Mitä ovat hauras ja sitkeä murtuma? Mitä merkkejä voidaan havaita murtopinnoissa? Kumpaan murtumiseen sisältyy enemmän energiaa? Esimerkkejä erilaisista murtumista. 2

Hauras ja sitkeä murtuma Hauras murtuma Sitkeä murtuma 3

Hauras ja sitkeä murtuma Sitkeä Hauras Muodonmuutos Suuri Pieni Murtuman eteneminen Hidas Nopea Materiaalien tyyppi Useimmat metallit Keraamit, jää, metallit kylmänä Murtumisenergia Suuri Pieni Murtopinta Karhea Sileämpi Kuroutuminen Kyllä Ei 4

Sitkeän murtuman etenemisvaiheet Kuroutuminen Voidien muodostuminen Voidien kasvaminen Pinnan leikkaantuminen Lopullinen murtuminen ( cup and cone -efekti) 5

Hauraan murtuman etenemisvaiheet NAPS! 6

Murtopinnat hauras murtuma Murtopinta mukailee raerajoja (pinnalla näkyvät urat) Ei näkyvää plastista muodonmuutosta Ei varoitusta Huono juttu! 7

Murtopinnat sitkeä murtuma Cup and cone Kaventuminen murtumakohdassa Näkyvää plastista muodonmuutosta Murtumisenergiaa sitoutuu muodonmuutokseen Murtuma voidaan ennakoida Erittäin toivottavaa! 8

Esimerkkejä Hauras murtuma: Lasi Sitkeä murtuma: Kupari 9

Lämpötilan vaikutus murtumaan Kylmyys altistaa hauraille murtumille Useimmissa metalleissa murtuminen on sitkeä huoneenlämmössä, mutta riittävän kylmässä lämpötilassa mikä tahansa materiaali muuttuu hauraaksi Esim. nestemäiseen typpeen upotetut esineet muuttuvat erittäin hauraiksi 10

Lähteet https://www.myodesie.com/wiki/index/returnentry/id/3060 http://www.virginia.edu/bohr/mse209/chapter8.htm http://products.asminternational.org/fach/content/fach9001/graphics/inline/fai9003537.png https://www.princeton.edu/~maelabs/mae324/08/y6-2.gif http://classes.mst.edu/civeng120/lessons/tension/fractures/steel/a36_cup_and_cone_fracture_1.j pg https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/mechanical-testing/images/copper-cone.jpg http://i.ebayimg.com/00/s/odm1wdu3nq==/z/phyaaoxywt5sypwr/$t2ec16jhjgeffm088j- VBSYPWq0LMg~~60_12.JPG?set_id=880000500F https://cdn.shutterstock.com/shutterstock/videos/7254817/thumb/8.jpg?i10c=img.resize(height:1 60) https://fthmb.tqn.com/uzxysm84xu0sbvazkyjtxajqm38=/768x0/filters:no_upscale()/about/762 23943-56a130355f9b58b7d0bce4ae.jpg Callister ch8 (suomenkieliset kalvot) 11