Anyagismeret-anyagtan bevezetés

1. Anyagismeret-anyagtan bevezetés KISKUNLACHÁZA Összeállította: Horák György

2. Anyagismeret, anyagtudomány, anyagvizsgálat • Az anyagok tulajdonságaival, rendszerezésével, vizsgálatával foglalkozó tudomány • Mi az anyag?

3. Az anyag Az anyagot az ember nyeri ki a természetből és alakítja olyanná, ami az igényeknek leginkább megfelel.

4. Az anyagok csoportosítása • Az anyagok csoportosíthatók: • Halmazállapot szerint • szilárd, • folyékony, • légnemű és • plazma

6. Amorf- Alaktalan, formátlan • Kondenzáció Lecsapódás • Szublimáció Párolgás, Szilárd anyag légneművé válik • Disszociáció Elkülönülés, szétválás • Rekombináció Disszociáció ellentéte • Ionizáció töltetlen részecske töltötté válik

7. Az anyagok csoportosítása • Eredet szerint • szerves anyagok, polimerek • természetes eredetűek pl. gumi, fa, bőr stb. • mesterségesen előállított műanyagok • szervetlen • fémek, kerámiák

8. Ipari anyagok, szerkezeti anyagok Ipari anyagoknak vagy szerkezeti anyagoknak a technikailag hasznos tulajdonságú anyagokat nevezzük. Az ipari anyagok lehetnek: • Fémek • Kerámiák • Polimerek • Kompozitok

9. Az „ipari” anyagok relatív fontossága

10. A szerkezeti anyagok kiválasztása A termékek előállításához az anyagokat a megfelelő műszaki funkcióhoz célzottan kell kiválasztani, azaz optimális módon figyelembe véve: • Az anyag és energia felhasználást • Minőséget • Megbízhatóságot • Gazdaságosságot • Élettartamot • Környezetvédelmi követelményeket

11. Az anyagkiválasztás feltétele tulajdonság járulékos saját tervezés Mechanikai tulajdonságok pl. Keménység, szilárdság Ár és alkalmasság gyárthatóság Nem mechanikai pl. hőtágulás Megjelenés, szerkezet Felületi tulajdonságok

12. Autó karosszéria anyagok(fémek) acél alumínium

13. Autó karosszéria anyagok(nem fémes anyagok) Fém vázon kompozit

14. Autó karosszéria anyagok(nem fémes anyagok) Kompozit

15. Az anyag körforgása Eljárás technikai módszerekkel pl. kohászat stb. szerkezeti anyag • Föld, földkéreg • (ércek, természetes anyagok, szén kőolaj, földgáz stb) Bányászat nyersanyagok Tervezés, gyártás recycling TERMÉK Üzemeltetés, használat Elhasználódás, hulladék, szemét

16. A termékek feladatuk teljesítése után hulladékká válnak. • A hulladékot kezelni kell. Ez lehet: • Újrafeldolgozás, újrahasznosítás • Megsemmisítés • Ártalmatlanítás • Végleges elhelyezés

17. ANYAGVIZSGÁLAT

18. Az anyagvizsgálat célja Az ipar és a technika fejlődése megkívánja, hogy a gyártási folyamatok során felhasznált anyagokról minél teljesebb ismereteink legyenek. Ez a felhasználandó anyagok alapvető tulajdonságainak meghatározásán kívül, a szerkezetekbe beépített anyagok várható viselkedésének, állapotának a meghatározását is jelenti.

19. Az anyagvizsgálat feladata • az anyagokról olyan adatokat szolgáltatni a gyártó, a felhasználó részére, amelyek lehetővé teszik annak eldöntését, hogy : • az adott anyag az adott feladatra megfelel-e? (szilárdság, alakíthatóság stb.) • adott felhasználási célra melyik anyag felel meg (anyag kiválasztás)

20. Az anyagvizsgálat feladata • feleletet adni arra, hogy az alapanyagok, vagy kész termékek tartalmaznak-e folytonossági hiányokat, hibákat. • A használat során károsodott alkatrészek, szerkezetek károsodási okainak felderítése.(kárelemzés)

21. Az anyagvizsgálati módszerek felosztása Az anyagvizsgálati módszerekkel ellenőrizhetjük: • a szilárd halmazállapotú anyagok tulajdonságait pl. keménység, szakítószilárdság stb. • a folyékony halmazállapotú anyagok tulajdonságait pl. viszkozitás, lobbanáspont stb. • a gáz halmazállapotú anyagok tulajdonságait pl. füstgáz elemzés

22. Az anyagvizsgálati módszerek felosztása A vizsgálatok csoportosíthatók az igénybevétel típusa szerint: • statikus, ha az igénybevétel időben állandó, vagy csak igen lassan, egyenletesen változik, • dinamikus, ha a terhelés időben változik, hirtelen, ütésszerű, lökésszerű pl. motorok indítása, ütközés stb. • Ismételt igénybevétel (fárasztó), ha az igénybevétel időben változik, és sokszor ismétlődik.

23. Az anyagvizsgálati módszerek felosztása A vizsgált minta a vizsgálat hatására tönkremegy vagy nem • roncsolásos • roncsolás mentes.

24. Az anyagvizsgálati eljárások főbb területei:(a legtöbb esetben roncsolással) • Kémiai vizsgálat. Legfontosabb feladata az anyagok vegyi összetételének megállapítása, de ide tartoznak a korróziós vizsgálatok is. • Fizikai vizsgálatok. Célja az anyagok fizikai jellemzőinek pl. villamos vezetőképesség, villamos ellenállás, mágneses tulajdonságok hőtágulás, fajhő stb. meghatározása • Fémtani vizsgálatok. Az anyagok szövetszerkezetének, szemcsenagyságának, a zárványosság mértékének stb. meghatározását jelenti.

25. Az anyagvizsgálati eljárások főbb területei: • Szilárdsági vizsgálatok. Egyszerű mechanikai igénybevételekkel szembeni ellenállás megállapítása a cél. • Technológiai vizsgálatok. Legtöbb esetben az adott feldolgozási technológiára való alkalmasság eldöntése a cél • Roncsolás mentes vizsgálatok

26. Az igénybevételek jellemzése (1) • Az igénybevétel hatása szerinti felosztás: • Teljes anyagtérfogatra ható igénybevételek • A felületre ható igénybevételek • Az igénybevétel időbeli lefolyása szerinti felosztás: • Statikus • Dinamikus, lökésszerű • Ismétlődő, fárasztó • Az előbbi három kombinációja

27. Teljes anyagtérfogatra ható igénybevételek • Húzó • Nyomó • Hajlító • Nyíró • Csavaró Hajlítás Húzás Csavarás

28. A felületre ható igénybevételek • Hő • Vegyi • Elektrokémiai • Áramló közeg • Koptató • Sugárzás • Biológiai Forgatás Szorító erő Kopás

29. Az igénybevétel az időbeli változása alapján lehet: • statikus, ha az igénybevétel időben állandó, vagy csak igen lassan, egyenletesen változik, • dinamikus , ha a terhelés időben változik, hirtelen, ütésszerű, lökésszerű pl. motorok indítása, ütközés stb. • fárasztó, ha az igénybevétel időben változik, és sokszor ismétlődik.

30. Az igénybevétel időbeli lefolyása • Statikus • Dinamikus • Ismétlődő, fárasztó • Az előbbi három kombinációja

31. A szerkezeti anyagok viselkedése az igénybevételekkel szemben • A szerkezeti anyagok legfontosabb tulajdonsága, hogy ellenállnak a külső igénybevételekkel szemben, tehát a terhelhetők. • Az igénybevételek összetettek és különbözőek. A szilárdsági számítások során ezeket az összetett igénybevételeket jól definiálható alapesetekre un. egyszerű igénybevételekre vezetjük vissza, és ezek szuperpozíciójaként értelmezzük a szerkezet terhelését.

32. Egyszerű igénybevételek • húzás, nyomás, hajlítás, csavarás és nyírás. • Az igénybevétel számszerű értéke a felület egységre ható erő, a feszültség. Ha a feszültség a felület elemre merőleges, normál ( ) feszültségről, ha a felület síkjában hat, csúsztató () feszültségről beszélünk. Mértékegysége : N/mm2 vagy MPa, azaz MN/m2

33. Az anyag viselkedése terhelés hatására Az anyagok lehetnek: • szívósak, • képlékenyek és • ridegek.

34. Szívós vagy képlékeny anyag a törést jelentős nagyságú maradó alakváltozás előzi meg, ami sok energiát emészt fel. A töretfelület szakadozott, tompa fényű

35. Rideg, nem képlékeny törés A rideg, nem képlékeny törés esetében a törést nagyon kicsi vagy semmi maradó alakváltozás sem előzi meg, és a repedés kialakulása után viszonylag kevés energiát kell befektetni az anyag eltöréséhez.