Szívóssági korlátok megismerése átmeneti hőmérsékleten

Absztrakt

A Charpy-féle ütővizsgálat 1901 óta gazdagítja ismereteinket az acélok szívós tulajdonságairól [8], a műszaki életben dolgozók vagy műszaki oktatásban résztvevők nagy valószínűséggel találkoztak már vele. A magyar nyelvű szakirodalom az ütővizsgálatnál szinte mindig megemlíti az átmeneti hőmérséklet jelenségét is, ezeket látványos „S” alakú diagramokon jelenítik meg. A példaábráik többségükben „megrajzolt” elvi görbék, tényleges mérési adatok nélkül és a megtalált irodalmi források nem tárgyalják teljes mélységben ezt a témakört.
A szívós–rideg átmenet a fémeknél és acéloknál gyakran megfigyelhető jelenség, amely a fémek törési viselkedésében a magas hőmérsékleten kialakuló képlékeny (stabil) törésről alacsony hőmérsékleten törékeny (instabil) törésre való változásának felel meg. A törési mód változása általában egy bizonyos hőmérséklet-tartományban történik, amelynek középpontjában egy adott hőmérséklet áll, amelyet szívós–rideg átmeneti hőmérsékletnek vagy az angol nyelvű irodalomban DBTT-nek (Ductile–Brittle Transition Temperature) neveznek. A magyar szakirodalomban a TTKV jelölés vált ismertté (TT: Transition Temperature, K az ütőérték V bemetszészű próbán) [1].
A különböző rácsszerkezetű fémek eltérően viselkednek. A térközepes köbös (BCC: body-centered cubic) kristályszerkezetű fémek jellemzően szívós–rideg átmenetet mutatnak, mivel nem rendelkeznek olyan egymásra épülő csúszási síkokkal, amelyek lehetővé teszik a diszlokációk könnyű vándorlását, ezért ezekben az anyagokban a diszlokációk mozgása termikus aktiválást igényel. Az alacsony hőmérsékleten drasztikusabb mechanizmusok – például kötéstörés – indulnak be az alkalmazott feszültség hatására [1].
Nukleáris szerkezeteknél, hegesztett kötéseknél, nyomástartó edényeknél fontos ismerni a szerkezetbe épített anyagok átmeneti hőmérsékletét, mert a tervezéskori méretezés az alapanyagra történik. Ezért már nagyon korán felmerült az igény az anyagok szívóssági korlátainak megismerésére [2].
Ez a cikk azért született, hogy áttekintést adjon az átmeneti hőmérsékletről és a nemzetközi szakirodalomból ismeretes modellezéséről a saját méréseink bemutatásával.