Možnosti indentačních zkoušek tvrdosti pro stanovení mechanických vlastností materiálů

Abstract

Stanovení materiálových vlastností všech objektů patří mezi základní požadavky technické praxe. Dodavatelem definované materiálové vlastnosti jsou vizitkou tohoto materiálu, na jejichž základě je materiál předurčen pro konkrétně zatěžované součásti anebo technologické procesy. Jsou to například tyto údaje: mez kluzu Re a Rp0.2, mez pevnosti v tahu Rm, Youngův modul pružnosti v tahu E, exponent n a součinitel K deformačního zpevnění. V technické praxi se obvykle pro jejich měření používají standardní destruktivní metody. Například pro základní statickou zkoušku tahem se používají zvlášť vyrobené normalizované tyče, které jsou osově namáhané do konečného roztrhnutí. Tyto mechanické zkoušky se provádějí na univerzálních trhacích strojích různého zatížení a velikosti. Disertační práce se zabývá návrhem metodologie určení mechanických vlastností různých strojírenských materiálů na základě parametrů získaných z procesu instrumentovaného indentačního měření pomocí experimentálního zařízení speciálně navrženého a vyvinutého v rámci této práce. Věnuje se studiu materiálu a jeho odezvy na proces vniknutí indentoru do jeho povrchu na základě světelné a elektronové mikroskopie spolu s využitím výpočtového modelování (VM) metodou konečných prvků (MKP). Vyvinutá instrumentovaná měřící soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou může byt alternativním způsobem, jak rychle a nedestruktivně změřit potřebné parametry strojírenských materiálů nebo konstrukcí.

Determining the material properties of all objects is one of the basic requirements for technical practice. The defined material properties by Supplier is a business card of this material, based on which the material is predetermined for specifically stressed components or technological pro-cesses. These are for example the following data: yield strength Re and Rp0.2, tensile strength Rm, Young's modulus E, strain hardening exponent n and coefficient K. In basic technical practice, standard destructive methods are used for their measurement. For example a standard static tensile test uses specially produced standardized bars that are axially loaded into the final tear. These mechanical tests are carried out on universal tensile testing ma-chines of various loads and sizes. The dissertation thesis deals with the proposal of methodology for de-termination of mechanical properties of different engineering materials which are based on obtained parameters from the process of instrumental indentation measurement by using an experimental equipment specially which was designed and developed in this work. It deals with the study of the material and its response to the penetration process of the indentor into its surface based on light and electron microscopy together with the use of finite element analysis (FEA). The developed instrumental measuring system for determining the mechanical properties of materials by the indentation method may be an alternative way for quick and non-destructive measurements of the re-quired parameters directly on engineering materials or constructions.