Srovnání mechanických vlastností po tepelném zpracování

Postup při tepelném zpracování vzorků byl téměř totožný za účelem přesného srovnání dosažených výsledků. Měření vlastností se uskutečnilo pomocí mechanické zkoušky tahem. Dosažené výsledky jsou zaznamenány v tab. 3.7.

Tab. 3.7. Hodnoty mechanické zkoušky tahem vzorků po tepelném zpracování

Vzorek D0 [mm] Rp0,2[MPa] Rm[MPa] Ag[%] A20 [%]

Z tabulky je patrné, že pomocí tepelného zpracování lze alespoň částečně obnovit me-chanické vlastnosti, které se snižují u vytvrditelných slitin hliníku ohřevem nad 200°C.

Nejlepších vlastností bylo dosaženo pomocí rozpouštěcího žíhání při teplotě 530°C, následným ochlazením nadkritickou rychlostí a umělým stárnutím na teplotě 165°C po dobu 8 hod. Došlo ke zvýšení meze pevnosti v tahu a k nepatrnému nárůstu tažnosti vzhledem k základnímu materiálu.

54

4 Závěr

Kvalita difúzního spoje se odvíjí od mnoha počátečních parametrů. Mezi tyto parametry můžeme s jistotou zařadit druh a čistotu materiálu, přípravu svarových ploch, ochranné prostředí, či drsnost stykových ploch vzorků. Nemalou roli v kvalitě difúzního spoje hraje vhodně zvolená teplota, tlak i čas. Všechny tyto veličiny mají dopad na výsledné mechanické vlastnosti spoje. Cílem této bakalářské práce bylo zjistit vhodné počáteční parametry pro difúzní spoje materiálu EN AW 6082. Dále vliv difúzního svařování na materiálové vlastnosti.

Jak bylo v práci ukázáno, při svařování dochází k odpevnění materiálu, což má značný vliv na mechanické vlastnosti. Proto zde byla snaha o obnovení mechanických vlastnos-tí, které by se blížily mechanickým vlastnostem základního materiálu.

Bakalářská práce byla rozdělena do dvou částí na teoretickou a experimentální část.

V teoretické části je popsáno difúzní svařování a je nastíněn proces difúze. Dále je zde popsán dynamický simulátor Gleeble 3500, na kterém se odehrávalo značné množství experimentů. V závěru teoretické části jsou uvedeny základní informace o svařovaném materiálu hliníkové slitiny EN AW 6082.

Experimentální část bakalářské práce se zabývá nalezením vhodných svařovacích para-metrů pro hliníkový materiál. Při simulacích se prokázalo, že nemalou překážkou při difúzním svařování hliníkových slitin je tenká vrstva Al2O3 , která musí být odstra-něna chemickou cestou. Odstranění mechanicky bylo nedostatečné. Pro difúzní svařo-vání byly nejlepší podmínky dosaženy při teplotě 530°C a tlaku 4 MPa. Přestože to zpočátku vypadalo, že optimálním časem difúze je doba 180 minut, poslední výsled-ky s aplikací tepelného zpracování ukázaly, že budou pravděpodobně dostatečné časy s výdrží mezi 40 a 80 minutami.

Při testování kvality mechanického spoje bylo využito statické zkoušky tahem, která dávala velice přesně zpětnou vazbu při optimalizaci procesních parametrů. Přičemž vliv teplotních polí na změny materiálu v podélném směru byl vyhodnocen pomocí zkoušek tvrdosti dle Vickerse.

Protože již nelze materiál svařovat při vyšších expozičních teplotách a navyšování doby difúze nepřináší výrazné zlepšení mechanických vlastností spoje, dává tato práce dopo-ručení zaměřit výzkum u tohoto materiálu na vliv přítlační síly (tlaku). V rámci práce byly provedeny testy mapující možnost obnovy mechanických vlastností tepelným zpracováním a to jak pro základní materiál, tak také pro difúzně vytvořené spoje.

55

5 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY

[1] ROLEČEK, Jakub. Mechanické vlastnosti a struktura slitiny hliníku po tepelném zpracování. Brno, 2012. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství. Vedoucí práce Ing. MARTIN JULIŠ, Ph.D.

[2] RIEDL, Ladislav. Vliv umělého a přirozeného stárnutí na mechanické vlastnosti svarů u vytvrditelných slitin hliníku AW 6082. Liberec, 2015. Bakalářská práce. Tech-nická univerzita Liberec, Fakulta strojní. Vedoucí práce Ing. Jaromír Moravec, Ph.D.

[3] KAZAKOV, Nikolaj Fedotovič. Difúzní svařování. 1. vyd. Praha: Státní nakladatel-ství technické literatury, 1983.

[4] TURŇA, Milan. Špeciálnemetódyzvárania. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1989. Edíci-astrojárskejliteratúry (Alfa).

[5] MORAVEC, Jaromír. Teorie svařování a pájení II: speciální metody svařování.

Vyd. 1. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2009. ISBN 9788073724399.

[6] CALLISTER, William D. Materials science and engineering: anintroduction. 6th ed.

New York: John Wiley and Sons, Inc., 2003, 820 s. ISBN 0-471-22471-5.

[7] SMITHELLS, Colin J, Eric A BRANDES a G BROOK. Smithells metals reference book. 7th ed. / editedby E.A.Brandes and G.B. Brook. Boston: Butterworth-Heinemann, 1992. ISBN 0750610204.

[8] AWS Welding Handbook: Welding Science and Technology. 9th Ed., Vol. 1, 2001.

[9] PTÁČEK, Luděk et al. Nauka o materiálu. 2. opr. a rozš. vyd. Brno: CERM, 2003, 516 s. ISBN 80-7204-283-1.

[10]MORAVEC, Jaromír a Josef BRADÁČ. Možnosti a využití teplotně-napěťového simulátoru Gleeble při výzkumu technologické zpracovatelnosti materiálů. Vyd. 1. Li-berec: Technická univerzita, 2014. ISBN 978-80-7494-138-2.

[11]Gleeble. Products: Gleeble 3500 [online]. New York [cit. 2016-03-18]. Dostupné z:

http://gleeble.com/

[12] Thermometricks. Thermocouples [online]. [cit. 2016-03-18]. Dostupné z:

http://www.thermometricscorp.com/thermocouple.html

[13]MICHNA,Š., LUKÁČ, 1. a OČENÁŠEK, V.Encyklopedie hliníku. 1. vyd. Přešov, 2005. 700 s. ISBN 80-89041-88-4

[14]ATWOOD, D.A., YEARWOOD, B.C. Thefutureofaluminum chemismy. Journalo-fOrganometallicChemistry. 200, roč. 600, s. 186-197. ISSN 0022-328X. Dostupné z www.sciencedirect.com

56

[15] KOLEKTIV ČESKOSLOVENSKÝCH, maďarských, německých a polských auto-rů. Příručka o hliníku. 1. vyd. Praha:SNTL, 1969,707 s. Řada strojír. literatury.

[16] TVAŘITELNOST SLITIN HLINÍKU, Pavel Solfronk, Iva Nová, Iva Nováková, Liberec 2012, 154s.

[17] KŘÍŽ, Rudolf a Pavel VÁVRA. Strojírenská příručka. Praha: Scientia, 1992. ISBN 80-03-00680-5.

[18] LEINVEBER, Jan a Pavel VÁVRA. Strojnické tabulky: pomocná učebnice pro školy technického zaměření. 4., dopl. vyd. Úvaly: Albra, 2008. ISBN 9788073610517.

[19] Nedalextrusion: Nedalaluminium. Http://www.nedal.nl/ [online]. [cit. 2016-03-18].

Dostupné z: www.nedalextrusion.com/files/9913/0678/5555/Data_6082.pdf

[20] KOLAŘÍK, Ladislav. Svařitelnost hliníkových slitin. Trendy: Spojování a dělení.

Praha, 2011, (4).

[21] KOUTNÝ, Jiří. Hliník a možnosti jeho svařování [online]., 24 [cit. 2016-04-05].

Dostupné z:

http://www.svarbazar.cz/phprs/download.php?akce=detail&id_detail=8&sekce=1 [22] BLAHÁK, Petr. Svařování konstrukce z hliníkové slitiny. Brno, 2012. Bakalářská práce. Fakulta strojního inženýrství, Ústav strojírenské technologie. Vedoucí práce Ing.

Jaroslav Kubíček.

[23] DIETRICH, Dennis D. Journalofmaterial science: Formationofintermetallicphases in diffusion-weldedjointsof aluminium and magnesium alloys. Springer US, 2011. DOI:

10.1007/s10853-010-4841-5. ISSN 1573-4803.

[24] HUANG, Y. Materials Science and Engineering: A: Diffusionbondingofsuperplas-tic 7075 aluminium alloy. 1999, 266. DOI: 10.1016/S0921-5093(98)00958-7.

[25] Kislexikon [online]. [cit. 2016-05-08]. Dostupné z:

http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Folysav.htm

[26] LOSOS, Ludvík. Vitráže. Praha: Grada, 2006. Řemesla, tradice, technika. ISBN 8024714051

57

Seznam příloh

Příloha 1: Grafické znázornění deformace vzorku T530_f314_t40_ar s obrázkem vý-sledného difúzního spoje

Příloha 2: Grafické znázornění deformace vzorku T530_f314_t80_ar s obrázkem vý-sledného difúzního spoje

Příloha 3: Grafické znázornění deformace vzorku T530_f314_t40_vac s obrázkem vý-sledného difúzního spoje

Příloha 4: Grafické znázornění deformace vzorku T530_f314_t80_vac s obrázkem vý-sledného difúzního spoje

Příloha 5: Hodnoty tvrdosti HV 5vzorku T530_f314_t40_vac zhotovené v ose výbrusu Příloha 6: Hodnoty tvrdosti HV 5 vzorku T530_f314_t80_vac zhotovené v ose výbrusu Příloha 7: Hodnoty mikrotvrdosti HV 0,05 vzorku T530_f314_t80_vac zhotovené v okolí svaru (±1 mm)

Příloha 8: Hodnoty tvrdosti HV 10 základního materiálu

Přílohy

Příloha 1 Průběh deformace v závislosti na čase

Grafické znázornění pro vzorek T530_f314_t40_ar

Obrázek výsledného difúzního spoje T530_f314_t40_ar

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Deformace [mm]

Čas [s]

Deformace v závislosti na čase

Příloha 2 Průběh deformace v závislosti na čase

Grafické znázornění pro vzorek T530_f314_t80_ar

Obrázek výsledného difúzního spoje T530_f314_t80_ar

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Deformace [mm]

Čas [s]

Deformace v závislosti na čase

Příloha 3 Průběh deformace v závislosti na čase

Grafické znázornění pro vzorek T530_f314_t40_vac

Obrázek výsledného difúzního spoje T530_f314_t40_vac

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Deformace [mm]

Čas [s]

Deformace v závislosti na čase

Příloha 4 Průběh deformace v závislosti na čase

Grafické znázornění pro vzorek T530_f314_t80_vac

Obrázek výsledného difúzního spoje T530_f314_t80_vac

Příloha 5 Hodnoty tvrdostí v závislosti na vzdálenosti od počátku souřadnicového systému Tvrdosti po difúzním svařování vzorku T530_F314_t40_vac

Pořadí Souřadnice x[mm] Tvrdost HV 5 Oblast umístění vpichu

1 1,0 88,9 ZM

Příloha 6 Hodnoty tvrdostí v závislosti na vzdálenosti od počátku souřadnicového systému Tvrdosti HV 5 po difúzním svařování vzorku T530_F314_t80_vac

Pořadí Souřadnice x [mm] Tvrdost HV 5 Oblast umístění vpichu

1 1,0 94,8 ZM

Příloha 7 Hodnoty mikrotvrdosti v okolí difúzního spoje (±1 mm)

Tvrdosti HV 5 po difúzním svařování vzorku T530_F314_t80_vac

Pořadí Tvrdost HV 5 Oblast umístění vpichu

1 69,6 okolí difúzního svaru

Příloha 8 Hodnoty tvrdosti HV 10 základního materiálu

Pořadí Souřadnice x [mm] Tvrdost HV 5 Oblast umístění vpichu

1 1,0 96,5 ZM

2 4,0 95.4 ZM

3 7,0 95,9 ZM

4 10,0 94,2 ZM

5 13,0 96,2 ZM

6 16,0 95,0 ZM

7 19,0 95,6 ZM

8 22,0 94,1 ZM

9 25,0 96,3 ZM

10 28,0 96,2 ZM

11 31,0 95,4 ZM

12 34,0 94,8 ZM