KURZUS: Mérnöki anyagismeret

MODUL: Anyagkárosodások. Anyagvizsgálat. Anyagkiválasztás

30. lecke: Anyagkiválasztás, anyag adatbázisok

  • Az anyagkiválasztás célja, fontossága
  • Az adathordozók fajtái
  • Az adatbázisokban tárolt információk fajtái
  • A keresési szempontok
  • Példák az anyag adatbázisokra

A tartalom feldolgozása a következő követelmények teljesítését segíti:

  • számítógépes adatbázisok esetében kiválasztani a tipikus keresési szempontokat
  • meghatározni az anyagkiválasztás célját

Mint az eddigiekben láttuk a szerkezeti anyagoknak igen nagy választéka áll rendelkezésünkre. Az adott felhasználási célnak leginkább megfelelő anyag kiválasztása nagyon lényeges kérdés, mert a szerkezetekben, alkatrészekben jelentős hányadot képvisel az anyagköltség. Továbbá a nem megfelelő anyag idő előtti tönkremenetele idő, és ezzel termelés kiesést eredményezhet, de bizonyos esetekben pl. járművek, hidak stb. katasztrófát is okozhat.

Az anyagkiválasztás két alapvető cél szerint történik:

  • műszakilag szükséges szerkezeti anyagtulajdonságok követelményprofiljának realizálása
  • gazdaságos megoldások elérése, a gyártó és a megrendelő számára megfelelő szerkezeti anyag és gyártástechnológia kombinációjával.

A műszaki alkalmazásoknál elsődlegesen megkívánt anyagtulajdonságon belül megkülönböztetünk szerkezeti anyagokat, amelyeknél leginkább a szilárdsági tulajdonságok a meghatározók, és funkciónális anyagokat, amelyeknél különleges funkciós tulajdonság pl. elektronikai vagy optikai stb. a meghatározók.

A rendelkezésre álló anyagok közül az adott célra legmegfelelőbb kiválasztása számítógéppel jól megoldható. Ezért a gyakorlatban számos számítógépes anyagkiválasztó szoftver kapható, és használható.

Az anyagtulajdonságok forrásai
Adathordozók
  • Nyomtatott anyagok (könyv, gyártmány ismertető stb.)
  • A nyomtatott anyagok terjesztése elektronikus adathordozón (statikus adattárolás)
  • Kereshető adatbázisok elektronikus adathordozón (dinamikus hozzáférés)
  • Internetes adatbázisok
Az adatbázisokban tárolt információk
  • Azonosító adatok (szabvány jel, megnevezés)
  • A felhasználás szempontjából fontos tulajdonságok
  • Megmunkálási jellemzők
  • Alkalmazási terület
Keresési szempontok
  • Az anyag jele, megnevezése szerint (egy konkrét anyag tulajdonságainak megjelenítése)
  • Anyag csoport szerint (pl. szerszám anyagok)
  • Alkalmazási cél szerint
  • Előírt tulajdonságok szerint
Példák anyag adatbázisokra
  • Acélok adatbázisa:
    BÖHLER EDELSTAHLHANBUCH
  • Acélok tulajdonságainak adatbázisa:
    EQUIST
  • Anyagkiválasztási adatbázis:
    Cambridge Materials Selector

A továbbiakban tájékoztató jelleggel bemutatunk néhány adatbázist, és azok kezelését.

Acélok adatbázisa:
BÖHLER EDELSTAHLHANDBUCH
  • Számítógépes adathordozón terjesztett adatbázis
  • A BÖHLER cég kínálatának egy részét tartalmazza
  • Több szempont szerinti keresésre alkalmas
  • Szabadon terjesztett
1. ábra. Böhler Edelstahlhandbuch nyitó oldala
Elsődleges keresési szempontok
  • Az acél szabványos jele szerint
    • BÖHLER azonosító
    • DIN szabvány jel
  • Felhasználási csoportok szerint
  • Alkalmazási terület szerint
Az acél szabványos jele
  • BÖHLER azonosító
    • Saját belső használatra kialakított jel
  • Szabványos jel
    • Kulcs rekord a DIN szabvány
    • A konkrét anyagok esetében teljes körű összehasonlítás a világon legelterjedtebb szabványokkal (pl. EN, BS, AISI, Werkstoff Nr. stb.)
Alkalmazási csoportok
  • 500 alkalmazási terület (tárgyszó) felsorolva
  • Mindegyik tárgyszóhoz tartozó acélok megjelenítése
  • Az adott csoporton belül a konkrét acél kiválasztása
  • Az acél tulajdonságainak megjelenítése
2. ábra. Az acél kijelölése és az összehasonlító szabványok
3. ábra. Alkalmazási terület ablak
Az acélok adatai (fő csoportok)
  • Kémiai összetétel
  • Szabványok szerinti összehasonlítás
  • Megmunkálási jellemzők
  • Alkalmazási terület
  • Mechanikai tulajdonságok
  • Fizikai tulajdonságok
Az acélok adatai (alcsoportok)

Megmunkálási jellemzők

  • Melegalakítási hőmérséklet
  • Normalizálási, lágyítási hőmérséklet
  • Keménység lágy állapotban
  • Edzési hőmérséklet, hűtőközeg
  • Megeresztési hőmérséklet
  • Keménység edzés és megeresztés után

Mechanikai tulajdonságok

  • Keménység
  • Folyáshatár (átmérő függvényében)
  • Szakítószilárdság
  • Nyúlás
  • Ütőmunka

Fizikai tulajdonságok

  • Sűrűség
  • Rugalmassági modulus
  • Fajhő, hővezető képesség, hőtágulási együttható
  • Villamos ellenállás
  • Koercitív erő
4. ábra1/7
visszaelőre
EQUIST 2001
Általános jellemzés
  • SACIT Acéltanácsadó Kft. terméke
  • 20 ország 17000 fajta acél típusát tartalmazza
  • Funkciói:
    • Szabványok és ekvivalens acél fajták összehasonlítása
    • Acél kiválasztása a felhasználási szempontok és előírt tulajdonságok szerint
Az Equist 2001 kereső ablakai
11. ábra1/2
visszaelőre
A SACIT Kft. egyéb adatbázisai
  • SOFINE PLASTICS: műanyagok adatbázisa
  • SELCOR: korróziós információs adatbázis
  • PREDIC: nemesíthető acélok hőkezelés utáni tulajdonságainak becslése
  • PREDCARB: gázcementálás technológiai tervezési adatbázisa
Cambridge Materials Selector
Általános jellemzés
  • A CMS két dimenziós szelekciós kártyákat dolgozott ki anyag-tulajdonságok összehasonlítására
  • A kártyák segítségével anyag csoportokat lehet kiválasztani
  • A csoporton belül a konkrét anyagok adatait is tartalmazza az adatbázis
Az adatbázisban tárolt anyagtulajdonságok
  • Szöveges adatok: megnevezés, jelölés, alkalmazások, megjegyzések
  • Számszerű adatok: fizikai és mechanikai tulajdonságok, ár
  • Megmunkálási jellemzők: alakíthatóság, hegeszthetőség, bevonatolásra való alkalmasság, korrózióállóság
Keresési stratégiák
  • Anyagcsoport meghatározása a kártyákkal
  • A kiválasztott anyagok listájának szűkítése
  • Az egyes anyagtulajdonságok megjelenítése
  • Alkalmazási terület
Ellenőrző kérdések
1. Mi az anyagkiválasztás elsődleges célja?
Az adott feladatra a legmegfelelőbb anyag kiválasztása.
A legjobb anyag kiválasztása.
A legolcsóbb megoldás kiválasztása.
A leghosszabb élettartamot biztosító anyag kiválasztása.
2. A számítógépes adathordozók esetében melyek az elsődleges keresési szempontok?
Szabványjel, anyagszám.
Kémiai összetétel.
Mechanikai jellemzők.
Ár.