Konsorcjum w składzie:

Mgr inż. Andrzej Pytel – Kierownik zespołu
Mgr inż. Krzysztof Jaśkowiec,
Mgr inż. Waldemar Uh
Dr hab. inż. Zenon Pirowski

Istota wynalazku:

Coraz wyższa odporność materiału na zmęczenie cieplne (żeliwo, staliwo, stopy niklu itp.) jest wymagana na odlewane elementy na przykład: kokile w przemyśle odlewniczym i szklarskim; tuleje cylindrowe, bloki cylindrów, kolektory wydechowe, tarcze hamulcowe, szczęki hamulców w przemyśle samochodowym; wlewnice, płyty w przemyśle hutniczym itp., które pracują w wysokich temperaturach. Reasumując podstawowymi parametrami mających wpływ na wybór tych materiałów na elementy pracujące w podwyższonych temperaturach są:
• odporność na zmęczenie cieplne,
• odporność na zmian kształtów odlewu pod wpływem nierównomiernego nagrzewania.
Opracowane i wykonane urządzenie pozwala na prowadzenie prac badawczych i rozwojowych w zakresie doboru tworzyw o wymaganych wysokich parametrach cieplnej odporności zmęczeniowej. Zaletą urządzenia jest budowa modułowa, która pozwala zastosować go do badań tak zmęczenia cieplnego próbki jak też opcjonalnie wytrzymałości w podwyższonej temperaturze. Miarą odporności na zmęczenie cieplno-mechaniczne jest liczba cykli jaką próbka wytrzyma do powstania makro pęknięcia przy założonym prądzie i zakresie temperatur. Urządzenie ma możliwość pracy w dwóch trybach mocowania próbki, pierwszy pozwala na swobodne wydłużenie się próbki równolegle do jej osi. W drugim trybie mocowanie ogranicza wydłużenie przez zastosowanie przetwornika. Kolejnym etapem jest kalibracja ustawień, po czym podajemy podstawowe dane potrzebne do pracy urządzeni czyli Tmin i Tmax oraz prąd maksymalny. Urządzenie jest przystosowane do pracy w temperaturze do 1000oC co zapewnia możliwość badania większości stosowanych stopów żelaza. Prąd maksymalny 330 A (z możliwością rozbudowy do 1000 A). Oprogramowanie zrealizowane na potrzeby omawianego urządzenia pozwala na łatwe sterowanie oraz wizualizacje w czasie rzeczywistym mierzonych wartości. W razie potrzeby istnieje możliwość otworzenia zapisanych wyników lub eksport do formatu pozwalającego na dalszą obróbkę danych w popularnych programach. Oprócz wyników pomiarów cykli cieplnych świadczących o odporności na zmęczenie cieplne, urządzenie pozwala na pomiar w próbce materiału:
- prądu,
- napięcia,
- rezystancji,
- naprężeń
- wydłużenia
- modułu Younga
Jest to urządzenie modułowe z możliwością rozbudowy o dodatkowe funkcje np. dodatkowy pomiar temperatury pirometrem, rejestracja rozkładu temperatury w próbce oraz zwiększenie szybkości nagrzewania próbek poprzez rozbudowę układu zasilania. System kontroli i sterowania zapewnia stabilną i pewną pracę urządzenia poprzez zastosowanie systemu rozproszonego. Badanie odporności na zmęczenie cieplne jest procesem czasochłonnym, dlatego zastosowanie tego typu rozwiązań ogranicza konieczność ciągłego nadzoru nad procesem.

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku:

Urządzenie może być zastosowane w jednostkach badawczych opracowujących nowoczesne tworzywa o wysokich parametrach odporności na zużycie cieplne, w jednostkach naukowych oraz centrach rozwojowych firm i niezależnych instytucji. Przedstawione urządzenie jest zaprojektowane i wykonane przez polskich specjalistów.