Concentratori Tensiune Metal

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    1/17

    Universitatea Tehnica "Gheorghe Asachi" din IaiFacultatea de Construcii i Instalaii

    Influenta concentratorilor asuprastarii de tensiune din elementele

    de constructii

    INGINER: Chiriac Marius Ionut

    specializarea: Inginerie Structurala

    2010-2011

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    2/17

    CUPRINS

    1.Introducere.................................................................................32.Elasticitatea materialelor metalice .............................................53.Plasticitatea materialelor metalice..............................................74.ncercarea la traciune a materialelor metalice.........................10

    5.Ruperea materialelor metalice..................................................14Bibliografie...................................................................................17

    Introducere

    Piesele confecionate din materiale metalice (metale sau aliaje), folosite cucea mai mare pondere n construcia de maini i utilaje, sunt supuse n timpulutilizrii (exploatrii) la aciunea unor ncrcri mecanice (fore) exterioare. Caefect al aciunii forelor exterioare, n aceste piese se creaz aa-numitele fore

    2

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    3/17

    interioare sau eforturi i piesele se deformeaz.Pentru a pune n eviden existena forelor interioare se consider un corp

    metalic aflat n echilibru sub aciunea unui sistem de fore F1, F2, ..., Fn, aa cumse arat mai jos. Secionnd corpul cu un plan virtual (imaginar) S, se obin

    prile I i II, avnd suprafeele de separare S1 i S2. Pentru meninereaechilibrului prilor I i II este necesar ca, pe fiecare element de arie A alsuprafeelor de separarare, s acioneze cte o for interioar de legtur F, aacum se prezint n figura 1 b. Folosind relaia:

    se definete (n orice punct curent P asociat unui element de arie A al suprafeelorde separare) mrimea vectorial pn, numit tensiune (mecanic) total sau vectortensiune, care caracterizeaz distibuia eforturilor (forelor interioare) pe unitatea

    de suprafa a unei seciuni (virtuale) considerate ntr-o pies solicitat mecanic;intensitatea (modulul) vectorului tensiune se msoar n N/m2 (sau N/mm2).Conform definiiei, pn depinde n principal de intensitatea forei F,determinat de intensitile forelor exterioare i de orientarea elementului de arieA (definit de poziia i orientarea planului virtual de secionare S). Vectoriitensiune pn, corespunztori tuturor orientrilor posibile ale elementului de arie Aasociat unui punct curent P, definesc starea de tensiuni mecanice n punctulrespectiv.

    Vectorul tensiune pn din orice punct curent P al seciunii virtuale S sepoate descompune n dou componente: o component , numit tensiune

    (mecanic) normal, orientat dup normala n a seciunii S i o component ,numit tensiune (mecanic) tangenial, orientat dup o direcie situat n

    planul seciunii S , aa cum se poate observa n figura 1 c.

    3

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    4/17

    Fig. 1. Schemele de definire a tensiunilor mecanice n corpurile solide supuse aciunii unor fore(ncrcri) exterioare

    Deformaiile produse corpului de solicitrile exterioare depind de strilede tensiuni ce se creaz sub aciunea acestor solicitri. Aa cum se prezint nfigura 2, n funcie de tipul tensiunilor mecanice care acioneaz, deformaiileelementelor de volum ale corpului pot fi: deformaii liniare (alungiri sauscurtri), produse prin aciunea tensiunilor normale i deformaii unghiulare(lunecri), produse prin aciunea tensiunilor tangeniale.

    Pentru exprimarea analitic a dependenelor dintre tensiunile create sub

    aciunea solicitrilor mecanice exterioare i deformaiile produse, se definescdeformaiile specifice liniare (alungiri sau scurtri specifice) i deformaiilespecifice unghiulare (lunecri specifice) , cu relaiile:

    Comportarea unei piese la solicitrile mecanice produse de foreleexterioare depinde de anumite nsuiri specifice materialului metalic din care esteconfecionat piesa, numite proprieti mecnice. De obicei, proprietile

    mecanice ale unui material metalic se determin prin ncercri mecanice,constnd din solicitarea unor epruvete (probe cu configuraii i dimensiuni binedefinite, prelevate din materialul supus cercetrii) n condiiile adecvateevidenierii proprietilor urmrite. Cu ajutorul ncercrilor mecanice se obindate calitative privind comportarea materialelor n condiiile de solicitarecorespunztoare acestor ncercri i valorile unor mrimi fizice sau convenionale,numite caracteristici mecanice, care se pot utiliza ca parametri cantitativi de

    4

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    5/17

    exprimare a proprietilor mecanice.

    Fig. 2. Tipuri de deformaii produse de tensiunile mecanice:a - deformaii liniare; b - deformaii unghiulare

    Elasticitatea materialelor metalice

    Elasticitatea este proprietatea unui material de a se deforma sub aciuneasolicitrilor mecanice i de a reveni la forma iniial cnd solicitrile i-auncetat aciunea.

    S-a stabilit pe cale experimental c, n cazul n care solicitrile mecaniceaplicate asupra unei piese creaz stri de tensiuni capabile s produc numaideformaii elastice ale materialului acesteia, este valabil legea lui Hooke, adicdependena dintre tensiunile generate de solicitrile mecanice ideformaiilespecifice de natur elastic produse este liniar. Astfel, n cazul unei

    piese metalice care sufer deformaii elastice sub aciunea unei solicitri dentindere sau compresiune monoaxial, starea de tensiuni generat n pies este

    caracterizat numai printr-o tensiune normal i legea lui Hooke are urmtoareaformulare analitic:

    fiind deformaia specific liniar (de natur elastic) a materialului piesei,msurat pe direcia tensiunii . De asemenea, n cazul unei piese metalice care

    5

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    6/17

    sufer deformaii elastice sub aciunea unei solicitri de forfecare pur, starea detensiuni generat n pies este caracterizat numai print-o tensiune tangenial i

    legea lui Hooke are urmtoarea exprimare analitic:

    fiind lunecarea specific (de natur elastic) a materialui piesei, produspe direcia tensiunii . Factorii de proporionalitate E i G, care intervin nformulrile particulare ale legii lui Hooke, sunt caracteristici (constante) propriimaterialului piesei solicitate, ce exprim capacitatea materialului de a se opuneaciunii de deformare elastic exercitate de solicitrile mecanice exterioare;caracteristica E este denumit modul de elasticitate longitudinal, iar caracteristicaG - modul de elasticitate transversal.

    Deformarea elastic a cristalelor care alctuiesc structura pieselormetalice se realizeaz prin modificarea distanelor interatomice i schimbarea

    parametrilor structurii cristaline (reelei spaiale) i se produce la orice valoare asolicitrilor .

    Deformarea elastic a materialelor (pieselor) metalice cu structurpolicristalin se realizeaz prin deformarea cristalelor componente conformmecanismului anterior prezentat. Comportarea la deformare i valorilecaracteristicilor elastice (E i G) ale materialelor metalice policristaline suntdeterminate n principal de natura i intensitatea forelor de legtur dintre atomiicare alctuiesc cristalele (dependente de compoziia chimic a materialului, detipul i de parametrii structurii sale cristaline) i sunt influenate n msur

    nesemnificativ de factorii structurali modificabili prin prelucrri tehnologice,cum ar fi forma i dimensiunile cristalelor, tipul i densitatea imperfeciunilorstructurii cristaline (vacane, dislocaii, limite de cristale, limite de subcristale) etc.

    Plasticitatea materialelor metalice

    6

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    7/17

    Plasticitatea este proprietatea unui material de a se deforma sub aciuneasolicitrilor mecanice i de a nu reveni la forma iniial (de a-i menineconfiguraia obinut prin deformare) cnd solicitrile i-au ncetat aciunea .S-a stabilit pe cale experimental c, n cazul n care solicitrile mecaniceaplicate asupra unei piese creaz stri de tensiuni capabile s produc deformaii

    plastice ale materialului acesteia, legea lui Hooke i pierde valabilitatea(dependena dintre tensiunile generate de solicitrile mecanice i deformaiilespecifice produse nu mai este liniar).

    Cercetrile experimentale i studiile teoretice efectuate au evideniaturmtoarele aspecte privind deformarea plastic a cristalelor metalice:a) Deformarea plastic a cristalelor care alctuiesc structura materialelormetalice se realizeaz, n mod obinuit, prin alunecarea unor zone ale cristalelor,(v. fig. 3.3), de-a lungul unor plane cristalografice numite plane de alunecare,

    sub aciunea tensiunilor tangeniale generate de solicitrile mecanice aplicateasupra acestor materiale; deformarea plastic apare numai dac tensiuniletangeniale depesc o anumit valoare;

    b) Planele de alunecare ale cristalelor metalice sunt planele cristalograficecu densitate atomic maxim; la materialele metalice cu structur cristalin CFC

    planele de alunecare aparin familei {111}, la materialele metalice cu structurcristalin CVC planele de alunecare aparin familiei {110}, iar la materialele custructur cristalin HC planele de alunecare sunt planele (0001) (bazele celulelorelementare ale structurii cristaline). n fiecare plan de alunecare, direciile

    prefereniale de realizare a proceselor de alunecare sunt direciile cu densitateatomic maxim; la materialele metalice cu structur cristalin CFC direciile dealunecare aparin familei , la materialele metalice cu structur cristalinCVC direciile de alunecare aparin familiei , iar la materialele cu structurcristalin HC direciile de alunecare corespund diagonalelor bazelor celulelorelementare (direciile [110]).

    Un plan de alunecare mpreun cu o direcie de alunecare coninut nacesta formeaz un sistem de alunecare; structurile cristaline CFC, avnd cel maimare numr de sisteme de alunecare, prezint cea mai bun capacitate dedeformare plastic, n timp ce structurile cristaline HC, fiind caracterizate prin

    numrul cel mai redus de sisteme de alunecare, prezint plasticitate sczut.c) Deformarea plastic prin alunecare a cristalelor metalice reale (cu imperfeciuniale structurii cristaline) se realizeaz prin mecanismul ilustrat n figura 3.4, bazat

    pe deplasarea dislocaiilor n planele de alunecare ale cristalelor. Acest mecanismal deformrii plastice a cristalelor metalice a fost confirmat prin cercetriexperimentale.

    7

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    8/17

    d) Procesul de deformare plastic prin alunecare nu conduce la micorareanumrului de dislocaii coninute n cristale, ci la mrirea acestuia (cretereadensitii de dislocaii), deoarece, la deplasarea n lungul planelor de alunecare,multe din dislocaii ntrunesc condiiile transformrii n surse Frank- Read (sursede dislocaii). De asemenea, procesul de deformare plastic bazat pe deplasareadislocaiilor n lungul planelor de alunecare determin blocarea micrii multordislocaii, datorit interaciunii acestora cu obstacolele ntlnite (alte dislocaii,vacane, impuriti etc.). Datorit acestor fenomene (creterea densitii dedislocaii i blocarea micrii unor dislocaii), pe msur ce procesul de deformare

    plastic a unui cristal avanseaz, crete intensitatea tensiunii tangeniale care

    asigur continuarea procesului (crete rezistena la deformare a materialuluicristalului), fenomen numit ecruisare (ntrire) prin deformare plastic.Deformarea plastic a unui material metalic (a unei piese metalice) cu

    structur policristalin ncepe n cristalele avnd planele de alunecare orientatecel mai favorabil n raport cu sistemul de solicitare al materialului (piesei); naceste cristale tensiunile tangeniale dezvoltate prin aciunea solicitrilormecaniceexterioare au intensiti maxime i este posibil demararea procesului dedeformare plastic (bazat pe mecanismul descris anterior, de deplasare prinalunecare a dislocaiilor).

    Dislocaiile deplasate n interiorul cristalelor n primele secvene ale procesului de deformare plastic sunt blocate la limitele dintre cristale (undenivelul energetic este mai ridicat i se face trecerea spre cristalele vecine, cu alteorientri ale planelor cristalografice) i apare fenomenul de ecruisare. Mrindintensitatea solicitrilor mecanice la care este supus materialul (piesa), procesul dedeformare plastic poate continua, fie prin realizarea condiiilor de deplasare a

    8

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    9/17

    dislocaiilor n planele de alunecare ale altor cristale, fie prin continuarea deplasriidislocaiilor blocate la marginea cristalelor.

    Fig. 5. Mecanismul deformrii plastice a structurilor policristalinei formrii structurii fibroase

    n baza mecanismului descris anterior rezult c, mrind suficient solicitrilela care este supus un material cu structur policristalin, se poate obinedeformarea plastic global (general) a acestuia. ntr-o astfel de situaie,materialul policristalin va prezenta o structur fibroas de tipul celei prezentate

    n figura 5, deoarece cristalele (grunii cristalini) din care este alctuit i modificforma poliedric (echiaxial) iniial, alungindu-se n direcia eforturilor care le-auprodus deformarea. Orientarea unidirecional a cristalelor materialelor metalice policristaline deformate plastic, denumit textur de deformare, produceanizotropia proprietilor mecanice ale acestor materiale. Ecruisarea si textura dedeformare apar numai la deformarea plastic la rece, adic aceea care se producesub o anumit valoare a temperaturii numit temperatur de recristalizare primarTrp 0,4Ts (Ts fiind temperatura de solidificare - topire a materialului, n K).

    Dac deformarea plastic se produce la temperaturi T>Trp, se numetedeformare plastic la cald, i, n acest caz deplasarea dislocaiilor se face i princrare n afara planelor de alunecare, ceea ce are ca efect formarea continude noi limite de gruni cristalini care i pstreaz forma echiaxial; deformarea

    plastic la cald necesit solicitri mai mici i se poate obine orice grad dedeformare deoarece materialul nu se ecruiseaz.

    9

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    10/17

    Inclzirea unui material deformat plastic la rece (deci ecruisat) latemperaturi T>Trp conduce la refacerea structurii cu gruni echiaxiali i ladispariia efectelor ecruisrii (materialul i recapat proprietile de plasticitate)

    ncercarea la traciune a materialelor metalice

    Pentru a evidenia particularitile comportrii materialelor metalicepolicristaline solicitate mecanic se folosete (ca ncercare de referin) ncercareala traciune. Condiiile i modul de realizare a ncercrii la traciune icaracteristicile mecanice care se pot determina prin aceast ncercare suntreglementate prin standardul SR EN 10002 (care reprezint versiunea n limbaromn a standardului european EN 10002).

    ncercarea la traciune se execut pe epruvete confecionate din materialulmetalic care se cerceteaz, avnd forma i dimensiunile prescrise n SR EN 10002.Epruvetele folosite n mod obinuit au configuraia prezentat n figura 3.6; acesteepruvete au o poriune central, cu seciunea circular (epruvete rotunde) saudreptunghiular (epruvete plate), calibrat (cu dimensiuni precise) i dou capetede prindere (pe maina cu care se realizeaz ncercarea), cu diverse configuraii(cilindrice, conice, cilindrice filetate, plate, plate cu orificii pentru boluri etc.). Pe

    poriunea calibrat a epruvetelor se traseaz (nainte de ncercare) dou repere ladistana L0; de regul, distana (lungimea) iniial ntre repere L0 se alege n

    funcie de aria seciunii transversale iniiale a poriunii calibrate S0, utilizndrelaia:

    iar epruvetele astfel dimensionate se numesc epruvete proporionale (de obicei,se ia k = 5,65, ceea ce este echivalent, pentru epruvetele rotunde, cu L0 = 5d0).n timpul ncercrii la traciune, pe direcia axei longitudinale a uneiepruvete realizate conform prescripiilor anterior prezentate, se aplic o for

    detraciune F, cresctoare ca intensitate, care produce deformarea progresiv i, nfinal, ruperea epruvetei. Maina folosit pentru realizarea ncercrii la traciuneeste prevzut cu dispozitivele necesare pentru a msura i/sau nregistra (petoat durata ncercrii) intensitatea forei aplicate F i deformaiile liniare(lungirile sau extensiile) produse epruvetei L = L - L0, L fiind distana(lungimea) ntre reperele epruvetei la aplicarea forei de traciune cu intensitateaF. Prin msurarea secvenial sau nregistrarea continu a valorilor mrimilor F i

    10

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    11/17

    L, se poate construi curba dependenei F = g(L), numit diagrama ncercriila traciune (DIT) sau diagrama for - alungire (extensie).

    Reprezentnd n coordonate rectangulare variaia tensiunii (convenionale)

    n funcie de alungirea specific sau n funcie de alungirea

    procentual , se obine o curb = f(), numit curba caracteristicconvenional la traciune (CCCT) sau curba caracteristic tensiune-deformaiespecific a materialului cercetat. CCCT are n mod obinuit una din configuraiile

    prezentate n figura 3.7.

    Cu ajutorul CCCT (construit pe baza ncercrii la traciune) se potevidenia particularitile comportrii oricrui material metalic solicitat mecanic ise pot defini o serie de caracteristici mecanice (folosite drept caracteristici dereferin la proiectarea pieselor din materialul respectiv), aa cum se prezint ncontinuare:a) La nceputul ncercrii la traciune CCCT este liniar (are configuraia unei

    drepte care trece prin originea sistemului de coordonate), fapt ce indic existenaunei proporionaliti stricte ntre mrimile i i, deci, o comportare elastic amaterialului supus ncercrii; deoarece la nceputul ncercrii materialul respectlegea lui Hooke ( =E), panta CCCT, msurat n originea sistemului decoordonate, este chiar modulul de elasticitate longitudinal al materialului (tg =E, v.fig. 3.7).

    11

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    12/17

    b) Pe msur ce crete intensitatea forei de traciune F, materialul supus ncercriincepe s sufere deformaii plastice, dependena dintre i nu mai esteliniar i configuraia CCCT se modific.

    La unele materiale metalice nceputul procesului de deformare plasticeste caracterizat printr-o curgere a materialului (deformare plastic frecruisare) i pe CCCT se nregistreaz un palier (v. figura 3.7 a); tensiunea la carese produce creterea deformaiilor specifice ale materialului fr a se mriintensitatea solicitrii este denumit limit de curgere aparent i notat Re.

    Multe materiale metalice nu manifest un fenomen de curgere aparent,CCCT corespunztoare acestora neprezentnd variaii brute ale pantei lainstaurarea procesului de deformare plastic, ci numai modificri continue, careevideniaz creterea ponderii deformaiilor plastice i apariia fenomenului deecruisare (v. figura 3.7 b). La astfel de materiale se poate defini o limit decurgere convenional (notat Rp), ca fiind tensiunea la care alungirea specificneproporional (de natur plastic, notatat p n fig. 3.7 b) atinge o valoare

    prescris; n mod uzual, limita de curgere convenional se determin pentru o

    alungire procentual neproporional p = 0,2 % i se noteaz Rp0,2.c) Mrind tensiunile de solicitare peste limita de curgere, are loc deformarea

    plastic uniform a poriunii calibrate a epruvetei. La o anumit valoare a forei desolicitare la traciune, ntr-o zon oarecare a poriunii calibrate se produce gtuireaepruvetei. Solicitnd n continuare epruveta, gtuirea se accentueaz i, laepuizarea capacitii de deformare plastic a materialului, survine ruperea acesteia.Tensiunea corespunztoare forei maxime de solicitare a epruvetei nainte de

    12

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    13/17

    rupere Fmax , se numete rezisten la traciune (sau rezisten la rupere) i se

    noteaz Rm rezistena la traciune este o caracteristicconvenional a materialului supus ncercrii, deoarece se calculeaz raportnd

    fora Fmax, aplicat ntr-un moment precedent momentului ruperii, la o arie S0,diferit de aria real a epruvetei solicitate de Fmax (v. fig. 3.7).d) Aeznd cap la cap cele dou pri ale epruvetei rupte la ncercarea latraciune i msurnd dimensiunile acesteia, se determin distana ultim ntrereperele din poriunea calibrat Lu i aria seciunii transversale n zona (gtuit) ncare s-a produs ruperea Su i se pot defini nc dou caracteristici mecanice alematerialului ncercat:

    * alungirea procentual dup rupere (sau alungirea la rupere) A:

    * coeficientul de gtuire (numit i gtuire sau striciune i exprimat n %) Z:

    Din datele prezentate anterior reiese c, folosind rezultatele ncercrii latraciune se pot determina o serie de caracteristici mecanice importante alematerialelor metalice: modulul de elasticitate longitudinal E; limita de curgere(aparent Re sau convenional Rp); rezistena la traciune Rm; alungirea

    procentual dup rupere A; coeficientul de gtuire Z i se pot face aprecieri

    calitative i cantitative privind proprietile de elasticitate i plasticitate aleacestora.

    Ruperea materialelor metalice

    Ruperea este fenomenul de fragmentare a unui material (unei piese) n

    dou sau mai multe pri sub aciunea unei stri de tensiuni mecanice.Ruperile materialelor (pieselor) metalice se pot clasifica folosind mai multecriterii:a) modul cristalografic de rupere;

    b) aspectul ruperii;c) mrimea deformaiilor plastice care preced ruperea.

    Mrimea deformaiilor plastice care preced ruperea este criteriul care

    13

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    14/17

    consider fenomenul de rupere la scar macroscopic; dup acest criteriu ruperilese ncadreaz n dou categorii: ruperi fragile, precedate de deformaii plasticenesemnificative i care se propag cu viteze foarte mari i ruperi ductile,caracterizate prin deformaii plastice apreciabile produse naintea i n timpulrealizrii fenomenelor de rupere.

    Categoriile de clasificare a ruperilor materialelor (pieselor) metalice suntnet corelate; astfel, ruperile fragile se produc prin clivaj (smulgere), au

    propagare intercristalin (prin limitele cristalelor care alctuiesc structuramaterialului) sau transcristalin (prin grunii cristalini care compun structuramaterialului) i prezint aspect cristalin - strlucitor, iar ruperile ductile se

    produc prin forfecare,(v. fig. 3.8) au, de obicei, propagare transcristalin iprezint aspect fibros.

    Comportarea fragil sau ductil la rupere nu este ntotdeauna o nsuireintrinsec a fiecrui material metalic (o nsuire dependent numai de compoziiachimic i de caracteristicile structurale ale materialului). Comportarea la rupere

    poate fi influenat esenial de factorii ce descriu condiiile solicitrii mecanicecare determin ruperea:a) temperatura materialului n timpul solicitrii;

    b) viteza de solicitare (viteza de aplicare a sarcinilor i/sau viteza de deformare a

    materialului);c) gradul de triaxialitate al strilor de tensiuni generate nmaterialul supus solicitrii, dependent de complexitatea solicitrii i de

    prezena n material a concentratorilor de tensiuni.Complexitatea unei solicitri mecanice este determinat de modul n care

    acioneaz sarcinile (forele) care o produc i de tipul efectelor (simple saucombinate) de deformare realizate(ntindere, compresiune, ncovoiere, forfecare,

    14

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    15/17

    torsiune etc.), iar concentratorii de tensiuni sunt discontinuiti ale materialului(orificii, crestturi, zgrieturi, incluziuni, fisuri etc.) care determin creteri localeale intensitii tensiunilor generate de solicitrile mecanice; aa cum se arat nfigura 3.9.

    De obicei, se consider ca factor principal temperatura materialului ntimpul solicitrii, iar pragul caracteristic corespunztor acestui factor estedenumit temperatur de tranziie ductil - fragil ttr, (dac temperaturamaterialului solicitat mecanic este t > ttr, comportarea sa la rupere este ductil, iardac temperatura materialului coboar la t < ttr materialul prezint o comportarefragil la rupere). Influenele celorlali doi factori se iau n considerare prinmodificrile pe care le produc valorii temperaturii de tranziie; astfel, mrireavitezei de solicitare (solicitarea dinamic sau prin ocuri) i/sau cretereagradului de triaxialitate al strilor de tensiuni (datorit complexitii solicitriimecanice sau prezenei concentratorilor de tensiuni) determin tendina oricrui

    material metalic spre o comportare fragil la rupere i produce cretereatemperaturii de tranziie a materialului respectiv (extinderea domeniului detemperaturi n care materialul manifest o comportare fragil la rupere i, caurmare, restrngerea domeniului de temperaturi n care comportarea la rupere amaterialului este ductil).

    Ruperea fragil este un fenomen greu de diagnosticat (prognozat), care seproduce intempestiv , se propag cu viteze foarte mari (instabil) i poate aveaurmri catastrofale, n timp ce ruperea ductil este un fenomen uor de detectat,care se produce stabil, dup epuizarea capacitii de deformare plastic a

    materialului metalic supus solicitrilor mecanice. Ca urmare, la proiectareapieselor metalice destinate aplicaiilor tehnice se pune condiia ca materialulmetalic ales pentru confecionarea acestora s prezinte o comportare ductil larupere pe tot domeniul temperaturilor de exploatare (utilizare) a lor; astfel, dacdomeniul temperaturilor de exploatare a pieselor are limita inferioar temin,materialul metalic din care se realizeaz acestea trebuie s prezinte o temperatur

    de tranziie ductil-fragil ttr, care s asigure ndeplinirea condiiei:

    Utilizarea criteriului (3.11) impune cunoaterea caracteristicii ttr pentru materialele

    metalice cu utilizri industriale (tehnice).Pentru a evidenia particularitile comportrii la rupere a materialelormetalice la diferite temperaturi se folosete (ca ncercare de referin) ncercareala ncovoiere prin oc.

    ncercarea la ncovoiere prin oc se execut pe epruvete confecionate dinmaterialul metalic care se cerceteaz, avnd configuraia i dimensiunile nconformitate cu prescripiile SR EN 10045 i prezentate n figura 3.10.

    15

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    16/17

    Caracteristica mecanic determinat prin ncercarea la ncoovoiere prinoc este energia de rupere Wr, notat KV, dac s-a ncercat o epruvet cucresttura n form de V sau KU , dac epruveta ncercat a avut cresttura nform de U. Detaliile ncercrii i modul de utilizare a rezultatelor se vor prezentantr-o lucrare de laborator.

    Rezultatele ncercrii la ncovoiere prin oc a unui material metalic se potutiliza pentru determinarea unei temperaturi (convenionale) de tranziie ductil -fragil a materialului respectiv. n acest scop, din materialul metalic analizat se

    preleveaz mai multe epruvete, se efectueaz ncercarea la ncovoiere prin oc a

    acestora la diferite temperaturi, iar rezultatele obinute se transpun n diagrame,avnd n abscis temperatura, iar n ordonat valorile caracteristicii KV sau KU,

    aa cum se prezint n figura 3.11 a.

    Bibliografie

    16

  • 8/3/2019 Concentratori Tensiune Metal

    17/17

    1. Dieter E.G. jr., Metalurgie mecanic, Traducere din limba englez,Editura Tehnic, Bucureti,1970.

    2. Flinn A. R., Trojan K. P., Engineering materials and their applications,Houghton Mifflin Company, Dallas Geneva, Illinois, 1986.

    3. Geru N., Teoria structural a proprietilor metalelor, Editura Didactic iPedagogic, Bucuresti, 1980.

    4. Mocanu D.R., Safta V. ( coordonatori), Incercarea materialelor. Incercridistructive ale metalelor, vol. I, Editura Tehnic, Bucureti, 1986.

    5. Shackelford F. J., Introduction to materials science for engineers,Macmillan Publishing Company, New York, 1991.

    6. Zecheru Gh. Drghici Gh. Elemente de tiina i ingineria materialelor ,vol. 1, Ed. ILEX i Ed. UPG Ploiesti, 2001.

    17