I Deo Masinski Materijali

7/23/2019 I Deo Masinski Materijali

http://slidepdf.com/reader/full/i-deo-masinski-materijali 1/16

I VEZE MEĐU ATOMIMA

1. PRIMARNE VEZE-Tu pripadaju metalna, kovalentna i jonska veza.

-Metalna veza-

Glavna karakteristika metala je metalna veza.Pri vezivanju atoma u prostoru, njihovi valentni atomi postaju zajednički i nisuviše lokalizovani oko pojedinačnih jezgara.Kod metala, međuatomske sile u prostoru deluju jednako u svim pravcima.

-Kovalentna veza-lementi sa najve!im modulima imaju čistu kovalentnu vezu "#, $i, Ge%. &aterijalisa dominantnom kovalentnom vezom su silikatna keramika, jedinjenja cementa,kamen.

'avlja se i kod nekih metala"(,&o, Ta%

Prisutna je i kod polimera.

-Jonska veza- 'onska veza je veza koja rezultira iz elektronske interakcije suprotnonaelektrisanih jona.

'avlja se kod jedinjenja nastalih od metala i nemetala. 'onska veza nije usmerena veza 'ednaka je u svim pravcima sa naizmenicnim pravilnim rasporedom jona.

2. SEKUNARNE VEZE

$ekundarne veze su sla)e veze po intenzitetu, međutim po zračenju su veomava*ne jer )ez sekundarnih veza *ivot na zemlji ne )i postojao.

Tu spadaju +an der +alsova i +odonikova veza.

Van !e" Valsova veza je prisutna kod internih gasova i između molekula sakovalentnom vezom. To je polarizovana veza.

Vo!on#kovo$ vezo$ se smatraju veze koje sudejstvuju između molekula kojiimaju vodonik kao jedan konstituent. emijsko vezivanje atoma i jona mo*e dao)uhvati više nego jednu vrstu primarne veze.

Pri primarnom vezivanju mogu postojati kom)inacije mešovitih veza.%'onsko-kovalentna %&etalno-kovaletna /%&etalno-jonska 0%'onsko-kovalentno-metalna.



II KRISTA%O&RA'IJA





(EKSA&ONA%NO &USTO S%O)ENA

1 "222% 3 4"-% 3 #5-/6 3 75-226



*. ANIZOTROPIJA1nizotropija je oso)ina nekih tela da u različitim pravcima imaju različite 8zičke imehaničke oso)ine. 1nizotropi na telu su o)ično kristali.

9. PO%IMOR'IJA+ A%OTROPSKA MOI'IKA,IJAPol#$o"a je sposo)nost supstance da kristališe u više od jedne kristalnestrukture. Polimor8ja se kod hemijskog elementa naziva alotropija.

Alot"o/ska $o!#ka0#a su ili više o)lika istog hemijskog elementa koja semeđuso)no razlikuju po načinu međuso)nog vezivanja atoma.

. ISPITIVANJE KRISTA%A REN&ENSKOM I'RAK,IJOM7e)aj :arer-ova metoda je metoda praha gde upadno monohromatsko rengenskozračenje pada na uzorak od 8nog kristalnog praha stavljenog u rapilarnu cev odpose)nog stakla ili na pokristalni uzorak *ice prečnika d, d;mm.< prahu ili *ici čitav niz kristala !e se registrovati na savijenom 8lmu.=e>eksije od svih kristala o)uhva!enih ulaznim zrakom, le*e na )azi omotačakupe sa vrhom lociranim na uzorku.

?a kru*no savijenom 8lmu smeštenom u 7e)aj :arerovoj kameri, do)ijaju sere>eksije u o)liku segmenata kruga.?jihov raspored zavisi od načina postavljanja 8lma u kameri.?ajčeš!e se koriste kamere sa radijusom od @9,/mm, ili 0,Amm.

III &REKE U KRISTA%NOJ REETKI1. TA3KASTE &REKE



Tačkastim greškama se naziva narušena periodičnost kristala, čije su dimenzijereda veličine atoma.Predstavljaju centre lokalne deBormacije kristalne rešetke.PostojeC emijske i 8zičke greške.(e$#ske ta4kaste 5"e6ke nastaju pri o)razovanju čvrstih rastvora.Kada atome osnovnog metala zamene atomi rastvorenog metala do)ija sesupstitucijski , a kada se atomi rastvorenog metala smeste između atoma

osnovnog metala intersticijski čvrst rastvor.P"ave ta4kaste 5"e6ke s7 z#4ke D :otkijeva greška"praznina% i Erenkelovpar"praznina i intersticijal%P"azn#ne nastaju tako što atom usled termičkog kretanja izađe na površinukristala, pa jedno čvorno mesto rešetke ostaje prazno, i tako se o)razujepraznina.

1tom je potisnut iz čvora rešetke i prelazi iz ravnote*nog polo*aja u međučvorniprostor, stvara se praznina i atom pomeren iz ravnote*nog polo*aja, tzv.Erenkelov par. Fa stvaranje Brenkelovog para je neophodna jako velika energija.

n-)roj praznina u kristalua-)roj atoma u kristalu-energija potre)na da sepremesti atom sa čvornogmesta na površinu kristalak-4olcmanova konstanta

T-Temperatura"K%

=avnote*na koncentracija praznina se pove!ava veoma )rzo sa porastomtemperature, pri čemu je ta zavisnost eksponencijalna. Pri ni*im temperaturamase mo*e dosti!i ve!a koncentracija praznina od ravnote*ne.

2. %INIJSKE &REKE8IS%OKA,IJE9



inijske greške su one koje u jednoj dimenziji ne prelaze nekoliko rastojanja, a udrugoj mogu dosti!i dimenzije monokristala.7islokacije predstavljaju specijalan raspored atoma.

Ko$:#novane-$e6ov#te !#sloka0#e7islokacija ne mora da dođe do kraja u kristalu, ako su kom)inovane, odnosnoako se sastoje iz ivičnog i zavojnog dela. Fa kom)inovanu zakrivljenu dislokacijukarakteristično je da ve!ina segmenata nije postavljena ni paralelno ni normalnoprema 4urgersovom vektoru.



IV ME(ANIZMI OJA3AVANJA META%A I %E&URA



1. E'ORMA,IONO OJA3AVANJEPri deBormisanju metala u hladnom stanju, pove!ava se tvrdo!a i čvrsto!a, asmanjujeplastičnost. 7eBormaciono ojačavanje je povečanje otpora deBormaciji sa rastomstepenadeBormacije. Potre)na energija i re*im deBormisanja pri o)likovanju metala umnogomezavise od)rzine deBormacionog ojačavanja materijala koji se o)rađuje.7eBormacione karakteristike mogu se opisati izrazomC

σ0H k εn

σ0 − stvarni napon, k D koe8cient čvrsto!e, ε - stvarna deBormacija 3n D indeI deBormacionog ojačavanja.

2. OJA3AVANJE &RANI,AMA ZRNA+ (A%-PE3OVA JENA3INA

=e H σ2 J k2 d-

=e D napon koji tre)a primeniti da se savlada trenje rešetke i izazoveklizanje u unutrašnjosti zrnaσ0 − konstanta materijalak2 D al-Pečov Baktord- prečnik zrna.

;. RASTVARAJU<E OJA3AVANJE



0. OJA3AVANJE SEKUNARNIM 'AZAMA

V P%ASTI3NOST KRISTA%A1. K%IZANJE+ SISTEM K%IZANJA ZA P,K+ Z,K+ &S(



Klizanje u kristalima se odvija pod dejstvom smicajnog napona, kada se gornjideo kristala pomera u odnosu na donji deo kristala po određenoj ravni, koja senaziva ravan klizanja, u određenom pravcu koji se naziva pravac klizanja.

'edan ravan i jedan pravac daju sistem klizanja1tomi se pomeraju za ceo )roj translacionih rešetke, tako da je na kraju rasporedatoma isti kao i pre klizanja.

$istem klizanja je jedna ravan i jedan pravac.U /ov"6#nsk# 0ent"#"ano k7:no "e6etk# P,K sistem klizanja čine 0 ravni izBamilije LM sa po / pravca iz Bamilije ;2N

LM ;2N0 I / H sistema klizanja

U za/"e$#nsk# 0ent"#"ano k7:no "e6etk# Z,K je ravan klizanja

L2M ;NA I H sistema klizanja

U 57sto slo=eno >eksa5onalno "e6etk# &S( ravan klizanja jeL222M ;NA I H sistema klizanja

2. RAZ%O)ENO SMI,AJNO NAPREZANJE7elovi mašina i konstrukcija, kao i metali pri plastičnoj preradi su izlo*eni veomaslo*enim naprezanjima, koje mo*e da se razlo*i na smicajnu i normalnukomponentu naprezanja.



$2-Površina poprečnog preseka kristala.

Površina klizne ravni$H$2cosϕ ϕ − ugao između ose kristala i normale na kliznu ravan, ?.

;. TEORIJSKO KRITI3NO SMI,AJNO NAPREZANJE Teorijsko kritično smicajno naprezanje ili teorijska smicajna čvrsto!a mo*e seizračunati prema modelu koji polazi od predpostavki da su kristali savršenograđeni i da se klizanje odigrava smicanjem celih kristalograBskih ravni.



Teorijsko smicajna čvrsto!a je napon koji tre)a primeniti da se svi atomi kojipripadaju jednoj ravni istovremeno pomere smicanjem po ravni klizanja u pravcuklizanja za jedan translacioni vektor rešetke, tj. jedno međuatomsko rastojanje.

< ravnote*nim polo*ajima naprezanje je jednako nuli, a između ovih polo*ajarazličito od nule, tj. menja se po periodičnom zakonu u Bunkciji od rastojanja I.

τtHGπH2,AG Ovaj teorijski izračunati napon je 22 do 222 puta ve!i od stvarne vrednosti

smicajnog naprezanja koje je neophodno primeniti da )i započela plastičnadeBormacija realnih kristala. Osnovni razlog za to je prisustvo dislokacija ukristalima, jer se plastična deBormacija ne odigrava pomeranjem svih atomaodjedanput po ravni klizanja, nego samo lokalno u okolini dislokacija se prekidajui ponovo uspostavljaju veze među atomima.

?. VOJNIKOVANJE

7eBormaciono dvojnikovanje nastaje pod uticajem smiču!eg napona, slično kaoklizanje.7vojnikovanje je proces u kome se jedan deo kristala deBormiše tako da Bormirase)i simetričan deo u odnosu na nedeBormisan deo kristala.KristalograBska ravan simetrije između deBormisanog i nedeBormisanog delakristala naziva se ravan dvojnikovanja.Pri dvojnikovanju veličina pomeranjaatoma nije za jedan ili više translacionih vektora rešetke, kao pri klizanju, ve! jeproporcionalna udaljenosti od ravni dvojnikovanja.?a so)noj temperaturu se dvojnikovanje pojavljuje kod metala saheksagonalnom rešetkom.Pri dvojnikovanju mala je smicajna deBormacija, pa je zato klizanje mnogo va*nijimehanizam od dvojnikovanja.

VI %OM



1. KRTI %OM

-?ema plastičnih deBormacija-Površina loma je ravna-Površina re>ektuje svetlost-?ormalna na dejstvo sile-+ide se zrna

K=T O& D $++"#uFn031l$i%

. UKTI%NI %OM-ma plastične deBormacije-Površina loma je u vidučaše ili kupe-?e vide se zrna-Površina je jamičasta ivlaknasta-?e re>ektuje svetlost

1lQQ,@ om u tački.

VI ISPITIVANJE ME(ANI3KI( OSO@INA



1. ISPITIVANJE ZATEZANJEME/"7vete su standardizovani prema '<$-u, pošto se mehaničke oso)ine menjajuprema dimenzijama epruvete. +rste epruvetaC standardni i tehničkimamoCpruvete za šipke i *ice N 0mmpruvete za šipke i *ice ; 0mm

pruvete od limova i traka ; /mmpruvete za limove i trake ; /mmpruvete za ceviMa6#ne za #s/#t#vane nazivaju se kidalice.Osnovni delovi suC-7eo za ostvarivanje pogonske sile-7eo za prihvatanje uzoraka"čeljusti%-7eo za merenje sile-7eo za prikaz rezultata<ređaj koji proizvodi silu je ili na mehanički ili na hidraulični pogon.O!"e#vane svostava ot/o"nost# # !eBo"$a0#epruveta poprečnog preseka $2 postavlja se na kidalicu i optere!uje silama.

<sled toga u epruveti se javlja normalni naponC σ H E $2

Na/on Te4enaPosle dostizanja napona tečenja nastaju velike plastične deBormacije uz maliporast naponaC=e D pri kome nastaje prvi prevoj krive napon D izdu*enje=e D donji napon tečenja je napon na kome se ustali za vreme primetnogizdu*enja.Fatezna čvrsto!aFatezna čvrsto!a je najve!i napon koji materijal mo*e da izdr*i pri zatezanju =m .Fatezna čvrsto!a je statička čvrsto!a pri ispitivanju zatezanjem. Određuje seC

=mHEm$2 5& Pa6Em D maksimalna izmerena sila 3 $o D Površina poprečnog presekaIz!7=enea% Procentualno izdu*enjeεH-oo I 22 5R6)% Procentualno izdu*enje posle prekidaC1Hu-oo I 22 5R6S7=eneKod epruveta kru*nog poprečnog preseka meri se prečnik na naju*em delumerne du*ine u međuso)no normalna pravca.FH"$o-$u%$o I 22 5R6

O!"e#vane na/ona te4ena R/C+2D-'e napon pri kome se javlja plastična deBormacija od 2,R.-<zorak se optereti određenom silom i dilatometrom se izmeri izdu*enje. <koliko

je deBormacija nakon rastere!enja manja ili jednaka od 2,R - postupak seponavlja ve!om silom sve dok se ne do)ije plastična deBormacija od 2,R. 1ko seta vrednost prekorači, crta se dijagram i koristi gra8čka metoda.

=p2,R H Ep2,R$o 5&Pa6



O!"e#vane $o!7la elast#4nost#&odul elastičnosti je otpor materijala prema plastičnoj deBormaciji.

S H I S - normalni napon, D modul elastičnosti i - relativno izdu*enje.

HE∆ I o$o

Documents

I Deo Masinski Materijali