Click here to load reader

Laboratorijske Bez Razaranja

  • View
    39

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Laboratorijske Bez Razaranja

UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTET

LABORATORIJSKE VJEBESeminarski rad

Predmet: MATERIJALI II

Ime i prezime:Asmir Mujkic

Broj indeksa:III-387/12

Odsjek:Mehatronika

Datum:01.06.2013. godine

Sadraj:

ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA 2. ISPITIVANJE ILAVOSTI MATERIJALA 11. ISPITIVANJE MATERIJALA ZATEZANJEM 16. ISPITIVANJE TVRDOE BRINELL I ROCKWELL POSTUPKOM

Ispitivanje materijala BEZ RAZARANJA

Uvod

Opta tendencija u savremenoj mainogradnji jeste da se vie ide na lake, jednostavnije i jeftinije mainske konstrukcije u kojima je iskoritenje materijala gotovo maksimalno. Sa druge stran, sigurnosni zahtjevi su u mnogim oblastima (energetika, mostogradnja, saobraaj, petrohemija itd.) veoma visoki tako da materijal mora da zadovolji otre eksploatacione uslove.

Prisustnost greaka se u mainskim konstrukcijama ne tolerie jer greke naruavaju kontinuitet materijala, smanjuju korisni presjek i djeluju kao koncentratori napona ime drastino utiu na nosivost i sigurnost bilo koje mainske konstrukcije. Naroito veliki uticaj greke imaju u dinamiki optereenim konstrukcijama. Nauka koja se bavi iznalaenjem greaka u materijalu se naziva DEFEKTOSKOPIJA. Materijala koji se podvrgava savremenim metodama ne doivljava nikakvo razaranje i defektoskopija se moe ukomponovati u tehnloki proces proizvodnje ili kao zavrna faza kontrole gotovih proizvoda ili polufabrikata.

Defektoskopijom se iskljuivo otkrivaju greke u materijalu kao to su: plinski ukljuci, nemetalni ukljuci, lunkeri, dvoslojnost, pukotine i druge greke karakteristine za pojedine postupke obrade.

U modernoj industrijskoj defektoskopiji primjenjuje se nekoliko metoda koje se baziraju na odreenim fizikalnim pojavama i zakonitostima koji karakteriu te pojave: ispitivanje jonizirajuim elektromagnetnim talasima, ispitvanje ultrazvunim talasima, ispitivanje magnetnim metodama, ispitivanje kapilarnim metodama, ispitivanje ostalim metodama.

Sve navedene metode nisu podjednako pogodne za otkrivanje svih vrsta greaka zato se, kod izrazito odgovornih konstrukcija, ispitivanje vri kombinovanjem dvaju ili vie metoda da bi se tek po zavrenom ispitivanju donio sud o kvalitetu konstrukcije.

Ispitivanje jonizirajuim elektromagnetnim talasima Industrijska radiografija

Radiografija je metoda ispitivanja materijala bez koja pomou radiografskih negativa otkriva makroskopske defekte u materijalu. Prolazei kroz materijal X i GAMA zraci gube intenzitet tako da je izlazni zrak uvijek manjeg intenziteta od ulaznog. To smanjenje intenziteta zavisno je od prirode i debljine materijala kroz koje prolazi zrak. Izlazni zrak djeluje na foto emulziju te izaziva na filmu ili ekranu razliito zacrnjenje. Na taj nain se dobije uvid u unutranje slojeve materijala, sve greke i odstupanja od homogenosti.

Slika 1. Prikaz radiografskog ispitivanja

Osnovne karakteristike X i GAMA zraka su: kreu se pravolinsijski poput svjetlosti, ne mogu se skretati pomou optikih instrumenata, prolaze kroz bilo koji materijal zavisno od osobina materijala, pri prolazu kroz materijal bivaju apsorbovani zavisno od talasne duine, gustine i debljine materijala, djeluju na fotoemulziju poput svjetlosti, joniziraju materiju kroz koju prolaze, radioaktivni su i nisu vidljivi, tetno djeluju na ive elije.

Radiaktivni ozraci imaju svojstvo da u dodiru sa filmskom emulzijom tj. solima srebrima, bakra, i hlora, stvaraju jonizaciju pri emu se postie fotoefekat. Ukoliko se u materijalu nalazi greka, tada e materijal zbog prisustva greke , biti oslabljen te e iz materijala izai vei kvant radioaktivnog zraenja. Pri veem kvantu zraenja na filmu e nastati vee zacrnjenje.

Osnovni razlozi zbog kojih se radiografija koristi u industrijskoj defektoskopiji su: mogunosti otkrivanja veoma sitnih greaka, geometrijska tanost slike, dobijanje trejnog dokumenta o kvalitetu, jednostavna interpretacija nalaza.

Slika 2. Rengen aparat

Magnetne metode

Za utvrivanje povrinskih greaka samo kod feromagnetnih materijala esto se primenjuju magnetne metode. Sutina ovih metoda je da se predmet koji se ispituje postavi izmeu polova elektromagneta kroz ije namotaje prolazi jednosmerna ili naizmenina struja. Linije magnetnih sila pri prolazu kroz homogeni materijal su ravnomjerne, dok nailaskom magnetnih linija sila na neki ukljuak, prskotinu i sl. (sa drugom magnetnom popustljivou - premabilitetom) doi e do skretanja magnetnih linija sila. Da bi se greke u materijalu uoile, obzirom da su magnetne linije nevidljive, predmet koji se ispituje posipa se feromagnetnim prahom ferooksida u transformatorskom ulju sa kerozinom (1:1) ili u alkoholu.

Slika 3. ema ispitivanja magnetnom metodom

U posebnim sluajevima primjenjuju se obojene suspenzije i fluorescentne magnetne suspenzije ije svijetlee estice olakavaju kontrolu teko pristupanih mjesta.

Primjena feromagnetnih praaka zasnovana je na sposobnosti feromagnetnih estica, kada se nau u magnetnom polju, da se orijentiu u pravcu polja i rasporedjuju se u pravcu najveeg poveanja magnetne gustine magnetnih linija, tako da se u okolini defekta grupiu, odnosno, estice feromagnetnog praha se u defektu sakupljaju.

Slika 4. Ispitivanje magnetnim esticamaPri otkrivanju greaka magnetnom metodom vaan je uslov pravac magnetnog strujanja, koji mora biti upravan na greku, jer se greke ne opaaju ako je tok magnetnih linija paralelan pravcu greke. Kako je raspored i oblik greaka nepoznat u praksi se stoga kontrola vri u dva meusobno upravna pravca.U mnogim sluajevima namagnetisani dijelovi poslije kontrole magnetnim metodama moraju se razmagnetisati.

Slika 5. Greke na lananiku i kuki

Slika 6. Ureaj za magnetisanje proticanjem struje

Ultrazvuna ispitivanja

Ispitivanja ultrazvukom zasniva se na pronalaenju i odreivanju lokacije defekta u materijalu, koji se nalaze na dubini od 1 do 2000 mm kod metalnih i nemetalnih materijala, pomou proputanja ultrazvunih talasa kroz materijal.

Ultrazvuk je tako materijalno treperenje sredine ija je uestalost vea od 20000 Hz, pa omoguuje njegovo prodiranje u materijal. Prostiranje ultrazvuka kroz materijal praeno je izvjesnim rasipanjem, zbog ega nastaje razlika izmeu koliine ulaznih i izlaznih ultrazvunih talasa, to se prati na odgovarajuem osciloskopu ureaja.

Kod ultrazvunih defektoskopa najvie se koristi za dobijanje ultrazvunih talasa piezoelektrini efekat. Pri tome se korienjem piezokristala vri pretvaranje elektrine energije u mehaniku uestalost od 500-1000 MHz. Za ispitivanje materijala koriste se uglavnom frekvencije 1-6 MHz.

Za stvaranje ultrazvunih talasa koriste se ultrazvune glave u kojima piezokristal usmjerava talase u ispitivani materijal. Prema obliku ispitivanog materijala "glave" su oblikovane, tako da stvaraju podune, poprene i povrinske talase. Nain otkrivanja greaka u materijalu zasniva se na tonskim, impulsnim-eho i rezonantnim metodama, koje u sutini registruju na odgovarajui nain ulazne i izlazne talase - "signale". Prolaskom kroz homogeni materijal, npr. kod tonskih metoda visina tona zvuka je ujednaena a pri nailasku na greku dolazi do njegove promjene.

Slika 7. Ekran ureaja sa lokacijom greke

Kod impulsnih-eho metoda prolaz ultrazvunih talasa kroz materijal (odnosno, pri njihovom nailasku na greku), zasnovan je na istom principu kao i kod impulsnih ureaja, sa tom razlikom to se signali - ulazni i izlazni - uoavaju na ekranu u vidu svetlosnih signala.Signal greke nalazi se izmeu ulaznog i izlaznog signala na odstojanju koje je proporcionalno dubini lokacije greke.Ultrazvune metode se koriste takoe i za mjerenje debljine zidova koji nisu pristupani sa obje strane do debljine 23 mm sa tanou 0,01 mm.

Slika 8. Odreeivanje greaka impulsno eho metodom

Slika 9. Ureaj za ultrazvunu kontrolu (lijevo) i odreivanje greaka ultrazvunom metodom (desno)

Penetrirajue tenosti

Primjenjuje se samo za odreivanje povrinskih greaka.Penetrirajua tenost (penetrant) ima sposobnost da prodire u vrlo uske zazore do 0,01 mm i da bude lako absorbovana od strane razvijaa.

Penetranti se dijele na: Fluoroscentne, Obojene, Mijeane (fluoroscentne/obojene).

Slika 10. ematski prikaz penetrantske metode

A priprema povrine ienje B nanoenje tankog sloja obojenog penetranta penetriranje C odstranjivanje vika penetranta s povrine D nanoenje bijelog razvijaa razvijanje

Slika 11. Nanoenje penetranta Slika 12. Penetranti

LABORATORIJSKA VJEBA: Ispitivanje ilavosti materijala

Svojstvo da materijal zadri plastina svojstva i pod nepovoljnim uslovima naziva se ilavost.Ova osobina materijala dolazi do izraaja kada je materijal izloen naglom i uestalom dejstvoj spoljane sile. ilavost je naroito vana osobina konstrukcionih materijala.

Standardne epruvete

Postoje dvije vrste epruveta: V epruveta i U epruveta.

Po sredini epruvete se uvijek nalazi lijeb, koji prisiljava da se lom dogodi ba na tom mjestu.

V epruveta ima otriji lijeb nego ostali probni uzorci te se upotrebljava za ilavije predmete, kao to je elik s malim postotkom ugljika.U epruveta i epruveta sa rupom kao za klju, imaju vea zaobljenja u radijusu, daju sline rezultate, a upotrebljava se za krte materijale.

Tendencija je da se u veini sluajeva upotrebljavaju V epruvete slika 14. Epruvete se obrauju obradom skidanjem estica, imaju kvadratan presjek s mjerama prema standardima, mjerna temperatura je 20C 2C (ako nije drugaije preporueno).

Slika 13. Epruveta s lijebom u obliku slova U i epruveta s lijebom u obliku otvora za klju

Epruvete su standardizovane prema BAS EN 10045-1, ali i drugim standardima.

Slika 14. Epruveta s V oblikom lijeba

Charpyjevo (arpijevo) klatno

Ureaj se sastoji od klatna duine R obrtnog oko osovine O. Na slobodnom kraju klatna nalazi se teg mase G. Masa tega podeena je tako da klatno pri putanju sa najvieg poloaja moe da ostvari rad od 300 J. Ispitivanje se doputa, meusobno, i pri raspoloivom radu od 100 J. U svom najniem poloaju teg prolazi kroz sredinu prostora izmeu dva oslonca na koje se postavlja epruveta. Za standardizovana ispitivanja rastojanje izmeu dva oslonca treba da iznosi 40 mm. Ovo rastojanje se po potrebi moe mijenjati. Unutranje strane oslonca Slika 15. ematski prikaz arpijevog imaju nagib 1:5 a ivice su zaobljene sa poluprenikom klatna krivine 1 mm.

Obratanje klatna oko osovine treba da se obavlja sa najmanjim moguim trenjem. U svakom sluaju, ako se klatno pusti sa jedne poetne visine da slobodno pada, ugao do kojeg klatno treba da se otkloni s druge strane vertikalnog poloaja smije da bude najvie za 1% manji od poetnog ugla. Zaustavljanje klatna posle obavljenog prekida epruvete vri se automatskom ili runom konicom.Brzina tega klatna, u trenutku udara u epruvetu, treba da iznosi 5 7 m/sec. Epruveta se postavlja na oslonce tako da zarez doe u sredinu izmeu oslonaca, i to sa suprotne strane od one koju udara teg klatna pri padu.

Slika 16. Opti izgled savremenog Charpyjevog klatna s osciloskopskim ureajem

Na definiranje ilavosti materijala znatno utjee itav niz faktora, kao to su: temperatura ispitivanja, mikrostruktura (osobito veliina zrna), oblik i dimenzije zareza, dimenzije epruvete, brzina udara itd.

Najvei utjecaj na ilavost, ima temperatura ispitivanja, odnosno na udarnu radnju loma materijala. ilavost openito opada sa sniavanjem temperature ispitivanja (slika 17). To je zbog toga to se sniavanjem temperature sniava i plastinost, odnosno deformabilnost materijala.

Slika 17. ilavost u funkciji temperature za elik SIS 1550, finozrnata struktura, HB 170

Pri ispitivanju epruveta se postavlja centrino na oslonac s razmakom od 40 mm, a klatno slobodnim padom udara tano u njezinu sredinu sa suprotne strane od zareza i lomi je jednim udarcem. Kao rezultat mjerenja gleda se razlika izmeu poetne potencijalne energije koju posjeduje klatno i krajnje energije, poto se jedan dio energije gubi na sami lom. to se vei dio energije potroi na lom to znai da je materijal ilaviji.

Rad utroen za prelom epruvete (No) dobija se kao razlika izmeu raspoloivog rada (N1) i neutroenog rada (N2). U poetnom poloaju za ispitivanje klatno se iz vertikalnog (najnieg) poloaja otkloni za ugao 1. U ovom poloaju klatno raspolae potencijalnom energijom N1=G.h1, gdje je G masa, a h1 visina za koju se podiglo teite klatna u odnosu na njegov najnii poloaj. Putanjem klatna da pada sa visine h1 ono e udariti epruvetu, pri emu e se dio raspoloive energije utroiti na prelom epruvete, dok e se ostatak (N2) utroiti na otklon klatna sa druge strane vertikalnog poloaja za ugao 2, odnosno na uzdizanje teita na visinu h2. Prema tome utroeni rad bie:

No=N1-N2=Gh1-Gh2=G(h1-h2)

Zamjenom vrijednosti za h1=R(1-cos 1), i za h2=R(1-cos2) gornja jednaina dobie oblik:

No=GR(cos 2 cos 1)

Veliine R,G i 1 poznate su i predstavljaju karakteristike klatna. Promjenjiv je samo ugao 2 ija se vrijednost oitava na ugraenom uglomjeru sa kazaljkom. Rad utroen za prelom epruvete moe se i neposredno oitati na jednoj izbadarenoj skali sa pokretnim indeksom.ilavost () se izraunava kao utroeni rad po jedinici povrine a izraava se u [J/cm2]

Vrijednosti ilavosti manje od 100 [J/cm2] daju se sa jednom decimalom, a vee od 100 [J/cm2] zaokruuju se na cijele brojeve.

Rezultati dobijeni ispitivanjem standardnih epruveta dati su sljedeoj tabeli:

Redni broj epruveteDimenzije epruveteEnergija lomaNapomenePovrina porenog presjekailavostSrednja vrijednostTemperatura ispitivanja

1l=57mma=9,8mme=4mmNo=8 Jepruveta pukla na mjestu zarezaA=56.84mm2=14[J/cm2]sr=22[J/cm2]T=20C

2l=56,4mma=9,8mme=4mmNo=17 Jepruveta pukla na mjestu zarezaA=56.84mm2=30[J/cm2]sr=22[J/cm2]T=20C

LABORATORIJSKA VJEBA: Ispitivanje materijala zatezanjem

Pri statikom ispitivanju materijala zatezanjem epruvete se optereuju silama iji se pravci poklapaju sa njihovim osama (aksijalne sile) pri emu se promjena njihovog intenziteta odvija odreenom brzinom sve do prekida epruvete. Ispitivanjem zatezanjem se odreuju: Svojstva otpornosti-vrstoe (naponi) Granica razvlaenja, R (MPa) Modul elastinosti, E (MPa) Zatezna vrstoa, Rm (MPa) Svojstva deformacije-plastinosti Procentualno izduenje, A (%) Procentualno suenje poprenog presjeka, Z (%).Epruvete za ispitivanje materijala zatezanjem ozrauju se rezanjem iz uzorka pri emu njihov oblik i mjere zavise od oblika i dimenzija proizvoda ija se mehanika svojstva ispituju. Mogu biti krunog, kvadratnog, pravougaonog, prstenastog ili nekog drugog poprenog presjeka.

Slika 18. Oblik i mjere epruvete za ispitivanje zatezanjemS obzirom na dimenzije epruvete mogu biti:-proporcionalne - odnos poetne mjerne duine Lo i poetne povrine poprenog presjeka So dat je izrazom Lo=kSo gdje je k koeficijent proporcionalnosti 5,65 ili 11,3.-neproporcionalne (definisano odreenim standardima).Maine za ispitivanje zatezanjem mogu biti sa mehanikim pogonom i hidraulikim pogonom

Slika 19. Hidraulina kidalica

Slika 20. ema univerzalne hidrauline kidalice

Postupak ispitivanja

Priprema epruvete obuhvata: Provjeru prenika d0 i poetne mjerne duine L0 epruvete, Poetnu mjernu duinu L0 podijeliti na niz jednakih dijelova.Uvrivanje epruvete u eljusti maine (mora se voditi rauna da ne doe do proklizavanja i gubitka prenoenja aksijalne sile).

Brzina promjene optereenja u elastinom podruju ne smije biti vea od brzine date u tabeli: Modul elastinosti materijala (MPa) Brzina optereivanja (MPa/s)

Najmanja najvea

150000 3 30

Tabela 1. Brzina promjene optereenja

Sila sa kojom se optereuje epruveta mjeri se sa tanou 1% u odnosu na utvreno optereenje.

Svojstva otpornosti-Zatezna vrstoa-RmTo je maksimalni napon koji moe da podnese jedan materijal prije nego to doe do loma. Rm = -Granica razvlaenja-RvTo je napon pri kome dolazi do naglog prelaza iz elastinog u plastino podruje,kod materijala koji pokazuju tu pojavu: Rv=

Slika 21. Dijagram zatezanja

Svojstva deformacije

Izduenje- A(%)

Trenutno izduenje, svedeno na prvobitnu mjernu duinu, predstavlja jedinino izduenje i moe biti elastino i plastino =. Trajno izduenje definie se kao procentualno izduenje poslije prekida: A= 100%.

Mjerenje procentualnog izduenja

Pri mjerenju krajnje duine vodi se rauna o mjestu prekida epruvete, koje moe biti:U oblasti srednje treine mjerne duine mjerenje se vri tako to se krajevi vrsto sastave i izmjeri se rastojanje izmeu mjernih oznaka. Pri tome je potrebno obezbijediti da osa epruvete lei na pravoj liniji.U jednoj od krajnjih treina; poslije ispitivanja uoi se krajnja mjerna oznaka na kraem dijelu prekinute epruvete i oznai sa X. Na duem dijelu prekinute epruvete odredimo taku Y tako da mjesto prekida bude u okolini sredine rastojanja XY. Izmjerimo rastojanje izmeu taaka X iY i izbrojimo broj dijelova n na tom rastojanju.Ako je (N-n) paran broj dijelova onda se definisanom broju dijelova n duine p, pridoda (N-n)/2 dijelova odreenih takama Y i Z. Nakon izmjerene duine q korigovano procentualno izduenje se odreuje pomou izraza: A= 100%. Ako je (N-n) neparan broj na duem dijelu epruvete se oznae take Z i Z' koje su od take Y udaljene za broj dijelova: dijelova za taku Z i dijelova za taku Z'.

Slika 22. Poloaj mjesta prekida epruvete u odnosu na izvrenu podjelu mjerne duineNakon izmjerenog rastojanja q i q' procentualno izduenje nakon prekida se rauna pomou izraza:A = 100%Veliina deformacije epruvete ne moe se uzeti kao mjerodavna za odreivanje karakteristika otpornosti i deformacije.

Suenje poprenog presjeka Z (%)

Trenutno suenje: = 100%

Na mjestu prekida: Z = 100%.

PRIMJERKonstruisati dijagram napon-procentualno izduenje elika ako su nakon kidanja epruvete ustanovljene sljedee karakteristine vrijednosti sile i izduenja:Silu na granici proporcionalnostiSilu na granici elastinostiSilu gornje granice teenjaSilu donje granice teenjaZateznu vrstouKidanje materijalaPresjek epruvete

FplpFeleFTglTgFTdlTdFmlmFklkAoA

70,2(kN)4(mm)83(kN)4,95(mm)99(kN)5,22(mm)95(kN)6(mm)158(kN)27,2(mm)117(kN)33,3(mm)314mm2300mm2

d0=20 (mm) l0=100 (mm)

Vrijednosti vrstoe raunamo po sljedeim formulama:

A0 = (d0d0) / 4 = (20203,14) / 4 = 314mmRk = Fk / A0 = 117000 / 314 = 372,6 MPaRm = Fm / A0 = 158000 / 314 = 508,2 MPaRTg = FTg / A0 = 99000 / 314 = 315,3 MPaRTd = FTd / A0 = 95000 / 314 = 302,5 MPaRp = Fp / A0 = 70200 / 314 = 223,5 Mpa.

Karakteristine vrijednosti plastinosti raunamo po formulama:

k = ( lk / l0) 100% = (33,3 / 100) 100% = 33,3%m = (lm / l0) 100% = (27,2 / 100) 100% = 27,2%Tg = (lTg / l0) 100% = (5,22 / 100) 100% = 5,2%Td = (lTd / l0) 100% = (6/100) 100% = 6%p = (lp / l0) 100% = (4/100) 100% = 4%.

Radi lakeg pregleda vrijednosti emo prikazati u tabeli: Taka Procentualno izduenje Napon

pp 4 223,5

TgTg 5,2 315,3

TdTd 6 302,5

mm 27,2 508,2

kk 33,3 372,6

Slika 23. Dijragram napon procentualno izduenje

LABORATORIJSKA VJEBA:

Ispitivanje tvrdoe BRINELL i ROCKWELL postupkom

UvodIspitivanje tvrdoe je vjerovatno najrairenija i najsvestranija metodaispitivanja materijala, koja omoguava brzo, lako i jednostavno odreivanje vanog mehanikog svojstva tvrdoe na malom uzorku praktino bez njegovog razaranja.Tvrdoa je otpornost ispitivanog materijala prema prodiranju drugog, znatno tvreg tijela (opta najprihvtljivija tehnika definicija). Da bi se rezultati ispitivanja tvrdoe mogli meusobno uporeivati, moraju biti tano definisani, odnosno standardizovani uvjeti ispitivanja, kao to su utiskiva, sila i vrijeme njezinog djelovanja na tijelo.Nain izvoenja ispitivanja i priprema uzorka su prosti, a rezultati se mogu koristiti za procijenu i drugih mehanikih svojtava. Ispitivanje tvrdoe se koristi za kontrolu.Razliita ispitivanja tvrdoe mogu se podijeliti u tri grupe: elastini odskok (rijetko se koristi); otpornost prema rezanju ili abraziji; otpornost prema prodiranju.

Ispitivanje tvrdoe po Brinelu

veanin J.A. Brinell objavio je 1900. godine postupak prema kojem se tvrdoa definie odnosom odreene sile, kojom se u ispitivani materijal utiskuje tvrda elina kuglica odreenog prenika, i povrine nastalog oblika u materijalu.Tvrdoa po Brinelu odreuje se na osnovu izraza:

Gdje je: F - sila utiskivanja [N] D - prenik kuglice [mm] d - prenik otiska [mm] h - dubina otiska [mm]

Za praktino izraunavanje koriste se tablice u kojima se za svaki prenik otiska nalazi odgovarajua vrijednost tvrdoe po Brinelu.Pri ispitivanju tvrdoe po metodi Brinel dobivaju se najtanije vrijednosti tvrdoe, s obzirom da se pri ispitivanju obrazuje relativo veliki otisak koji se savremenim optikim ureajima tano mjeri. Osnovni nedostatak ove metode je ogranienje pri mjerenju tvrdoe, do HB < 450 sa primjenom eline kaljene kuglice i HB < 650 primjenom kuglica od tvrdog metala, s obzirom da preko napomenutih vrijednosti tvrdoe dolazi do deformacije utiskivaa.Utiskivanje se vri na pripremljenu povrinu (bruenjem), a veliina otiska zavisi od primjenjene sile utiskivanja, tj. tei se da prenik otiska mora leati u granicama 0,25 D < d < 0,5 D. Tvrdoa po Brinel metodi oznaava se slovnim simbolom HBS (za primjenjenu elinu kuglicu),odnosno HBW (za primjenjenu kuglicu od tvrdog metala).

Slika 24. Ispitivanje tvrdoe utiskivanjem eline kuglice

Sila utiskivanja treba da se poveava postepeno i bez trzaja dok se ne dostigne propisana vrijednost. Kod tvrih materijala konana veliina otiska dostie se relativno brzo pa je dovoljno da se sila utiskivanja odrava 10 do 15 sec. Za aluminijum i legure aluminijuma propisano je trajanje utiskivanja 302 sec a za magnezijum i njegove legure 120 5 sec.Podloga na koju se stavlja uzorak koji se ispituje treba da je stabilna i da omogui da smjer sile utiskivanja bude upravan na povrinu koja se ispituje.Povrina uzorka na kojoj se vri utiskivanje mora biti glatka i ravna, da bi se prenik otiska mogao tano izmjeriti. Pri pripremanju povrine uzorka treba izbjegavati postupke kojima se mijenja stanje materijala, kao to su, na primjer, zagrijavanje ili hladna prerada.Otisci e imati pravilan kruni oblik ukoliko ispitivani materijal ima homogenu strukturu sainjenu iz mnotva sitnih kristala, jer u takvim sluajevima razliiti otpori deformisanja, uslovljeni anizotropijom kristala, bivaju izjednaeni nepravilnim poloajem kristala. Kod materijala sa krupnozrnastom strukturom, meutim, otisci esto nemaju pravilan oblik i konture im nisu dovoljno otre.Kod hladno valjanih limova od obojenih i lakih metala otisci imaju oblik elipse sa veim prenikom u pravcu valjanja. Otisci e imati nepravilan oblik i u sluaju ako povrina uzorka na kojoj se vri utiskivanje nije ravna. Za mjerenje prenika otiska najee se koristi mikroskop sa mikrometarskim zavrtnjem. Mikroskop, ili drugi mjerni sistem koji se koristi za mjerenje, treba da omogui mjerenje prenika otiska sa tanou 0.25 % prenika kuglice.Oznaci tvrdoe po Brinelu dodaju se dopunske oznake koje izraavaju uslove pod kojima je izvreno ispitivanje, i to: prenik kuglice, sila utiskivanja i vrijeme dejstva sile. Na primjer, tvrdoa po Brinelu odreena kuglicom prenika 5 mm i silom utiskivanja 750 daN, odravanom u toku 15 s. oznaava se:HB 5/750/15

Slika 25. Ureaj za ispitivanje po Brinel-u (Briviskop)

Ispitivanje tvrdoe po Rockwellu

Za razliku od tvrdoe po Brinelu i tvrdoe po Vikersu koje se izraavaju odnosom sile utiskivanja i povrine nastalog otiska, tvrdoa po Rokvelu odreuje se na osnovu trajne dubine otiska koji naini otiskiva u obliku konusa ili kuglice u ispitivanom materijalu.Povrina uzorka, i pored briljive obrade, sadri neravnine koje mogu uticati na rezultate mjerenja dubine otiska, stoga se kao osnova za odreivanje tvrdoe po Rokvelu koristi razlika dviju dubina nastalih pri dvijema razliitim silama utiskivanja.Ispitivanje se izvodi tako to se utiskiva najprije optereti poetnom silom Fo pri kojoj e dubina otiska iznositi h1 (slika 26). Tada se komparater, kojim se mjeri dubina prodiranja, dovede u poetni poloaj, pa se nanese glavna sila F1 pri kojoj e utiskiva prodrijeti u materijal za dubinu h2. Poslije zavretka teenja materijala, tj. kada se kazaljka komparatera zaustavi, ukloni se glavna sila, usled ega se kazaljka komparatera vrati za iznos elastine deformacije ispitivanog materijala i postolja maine. Nastala trajna dubina otiska h3, izraena u jedinicama po 0.002 mm, utima se kao mjera trdoe. Da bi vrijednosti tvrdoe po Rokvelu tekle u istom smislu kao i veliine brojeva, tj. da bi se za vee tvrdoe dobile vee brojane vrijednosti, trajna dubina otiska oduzima se od jednog konstantnog broja. Za sluaj ispitivanja konusom, konstanta ima vrijednost 100, a za ispitivanje kuglicom 130.

Slika 26. Ispitivanje tvrdoe po Rokvelu

Postupak ispitivanja konusom skraeno se obiljeava sa HRC (C-Cone-konus) a kuglicom sa HRB (B-Ball-kugla). Tvrdoa po Rokvelu pri ispitivanju konusom data je izrazom:

a pri ispitivanju kuglicom

Oznaavanje tvrdoe po Rokvel metodi izvodi se na sledei nain:Primer oznake:45 HRCGdje je: 45 vrednost tvrdoe, HRC oznaka tvrdoe Rokvel C (konus)

Opis aparature:Aparat za ispitivanje tvrdoe po Rokvelu je konstruisan tako da se na njemu moe izmjeriti tvrdoa po obje Rokvelove metode (slika 27) jednostavnom zamjenom utiskivaa. Konstrukcijski veoma podsjea na Briviskop, s tom razlikom to je umjesto optikog instrumenta kojim se kod Briviskopa mjeri prenik otiska, ovdje postavlja ureaj sa dvije skale. Jedna skala slui za direktno oitavanje tvrdoe po Rokvel C metodi, dok druga slui za direktno oitavanje po Rokvel B metodi.

Slika 27. Ureaj za mjerenje tvrdoe Rokvel metodom

Slika 28. Savremeni ureaji za mjerenje tvrdoe Rokvel metodom~ 5 ~