SADRZAJ

ISPITIVANJE ZATEZANJEM................................. 2-6

ISPITIVANJE SAVIJANJEM. 7-8

ISPITIVANJE TVRDOCE PO BRINELU . 9-11

ISPITIVANJE TRDOCE PO ROKVELU...12-14

ISPITIVANJE TVRDOCE PO VIKERSU..15-17

UDARNA ZILAVOST18-20

LABORATORIJA ZA ISPITIVANJE MATERIJALA

I ZAVARENIH SPOJEVA.21-23

1

REPUBLIKA SRBIJAVISOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJAVRANJE

VEZBA 1

NAZIV VEZBE:ISPITIVANJE ZATEZANJEMPREDMET:MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STUDENT: NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC 217/MI

2Ponaanje metalnih materijala pri ispitivanju zatezanjem moe se predstaviti dijagramom na ijoj je ordinati naneta sila koja deluje na epruvetu a na apscisi trenutno izduenje.

Karakteristini oblici dijagrama: a) krti materijali, b) c) d) razliito ilavi materijaliU svom poetnom delu kriva ima najee pravolinijski tok, to znai da izmeu sile i trenutnog izduenja postoji linearna zavisnost (Hukov zakon). Po prestanku linearne zavisnosti (p), prirataji duine za jednake prirataje sile postaju sve vei, pa se kriva postepeno savija ka apscisi.Granini napon do kog je izduenje proporcionalno naponu, naziva se granica proporcionalnosti.Ako se epruveta u podruju pravolinijskog porasta rastereti, izduenje e nestati. Epruveta dobija ponovo svoju prvobitnu duinu. Izduenje je potpuno elastino. Pri porastu napona iznad jedne granine vrednosti (e), epruveta se po rastereenju ne vraa u potpunosti na prvobitnu duinu. Ovaj granini napon naziva se granica elastinosti e.Odnos napona i jedininog izduenja ija je vrednost konstantna u elastinom podruju, predstavlja modul elastinosti E = .Uporedo sa poveanjem duine epruvete nastaje smanjenje poprenog preseka. Ovo popreno skupljanje je proporcionalno izduenju. Faktor proporcionalnosti (Poasonov broj) ima razliite vrednosti u elastinom i plastinom podruju.Kod krtih materijala (sl.a) lom nastaje uskoro iznad granice elastinosti, dakle pre nego to nastanu vea trajna izduenja epruvete.Kod ilavih materijala (sl.b,c,d)pri porastu napona iznad take v nastaje jako plastino deformisanje materijala. Izduavanje merne duine postaje tako izrazito da se moe meriti obinim lenjirom.Napon pri kojem izduenje poinje primetno bre da raste nego do tada naziva se granica razvlaenja v. Kod nekih elika granica razvlaenja je veoma otro istaknuta.

3

Ona se lako raspoznaje po znatnom plastinom deformisanju materijala, pri kojem sila ostaje konstantna ili ak opada.Dostizanje gornje granice razvlaenja i iznenadni pad napona do donje granice razvlaenja moe se poznati po nastajanju linija teenja (Lidersovih linija) na poliranim povrinama epruveta.im se daljim zatezanjem iscrpi mogunost deformisanja materijala, nastaje prekid epruvete. Zatezna sila moe da raste do prekida (sl.b), ili da dostigne neku maksimalnu vrednost (m) posle koje ponovo opada, dok u jednom momentu ne nastane prekid (sl.c i d). U drugom sluaju pokaziva sile na maini ostaje nepomian u taki maksimalne sile zatezanja (m), posle ega pone da se lagano a zatim sve bre vraa unazad, dok konano ne nastane prekid pri nekoj manjoj sili (k).Sve dok se ne dostigne maksimalna sila zatezanja epruveta se po celoj duini ravnomerno izduuje i suava. Pri daljem zatezanju nastaje na jednom ogranienom delu merne duine upadljiva kontrakcija preseka. Prekid epruvete obino nastaje na najmanjem preseku u podruju kontrakcije.Oblik i izgled prekidne povrine zavise od vrste materijala, njegovog sastava i strukture.Greke u materijalu, kao ukljuci, upljine i dr, kao i oteenja povrine epruvete nastala pri obradi i obeleavanju mogu takoe da utiu na izgled preloma.EPRUVETE ZA ISPITIVANJE ZATEZANJEM4Epruvete krunog presekalo- merna duina iji su krajevi dovoljno udaljeni od prelaza ka glavama epruvetelp- duina cilindrinog delaStandard za ispitivanje zatezanjem JUS C.A4.002 predvia kao osnovnu epruvetu tzv. normalnu epruvetu ija merna duina iznosi 200mm, a prenik 20mm. Odnos merne duine i prenika kod ove epruvete iznosi, prema tome, 10. Umesto normalne epruvete moe se upotrebiti proporcionalna epruveta krunog ili pravougaonog preseka bilo kog prenika odnosno veliine preseka, kod kojih je lo=10do odnosno lo=11,3Ao . Pored normalne epruvete i proporcionalnih epruveta predviena je mogunost izrade normalne kratke epruvete (lo=100mm, do=20mm), odnosno proporcionalnih kratkih epruveta kod kojih je lo=5do.Normalna ili normalno kratka epruveta izrauju se, po pravilu, kada ima dovoljno materijala na raspolaganju. U protivnom izrauje se proporcionalna, odnosno proporcionalno kratka epruveta.Prelaz izmeu prizmatinog dela i glava mora biti luno postepen, a povrina prizmatinog i prelaznog dela treba da su fino obraene.Prizmatini deo lp treba da je dui od merne duine epruvete lo za veliinu prenika lp=lo+doOblik glava kod epruveta krunog preseka zavisi od maine na kojoj se vri ispitivanje, vrste materijala i potreba ispitivanja.Epruvete sa glatkim cilindrinim glavama (a) podesne su za ispitivanje ipki krunog preseka.Za precizna merenja preporuuju se epruvete sa navojima na glavama (b) ili epruvete olika kao na sl. c) gde se glave oslanjaju na raseene dvodelne prstene.Epruvete sa koninim glavama (d) su podesne za ispitivanje materijala velike vrstoe.

Epruvete pravougaonog ili kvadratnog preseka se prvenstveno koriste za ispitivanje limova. Odnos strana pravougaonog preseka treba da bude najvie 4:1. U nekim posebnim sluajevima moe biti i drugi odnos, pod uslovom da je tacno definisan standardima, propisima ili dogovorom.Cevi, ipke, betonski elik, ica i sl. mogfu se ispitivati u stanju u kome se nalaze. Svojstva deformacija odreuju se na duinama koje odgovaraju onim kod obraenih epruveta. Ovakve epruvete nazivaju se tehnike epruvete. 5

U sluajevima kada se ne raspolae sa dovoljno materijala za izradu epruveta uobiajenih veliina, ispitivanja se vre na mikroepruvetama. Podaci se nece razlikovati od podataka koji se dobijaju pri ispitivanju epruveta uobiajenih dimenzija ukoliko se radi o homogenom materijalu i ukoliko se vodi rauna o poloaju mesta odakle su mikroepruvete izvaene.

Pri ispitivanju sivog liva ne odreuje se izduenje, pa se epruveta izrauje bez cilindrinog srednjeg dela. Dimenzije zavise od merodavne debljine zida odlivka i date su po JUS C.A4.013.Uzorci iz kojih se izrauju epruvete mogu biti posebno odliveni, priliveni uz odlivak ili iseeni iz odlivka.Pri izradi epruveta treba spreiti lokalna zagrevanja (na pr pri bruenju), poto ona mogu imati isto dejstvo kao otputanje, odnosno meko arenje. Prelazi ka glavama moraju biti izraeni po propisima, a povrina prizmatinog dela bez zareza ili oteenja, jer odstupanje od ovoga moglo bi da utie na rezultate ispitivanja.Materijal za izradu epruvete treba da bude homogen. Ako se materijal pre upotrebe ari ili kuje, onda i epruvete treba na isti nain ariti odnosno kovati

6REPUBLIKA SRBIJAVISOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJAVRANJE

VEZBA 2:NAZIV VEZBE:ISPITIANJE SAVIJANJEMPREDMET:MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STUDENT:NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC217/MI

7Ovim postupkom se uglavnom ispituju elini limovi, ali i proizvodi od Cu i Al.

Ispitivanje se vri tako to se epruveta krunog ili poligonalnog poprenog preseka postavlja na dva paralelna oslonca i u sredini savija pomou valjka. Savijanje se vri dotle dok oba kraka epruvete ne dostignu propisani ugao. Pri savijanju do 180 krakovi epruvete mogu, u zavisnosti od standarda za odreeni proizvod, nalei jedan na drugi ili biti paralelni na propisanom odstojanju. Radi kontrole rastojanja koristi se umetak odgovarajue debljine.

Najee se ispituju epruvete pravougaonog poprenog preseka duine L=5a+150mm (a- debljina epruvete). Ivice epruvete treba da su zaobljene.Za limove debljina epruvete je jednaka debljini materijala.Za ocenu sposobnosti savijanja uzima se veliina ugla do pojave prskotine, ili savitljivost K koja se odreuje po obrascu:K = 50 a / , gde jea- debljina epruvete- poluprenik krivine neutralne ose epruvete

8

REPUBLIKA SRBIJAVISKOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJAVRANJE

VEZBA 3:NAZIV VEZBE: ISPITIVANJE TVRDOCE PO BRINELUPREDMET:MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STRUDENT:NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC 217/MI 9

Postupak ispitivanja po Brinelovoj metodi se sastoji u utiskivanju eline kuglice prenika D = 10 mm u prethodno pripremljenu povrinu uzorka silom F (N). Utiskivanje eline kuglice se odvija u tri faze - u prvoj fazi se sila lagano, statiki, poveava do maksimalne vrednosti, da bi u drugoj fazi materijal bio izloen dejstvu maksimalne sile u toku odreenog vremena. U treoj fazi ispitivanja uzorak se rastereenje. Posle rastereenja, u povrinskim slojevima ispitivanog materijala ostaje otisak oblika kalote, a na povrini se vidi krug. Sve veliine bitne za odreivanje tvrdoe po Brinelovoj metodi su standardizovane, to znai da su svi parametri kao to su veliina kuglice, sila utiskivanja, vreme utiskivanja, pripremljenost povrine i nain merenja otiska definisani po standardu.

Vreme delovanja sile takoe zavisi od tvrdoe materijala - za tvrde materijale iznosi deset-petnaest sekundi, a za meke trideset sekundi pa do tri min. Radi tanog oitavanja otiska i otklanjanja uticaja povrinskih slojeva, povrina materijala koji se ispituje treba da bude pripremljena finim bruenjem. Odreivanje povrine otiska oblika kalote je svedeno na odreivanje povrine kruga koji se vidi na povrini ispitivanog materijala, odnosno merenja prenika kruga, d, pomou ureaja na aparatu za odreivanje tvrdoe. Merenje se izvodi u dva meusobno normalna poloaja, tako da se vrednost prenika kruga koja se koristi za izraunavanje tvrdoe dobija kao srednja vrednost dva merenja, sa tanou oitavanja od 0,25%. 10

Slika 1.1 - ematski prikaz utiskivanja i izgled otiska

Slika 1.2 - Pravilan i nepravilan otisak11

REPUBLIKA SRBIJAVISOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJA VRANJE

VEZBA 4:NAZIV VEZBE: ISPITIVANJE TVRDOCE PO ROKVELUPREDMET MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STUDENT:NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC 217/MI12Kod metode merenja tvrdoe po Rokvelu, kao utiskiva se najee koristi mala elina kuglica prenika 1/16 ina (in 25,4 mm), odnosno 1/8-in za meke materijale (HRB metoda), ili dijamantski konus sa uglom pri vrhu od 120 za veoma tvrde materi-jale (HRC metoda). Mera tvrdoe po ovoj metodi je trajna dubina otiska (samo veliina plastine deformacije), a veliina tvrdoe se direktno oitava na skali aparata za merenje tvrdoe. Metoda merenja tvrdoe po Rokvelu ima vie varijanti u zavisnosti od oblika utiskivaa i sile utiskivanje, Utiskivanje, nezavisno od varijante metode, se izvodi u tri faze. U prvoj fazi deluje se na materijal silom od 10 daN, pri emu utiskiva prodire do neke dubine ho. Ova faza merenja se izvodi da bi se eliminisao uticaj povrinskih slojeva materi-jala, jer po ovoj metodi nije neophodna priprema povrine dela koji se ispituje. U drugoj fazi se na materijal deluje glavnom silom koja u sluaju HRB varijante iznosi 90N, odnosno 140 N za HRC varijantu. Utiskiva pri tome prodire u materijal do neke dubine h1 koja zavisi od elastinih i plastinih karakteristika materijala. U treoj fazi ispitivanja se vri rastereenje, pri emu se utiskiva pomera do neke dubine h2 koja je manja od dubine h1 za veliinu elastinih deformacija materijala koje po prestanku dejstva sile nestaju. Meru tvrdoe predstavlja trajna dubina otiska h2-ho, koja se izraava u HRB ili HRC jedinicama.

Slika 1.6 - Utiskiva i otisak-Rokvel

13

Slika 1.7 - Maina za ispitivanje

*Sutinske razlike u metodi Rokvel u odnosu na metode Brinel i Vikers: -U metodi rokvel postoje tri faze ispitivanja, a u Brinelovoj i Vikersovoj samo jedna.-Kod Rokvela se meri trajna dubina utiskivanja.

14

REPUBLIKA SRBIJA

VISOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJA

VRANJE

VEZBA 5:

NAZIV VEZBE:ISPITIVANJE TVRDOCE PO VIKERSU

PREDMET:MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STUDENT:NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC 217/MI15Pokazatelj tvrdoe pri ovom ispitivanju, koji se oznaava sa HV, je broj koji se dobija kada se vrednost sile utiskivanja (daN) podeli sa povrinom nastalog otiska (mm2). Vikersova metoda se primenjuje na isti nain kao Brinelova, u 3 opisane faze. Metoda po Vikersu se koristi za merenje tvrdoe svih vrsta materijala i svih debljina, ukljuujui i veoma tanke limove, kao i za merenje mikrotvrdoe (tvrdoa pojedinih strukturnih faza 32 ili pojedinanih kristalnih zrna). Kao utiskiva se koristi dijamantska piramida kvadratne osnove, sa uglom naspramnih strana od 136 i opsegom sila od 5100 daN. Izbor veliine sile zavisi od tvrdoe i debljine ispitivanog materijala. Faze utiskivanja utiskivaa su iste kao i kod Brinelove metode. Na povrini ispitivanog materijala, posle rastereenja, ostaje otisak oblika kvadrata. Da bi se izraunala povrina otiska dovoljno je izmeriti dijagonale kvadrata, d1 i d2 i nai njihovu srednju vrednost. Primenom odgovarajueg obrasca, izraunava se tvrdoa materijala po Vikersovoj metodi.

Slika 1.4 - Utiskiva i otisak

16

Slika 1.5 - Maina za ispitivanje

17

REPUBLIKA SRBIJAVISOKA SKOLA PRIMENJENIH STRUKOVNIH STUDIJA VRANJE

VEZBA 6:NAZIV VEZBE: ISPITIVANJE UDARNE ZILAVOSTIPREDMET: MASINSKI MATERIJALI

PROFESOR STUDENT:NENAD JANJIC MIHAJLO IVKOVIC 217/MI18

Ispitivanje se izvodi na uredjaju koji je poznat kao Sarpijevo klatno koje se sastoji od klatna I postolja na osloncima na koje se stavlja epruveta. Klatno se izvodi iz ravnotezni polozaj za odredjeni otklon a zatim se pusta da slobodno pada. Sarpijevo klatno prolazi kroz ravnotezni polozaj I nastavlja da se krece na drugu stranu sa klatno prolazi kroz ravnotezni polozaj i nastavlja da se krece na drugu stranu sa otkolnom koji odgovara visini h1. Potencijalna energija klatna u krajnim polozajima je ista, E1=mgh1 .Kada se na put klatna u ravnoteznom polozaju postavi prepreka epruveta, klatno ce da udari u nju, polomi je I nastavida se krece na drugu stranu, ali sa manjim otklonom h1. Prilikom postavljanje epruvete treba voditi racuna da tarez bude okrenut na suprotnu stranu od onu u koju udara klatno I na sredini rastojanja izmedju oslonaca.Potencijalna energija klatna u krajnjem polozaju pre I posle udara vise nije ista zato sto se deo energije klatna utrosi na lom epruvete.Ako su poznate visine otklona pre I posle udara h1 i h2 moze da se izracunava razlika potencijalna enegrija, E1-E2=mg(h1-h2). Ova razlika pretstavlja energiju udara utrosenu za lom epruvete I istovremeno meru zilavosti materijala. Stoga je jedinica za zilavost Dzul a sama zilavost se oznacava sa KV ili KU u zavisnosti od oblika zareza.Ispitivanje su pokazala da se utrosena energija udara za jedan isti material razlikuje u zavisnosti od temperature na kojoj je ispitivanje izvedeno. Na povisenim temperaturama utrosena energija je velika a na niskim mala. Kada je utosena energija udara velika to znaci da je material pruzio veliki otpor lomu kome je prethodila znacajna plasticna deformacija.

19Tada se kaze da je lom zilav. Mala utrosena energija udara znaci da je otpor materijala lomu mali pa plasticne deformacije nema a lom je krt.

Sarpijevo klatno

20

2122

23