Mehaničko ispitivanje metala - unze.ba Ispitivanje mehanickih osobina metala.pdf · 2 Ispitivanje proizvoda Mehaničke osobine metala Prema vrsti naprezanja: Ispitivanja zatezanjem

1

Ispitivanje proizvodaMehaničko ispitivanje metala

doc.dr. Samir Lemeš <[email protected]>

Ispitivanje proizvoda

Mehaničko ispitivanje metala

Mehaničke osobine metala Ispitivanje zatezanjem Ispitivanje tvrdoće

h l šk

Mehaničko ispitivanje metala 2/36

Tehnološkaispitivanja

Ispitivanjeanizotropije


Mehaničke osobine metala

Fizičke osobine se mjere metodama koje ne zahtijevaju upotrebu vanjske sile

Primjeri: specifična masa,


magnetske osobine, toplotna provodljivost, električne osobine

Ispitivanje mehaničkih osobina je određivanje relacija između opterećenja i ponašanja prema dejstvu opterećenja



Izotropni materijali imaju iste osobine u svim pravcima

Anizotropni materijali imaju osjetno različite mehaničke


osobine u zavisnosti od vrste i položaja simetrije kristala

Polikristalni izotropni materijali se mogu pod dejstvom veće plastične deformacije pretvoriti u anizotropne



Prema mehanizmu deformacije pod dejstvom sile, materijali se dijele u tri grupe:

elastični


elasto-plastični (metali i legure)

viskoelastični (polimeri, guma,...)



Prema načinu djelovanja sile, ispitivanja mogu biti statička i dinamička

Kod statičkih ispitivanja


Kod statičkih ispitivanja, intenzitet sile raste mirno, ne brže od 10 MPa/s

Kod dinamičkih ispitivanja sila djeluje udarom ili se mijenja

2



Prema vrsti naprezanja: Ispitivanja zatezanjem Ispitivanja pritiskom


Ispitivanja savijanjem Ispitivanja uvijanjem (torzijom) Ispitivanja smicanjem Kombinovana ispitivanja


Ispitivanje zatezanjemOdređivanje

osobina otpornosti i sposobnosti


sposobnosti deformacije

Epruveta KidalicaMjerni pribor


Ispitivanje zatezanjem Epruveta je tijelo

standardiziranog oblika i dimenzija, izrađeno od uzorka (komada metala odabranog za


(komada metala odabranog za ispitivanje) i pripremljeno za ispitivanje

Tehničke (neobrađene) Standardne (normalne i

proporcionalne)


Ispitivanje zatezanjem



Ispitivanje zatezanjemNormalne epruvete su kružnog

poprečnog presjeka Kratke: L0=10d0 ili L0=5d0

Proporcionalne mogu imati


Proporcionalne mogu imati kružni, kvadratni, pravougaoni, prstenasti ili drugi poprečni presjek, a dužina L0 je linearno proporcionalna korijenu površine poprečnog presjeka S0


Ispitivanje zatezanjem Kidalice mogu imati mehanički ili

hidraulički pogonU toku ispitivanja crta se ili se

snima dijagram sila-izduženje


snima dijagram sila izduženjeNa osnovu

dijagrama se određuju zatezne osobine

3


Ispitivanje zatezanjem Zatezna čvrstoća

(Tensile strength)Napon tečenja (Yield stress)

Izduženje (Elongation)


Izduženje (Elongation) Suženje (Contraction)Granica elastičnosti

(proporcionalnosti) Youngov modul elastičnosti


Ispitivanje zatezanjem Inženjersko naprezanje se mjeri u

odnosu na početni, a stvarno u odnosu na stvarni (suženi) poprečni


poprečni presjek


Ispitivanje zatezanjem Konvencionalni

napon tečenja (Offset yield) je napon pri


napon pri utvrđenom neproporcionalnom procentualnom izduženju (0.01, 0.2 ili 1%)


Ispitivanje zatezanjem Za mjerenje izduženja epruveta u

kidalicama koriste se ekstenzometri (mehanički, optički)



Druge vrste ispitivanja Ispitivanje na savijanje se

najčešće primjenjuje za krte materijale, kao što je sivi liv, a savojna čvrstoća predstavlja

j il k lit t


osnovno mjerilo kvaliteta Ispitivanje na pritisak se kod

metala rjeđe sprovodi Pri tome se epruveta ne razara,

nego se određuje napon kod kojeg nastaju trajne deformacije


Druge vrste ispitivanja Ispitivanje na smicanje je od

interesa samo za čelike od kojih se izrađuju zakovice

Ispitivanje uvijanjem (torzijom) se


Ispitivanje uvijanjem (torzijom) se koristi kao tehnološka proba za žice

4


Ispitivanje tvrdoće Pod tvrdoćom se podrazumijeva

otpor kojim se materijal opire prodiranju drugog tvrdog tijela

Postupci sa statičkim


Postupci sa statičkim djelovanjem (sila se postepeno povećava)

Postupci sa dinamičkim djelovanjem (udarna sila)


Ispitivanje tvrdoće Postupci sa statičkim djelovanjem

kod kojih je tvrdoća definisana odnosom sile utiskivanja i površine dobijenog otiska


dobijenog otiska (Meyer, Brinell, Vickers)

Postupci sa statičkim djelovanjem kod kojih je tvrdoća definisana odnosom sile utiskivanja i trajne dubine otiska (Rockwell)


Ispitivanje tvrdoće Tvrdoća po Brinellu



Ispitivanje tvrdoće Tvrda čelična kuglica utiskuje se u

materijal određenom silom Tvrdoća po Brinellu je HB=F/A

A D h


A = ·D·h F: sila utiskivanjaD: prečnik kuglice h: dubina otiska


Ispitivanje tvrdoće Tvrdoća po Vickersu



Ispitivanje tvrdoće Kao utiskivač se koristi piramida Tvrdoća po Vickersu je HV=F/A F: sila utiskivanja

š k


A: površina otiska

5


Ispitivanje tvrdoće Tvrdoća

po Rockwellu



Ispitivanje tvrdoće Kod ispitivanja tvrdoće po

Rockwellu, utiskivač se prvo optereti početnom silom, pri kojoj će dubina iznositi h1


će dubina iznositi h1

Nakon toga se nanosi glavna sila, pri čemu utiskivač prodire do dubine h2

Zatim se glavna sila uklanja i mjeri se trajna dubina otiska h3


Ispitivanje tvrdoće Tvrdoća po Rockwellu: za ispitivanje konusom:

HRC=100-h3/0,002za ispitivanje kuglicom:


za ispitivanje kuglicom:HRB=130-h3/0,002


Ispitivanje tvrdoćeUtiskivači su najčešće dijamantski

konusi sa zaobljenim vrhom, a za meke materijale koristi se čelična kuglica


kuglica


Ispitivanje tvrdoće Ispitivanje mikrotvrdoće se vrši

korigovanom Vickersovom metodom, kod koje je odnos dijagonala piramide 7:1 (Knoop)


dijagonala piramide 7:1 (Knoop)


Ispitivanje tvrdoće Za ispitivanje tvrdoće ultrazvukom,

koristi se Vickers dijamant na metalnoj šipki koja vibrira

Mjeri se uticaj veličine otiska na


Mjeri se uticaj veličine otiska na rezonantnu frekvenciju vibracija

6


Tehnološka ispitivanja Ispitivanja obradivosti metala Ispitivanje limova savijanjem Ispitivanje limova izvlačenjem

ž


Ispitivanje žice previjanjem, uvijanjem i namotavanjem

Ispitivanje cijevi gnječenjem, proširivanjem, sabijanjem

...


Ispitivanje anizotropije Anizotropija podrazumijeva

svojstvo materijala da u različitim smjerovima pokazuje drugačija fizička svojstva


fizička svojstva Varijacija svojstava plastičnosti u

različitim pravcima opisuje anizotropiju plastičnosti

Anizotropija se opisuje koeficijentima


Ispitivanje anizotropijeKoeficijent normalne

(ortogonalne) anizotropije predstavlja mjerilo nejednakosti deformacije u ravnini okomito na

s

b

0

0

s

sln

b

bln

s

dsb

db

r


deformacije u ravnini okomito na lim

s

b

0

0

s

sln

b

bln

s

dsb

db

r


Ispitivanje anizotropijeKoeficijent srednje normalne

anizotropije služi za ocjenu osobina materijala pri procesu deformisanja, prije svega dubokog

s

b

0

0

s

sln

b

bln

s

dsb

db

r


deformisanja, prije svega dubokog izvlačenja

)rr2r(4

1r 90450


Ispitivanje anizotropijeKoeficijent anizotropije

svojstava u ravni lima je mjerilo promjene normalne anizotropije (mjerilo veličine nabiranja u

s

b

0

0

s

sln

b

bln

s

dsb

db

r


(mjerilo veličine nabiranja u procesu dubokog izvlačenja)

)rr2r(2

1r 90450


Ispitivanje anizotropije Koeficijenti anizotropije se

izračunavaju na osnovu rezultata ispitivanja zatezanjem epruveta uzetih u tri pravca, pod 0°, 45° i

s

b

0

0

s

sln

b

bln

s

dsb

db

r


uzetih u tri pravca, pod 0 , 45 i 90° u odnosu na smjer valjanja lima

Documents

Mehaničko ispitivanje metala - unze.ba Ispitivanje mehanickih osobina metala.pdf · 2 Ispitivanje proizvoda Mehaničke osobine metala Prema vrsti naprezanja: Ispitivanja zatezanjem