Download - Energija Udara
![Page 1: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/1.jpg)
ISPITIVANJE UDARNE RADNJE LOMADinamičke metode ispitivanja
v.a. Mr.sci. Branka MuminovićAk.god. 2015./2016.
![Page 2: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/2.jpg)
Ispitivanje udarne radnje loma mašinski obrađene epruvete sa zarezom po Charpyju je jedno od najstarijih mehaničkih ispitivanja materijala u eksploatacionim uslovima, a služi za utvrđivanje njegove otpornosti prema krtom lomu
Prema JUS standardima: JUS C.A4.004 i JUS C.A.025 upotrebljavani termin je utrošena energija udara
Na Charpy-i klatnu ispituje se jednim udarcem sa brzinom obično 5 do 5,5 m/s epruveta sa zarezom (U-zarez ili s V-zarez)
Radnja (energija) utrošena za lom epruvete (u J) je mjera žilavosti materijala.
ISPITIVANJE UDARNE RADNJE LOMA
![Page 3: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/3.jpg)
Referentni uređaj za karakterizaciju Charpy referentnih epruveta
Uređaji za ispitivanje udane radnje loma
![Page 4: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/4.jpg)
ISPITIVANJE UDARNE RADNJE LOMA
Epruvete za ispitivanje udarne radnje loma
![Page 5: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/5.jpg)
Epruveta sa 5U zarezom
Epruveta sa 2V zarezom
![Page 6: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/6.jpg)
Ostale epruvete žilavosti za metalne materijale
![Page 7: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/7.jpg)
Položaj ispitne epruvete na osloncima u mašini
BAS EN 10045-1,
BAS ISO 148-1
![Page 8: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/8.jpg)
U početnom položaju potencijalna energija Charpy-a klatna iznosi: Epot = Fg ⋅ h1, obično 300, 150 i/ili 100 J gdje su: Fg - sila teže, N i h1 - početna visina, m.
Nakon puštanja klatna njegova potencijalna energija pretvara se u kinetičku. Dio te energije utrošen na lom epruvete naziva se udarna radnja loma:KU ili KV=G(h1-h2), J Eurl=Fg(h1-h2), J G=mg, N (težina bata)
gdje je h2 - visina koju postigne klatno poslije loma epruvete, m.
Ispitivanje udarne radnje loma
J=Nm
N=mkgs-2
![Page 9: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/9.jpg)
Za utvrđivanje važnog svojstva-žilavosti materijala ispituju se tri iste epruvete na propisanoj temperaturi, pri čemu ne smije biti veće rasipanje vrijednosti od 30% u odnosu na minimalnu propisanu vrijednost,
Pošto je udarna radnja loma samo mjera za žilavost materijala, nekada se traži i brojčano iskazivanje žilavosti u jedinicama J/cm2. Tako npr. za udarnu radnju loma KU=47 J, odgovarajuća žilavost iznosi 94 J/cm2, a za udarnu radnju loma KV=27 J, žilavost je 34 J/cm2 ili općenito žilavost K se izračunava po jednačini:
2cm/J ,S
KV)(iliKUK =
gdje je S - površina lomnog presjeka epruvete, cm2. Kod epruvete sazarezom 5U površina iznosi:S = 1. (1 - 0,5) = 0,50 cm2
a kod epruvete s zarezom 2V:S = 1. (1 - 0,2) = 0,80 cm2
Ispitivanje udarne radnje loma
![Page 10: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/10.jpg)
U slučaju kada je debljina materijala ispod 10 mm koriste se debljine od 7,5 ili 5 mm, a odgovarajuća oznaka udarne radnje loma KV dopunjava se oznakama potencijalne energije klatna i debljine epruvete, na primjer:
KV 300/7,5 ili KV 150/5 Slično tome kada se koriste epruvete sa manjim U-
zarezom, dopunjava se oznaka udarne radnje loma KU odgovarajućim oznakama potencijalne energije i dubine zareza, na primjer:
KU 300/3 ili KU 150/2 i ...
Ispitivanje udarne radnje loma
![Page 11: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/11.jpg)
Uticajni faktori na žilavost materijala temperatura ispitivanja, mikrostruktura (osobito veličina zrna), oblik i dimenzije zareza, dimenzije epruvete, brzina udara, ...
I - legure s PCK rešetkomII - legure s VCK rešetkomIII - visokočvrsti materijali
Ispitivanje udarne radnje loma
![Page 12: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/12.jpg)
Ispitivanje udarne radnje lomaTemperatura ispitivanja ima najveći uticaj na žilavost, odnosno naudarnu radnju loma materijala. Žilavost materijala općenito opadasa snižavanjem temperature ispitivanja. To je zbog toga što sesnižavanjem temperature snižava i plastičnost, odnosnodeformabilnost materijala. Kod vrlo žilavih metala s površinskicentriranom kubnom kristalnom rešetkom (Al, Cu, Ni, austenitničelici - kriva I) to opadanje žilavosti je neznatno i postepeno, te suoni zato deformabilni u širokom temperaturnom intervalu, a imaju ivisoku vrijednost izduženja (A5). Krti materijali (npr. visokočvrstičelici, staklo i keramika), imaju malu žilavost i deformabilnost bezobzira na temperaturu ispitivanja (kriva II), a legure metala sprostorno centriranom kubnom rešetkom, kao što su većinakonstrukcionih čelika, polimeri i keramika imaju vrlo karakterističnukrivu III s jasno izraženom prelaznom temperaturom ispitivanja.
![Page 13: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/13.jpg)
Ispitivanje udarne radnje lomaPrelazna temperatura ispitivanja (Tp) na dijagramu K (ili KU, KV) -T, odvaja područje žilavog od područja krtog ponašanja materijala.Prema tome ona je vrlo važan kriterij ponašanja materijala, jer seiznad nje očekuje žilavo, a ispod nje krto ponašanje. Određuje sekao prelomna tačka (tačka infleksije) na krivoj u obliku izduženogintegrala. Kod običnih konstrukcionih čelika, npr. tipa S235J2 iliS355J2 mora, na temperaturi ispitivanja od -20 °C biti minimalnaudarna radnja loma u tački infleksije KV=27 J (kao srednjavrijednost od 3 epruvete). Slično tome kod S235J0, odnosnoS355J0 mora biti zagarantovana ista vrijednost udarne radnje lomana 0 °C, a kod S235JR, odnosno S355JR kod temperature od +20°C. Ispitivanje udarne radnje loma vrši se po pravilu na temperaturi23 ± 5 °C ukoliko to nije precizirano u posebnim standardima zaisporuku proizvoda
![Page 14: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/14.jpg)
Druge metode ispitivanja udarne radnje loma
po Pelliniju, po Izodu po Bruggeru, tehnološko
ispitivanje,...
![Page 15: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/15.jpg)
98
28 +
0,4 2
0,25 r + 0,025
28 +
0,42
45
o+2 o
1 0 +
0 ,11
10 + 0,11
+ 0,11 8 0040
a)
98
28 +
0,4 2
0,25 r + 0,025
28 +
0,42
45
o+1 o
1 0 +
0 ,05
10 + 0,05
+ 0,025 8 0041
b)
75 o 5 o
2
28
22
2 8
10
Metoda po Izodu
http://www.marlcobroaches.co.uk/izod_charpy.htm
Ispitivanje po Izodu
Standardizovana metoda, Amerika i Engleska
![Page 16: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/16.jpg)
Ispitivanje po Bruggeru
Nije standardizovana
Njemačka, Švicarska,
Čelik koji služi za izradu zupčanika za mjenjače
Epruvete promjera 25 mm i dužine 60 mm sa zubima na krajevima 7x20 mm
Zubi odgovaraju zubima zupčanika tako da se pri ispitivanju dobiju uporedivi rezultati za propisanu dinamičku silu loma
![Page 17: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/17.jpg)
Ispitivanje udarne radnje loma
Krti lom američkog ratnog broda Liberty
![Page 18: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/18.jpg)
Vrste preloma
Krti lom – lijevo
Žilavi lom - desno
![Page 19: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/19.jpg)
Results of the Charpy test for modern steel and Titanic steel [Gannon, 1995]. When a pendulum struck the modern steel, on the left, with a large force, the sample bent without breaking into pieces; it was ductile. Under the same impact loading, the Titanic steel, on the right, was extremely brittle; it broke in two pieces with little deformation
http://www.writing.eng.vt.edu/uer/bassett.html
Nitronic Charpy Impact Test Speciems - Room Temperature (left) vs. LN2
http://docs.exdat.com/docs/index-44039.html
![Page 20: Energija Udara](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022082204/5695d2e41a28ab9b029c18b8/html5/thumbnails/20.jpg)
Literatura:
1. I. Vitez, M. Oruč, R. Sunulahpašić: Ispitivanje metalnih materijala, Fakultet za metalurgiju i materijale, Zenica, 2006.
2. M. Oruč, B. Muminović: Kalibracija mjernih uređaja za mehanička ispitivanja, Fakultet za metalurgiju i materijale, Zenica, 2015.