ispitivanje Žilavosti -...
TRANSCRIPT
Pojam žilavosti
Žilavost se može definisati kao energija koju je
potrebno utrošiti da bi se izazvalo razaranje strukture
materijala, odnosno da bi se ostvario lom.
Ako je taj energetski iznos manji, materijal je veće
krtosti, a ako je veći, materijal je veće žilavosti.
Žilavost se najčešće određuje testom za ispitivanje
udarne žilavosti po Šarpiju (Charpy).
Uređaj za ispitivanje- Šarpijevo klatno
Šarpijevo klatno je fizičko klatno kod koga se
kinetička energija kretanja malja troši na razaranje
(lom) epruvete fiksirane na osloncima.
Osnovna varijanta Šarpijevog klatna sadrži:
telo uređaja sa postoljem,
polugu ili šipku klatna,
teg ili malj,
element za blokiranje klatna u početnom položaju -
visina h,
epruvetu,
oslonce epruvete i
skalu sa kazaljkama.
Uređaj za ispitivanje- Šarpijevo klatno
Kod starijih uređaja merni deo uređaja omogućavao
je čitavanje samo uglova α i β koji su srazmerni
početnoj (ukupnoj) raspoloživoj energiji (visina H) i
preostaloj enrgiji (visina h). Do potrebnih rezultata
dolazi se naknadnim preračunavanjem.
Savremene varijante imaju izbaždarenu skalu sa
energetskom podelom i mogućnošću očitavanja
raspoloživog i preostalog rada ili direktnog očitavanja
utrošenog rada.
Savremeni uređaji sa kompjuterskom podrškom
direktno daju konačne rezultate.
Princip rada Šarpijevog klatna
U središnjem delu malja je nožasti profil sa
zaobljenim vrhom koji udara u epruvetu i razara je.
Epruveta se pravilno postavi na oslonce, a zatim se
teg ručno ili uz pomoć dopunskih uređaja postavi u
početni položaj koji odgovara maksimalnoj raspoloživoj
energiji (radu) (visina H). Posle aktiviranja slobodnog
pada malja dolazi do udara u epruvetu i njenog loma.
Teg prolazi vertikalu koja ide kroz osu obrtanja i pravi
otklon koji odgovara preostaloj (neutrošenoj) energiji
(visina h). Zavisno od karakteristika mernog dela
uređaja vrši se očitavanje energija i eventualno
izračunavanje parametra žilavosti.
Epruvete
Oblik i dimenzije epruvete utiču na rezultate
ispitivanja žilavosti. Najveći uticaj ima žljeb na sredini
epruvete. Upoređenje rezultata ima smisao samo ako
je korišćena potpuno ista epruveta.
Standardna epruveta je sa „U” žljebom dubine 5 mm
(dozvoljava se i dubina žljeba od 2 ili 3 mm) ili
epruveta sa „V” žljebom dubine 2 mm.
Uslovi ispitivanja
Nije dozvoljeno upoređivanje brojnih vrednosti žilavosti
dobijenih ispitivanjem različitim tipovima epruveta,
širinama i dubinama;
Posebna pažnja se mora obratiti na obradu epruvete, a
naročito pri izradi zareza;
Brzina kretanja klatna pri udaru mora biti u granicama 5-
5.5 m/s;
Kontrola konstanti klatna (ugla - α i raspoložive energije-
A1) obavlja se tako što se klatno pušta sa početne visine
H da slobodno pada na "prazno". Pri tome dozvoljeno je
da ugao otklona klatna bude manji za najviše 1% od
početnog ugla.
Uslovi ispitivanja
Temperatura epruvete pri ispitivanju mora biti u trenutku
loma 23±5 ºC. Ako temperatura odstupa od ove
vrednosti, to se mora posebno navesti u izveštaju.
Oslonci na mašini moraju biti udaljeni 40+0.1 mm i sa
odgovarajućim radijusom, pri čemu osa malja prolazi
tačno kroz sredinu njihovog rastojanja;
Epruveta se postavlja na oslonce klatna, pomoću
šablona ili bez njega, tako da zarez bude na sredini
oslonca i okrenut nasuprot udara tega klatna. To se
proverava laganim dovodenjem u kontakt noža malja sa
epruvetom i proverava da li je oštrica noža simetrala
zareza;
Uslovi ispitivanja
Kontrola položaja vertikalnosti se utvrđuje posmatranjem
da li oštrica tega klatna dodiruje epruvetu po celoj visini;
Očitavanje utrošenog rada na skali mašine mora se
izvesti sa tačnošću do 1%;
Merodavni su rezultati ispitivanja sa najmanje dve
epruvete, pri čemu svaka epruveta mora da prođe
između oslonaca.
Tok ispitivanja
Klatno se iz najnižeg položaja neznatno povuče unazad i
postavi epruveta na oslonce mašine, uz proveru da li je
zarez na sredini njihovog rastojanja (pomoću šablona ili
vizuelnim posmatranjem);
Klatno se pažljivo podigne do visine H i tu ukoči;
Voditi računa o bezbednosti ispitivača i posebno posmatrača
(da ne budu u neposrednoj zoni kretanja klatna);
Oslobađanjem kočnice klatno se pušta da pada na
postavljenu epruvetu, posle loma klatno se zaustavlja;
Na skali se očita vrednost neutrošenog (odnosno utrošenog)
rada, odnosno položaj klatna;
Na osnovu očitanih vrednosti u J ođreduje se vrednost
udarne žilavosti.
Izračunavanje žilavosti
Kao merilo žilavosti po Šarpiju uzima se utrošeni rad
za lom epruvete u J. Zavisno od vrste podele skale za
registrovanje položaja klatna posle loma epruvete,
izračunavanje utrošenog rada A0 za lom epruvete
moguće je na sledeći način:
a) Ako je skala energetska (u J):
A0 = A1-A2 (J)
A1 – raspoloživi rad
A2 – neutrošen rad
Izračunavanje žilavosti
b) Ako je skala iskazana preko ugaonih stepena:
Energija klatna u početnom položaju – raspoloživi
rad:
A1 = G(R-Rcosα) = GR(1- cosα)
Energija klatna posle loma epruvete – neutrošeni
rad:
A2 = G(R-Rcosβ) = GR(1- cos β)
Utrošeni rad:
A0 = A1-A2 = GR(cosα - cos β) (J)
Obrada rezultata
Izveštaj o ispitivanju mora da sadrži:
vrednosti koje se odnose na ispitivanje sa
epruvetom određene dubine zareza, širine epruvete,
podatke o materijalu,
načinu uzimanja uzoraka u odnosu na pravac
valjanja i dr.
Ispitivanje žilavosti na sniženim temperaturama
Cilj ispitivanja žilavosti na sniženim temperaturama je
formiranje zavisnosti pokazatelja žilavosti od temperature i
definisanje temperature naglog pada žilavosti (prevojna
tačka krive – prelazna temperatura) ili provere pada
žilavosti po kriterijumu koji je predviđen za odgovarajući
element ili konstrukciju.