načini ispitivanja materijala
TRANSCRIPT
1
Vežba br. 2 NAČINI ISPITIVANJA MATERIJALA
2
Vežba br. 2 ISPITIVANJE ZATEZANJEM
Ispitivanje zatezanjem se izvodi na:
o Normalnim (sobnim) temperaturama (na 23 ± 5°C) određivanje svojstava otpornosti određivanje sposobnosti deformacije
o Povišenim temperaturama sa krakotrajnim zagrevanjem sa dugotrajnim zagrevanjem
- ispitivanje na puzanje - ispitivanje na relaksaciju
o Sniženim temperaturama Ispitivanje zatezanjem na sobnim (normalnim) temperaturama Za ispitivanje zatezanjem potrebno je imati:
• Uzorak - "epruvetu" za ispitivanje, • Mašinu – "kidalicu", • Pribor za merenje (pomično merilo, mikrometar)
i poznavati tehniku ispitivanja. Epruvete za ispitivanje Pod "epruvetom" se podrazumeva odabrani primerak - uzorak materijala obradjen na odredjenu meru i oblik prema standardu. Epruvete za ispitivanje zatezanjem mogu biti:
• Neproporcionalne – u stanju primene (npr. lanci, čelična užad, cevi profili, gotovi mašinski delovi itd.)
• Proporcionalne (standardne) – odredjenog oblika, poprečnog preseka (okrugle, kvadratne i pravougaone) i dimenzija.
o kratke – ( 0 05.65l S= ⋅ ), - 0 05l d= ⋅ o duge – ( 0 011.3l S= ⋅ ), - 0 010l d= ⋅
Okrugle epruvete Epruvete od lima
3
Dimenzije proporcionalnih epruveta kružnog poprečnog preseka
Različiti oblici završetaka epruveta Epruveta sa nastavkom
Epruvete od plastike Epruvete od različitih materijala
Epruvete se izradjuju sečenjem i obradom skidanja strugotine (struganje, glodanje, rendisanje, brušenje i sl.) ili prosecanjem (epruvete od lima).
Mesta uzimanja epruveta
4
Mašine za ispitivanje - kidalice
Hidraulična kidalica Mehanička univerzalna kidalica
Savremena kidalica firme Zwick Dijagram zatezanja
Deo za registrovanje sile i Mehaničke Pneumatske crtanje dijagrama zatezanja Stezne čeljusti
5
Tehnika ispitivanja
6
Dijagram zatezanja Karakteristične tačke:
E – granica elastičnosti, P – granica proporcionalnosti, T – granica tečenja, M – maksimalna sila, K – sila kidanja.
Opterećenje i rasterećenje epruvete pri zatezanju
Lokalizacija deformacije Ravnomerna deformacija Lokalizovana deformacija
Izgled epruveta pre i posle razaranja
A – Trenutna površina poprečnog preseka epruvete A0 – Početna površina poprečnog preseka epruvete
7
Različiti prekidi epruveta
Aluminijum Meki čelik Liveno gvožđe
Dijagrami zatezanja sa izraženom (a i b) i neizraženom (c) granicom tečenja
Prepoznavanje osobina materijala u zavisnosti od oblika dijagrama zatezanja
Dijagrami zatezanja različitih materijala Dijagrami zatezanja za krt i plastičan (žilav) materijal
Određivanje karakteristika otpornosti materijala
8
Rt – Napon na granica proporcionalnosti (to je maksimalni napon do koga važi Hukov zakon)
0
,Pt
FR MPaS
=
gde je S0 – početna površina poprečnog preseka epruvete
• 2
00 4
dS π⋅= , mm2, - za epruvete kružnog poprečnog preseka,
• 0 0 0S a b= ⋅ , mm2, - za epruvete pravougaonog poprečnog preseka
Napomena - podsetnik: 1 MPa = 106 Pa; 1 Pa = 1 N/m2 ili 1 MPa = 1 N/mm2
R0,01 – Napon na granici elastičnosti
0,010
EFRS
= , MPa
ReH – Napon na gornjoj granici tečenja,
e0
TH
FRS
= , MPa
ReL – Napon na donjoj granici tečenja
e0
TdL
FRS
= , MPa
Rm – Zatezna čvrsoća (maksimalni nirmalni napon u poprečnom preseku koji materijal može da izdrži)
0
Mm
FRS
= , MPa
Rp (R0,2) – Tehnička (uslovna) granica tečenja
0,2
0p
FR
S= , MPa
Određivanje razmere Razmera za silu
Maksimalna sila očitana na dinamometru ,Ordinata tačke M
MF
M
F NUh mm
= =
Razmera za izduženje
Trajnoizduženjeepruvete ,OL-rastojanje na dijagramul
l mmUmmOLΔ
Δ= =
9
Određivanje sposobnosti deformacije
Dužina epruvete pre zatezanja – l0 Dužina epruvete u toku zatezanja Dužina epruvete posle razaranja - lk
Merenje početne dužine epruvete - l0 Merenje dužine epruvete posle kidanja – lk
Određivanje izduženja - Δl
Izduženje predstavlja razliku između merne dužine epruvete posle loma i njene početne merne dužine.
0kl l lΔ = − Određivanje relativnog izduženja - A Relativno izduženje predstavlja količnik između izduženja epruvete i njene početne merne dužine izražen u procentima. • A11,3 – za duge epruvete • A5,65 – za kratke epruvete
011,3
0
100, %kl lAl−
= ⋅
Korigovanje merne dužine epruvete Korekcija se izvodi prema postupku prikazanom na slici, a ukoliko se epruveta ne prekine na srednjoj trećini merne dužine,.
10
Određivanje suženja (kontrakcije) - Z Suženje predstavlja procentualno smanjenje površine preseka epruvete na mestu prekida.
• Z11,3 – za duge epruvete • Z5,65 – za kratke epruvete
011,3
0
100, %kS SZS−
= ⋅
Pri čemu je: 2
00 4
dS π⋅= – početna površina poprečnog preseka epruvete,
2
4k
kdS π⋅
= - površina poprečnog preseka epruvete na mestu prekida,
a 2
k kk
d dd′ ′′+
= - srednji prečnik epruvete na mestu prekida
S0
Sk
dk'
d k''
d 0
Merenje prečnika epruvete pre zatezanja Merenje prečnika epruvete na mestu prekida
11
ISPITIVANJE ZATEZANJEM NA POVIŠENIM TEMPERATURAMA Ovom vrstom ispitivanja se vrši ocena karakteristika čvrstoće i plastičnosti metala na povišenim temperaturama. Ispitivanje na povišenim temperaturama moguće je izvesti:
o sa krakotrajnim zagrevanjem o sa dugotrajnim zagrevanjem
- ispitivanje na puzanje - ispitivanje na relaksaciju
Ispitivanje na povišenim temperaturama sa kratkotrajnim zagrevanjem Obavlja se radi određivanja svojstava otpornosti i sposobnosti deformacije na povišenim temperaturma.
Izvodi se na potpuno isti način kao i na sobnim temperaturama sa tom razlikom što je sada potrebno obezbediti zagrevanje do određene temperature.
Zagrevanje epruvete do odredjene temperature se izvodi najčešće u električnim pećima koje se montiraju na kidalicu
Peć za zagrevanje epruvete Dijagrami zatezanja na različitim temperaturama za jedan te isti materijal
12
Promena zateznih svojstava na povišenim temperaturama
Ispitivanje na povišenim temperaturama sa dugotrajnim zagrevanjem Isitivanje na puzanje Kada metal ili leguru izložimo dugotrajnom dejstvu statičkog opterećenja, čak nižim od vrednosti napona tečenja, oni se sporo plastično deformišu tokom vremena. Ova zavisnost vreme-deformacija naziva se puzanje.
Epruvete za ispitivanje na puzanje
Princip rada mašine za ispitivanje puzanjem Izgled mašine za ispitivanje puzanjem
Karakteristična kriva puzanja
13
Mašinski fakultet u Kragujevcu
Predmet: Mašinski materijali – Laboratorijske vežbe
Student: _______________________________
Br. indeksa: ____________ Grupa: __________
IZVEŠTAJ O ISPITIVANJU ZATEZANJEM Vežba br. 2
Vrsta materijala koji se ispituje: _____________________________________ Oznaka materijala: ________________
Skica i dimenzije epruvete:
Osnovne dimenzije epruvete:
l0 = _____ mm; d0 = _______ mm
Karakteristika epruvete:
l0 = _____ d0
Površina preseka epruvete: 2
00 4
dS π⋅= = =
USLOVI ISPITIVANJA
Ispitivanje se vrši po standatdu: _____________ Temperatura ispitivanja: ______________
Karakteristike mašine za ispitivanje: Tip mašine: ______________ Opseg merenja sile: _______________ Brzina porasta opterećenja: _______________
REZULTATI ISPITIVANJA
Sila na granici tečenja
Maksimalna sila Korekcija merne dužine lk
Dimenzije preseka epruvete posle kidanja
Površina preseka epruvete posle
kidanja
FT (F0,2), N
FM, N
m, mm
n, mm
lk = m + 2n, mm
dk', mm
dk",mm 2
k kd ddk′ ′′+
= , mm 2
4k
kdS π⋅
= , mm2
Dijagram zatezanja
Granica tečenja Zatezna čvrstoća Izduženje Relativno izduženje Kontrakcija
ReH (Rp), MPa Rm, MPa Δl, mm A , % Z , %
Overa:
0
FR
S=
0
Mm
FRS
= 0kl l lΔ = − 0
0
100kl lAl−
= ⋅ 0
0
100kS SZS−
= ⋅
Datum:
14