Bazele Cercetarii Experimentale in Sudura.pdf

BAZELECERCETRII

EXPERIMENTALEN SUDUR

VIRGIL CNDEA

BRAOV

Prof. dr. ing. Teodor Machedon-Pisu UniversitateaTransilvania Braov

Prof. dr. ing. Florin Andreescu Universitatea TransilvaniaBraov

Prof. dr. ing. Florin AndreescuAutorulAutorulDr. ing. Bogdan AndreescuIng. Alexandru Moraru

Recenzeni tiinifici:

Consilier editorial:Procesare text:

Tehnoredactare: Coperta:

Tipar:

2011

Editur acreditat CNCSIS, cod 201

ISBN 978 - 973 - 131 - 111 - 1

Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale a RomnieiCNDEA, VIRGIL Bazele cercetrii experimentale n sudur / prof. dr. ing. Virgil Cndea ;ed.: prof. dr. ing. Florin Andreescu. - Braov : Lux Libris, 2011 Bibliogr. ISBN 978-973-131-111-1

I. Andreescu, Florin (ed.)

001.891.5:621.791(075.8)

3

CUPRINS

CAPITOLUL I

NCERCRI MECANICE ALE MBINRILOR SUDATE PRIN TOPIRE ........................... 7

1.1. ncercarea la traciune............................................................................................................ 7

1.2. ncercarea de rezisten la compresiune a mbinrilor sudate prin topire.............................15

1.3. ncercarea la ndoire..............................................................................................................17

1.4. ncercarea tehnologic de rupere la mbinarea de col .........................................................22

1.5. ncercarea de rezisten la forfecare .....................................................................................23

1.6. ncercri pentru determinarea duritii materialelor .............................................................26

1.6.1. ncercarea duritii dup metoda Brinell ........................................................................26

1.6.2. ncercarea de duritate Rockwell scrile A, C i D .........................................................27

1.6.3. Tester portabil pentru determinarea duritii..................................................................31

1.6.4. ncercarea de duritate Vickers i Knoop .......................................................................32

1.6.5. Duritatea Shore...............................................................................................................36

1.7. ncercarea de ncovoiere prin oc (reziliena).......................................................................36

1.7.1. Determinarea cristanilitii i fibrozitii rupturii ..........................................................41

1.8. ncercarea la fluaj.................................................................................................................42

1.9. ncercri privind relaxarea tensiunilor n metale ..................................................................48

1.9.1. Factorii care influeneaz relaxarea tensiunilor .............................................................50

1.9.1.1. Temperatura............................................................................................................50

1.9.1.2. Tensiunile iniiale ...................................................................................................51

1.9.1.3. Timpul ....................................................................................................................51

1.9.1.4. Tratamentul termic i structura...............................................................................51

1.9.1.5. Ecruisarea ...............................................................................................................51

1.9.1.6. Compoziia chimic a metalului .............................................................................51

1.9.1.7. Ciclul de solicitare ..................................................................................................52

1.9.2. Metode i aparatur pentru studiul relaxrii tensiunilor.................................................52

CAPITOLUL II

METODE DE INVESTIGARE A COMPORTRII LA SUDAREA PRIN TOPIRE A

METALELOR DE BAZ...............................................................................................................55

2.1. Metalul de baz .....................................................................................................................55

2.1.1. Compoziia chimic........................................................................................................55

2.1.2. Structura metalografic ..................................................................................................59

4

2.1.3. Grosimea i forma geometric .......................................................................................62

2.2. Caracteristicile de comportare la sudare a metalului de baz ...............................................65

2.3. Comportarea metalurgic la sudare ......................................................................................66

2.3.1. Determinarea nsuirilor zonei influenate termic (ZIT) ................................................67

2.3.1.1. Metoda plcii etalon ..............................................................................................68

2.3.1.2. Metoda fragilizrii pe nivele .................................................................................71

2.4. Efectele factorilor fragilizani ...............................................................................................73

2.4.1. Scderea temperaturii ....................................................................................................75

2.4.2. Constituenii structurali fragili din ZIT .........................................................................76

2.4.3. Fragilizarea prin mbtrnire..........................................................................................78

2.4.4. Fragilizarea prin detensionare .......................................................................................79

2.4.4.1. Metoda de ncercare prin detensionare pe probe sudate.........................................80

2.4.5. Fragilizarea ntrziat (FI) .............................................................................................83

2.4.5.1. Metoda implanturilor (H. Granjon) .......................................................................84

2.4.5.2. Metoda de estimare a TFI cu carbon echivalent ....................................................87

2.4.6. Fenomenul de destrmare lamelar D.L. .......................................................................88

2.4.6.1. Determinarea contraciei transversale (z) ...........................................................90 2.4.6.2. ncercarea Cranfield ..............................................................................................91

2.4.6.3. ncercarea pe probe cu fereastr .........................................................................92

2.4.6.4. ncercarea Farrar.....................................................................................................93

2.4.7. Fisurarea talon (F.T.)......................................................................................................95

2.5. ncercri pentru determinarea comportrii tehnologice la sudare ........................................96

2.5.1. Metodologii pentru determinarea rezistenei la fisurare la rece n zona influenat

termic ..............................................................................................................................97

2.5.1.1. ncercarea pe probe sudate cap la cap (proba Tekken) ..........................................97

2.5.1.2. ncercarea pe probe sudate n col cu eclis (proba CTS) .....................................99

2.5.1.3. ncercarea pe mbinri n cruce .......................................................................... 102

2.6. Metodologii pentru determinarea rezistenei la fisurare la cald a metalului depus prin

sudare................................................................................................................................ 104

2.6.1. Metoda de ncercare cu deformare unghiular ............................................................ 104

2.6.2. Metode de ncercare pe probe sudate cilindrice .......................................................... 106

2.7. Metodologii pentru determinarea unor aspecte de comportare la sudare ......................... 107

2.7.1. ncercarea la ndoire a epruvetelor ncrcate cu sudur longitudinal ........................ 108

2.7.2. ncercarea de ncovoiere prin oc pe epruvete ncrcate cu sudur ............................ 110

2.7.3. ncercarea de duritate sub custur ............................................................................. 111

5

2.7.4. ncercarea M.V.T.U. (Baumann) ................................................................................ 112

2.7.5. ncercarea Csabelka..................................................................................................... 113

CAPITOLUL III METODE DE MSURARE I NREGISTRARE A DIVERSELOR MRIMI

PRODUSE DE PROCESUL DE SUDARE................................................................................ 115

3.1. Principii generale ale msurrii ......................................................................................... 115

3.2. Caracterizarea principalelor metode de msurare.............................................................. 117

3.3. Elemente de vizualizare i de nregistrare a mrimilor electrice msurate n cercetrile

experimentale n domeniul sudrii ................................................................................... 118

3.3.1. Voltmetrul analogic..................................................................................................... 119

3.3.2. Voltmetrul numeric ..................................................................................................... 120

3.3.3. Osciloscopul ................................................................................................................ 121

3.4. Aparate nregistratoare cu hrtie........................................................................................ 124

3.4.1. nregistratoare poteniometrice ................................................................................... 124

3.4.2. Oscilograful galvanometric ......................................................................................... 126

3.4.3. nregistratorul cu band magnetic ............................................................................. 127

3.5. Msurri de mrimi fizice produse de procesul de sudare................................................. 128

3.5.1. Metode de msurare a temperaturii aplicate n mbinrile sudate............................... 128

3.5.1.1. Metode bazate pe variaia tensiunii termoelectomotoare cu temperatura ........... 129

3.5.1.2. Metode bazate pe variaia rezistenei electrice n funcie de temperatur ........... 132

3.5.1.3. Metode bazate pe radiaia corpurilor ................................................................... 134

3.5.1.4. Metoda bazat pe culorile termoscopice ............................................................. 135

3.5.2. Msurarea eforturilor unitare i a deformaiilor .......................................................... 137

3.5.2.1. Metoda tensometriei electrice rezistive ............................................................... 137

3.5.2.2. Metoda acoperirilor casante................................................................................. 144

3.5.2.3. Metoda acoperirilor fotoelastice.......................................................................... 146

3.5.2.4. Metoda interferometriei holografice.................................................................... 147

Bibliografie .................................................................................................................................... 151

7

CAPITOLUL I

NCERCRI MECANICE ALE MBINRILOR SUDATE PRIN TOPIRE

1.1. ncercarea la traciune

Prin ncercarea la traciune se determin rezistena de rupere a mbinrii sudate pe epruvete

cu poriune calibrat, prelucrat sau neprelucrat, sau rezistena la rupere i/sau alungirea la rupere

a mbinrii sudate pe epruvete cu seciune redus n dreptul custurii.

ncercarea mbinrii sudate se execut pe:

epruvete plate, cu poriune calibrat, din table de orice grosime (fig. 1.1a i tabelul 1.1); epruvete fii, cu poriune calibrat, din evi cu diametrul exterior mai mare de 51mm

(fig. 1.1 b i tabelul 1.1 )

a) epruvete plate b) epruvete fii

Fig.1.1. Epruvete standardizate pentru ncercarea la traciune.

Tabel 1.1

Grosimea epruvetei s [mm] 10 10< s 20 20< s 30 > 30 feroase 250 300 300 300 Lungimea total Lt pentru: neferoase 220 230 300 -

feroase bs + 60

(bs limea max. a custurii n seciunea transversal a mbinrii) Lungimea calibrat Lc pentru:

neferoase 70 70 120 - feroase 20 25 25 25 table+evi 12-20 12-20 - - Limea poriunii calibrate a epruvetei, b2 pentru: neferoase 20 30 40 - feroase b0 + 12 Limea captului de

prindere bs, pentru: neferoase 30 40 50 50 Raza de racordare R 35

epruvete rotunde, cu poriune calibrat, din bare rotunde cu diametrul max. 40 mm sau din bare poligonale cu diametrul cercului nscris de max. 40 mm (fig. 1.2 i tabelul 1.2)

Ln Lc Lt

h h

b2

b1

6,3 bS

s

R

Ln Lc Lt

h h

b2

b1

6,3 bS

s

R

D

A

A

A-A

8

Fig.1.2. Epruvete rotunde.

Tabel 1.2 Diametrul captului de prindere d1 12 12 < d1 20 20 < d1 40 Diametrul poriunii calibrate d2 0,8 d1 Lungimea total Lt Lc+100 Lc+150 Lc+200 Lungimea calibrat a epruvetei Lc bs +60 Raza de racordare R 4

epruvete plate fr poriune calibrat, din table i din evi din metale i aliaje neferoase

(fig. 1.3, tabel 1.3);

Fig.1.3. Epruvete plate.

Tabel 1.3 Grosimea epruvetelor s 10 10 < s 20 20 < s 30 Lungimea total Lt 300 350 Limea epruvetei b 20 30 40

epruvete rotunde, fr poriune calibrat, din bare rotunde sau cu seciune poligonal

(fig. 1.4, tabel 1.4)

Fig.1.4. Epruvete

rotunde.

Tabel 1.4 Diametrul epruvetei D 10 10 < d 25 25 < d 30 > 30 Lungimea total Lt 200 250 300 350

Rezistena la rupere i limita de curgere, estimeaz caracteristicile de rezisten ale

metalului de baz, adic capacitatea acestuia de a se opune distrugerii, iar alungirea i gtuirea la

Lt

bs

b

s

Lt

bs

d

L0 Lc Lt

h h

d1

R 6,3 d2 bs

9

rupere sunt caracteristici de plasticitate deoarece estimeaz capacitatea metalului de baz de a se

deforma sub aciunea forelor aplicate.

Termenii i simbolurile cele mai utilizate sunt cele prezentate n figura 1.5 i tabelul 1.5.

FeH FeL Fmax Fu

Lungirea la rupere

F

l

FeH Fmax

Lungirea la rupere

F

l

a b

c

Fig.1.5. Diagrama de traciune a unui oel carbon a, c- rupere ductil sub form de cup,

b- rupere fragil fr deformare plastic.

Tabel 1.5

Termen Simbol Noiune Unitate de msur

initial S0 Aria seciunii transversale a epruvetei n poriunea calibrat calculat nainte de ncercare

mm Aria seciunii transversale

ultim SU Aria seciunii transversale minime a epruvetei, calculat n seciunea de rupere mm

general n n = L0/1,13S0 pentru orice form de seciune -

cilindric n n = L0/d0 pentru seciune circular, d0- diametrul iniial al epruvetei

- Factor dimensional

curent F Fora de traciune aplicat epruvetei n cursul ncercrii N

maxim Fmax. Fora maxim de traciune suportat de epruvet n timpul ncercrii N Sarcina ultim Fu Fora de traciune n momentul ruperii epruvetei N

10

Tensiunea curent din epruvet F/A0 raportul dintre sarcina curent i aria seciunii iniiale a epruvetei N/mm2

vF Creterea sarcinii aplicate epruvetei n unitatea de timp N/sec. Viteza de

ncrcare aparent Re Tensiunea din epruvet la care apare creterea lungirii fr mrirea sarcinii N/mm

2

superioar ReH Tensiunea din epruvet observat n momentul cnd apare prima scdere a sarcinii N/mm2

Limita de curgere inferioar ReL

Tensiunea cea mai mic din epruvet nregistrat n timpul curgerii plastice neglijnd eventualele evenimente tranziitorii

N/mm2

Rezistena la rupere Rm Rm= Fmax/S0 N/mm2

Lungirea epruvetei la rupere Lu Lu = Lu L0 Lu- lungimea epruvetei deformate; L0- lungimea iniial

mm

Lungirea specific = L/Lx100 L-deformaia linear; L- lungimea initial % Alungirea total At At = Lu L0/L0x100 = L/L0x100 % Gtuirea la rupere Z Z = S0 Su/S0x100 Su- aria seciunii ultime %

ncercarea se execut prin aplicarea lent i fr ocuri a sarcinii n condiiile atmosferei

ambiante conform SR EN 895-1997.

Viteza de solicitare iniial (elastic) se alege n funcie de caracteristicile de determinat n

limitele specificate de standardele de produs.

Viteza de solicitare elastic maxim se stabilete cu relaia:

LcSEK

EV0

Re

1

0025,0

+= (1.1)

unde:

K - este compilana elastic aparent a ansamblului main de ncercat-epruvet

(mm/N). n cazul cnd nu se cunoate compilana viteza de solicitare elastic se stabilete cu acordul

organelor de control ca fiind K = 0,3 m/N, aceasta ne fiind admis la ncercrile de litigiu.; S0 - aria seciunii transversale iniiale a epruvetei,(mm2);

Lc - Lungimea calibrat a epruvetei (mm);

E - modulul de elasticitate longitudinal al materialului din care este confecionat

epruveta (N/mm2) (pentru oel E = 2,1 x105 N/mm2).

Determinarea limitei de curgere ncrcarea se execut continuu i progresiv, urmrindu-se vizual sau nregistrndu-se grafic

creterea sarcinii.

11

Limita de curgere aparent se determin vizual din indicaiile mainii de ncercat lund n considerare sarcina la care se observ creterea alungirii simultan cu oprirea sau

scderea sarcinii.

Limita de curgere convenional se determin din diagrama nregistrat sau trasat pe baza msurtorilor, prin trasarea unei drepte paralele cu poriunea cvasilinear iniial la

o distan pe abcis egal cu alungirea neproporional prescris de exemplu Ap = 0,2%.

Ordonata punctului de intersecie a acesteia cu curba din diagram determin sarcina

aferent limitei de curgere convenionale conform figurii 1.6.

Verificarea limitei de curgere remanente Epruvetele se ncarc timp de 1012 secunde cu o sarcin care corespunde cu limita de

elasticitate dat i se verific, dup ndeprtarea sarcinii, dac alungirea remanent este cel puin

egal cu procentul prescris pentru lungimea iniial ntre repere.

Determinarea limitei de ntindere convenionale ncercarea se execut continuu i progresiv, urmrindu-se nregistrarea sau reprezentarea

diagramei ncercrii la traciune.

Pe diagramele ncercrii la traciune, nregistrate sau reprezentate pe baza msurtorilor, se

marcheaz sarcina corespunztoare alungirii totale At prescrise pentru metalul examinat conform

figurii 1.7.

n diagrama ncercrii la traciune,

reprezentat pe baza msurtorilor, se

traseaz o dreapt paralel cu poriunea

cvasilinear iniial, la o distan pe axa

alungirilor egal cu alungirea aferent sarcinii

iniiale. Ordonata punctului de intersecie al

acestei drepte paralele cu curba din diagram,

determin sarcina aferent limitei de curgere

convenionale.

Fig.1.6. Sarcina aferent limitei de

curgere convenionale.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Ap=0,2

Rp02

12

Fig.1.7. Sarcina corespunztoare alungirii totale.

Stabilirea rezistenei la rupere ncrcarea se execut continuu i progresiv pn la ruperea epruvetei, rezistena la rupere se

stabilete din raportul dintre sarcina maxim suportat de epruvet n cursul ncercrii i aria

seciunii transversale iniiale a epruvetei.

0

maxS

FRm = N/mm2 (1.2)

Determinarea alungiri la rupere Aceasta se determin ca raport ntre lungirea epruvetei ntre reperele extreme ale poriunii

calibrate (Lu-L0) i lungimea iniial L0, exprimat n procente.

Lungimea Lu se determin prin:

Msurarea distanei dintre reperele extreme, fig. 1.8; Cumularea msurrilor lungirilor pariale din zona rupturii. Alungirea la rupere se determin n general pe epruvete cu un factor dimensional n = 5

Fig.1.8. Msurarea alungirii cu ajutorul comparatoarelor.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 At=0,5%

Rt0,5

13

Determinarea gtuirii la rupere Aceasta se determin din raportul dintre reducerea ariei seciunii transversale a epruvetei n

ruptur (S0-Su) i aria seciunii transversale iniiale, exprimat n procente.

Aria seciunii epruvetei dup rupere se stabilete n funcie de condiiile convenionale de

msurare a dimensiunilor seciunii conform figurii 1.9.

du

d0

b0 bu

a0 au

Fig.1.9. Seciunea epruvetelor cilindrice i plane dup rupere.

Rezistena la rupere a materialelor se determin prin ncercarea la traciune, pe maini de

ncercat universale cu clasa de precizie 1, STAS 1510-87- 17020, ca cele prezentate in figurile 1.10

cu actionare hidrauluica si 1.11 cu actionare mecanica prin surub pe epruvete standardizate

prezentate anterior.

Fig.1.10. Schema mainii de ncercat universal a materialelor cu actionare hidraulic:

1-batiu, 2- coloane fixe, 3-traversa fix, 4- traversa mobil, 5- coloane mobile, 6- bacuri de prindere epruvete II, 7- bacuri de prindere I, 8- cilindru hidraulic, 9- pompa hidraulic,

10- interfaa de calculator pentru msurarea tensiunilor i alungirilor.

8 5 4 6 7 3 2 1

10 9

14

Fig.1.11. Schema mainii de ncercat universal a materialelor cu acionare mecanic prin urub:

1- batiu, 2- bac inferior prindere epruvet, 3- coloane tip urub acionate de un electromotor, 4- bac superior de prindere epruvet, 5- travers mobil, 6, 7- dispozitive pentru ncercarea la

compresiune, 8- travers de capt fix, 9- interfa calculator pentru msurarea forelor i ridicarea diagramelor efort- alungire epruvet.

Meniuni n buletinul de ncercri

Indicativul sau marcajul epruvetei; Marca metalului sudat i numrul standardului respectiv; Marca electrozilor sau cuplu srm-flux folosit; Procedeul de sudare; Forma custurii sudate; Tratamentul termic aplicat; Forma i dimensiunile epruvetei cu o precizie de 0,1mm; Starea custurii sudate (prelucrat sau ne prelucrat) Rezistena la rupere, cu o precizie de 5N/mm2, pentru fiecare epruvet (limita de curgere

convenional, alungirea la rupere);

Defecte identificate n seciunea de rupere care pot influena rezultatele ncercrii; Poziia rupturii (n custur sau n MB), SR EN 10002-1:2002

15

1.2. ncercarea de rezisten la compresiune a mbinrilor sudate prin topire

Aceast ncercare const n aplicarea asupra epruvetei a unei sarcini de compresiune n

vederea determinrii unor caracteristici.

Aceast ncercare se folosete mai rar dect ncercarea la traciune. Se prescrie mai ales

pentru materiale de construcii (beton, crmizi, lemn .a.) dar i pentru materiale ce prezint

proprietii diferite la traciune i compresiune ca; fonte, aliaje de lagre .a.

Epruveta ncercat de form cilindric este extras din cordonul de sudur (fig.1.12 a) i

este supus unei sarcini progresive de compresiune n direcia axului longitudinal (fig.1.12 b). Din

punct de vedere teoretic ncercarea la compresiune este omoloag cu cea la traciune, cu deosebirea

c n loc de alungirea epruvetei se obine o scurtare a acesteia n sensul opus celei de traciune.

Fig.1.12. a- Modul de prelevare a epruvetei de compresiune,

b- schema ncercrii la compresiune.

La ncercarea de compresiune conform SR EN 1015-11:2002 se obin aceleai caracteristici

ca i la traciune care ne permit s apreciem caracteristicile de ;

rezistena; elasticitate i plasticitate a materialului.

Notaiile acestor caracteristici au indicele c pentru a se preciza c este vorba de compresiune.

Rezistena la rupere la traciune 0

maxS

FRc = [N/mm2]

Limita de curgere aparent 0

02SFcRc = [N/mm2]

Scurtarea la rupere 1000

0 =L

LLAcn u [%]

Umflarea la rupere 1000

0 =S

SSZc u [%] (1.3)

Lu L0

d0

du

F

F

epruveta

custura

sudat a b

16

unde:

Fmax sarcina maxim;

Fc sarcina la care se obine o deformare de 0,2%;

L0 nlimea iniial a epruvetei;

Lu nlimea final a epruvetei;

S0 i Su seciunea iniial, respectiv final a epruvetei.

ncercarea la compresiune se face pe maina de ncercat universal.

Pentru un material ductil curba tensiune deformaie, determinat la compresiune are la

tensiuni mai mici dect limita decurgere a materialului acelai aspect ca i curba determinat la

traciune.

Pentru materialele ductile ca Sn, Cu, Pb .a. supuse la compresiune, seciunea acestora se

mrete continuu, pn epruveta se aplatiseaz i rezistena de rupere la compresiune nu poate fi

determinat.

La materialele fragile ns, prin compresiune se obine ruperea epruvetei. Fora necesar

ruperii unui material fragil la compresiune este mult mai mare dect fora necesar ruperii aceluiai

material fragil la traciune. Deci un material fragil este mult mai rezistent la compresiune dect la

traciune.

Aspectul unei ruperi la compresiune depinde de condiiile de ncercare i anume;

n cazul unor fore de frecare mari ntre suprafeele frontale ale capetelor epruvetei i platourile mainii de ncercare, ruperea se produce dup un plan la 450 fa de axa epruvetei

conform figurii 1.13 a.

Atunci cnd forele de frecare ntre acestea sunt mici, ruperea epruvetei este longitudinal, fig. 1.13 b.

a b

Fig.1.13. Aspectul ruperii la compresiune.

17

1.3. ncercarea la ndoire

Se refer la ncercarea la ndoire a produselor din materiale metalice cu seciune plin

(circular sau poligonal) cu diametrul mai mare sau egal cu 4 mm sau cu grosimea mai mare sau

egal cu 3 mm, n scopul aprecierii capacitii de deformare plastic a acestora.

Metoda nu se aplic evilor, srmelor, benzilor i tablelor subiri.

ncercarea const n deformarea plastic prin ndoire lent, continu, fr ocuri a unei

epruvete rectilinii, n jurul unei piese denumite dorn, pn la un unghi prescris, ntre faa unei ramuri a epruvetei ndoite i prelungirea feei celeilalte ramuri sau pn la apariia unei fisuri cu

luciu metalic avnd lungimea de min. 3 mm.

Simbolurile i definiiile acestei metode sunt prezentate n tabelul 1.6.

Tabel 1.6

Simbol Definiie Unitate de msur

a Grosimea sau diametrul epruvetei (diametrul cercului nscris pentru epruvete cu seciune poligonal)

mm

b Limea epruvetei mm L Lungimea epruvetei mm I Distana dintre rolele de sprijin mm D Diametrul dornului (dublul razei de racordare) mm R Raza rolelor de sprijin mm Unghiul de ndoire grade sexagesimale Unghiul plan diedru corespunztor al matriei i al dornului grade sexagesimale

Dup felul ndoirii se deosebesc urmtoarele feluri de ncercri:

ndoire liber pe dispozitiv cu role, la diferite unghiuri (fig. 1.12 a); ndoire ghidat n matri profilat la anumite unghiuri (fig. 1.12 b); ndoire complet la 1800 la diferite raze de racordare ntre feele interioare ale epruvetei fr

distanier, cu distanier sau cu laturile n contact (fig. 1.13).

ncercarea se execut cu un dispozitiv montat pe o main de ncercat universal sau pe o

pres, care permite aplicarea lent i progresiv a sarcinii, astfel nct s nu se mpiedice

deformarea plastic continu a epruvetei.

Dispozitivul pentru ncercarea epruvetei const din:

dou role de sprijin cu axele paralele (tolerana la paralelism, TPI, conform SR EN 910: 1997, este de 0,25 mm pe toat lungimea rolelor, raza rolelor de sprijin este de 25

mm);

un dorn plasat la mijlocul distanei dintre role (n cazul ncercrii la ndoire liber); matri profilat n V i un dorn plasat coaxial cu profilul matriei (n cazul ncercrii la ndoire

ghidat);

dou bacuri paralele (n cazul ncercrii la ndoire complet).

18

Se admite folosirea rolelor sau alte raze cu condiia ca raza rolelor s nu fie mai mic dect

grosimea sau diametrul epruvetelor.

Lungimea rolelor va fi mai mare dect limea epruvetei. Distana dintre rolele de sprijin se

ia egal cu:

l = D + 3a, (1.4)

dac nu se prevede altfel n documentaia tehnic a produsului.

Diametrul dornului se specific n standardul sau n documentaia tehnic a produsului i se

alege din irul diametrelor normale corespunztor valorii calculate.

Limea dornului trebuie s fie mai mare dect limea epruvetei.

Diametrele normale ale dornurilor, domeniile diametrelor calculate i lungimile epruvetelor,

conform tabelul 1.7.

Tabel 1.7 Diametrul normal

al dornului D

10 0,2

15 0,2

20 0,3

25 0,3

30 0,3

35 0,3

40 0,3

50 0,3

60 0,3

70 0,3

80 0,3

90 0,3

100 0,3

110 0,3

120 0,3

Domeniile calculate ale diametrelor

7,5

12,5

12,6

17,5

17,6

22,5

22,6

27,5

27,6

32,5

32,6

37,5

37,6 45

45,1 55

55,1 65

65,1 75

75,1 85

85,1 95

95,1

105

105,1

115

115,1

125

ndoire liber L D + 3a + 100 sau L D + 3d + 100

Lung

imea

min

im

a ep

ruve

tei

ndoire ghidat

20a = L 250 sau 20d = L 250

Dac n standardul de produs nu se specific diametrului dornului, se vor utiliza diametrele

normale specificate n tabelul 7, corespunztoare domeniului diametrelor calculate folosindu-se

valorile 2a sau 3a, la nelegere.

Pentru alte diametre ale dornului dect cele specificate n tabelul 7, abaterile se vor ncadra

n clasa de precizie Js 14, conform SR EN 910: 1997.

Matria este prevzut cu o degajare n V, cu unghiul plan diedru corespunztor, determinat

n funcie de unghiul de ndoire prescris n standardul sau documentaia tehnic a produsului.

Exemplu: la ncercrile de ndoire pentru unghiul = 120 0 10 se alege unghiul = 600 10.

Muchiile matriei se rotunjesc cu o raz de min. 5 mm.

Epruvetele supuse ncercrii pot avea seciunea circular, ptrat, dreptunghiular sau

poligonal.

19

Epruvetele plate trebuie s aib, n general, seciunea dreptunghiular, cu muchiile paralele

rotunjite cu o raz de racordare egal cu cel mult 0,1a.

Rezultatele ncercrilor obinute pe epruvete cu muchiile rotunjite sunt valabile dac unghiul

de ndoire atins, satisface condiia specificat pentru ncercarea de ndoire.

Limea epruvetelor (b) este:

egal cu limea produsului, pentru produse cu limea egal sau mai mic de 20 mm; de 2030 mm, pentru produse cu limea peste 30 mm.

Grosimea epruvetelor luate din table, benzi i profile este aceea a produsului ncercrii.

Dac grosimea produsului este mai mare de 25 mm, ea poate fi redus prin prelucrare pe o singur

fa la o valoare determinat, dar nu mai mic de 25 mm. n cursul efecturii ndoirii faa ne

prelucrat va fi supus la ntindere.

Pentru bare rotunde sau poligonale, ncercarea poate fi efectuat pe o bucat de bar, dac

diametrul barei sau diametrul cercului nscris (pentru barele cu seciunea poligonal) nu depete 50 mm.

Dac diametrul produsului este cuprins ntre 30 i 50 mm, diametrul epruvetei se poate

reduce pn la 25 mm, iar n cazul cnd diametrul produsului este peste 50 mm acesta trebuie redus

pn la 25 mm.

Grosimea epruvetelor destinate ncercrii la ndoire lateral (msurat pe suprafaa de

laminare) este egal cu 15 mm iar limea este egal cu grosimea produsului. Suprafaa de aezare

pe role, respectiv suprafaa de apsare a dornului (perpendicular la suprafaa produsului) se

prelucreaz prin achiere.

Grosimea epruvetelor pentru semiproduse ca piese turnate sau forjate este de 25 5 mm, dac nu se prevede altfel n standardul sau documentaia tehnic a produsului.

Lungimile minime ale epruvetelor sunt specificate n tabelul 1.8.

Tabel 1.8

Grosimea epruvetei, s

5 >57 >7 11 >11 14 >14 17 >17 22 >22 27 >27 30 Limea

epruvetei, b 20 20 20 30 30 50 50 50

Lungimea minim a D=1s 85 95 130 150 165 195 230 290

epruvetei, Lmin. pentru

D=2 s 90 105 140 160 190 225 270 340

diametrul D=2,5s 95 110 145 170 200 240 283 365 dornului D=3s 100 115 150 180 215 255 300 390 Raza de

racordare R 2 2 2 2 2 3 3 3

Luarea epruvetelor se va face n condiiile specificate n standardele de produs. La

prelucrarea prin achiere trebuie s se realizeze o rugozitate de max. Ra 6,3.

20

ncercarea se execut n condiiile atmosferei ambiante de ncercare, conform SR

13315:1996, la produsele n stare de livrare, dac n standardele de produs nu se prevede altfel.

ncercarea la ndoire la temperaturi ridicate sau la temperaturi sczute se execut n

condiiile suplimentare specificate n standardul sau n documentaia tehnic a produsului.

ncercarea la ndoire liber fig.1.14 const n ndoirea prin apsare continu i fr ocuri a

unei epruvete aezate perpendicular pe axa rolelor de sprijin n jurul unui dorn specificat anterior.

ndoirea se execut:

pn la apariia unei fisuri cu luciu metalic de min. 3 mm lungime sau, pn la un unghi specificat n standardul de produs.

Viteza de deplasare a dornului trebuie s fie de maximum 1 mm/s.

n timpul ncercrii trebuie s se asigure condiiile, pentru a se putea urmrii riguros n tot

timpul ncercrii, apariia fisurii.

n cazul cnd ndoirea se efectueaz pn la apariia primei fisuri, msurarea unghiului se face sub sarcin.

L

R

I=D+3s

D

b

s

a b

c d

Fig.1.14. Schema ncercrii la ndoire liber: a- schema de principiu, b- modul de ncercare, c- starea de tensiune,

d- epruvete indoite la 180.

21

ncercarea la ndoire ghidat (fig. 1.15) const n ndoirea prin apsare continu i fr

ocuri a unei epruvete aezate perpendicular pe axa matriei, n jurul unui dorn. ndoirea se execut

pn la unghiul prescris n standardul de produs determinat de forma matriei.

Viteza de deplasare a dornului trebuie s fie de maximum 1 mm/s.

ncercarea la ndoire complet pn la 180 se execut dup deformarea prealabil a epruvetei cu ajutorul dornului pn la 120 apoi se apas direct asupra capetelor epruvetei pn cnd cele dou ramuri ale ei ajung paralele (fig. 1.16).

a b Fig.1.15. Schema ncercrii la ndoire ghidat n matri:

a- schema de principiu, b- matria i poansonul de ncercare.

Fig.1.16. ndoire sub diferite unghiuri ntre axele ramurilor epruvetei (180).

n cazul ndoirii libere, unghiul de ndoire se msoar pe epruveta descrcat. Axele

ramurilor epruvetei trebuie s fie coplanare cu o abatere de cel mult 2 : 100 (fig. 1.14), altfel

ncercarea nu este valabil.

Desprinderile stratului de oxizi nu se iau n considerare.

Rezultatele ncercrilor pot fi comparate numai dac epruvetele au aceleai dimensiuni.

r

a

Lmin=D+3

D/2

22

ndoirea epruvetelor cu seciunea dreptunghiular pot fi solicitate la incovoiere cu radacina

cusaturii la tractiune, fig. 1.17 a, cu radacina cusaturii la compresiune, fig. 1.17 b, sau pe axa

transversala a cusaturii sudate, fig. 1.17 c.

Fig.1.17. Solicitarea la ndoire a custurilor sudate: a- rdcina la traciune, b- rdcina la compresiune, c- pe axa transversal a custurii sudate.

1.4. ncercarea tehnologic de rupere la mbinarea de col

Aceasta incercare pe epruvete sudate in colt fig. 1.18, se face pentru a se urmarii prin

ruperea epruvetei, depunerea simetrica a cordonului de sudura pe ambele parti ale materialelor de

baza, fiind o incercare pentru autorizarea sudorilor.

Fig.1.18. Incercarea tehnologic de rupere a mbinrilor de col.

23


marca metalului; forma i dimensiunile epruvetei (limea i grosimea epruvetei prelucrate); diametrul dornului; unghiul la care a aprut prima fisur sau n cazul cnd nu apar fisuri se specific fr fisuri

i unghiul de ndoire (la cerere);

distana dintre feele interioare pentru ncercri la 180; eventualele defecte identificate; SR EN 910: 1997

1.5. ncercarea de rezisten la forfecare

ncercarea se aplic metalelor cu o rezisten la traciune r 500 MN/m2 (500 kgf/mm2). n figura 1.19 este prezentat schema unui dispozitiv de forfecare, care const din 2 flci de

fixare (B1 i B2) a epruvetei (C) i falca de tiere (Z). sub aciunea forei F falca de tiere se

deplaseaz paralel cu flcile de fixare i produce forfecarea epruvetei dup seciunile q1 i q2.

Fig.1.19. Schema de principiu a ncercrii la forfecare.

Rezistena la forfecare se determin cu relaia:

( )[ ]222r

mm/kgfm/MNd

F2

= (1.5)

n care:

F este fora maxim de forfecare, iar d este diametrul epruvetei.

Duritatea suprafeei flcilor de fixare i a flcii de tiere trebuie s fie 700 HV (50 HRC). Pentru ncercarea la forfecare a metalelor moi ea poate fi 530 HV . Epruvetele folosite pentru ncercarea la forfecare au n mod obinuit seciunea circular.

B2

q2

B1

q1

F/2 F/2

F

24

Diametrul epruvetei d, grosimea x a flcilor de fixare, grosimea y a flcii de tiere i

lungimea epruvetei l, sunt date n tabel 1.9.

Tabel 1.9

Diametrul epruvetei D

[mm]

Grosimea flcii de fixare x

[mm]

Grosimea flcii de tiere y

[mm]

Lungimea epruvetei (minimum)

l [mm]

De la 2 pn la 5 5 5 15 Peste 5 pn la 8 6 8 20

Peste 8 pn la 12 8 12 28 Peste 12 pn la 16 10 16 36 Peste 16 pn la 20 12 20 44

Peste 20 pn la 258 16 25 57

n timpul executrii ncercrii trebuie s se asigure coaxialitatea mainii de ncercare i a

dispozitivului de ncercare la forfecare.

Dispozitivul pentru ncercarea la forfecare trebuie s fie astfel montat pentru a se elimina

orice frecri ntre falca de tiere i flcile de fixare.

Dup montarea dispozitivului pentru ncercarea la forfecare la maina de ncercat, indicaia

sarcinii pe cadrul mainii s rmn constant la zero, ca pentru mersul n gol al mainii (fr

epruvet).

Pentru a evita influena ineriei mecanismului dinamometrului, viteza de forfecare se va

menine ntre limitele de 2 pn la 10 mm pe minut.

O ncercare va cuprinde cel puin 3 rezultate.

ncercarea la forfecare a mbinrii sudate n col se face pe epruvete special confecionate n

acest scop:

Pe epruvete plate cu eclise i suduri laterale fig. 1.20; Pe epruvete n cruce fig. 1.21.

Fig.1.20. ncercarea la forfecare pe epruvete plate cu eclise i suduri laterale.

325

150 150

100

202

102

l0 4..5

75

l0 l0

25

50

25

Fig.1.21. ncercarea la forfecare pe epruvete n cruce. ncercarea la forfecare a epruvetelor n cruce se execut cu ajutorul unui dispozitiv ca cel

prezentat n figura 1.22.

Fig. 1.22 Dispozitiv pentru ruperea epruvetelor prin forfecare Calculul rezistenei la rupere prin forfecare se face cu relaia:

=

=

=

=

=4

10

4

10

0

max

ii

ii

i

r

aS

iaS

SF

[5] pentru epruvetele din figura 19; (1.6)

n care;

r este rezistena la rupere prin forfecare [N/mm2]; li este lungimea sudurilor rupte, [mm]

Meniuni n buletinul de ncercare

dimensiunile epruvetei cu o precizie de 0,1mm; marca metalului i numrul standardului respectiv; marca electrozilor sau marca cuplului srm-flux, utilizat; diametrul electrozilor sau a srmei de sudare;

min20 15 15 15 min20

70 35

S1 S S1

S1

4-5

15

S

S+1

S-1

pentru epruvetele din figura 20.

26

procedeul de sudare i regimul de lucru; poziia custurii n spaiu; forma custurii; grosimea medie a fiecrei custurii; felul tratamentului; tipul epruvetelor; rezistena la rupere, cu o precizie de 5N/mm2, pentru fiecare epruvet i media

aritmetic;

poziia rupturii (n custur, n ZIT, n MB); aspectul rupturii (fragil, tenace); defecte de sudare identificate.

1.6. Incercri pentru determinarea duritii materialelor

1.6.1. ncercarea duritii dup metoda Brinell

Duritatea este proprietatea materialelor de a rezista (de a se opune) la ptrunderea n

suprafaa lor a unui alt corp. Metoda de duritate Brinell este ceea mai rspndit i se execut

conform SR EN ISO 6506-1:2002. n principiu metoda const n apsarea cu o for F aplicat

perpendicular pe suprafaa piesei de ncercat, un timp dat, a unei bile din oel clite de diametru D

i msurarea diametrului d al urmei lsate pe bil dup ndeprtarea sarcinii, conform schemei de

principiu din figura 1.23.

Duritatea se determin cu ajutorul relaiei;

SFHB = [daN/mm2] (1.7)

Fig.1.23. Schema metodei de ncercare a duritii Brinell.

27

unde:

F este fora de apsare asupra bilei [daN]

S, este aria urmei calotei sferice [mm2]

( )( )22

22

22

22

22

dDDD

FHB

dDDDS

dDDh

hdS

=

=

=

=

(1.8)

Timpul de meninere a sarcinii depinde de natura materialului i de fora de ncercare.

Acest tip de ncercare se recomand pentru materiale moi cu duritatea de max. 450

daN/mm2. Se poate utiliza i la materiale cu duritatea de 450- 650 daN/mm2 , atunci cnd bila este

din carbur de wolfram.

Cu ajutorul duritii Brinell se pot face aprecieri destul de exacte asupra rezistenei la

rupere, la ntindere, a unui material pe baza unor relaii determinate experimental i anume;

Rm = 0,35 HB pentru oel n stare recoapt;

Rm = (0,35.0,4) pentru piese turnate din oel nealiat;

Rm = (HB 40)/6 pentru font;

Rm = 0,35 HB pentru aluminiu;

Rm = 0,9 HB pentru aliaje de zinc.

1.6.2. ncercarea de duritate Rockwell scrile A, C i D

ncercarea const n apsarea pe prob a unui penetrator (con de diamant), cu o sarcin

aplicat n dou trepte. Se aplic sarcina iniial (F0) de la care se trece la sarcina total (F), se

msoar adncimea de ptrundere remanent (e) a penetratorului n prob dup revenirea de la

sarcina total la cea iniial.

Duritatea Rockwell este diferena dintre un numr (E) reprezentnd o adncime de referin

stabilit convenional i adncimea remanent (e), msurat dup revenirea de la sarcina total (F)

la sarcina (F0), conform fig. 1.24.

HR = E e = 100 e (1.9)

28

a b

c d

Fig.1.24 Schema determinrii duritii Rockwell: a- principiul procedeului Rockwell con, b- principiul procedeului Rockwell bil ,

c- penetratorul cu etalon de duritate cunoscut, d-penetratoare i dispozitive de asezare piese.

Terminologia i simbolurile folosite la aceast ncercare sunt conform SR EN 1043-1:1997

i tabelului 1.10.

Tabel 1.10

Simbol Definiia Unitatea de msur

HR Simbolul i unitatea duritii Rockwell HRA Simbolul i unitatea duritii Rockwell, scara A HRA HRC Simbolul i unitatea duritii Rockwell, scara C HRC HRD Simbolul i unitatea duritii Rockwell, scara D HRD

F0 Sarcina iniial N F1 Suprasarcina N F Sarcina total (F = F0 + F1) N Unghiul la vrf al conului penetrator grade centesimale R Raza de rotunjire a vrfului penetratorului mm E Adncimea convenional dat (100) e Adncimea de ptrundere remanent (creterea adncimii de ptrundere a

penetratorului msurat sub sarcina iniial F0 dup ndeprtarea suprasarcinii F1)

Uniti HR (1HR=0,002mm)

h0 Adncimea de ptrundere sub sarcina iniial F0 naintea aplicrii suprasarcinii F1

mm

h1 Adncimea de ptrundere sub efectul suprasarcinii F1 mm t Durata de meninere a suprasarcinii totale s v Viteza de apropiere a penetratorului mm/s

R h0 h1

F0 F1 F0 F

V

Suprafaa probei

Adncimea de referin

F0

e HR

E=0,2m

0 100

29

Duritatea Rockwell se noteaz cu simbolul HR precedat de valoarea duritii, urmat de litera

corespunztoare scrii respective A, C i D.

Exemplu: 59 HRC (duritate Rockwell 59 pe scara C).

Aparatul de ncercare a duritii figura 1.25 a si b si, inclusiv dispozitivul de msurare a

adncimii de ptrundere i penetratorul, trebuie s ndeplineasc condiiile din SR EN ISO 6508-

1:2006.

a b

Fig.1.25. Aparat pentru determinarea duritii Rockwell: a- cu afiaj mecanic (comparator), b- afiaj electronic.

Suprafaa probei trebuie s fie:

neted, lipsit de oxizi, impuriti, lubrifiani sau defecte de suprafa; rugozitatea suprafeei trebuie s fie Ra 1,6 (rectificare); la prelucrarea suprafeei trebuie s se evite ecruisarea i nclzirea la temperaturi ce ar

putea provoca modificri structurale ale materialului.

ncercarea se execut pe suprafee plane sau curbe cu diametrul mai mare de 25 mm.

ncercarea probelor cu suprafee curbe cu diametrul mai mic de 25 m se efectueaz conform

STAS 8251-82.

Grosimea probei sau a stratului ncercat trebuie s fie de cel puin zece ori mai mare dect

adncimea remanent de ptrundere (e).

Dup ncercare, suprafaa probei opus suprafeei ncercate nu trebuie s prezinte nici un fel

de deformaii.

30

ncercarea se execut n condiiile atmosferei ambiante de ncercare, conform SR

13315:1996. n cazuri deosebite sau de litigiu, ncercarea se va efectua n condiiile atmosferei

standard 25/50 2, conform SR 13315:1996..

Proba se aeaz pe un suport rigid plan sau de form adaptat probei, cu o duritate de minim

60 HRC. Suprafeele n contact trebuie s fie curate i s asigure aezarea perfect care s nu

permit deplasarea sau deformarea probei sub sarcin la ncercare.

. Sarcinile utilizate pentru ncercarea la duritatea Rockwell, sunt date n tabelul 1.11.

Tabel 1.11

Scara duritii Rockwell Sarcina iniial F0 [N] Sarcina total F

[N] HRA HRD HRC

98,07 98,07 98,07

588,4 980,7

1471,0

Succesiunea operaiilor este urmtoarea: se apropie vrful penetratorului de suprafaa

probei, se aplic lent sarcina iniial (F0) i apoi suprasarcina (F1)

Viteza de apropiere a penetratorului se aplic pe prob printr-o micare de translaie, axial,

perpendicular pe suprafaa probei. Abaterea de la perpendicularitate maxim admis este de 20.

Dup contactul cu proba, penetratorul este apsat pe aceeai direcie cu o for care crete

continuu i uniform pn la valoarea F0, ptrunznd n prob pn la adncimea h0.

Dup aplicarea sarcinii iniiale F0 se face reglajul (automat sau manual) al dispozitivului de

msurare a adncimii de ptrundere la valoarea 100.

Se mrete continuu i uniform sarcina pn la valoarea total F n intervalul de 28 s.

Sarcina total se menine n funcie de natura materialului conform tabelului 1.12.

Tabel 1.12 Timpul de meninere

[s]

Natura materialului

13 Materialele care n condiiile de ncercare nu prezint nici o deformare plastic n timpul aplicrii sarcinii totale (F)

15 Materiale care n condiiile de ncercare prezint o deformare plastic n timpul aplicrii sarcinii totale (F)

1015 Materiale care n condiiile de ncercare prezint importante deformri plastice n timpul aplicrii sarcinii totale (F) Dup meninerea sarcinii totale F conform tabelului, se reduce continuu sarcina pn la

valoarea F0 i se citete indicaia dispozitivului de msurare a adncimii de ptrundere.

n timpul ncercrii nu se admit ocuri sau vibraii.

Distana ntre contururile a dou amprente sau de la conturul amprentei la margine trebuie

s fie de minimum 4 ori diametrul amprentei, dar min. 2 mm.

Distana de la centrul amprentei la marginea probei trebuie s fie de minimum 2,5 ori

diametrul amprentei, dar minimum 1 mm.

31

Distana dintre urmele de duritate va fi conform SR EN 377:2000.

Urmele de duritate se dispun n iruri (I-I, II-II, ex. sudur cap la cap) conform figurii 1.26

i n toate zonele mbinrii sudate (custur, ZT, ZIT i MB).

Fig. 1.26 Dispunerea amprentelor de duritate

Pentru determinarea duritii n ZIT distana dintre amprente este de 1 mm.

naintea ncercrii propriu-zise se vor efectua 12 ncercri de prob, fr a se lua n

considerare rezultatele, n scopul asigurrii unui contact perfect ntre penetrator i tija port

penetrator, ct i ntre suportul probei i msua aparatului.

Citirea duritii se face cu o precizie de 0,5 HR. Duritatea Rockwell pe scrile A, C i D se determin prin mai multe ncercri al cror

numr, dispersie, amplasament i interpretare se prevd n standardele de produs.

Duritatea Rockwel se exprim prin numere ntregi, fcndu-se rotunjire cu o precizie de 0,5 HC.

Echivalarea duritii Rockwell A, C i D cu alte scri de duritate este informativ i se

execut conform SR ISO/TR 9274-1995.

1.6.3. Tester portabil pentru determinarea duritii

Testerul de duritate de tip SH21 fig. 1.27 este foarte uor de utilizat i nu necesit cunotine

speciale de testare a duritii.

Acesta include toate cele patru scale de duritate (Vickers, Rockwell, Brinell i Shore) care

pot fi accesate ntre ele la o simpl apsare de buton.

Fig.1.27. Tester digital portabil tip H 21.

3..20

< 2 I

II

MB ZIT ZT C

32

Avantaje:

Rapid n msurare (cteva secunde); Este foare bun n repetabilitate i precizie; Citire direct de duritate; Uor de utilizat, sonda de mn poate fi rapid aplicata la o varietate de suprafee din orice

direcie;

Uor de utilizat - nici o experien anterioar de tehnicile de msurare duritatii necesare; Construit n memorie pentru date i puncte de calibrare; Msurri Vickers, Rockwell, Brinell i Shore; Sonde interschimbabile pentru utilizare cu profiluri diferite de suprafa (conducte,

suprafee concave etc.);

Portabil, funcioneaz cu baterie rencrcabil cu ioni de litiu. Aplicaii:

Evaluarea stratului de carburare, calire standard i calire strat de nalt frecven msurarea duritii pentru structuri sudate (rezervoare, corpurile de nave, poduri, turnuri din

oel, etc.);

Control 100% online pentru componente (supape motor, arbori cotii, rulmeni, etc.). Meniuni n buletinul de ncercare:

toate detaliile pentru identificarea probei; corecia n cazul suprafeelor curbe; detalii care influeneaz rezultatul ncercrii; valorile duritii.

1.6.4. ncercarea de duritate Vickers i Knoop

ncercarea const n aplicarea pe piesa de ncercat, cu o sarcin F, un timp dat, a unui

penetrator din diamant avnd form de piramid dreapt, cu baza ptrat, cu unghiul ntre dou fee

opuse = 136. Duritatea Vickers este raportul dintre mrimea sarcinii F i suprafaa urmei piramidale rmas n piesa de ncercat dup ndeprtarea penetratorului conform figurii 1.26, n

figura 1.28 este prezentat ncercarea la duritate Knoop, iar in figura 1.30 se exemplific

amprentele penetratorului la cele dou procedee.

33

Fig.1.28. Principiul ncercrii Vickers.

22

sin2

D

PHV

= (1.10)

P- fora pe penetrator[daN]., D- diagonala [mm], - unghiul la vrful penetrator 136.

Fig.1.29. Principiul ncercrii Knoop.

2CLP

APHK == (1.11)

P- fora aplicat pe penetrator [daN], A aria amprentei [mm2], L- diagonala longitudinal [mm], C- constanta de identificare = 0,07028.

34

Fig.1.30. Amprente de duritate Vickers i Knoop la diferite sarcini pe penetrator.

n cei mai general termeni, pentru o sarcin dat i material, un penetrator Vickers poate

ptrunde de aproximativ dou ori mai mult i dimensiunea diagonal poate fi de aproximativ 1 / 3

din cele realizate de un penetrator Knoop. Concluzia este c testul Vickers este mai puin sensibil la

anumite "condiii de suprafa" dect testul Knoop.

Acest lucru este adevrat nsa fiecare test are avantaje specifice ce depind de material,

"starea de suprafa" i configuraia piesei.

Tabel 1.13

Semnificaie Simbol Uniti de msur Sarcina de ncercare F N Unghiul dintre dou fee opuse ale penetratorului piramidei (0) Viteza penetratorului la atingerea piesei v mm/sec Diagonalele urmei d1, d2 mm Diametrul piesei de ncercat D mm Diagonala medie a urmei (d1+d2)/2 d mm Factor de corecie pentru curbura piesei de ncercat K - Duritatea Vikers

22 1891,02

136sin2102,0

ramasa urmeiaria incercare desarcina constanta

dF

d

F=

constanta 0,102

HV

Notarea duritii Vikers se face folosind simbolul HV, urmat de un indice care reprezint

sarcina de ncercare, n Kg for, cnd aceasta difer de 294 N i separat printr-o linie oblic de un

indice care reprezint durata de meninere a sarcinii, n secunde, dac aceasta difer de durata

normal de meninere (1015 s).

ex. 450HV100/30:

450 duritatea; sarcina 981 (sarcinile de ncercare fiind prezentate n tabelul 1.14; timp 30 sec.

35

Fig.1.32. Aparatul pentru determinarea duritii Vikers.

Tabel 1.14 Simbolul duritii Sarcina de ncercare F

[N] Precizia

HV5 49,03 1% HV10 98,07 1% HV20 196,1 1% HV30 294,2 1% HV50 490,,3 1%

HV100 980,7 1% HV120 1177 1%

Unghiul penetratorului, adic unghiul ntre dou fee opuse, de 136 a fost ales pentru a se

stabili o legtur cu duritatea Brinell.

Deoarece ncercarea Vikers seamn cu ncercarea Brinell i difer de aceasta doar prin

forma penetratorului i mrimea sarcinilor de ncercare, multe din echipamentele de ncercare a

duritii sunt construite pentru a fi utilizabile pentru ambele metode.

Deoarece intervalele sarcinilor de ncercare la cele dou metode nu se suprapun (la

ncercarea Brinell se folosesc rar sarcini sub 183,9 daN, iar la ncercarea Vikers rar sarcini peste

29,4 daN), s-au construit aparate speciale Vikers, care permit o construcie mai uoar. La aceste

aparate, dispozitivului de msurare i revine o pondere mai

mare, astfel nct unele din acestea au form de microscop, cu

un dispozitiv anex pentru realizarea urmelor Vikers. Aceast

tendin crete o dat cu descreterea sarcinilor de ncercare.

n figura 1.32 se prezint schema unui astfel de aparat

pentru determinarea duritii Vikers.

Suprafaa piesei de ncercat trebuie s fie curat, uscat

lipsit de oxizi, poroziti sau alte defecte de suprafa, pe o

raz de cel puin 2,5d de la centrul urmei.

Durata de aplicare a penetratorului, sub sarcina de

ncercare este de 1015 sec, pentru materiale feroase i de

3035 sec. pentru materialele neferoase.


Denumirea piesei ncercate; Diagonalele urmei, dac difer ntre ele cu mai mult de 5%; Factorul de corecie, pentru suprafeele curbe; Orientarea diagonalelor fa de generatoare n cazul suprafeelor cilindrice; Temperatura de ncercare; Valoarea duritii HV;

36

SR EN ISO 6507-1:2006. 5 Un test Vickers permite o gam mai larg de fore aplicate, precum i coreciile pentru

suprafete sferice, cilindrice, convexe i concave.

Figura 1.30 este o comparaie relativ a celor doua procedee (amprente) cu sarcini diferite

pe un anumit material.

Knoop este o metod de testare standard mai mult pentru microduritate

Duritatea de incercare Knoop a materialelor se obtine ca "... numrul obinut prin mprirea

sarcinii n kilograme-forta aplicate pe suprafea de intrare a penetratorului n milimetri ptrai,

calculata prin msurarea diagonalei lungimii amprentei.

1.6.5. Duritatea Shore

Durometrul Shore este un Duroscop ce caracterizeaza n termeni de elasticitate un material,

figura 1.31.

Un diamant ascutit cu varf, cade ca o greutate, ntr-un tub de sticl gradat si este lsat s

cad de la o nlime cunoscuta pe piesa la care urmeaz s fie determinata duritatea.

Numrul de duritatea depinde de nlimea la care se va relansa greutatea prin reculul

suprafetei [14 ].

Este metoda preferat pentru cauciuc / elastomeri i este, de asemenea, frecvent utilizat

pentru materiale "moi", ca si materiale plastice, cum ar fi poliolefinelor, fluoropolymers, i viniluri.

Fig.1.31. Echipament pentru determinarea duritii Shore.

1.7. ncercarea de ncovoiere prin oc (reziliena)

ncercarea de rezilien const n ruperea dintr-o singur lovitur cu un ciocan pendul a

unei epruvete paralelipipedice, cu cresttur n V (notate KV) sau n U (notate KU) poziionate la

37

mijloc, aezat liber pe dou reazeme conform figuri 27. Se determin energia consumat la rupere,

neglijndu-se pierderile de energie prin frecare, vibraii i deformri elastice ale aparatului prezentat

n figura 1.33.

Fig.1.33. Schema de rupere a epruvetei la ncercarea de ncovoiere prin oc cu epruveta cu cresttura n U, i epruveta rupt.

Reziliena este o caracteristic de plasticitate la oc i dup forma crestturii estimeaz

urmtoarele:

epruveta KV cu cresttur ascuit se poate considera c are o fisur format. Din acest motiv energia pentru ruperea ei este o msur a capacitii metalului de baz de a se opune

propagrii unei fisuri. Cu ct KV este mai mare, cu att metalul de baz propag mai greu

fisurile existente.

epruvete KU cu o cresttur rotunjit, are nevoie pentru a fi rupt de o energie de generare a fisurii i apoi de energie destinat propagrii ei.

Aceasta nseamn c diferena dintre KU i KV estimeaz energia necesar generrii unei

fisuri.

Folosind aceste semnificaii, metalele de baz se pot clasifica n patru categorii:

metale de baz insensibile la generarea i propagarea fisurilor, acestea au KV mare i KU semnificativ mai mare dect KV;

metale de baz insensibile la fisuri: KV mic i KU apropriat de KV; metale de baz sensibile la fisuri: KV mic i KU semnificativ mai mare dect KV; metale de baz sensibile la generarea i propagarea fisurilor: KV mic i KU apropriat de

KV.

Pentru structurile sudate, care prezint deseori ncrestrii i uneori microfisuri, este potrivit

un metal de baz insensibil la fisuri. Din acest motiv, pentru structuri sudate, reziliena KV este

mult mai important dect reziliena KU i ea este cel mai des utilizat.

Rc

b

l

ac a

Fd

38

a

b

Fig.1.34 a- Schema ciocanului pendul tip Charpy, b- vedere de ansamblu 1- batiu; 2- pendul - ciocan; 3-aprtoare dubl tip bar; 4-cadran

5- tift de blocaj;; 6- manet de frnare, 7-manet inerblocaj, 8- manet de acionare

Acest echipament figura 1.34- a este alctuit din pendulul (2), prevzut cu un ciocan (3) de

o anumit greutate G, care oscileaz n jurul unui ax.

Materialul supus cercetrii sub form de epruvet paralelipipedic standardizat, cu

cresttur n V sau U se poziioneaz pe un suport prevzut n batiul (1) al instalaiei. Manual se

aduce ciocanul (3) n poziia superioar i se blocheaz n aceast poziie prin intermediul tiftului

de blocaj (5). Prin rotirea manetei (7), prin intermediul unui cablu de oel multifilar, se extrage

tiftul de blocaj (5), care las s cad ciocanul pendul asupra epruvetei, lovind-o puternic pe

aceasta. Dac se produce ruperea epruvetei atunci ciocanul penduleaz n jurul axului, oprirea

acestuia n poziie de echilibru producndu-se ntr-un timp relativ ndelungat. Pentru a opri ciocanul

5

4

3

2

1

6 7 8

H h

39

din pendulare se acioneaz maneta (9), care prin intermediul excentricului (10), ridic talpa cu

ferodou (11-12), realizndu-se frnarea instantanee a ciocanului.

Pentru obinerea energiei consumate pentru ruperea epruvetei se msoar nlimile de

plecare (H) i nlimea la care a ajuns ciocanul dup ruperea epruvetei (h) sau unghiurile (, ), care n cazul nostru sunt poziionate n uniti de energie pe cadranul instalaiei (6).

n figura 1.35 se prezint epruveta pentru determinarea rezilienei cu cresttur n V iar n

tabelul 1.15 dimensiunile acesteia.

Fig.1.35. Epruvet pentru determinarea rezilienei KV. unde:

l - lungimea epruvetei [mm]; b - nlimea epruvetei [mm]; a - limea epruvetei [mm]; - unghiul crestturii [0]; h - adncimea crestturii [mm]; Rc - raza de curbur la baza crestturii [mm]; ac - nlimea epruvetei la baza crestturii [mm]; n - energia potenial iniial a ciocanului [J]; v - viteza cuitului n momentul lovirii [m/s]; W- energia consumat la rupere [J];

Tabel 1.15 Dimensiuni Simbol Valoare nominal Abateri limit

lungime l 55 0,60 lime 10 0,10

- epruvete normale b 7,5 0,10 - epruvete subiri 5 0,05

nlimea a 10 0,05

90020

II 0,12 A

90020

Rc

A

0,12

b

l/2

l

ac a

40

unghiul crestturii 45 2 nlimea epruvetei la baza crestturii aC 8 0,06 raza de curbur la baza crestturii Rc 0,25 0,025 distana de la planul de simetrie al crestturii la

extremitile epruvetei 1/2 27,5 0,42 unghiul ntre planul de simetrie al crestturii i

axa longitudinal a epruvetei - 90 2

n figura 1.36 se prezint modul de prelevare i de poziionare a crestturii epruvetei n zona

caracteristic mbinrii sudate.

max.3 max.5

50,1

max.5

Fig.1.36. Modul de prelevare i poziionare al epruvetelor de rezilien n mbinarea sudat.

Pentru indicarea caracteristicii mecanice de ncovoiere prin oc pe epruvete cu cresttura n

V se folosete simbolul KV urmat de valorile n i b, separate printr-o linie oblic, exemplu: KV

300/5; KV 150/5. Pentru ncercrile normale (n = 300J i b = 10mm) indicarea se face numai prin

simbolul KV, exemplu KV 50J.

naintea executrii ncercrilor se verific pierderile de energie ale ciocanului-pendul prin

frecare, prin lansarea lui n gol din poziia extrem.

Epruveta se aeaz pe reazeme astfel ca ciocanul pendul s loveasc partea opus crestturii

n planul de simetrie a acesteia (deplasarea planului de simetrie max. 0,5mm (necesitatea unui

ablon pentru aezarea epruvetei).

Ruperea epruvetei trebuie s se fac dintr-o singur lovitur, aceasta considerndu-se rupt

chiar dac ruptura nu s-a produs pe ntreaga seciune, dup trecerea ciocanului dincolo de reazeme.

Dac epruveta nu s-a rupt dintr-o singur lovitur, se va meniona n buletinul de ncercare c

energia necesar este mai mare dect ceea disponibil a ciocanului pendul.

Determinarea contraciei transversal specifice se va face prin msurarea limii minime, b1 a

epruvetei n ruptur conform figurii 1.37.

a3

a=0..3

s12 s

41

Contracia transversal specific T, se calculeaz cu relaia:

%1001 =b

bbT (1.12)


marca i starea materialului; marca de identificare a epruvetei; indicaii de prelucrare; dimensiunile epruvetei (limea, adncimea

crestturii);

energia potenial iniial a ciocanului pendul; temperatura la care s-a efectuat ncercarea, dac difer de temperatura ambiant; energia consumat, exprimat cu o precizie de 2J pentru KV100J i de 5J pentru KV>100J; rupere complet sau parial; cristalinitatea sau fibrozitatea rupturii determinat conform SR 1911-98 contracia transversal specific a epruvetei exprimat n %; SR EN 10045-1 -1993

1.7.1. Determinarea cristanilitii i fibrozitii rupturii

Metoda prin msurare

n ruptur se msoar dimensiunile seciunii de rupere fragil af i bf conform figurii 1.38.

Valorile msurate se rotunjesc la multiplii de 0,5mm.

Fig.1.38. Dimensiunile epruvetei la ruperea fragil i aspectul rupturii epruvetei.

Se determin cristanilitatea sau fibrozitatea cu relaiile din tabelul 1.16.

Fig.1.37. Contracia transversal specific.

af ac d

bf

b

Sd

Sf

h

b

b1

42

Tabel 1.16 Nr. crt. Termen Simbol Definiie

Unitate de msur

1 Aria seciunii epruvetei S0 Aria seciunii iniiale transversale a epruvetei n dreptul planului de simetrie al crestturii b x ac

mm2

2 Aria rupturii cristaline (fragile) Sf

Aria poriunii din ruptur cu aspect cristalin strlucitor fr deformri. n majoritatea cazurilor este poriunea central a rupturii af x bf

mm2

3 Aria rupturii fibroase (ductile) Sd Aria poriunii din ruptur, cu aspect cristalin mat, cu deformri plastice S0 - Sf mm2

4 Cristalinitate Cr Raportul dintre aria rupturii cristaline i aria seciunii epruvetei Sf/S0x100 %

5 Fibrozitate Fb Raportul dintre aria rupturii fibroase i aria seciunii epruvetei Sd/S0x100 %

Metoda prin comparare Se compar cu ochiul liber aspectul rupturii cu scri de apreciere a caracterului tenace,

constituite pentru fiecare tip de epruvet.

Scara de apreciere a caracterului tenace (fibrozitate n %) la ruperea unei epruvete cu

limea b = 10mm, cu cresttur n U sau V, de adncime 2mm este prezentat n figura 1.39.

Fig.1.39. Cristalinitatea n % la epruvete cu h = 2mm.

1.8. ncercarea la fluaj

O caracteristic important a comportrii materialelor la temperaturi nalte este aceea c

rezistena materialului depinde n foarte mare msur de timpul de meninere a materialului la

temperatura respectiv. In aceste condiii, un numr de metale se comport, din multe puncte de

vedere, la fel ca materialele viscoelastice.

Un metal solicitat la o sarcin constant, la o temperatur nalt, va prezenta fenomenul de

fluaj, adic va cpta deformaii de lungime din ce n ce mai mari odat cu creterea timpului. Deci

se poate spune c deformarea progresiv n timp a unui material la o tensiune constant se numete

fluaj.

Pentru prima oar, fluajul a fost studiat n mod tiinific pe metale cu temperaturi sczute de

recristalizare (plumb, n special) de ctre fizicianul englez Eduard Neville de Costa Andrade, nc

de la nceputul secolului XX.

10, 20, 30, 90

43

n anul 1919, P. Chevenard a artat, pentru prima dat, c i oelurile sunt afectate de acest

fenomen. Aceast constatare i-a prilejuit lui Dickenson, n anul 1922, s demonstreze experimental

c fluajul oelurilor deasupra lui 400 C are aceleai caracteristici generale ca i al metalelor cu

temperatur de recristalizare sczut alungire progresiv n timp, sub o sarcin inferioar limitei de

curgere , ruperea oelului dup un timp cu atat mai lung, cu cat sarcina este mai mic.

Cu toate acestea, fluajul a continuat s nu fie luat n seam n calculele de dimensionare,

ntrucat n cazul majoritii materialelor metalice el este practic neglijabil atat la temperatura

normal, cat i la temperaturi relativ sczute. Dezvoltarea rapid, din primele trei decenii ale

secolului nostru, a industriei energetice i a celei chimice a necesitat creterea temperaturilor i

tensiunilor de lucru. Acest progres nu ar fi fost posibil dac industria siderurgic nu ar fi reuit, n al

treilea deceniu al secolului nostru, s elaboreze primele oeluri slab aliate cu crom i molibden,

sensibil mai rezistente la cald decat oelurile carbon obinuite care se foloseau pan atunci. Aceste

oeluri au permis creterea progresiv a temperaturilor de lucru de la 450 C la 480 C i apoi la

510 C, n anul 1938.

Creterea progresiv i continu a temperaturilor i presiunilor de lucru ale fluidelor

energetice sau tehnologice a continuat s constituie un deziderat al tuturor tehnicienilor, ntrucat pe

aceast cale instalaiile energetice, chimice etc. devin mai rentabile.

Pe de alt parte ns, acest fapt a accentuat importana fenomenului de fluaj care, atata

vreme cat temperaturile nu depeau valoarea de circa 450 C, putea fi neglijat, dar care ncepand

de la aceast valoare devine atat de important, ncat neglijarea lui ar putea avea urmri periculoase

pentru durata de serviciu a instalaiilor respective.

Procesul de deformare plastic a materialelor metalice ncepe cnd tensiunile create n

acestea sub aciunea solicitrilor mecanice la care sunt supuse depesc limita lor de curgere i se

continu dac intensitatea acestor tensiuni are o evoluie monoton cresctoare n timp. Dac

solicitrile mecanice aplicate acioneaz timp ndelungat (zile, luni, ani), procesul de deformare

plastic a materialelor metalice poate ncepe chiar dac tensiunile create sub aciunea acestora au

intensiti mai mici dect limita lor de curgere i se continu chiar dac solicitrile i, ca urmare,

tensiunile create de acestea, i menin constant intensitatea.

Fenomenul de deformare lent i continu n timp a unui material metalic sub aciunea unor

solicitri (tensiuni) mecanice constante se numete fluaj, iar ruperile produse datorit acestui

fenomen se numesc ruperi prin fluaj. S-a constatat experimental c unul din factorii principali care

determin apariia i desfurarea fenomenului de fluaj este temperatura, fenomenul manifestndu-

se cu intensitate mare dac materialul metalic solicitat mecanic are temperatura T 0,4Ts Trp,

Ts fiind temperatura de solidificare - topire, iar Trp - temperatura de recristalizare primar ale

materialului.

44

Pentru un material metalic aflat la o anumit temperatur T = ct., n care o solicitare

mecanic invariabil genereaz tensiuni cu intensitatea = ct., comportarea la fluaj poate fi redat

sintetic prin curba de fluaj, reprezentnd variaia deformaiilor specifice ale materialului n funcie

de timp , = f() i prin curba de variaie n timp a vitezei de fluaj vf, vf = f(). Curbele de acest

tip,reprezentate n figura 1.40 pentru un material metalic, evideniaz c fenomenul de fluaj are mai

multe etape de desfurare:

n etapa iniial (0), pe materialul metalic aflat la temperatura T = ct. Se aplic solicitrile mecanice care genereaz tensiunile =ct. i materialul capt (instantaneu) deformaia

specific

0, de natur elastic (dac tensiunile se situeaz sub limita de curgere a materialului la temperatura T) sau plastic (dac tensiunile depesc limita de curgere a materialului la

temperatura T).

n urmtoarea etap (I), numit etapa fluajului primar sau etapa fluajului nestabilizat, are loc creterea continu a deformaiei specifice , n condiiile unei evoluii descresctoare a

vitezei vf.

Din momentul n care procesele de deformare plastic - ecruisare i restaurare - recristalizare primar i-au echilibrat reciproc efectele, viteza de fluaj devine constant (vf =

ct.) i ncepe o nou etap (II), numit etapa fluajului secundar sau etapa fluajului stabilizat,

n care principalele procese care se desfoar sunt localizate la limitele cristalelor care

alctuiesc structura materialului solicitat mechanic

Fig.1.41. Influena intensitii tensiunilor i a temperaturii asupra comportrii la fluaj a materialelor metalice. Fig.1.40. Curba tipic de fluaj a materialelor metalice.

45

Datorit apariiei i creterii microgolurilor intercristaline, de la un moment dat viteza de

fluaj ncepe s creasc, procesul de deformare se accelereaz progresiv i se intr ntr-o nou etap

(III), numit etapa fluajului teriar sau etapa fluajului accelerat, care se ncheie n momentul cnd se

produce ruperea materialului (IV).

Comportarea la fluaj a unui material metalic, descris de configuraia curbei de fluaj, de

curba vitezelor de fluaj, de duratele celor trei etape principale ale procesului de fluaj i de durata

(total) de solicitare a materialului nainte de rupere f , este influenat esenial de intensitatea

tensiunilor de solicitare = ct i de mrimea temperaturii la care se desfoar procesul T = ct., aa

cum se poate observa examinnd diagramele din figura 1.41.

ncercarea la fluaj const din:

nclzirea epruvetei la temperatura stabilit i meninerea constant a temperaturii; Aplicarea lent a unei sarcini de traciune i meninerea ei la o valoare constant n

cursul ncercrii;

Msurarea timpului necesar pn la ruperea epruvetei. ncercarea de rupere prin fluaj i msurtorile efectuate n cursul ei se execut n dou

variante:

n ncercri nentrerupte. Determinrile datelor pn la ruperea epruvetei sunt executate fr ntreruperea nclzirii i fr ca sarcina de traciune s fie ndeprtat pe

ntreaga durat a ncercrii.

o ncercri ntrerupte. Duratele pn la ruperea epruvetei sunt determinate prin ncercri n cursul crora s-a ntrerupt nclzirea fr a se suprima sarcina de traciune, sau

s-a ntrerupt att nclzirea ct i solicitarea, epruveta fiind supus unui control dimensional,

dup care ncercarea se continu.

Durata ncercrii poate fi de la min. 100 ore pn la zeci de mii de ore.

Pentru durate mai mici de 10000 ore, abaterile limit admise la temperatura de

ncercare sunt urmtoarele;

3 C pentru temperaturi pn la 600 C; 4 C pentru temperaturi de 601800 C; 6 C pentru temperaturi de 801 1000 C.

Termenii specifici ncercrii de rupere prin fluaj la temperaturi ridicate i sarcin constant,

precum i caracteristicilor de material (epruvete folosite) figura 1.42 sunt prezentate n tabelul 1.17.

46

b

Fig.1.42. Epruvete pentru ncercarea la fluaj.

Tabel 1.17 Termenul Simbol Unitatea de msur

Diametrul epruvetei d mm Limea epruvetei b mm Grosimea epruvetei a mm Lungimea calibrat Lc mm Lungimea ntre repere L mm Iniial L0 mm ultim Lu mm Aria seciunii transversal iniiale S0 mm2 Aria seciunii minime de rupere Su mm2 Sarcina de ncercare F0 N

Tensiunea iniial de fluaj 0

0

SF

C = N/mm2 Durata pn la rupere (durata caracteristic) tR h Rezistena de durat convenional (tehnic) Rr/t N/mm2

Alungirea de rupere la fluaj 1000

0 =L

LuLAn %

Gtuirea de rupere la fluaj 1000

0 =S

SuSZ %

Indicator de fiabilitate F(t) %

n figura 1.43 se prezint cteva soluii constructive ale sistemului de solicitare a

epruvetelor n ncercarea de fluaj.

Lc 55

Lt

L 50

10

a

47

a

b

Fig. 1.43 a- Sisteme de solicitare a epruvetelor la ncercarea de fluaj, b- instalatie de solicitare la fluaj cu mai multe epruvete

Temperatura minim de ncercare se ia egal cu temperatura minim a domeniului de

utilizare, la care se adaug 25-30 C, temperatura maxim de ncercare se stabilete n acelai mod, lund ca baz temperatura maxim a domeniului de utilizare. Domeniul de temperatur astfel

rezultat, se mparte n patru pri egale, determinndu-se temperatura de ncercare. Diferena ntre

dou trepte succesive de temperatur trebuie s fie min. 20 C. ncercarea se execut la min. 4 nivele ale tensiunii de ncercare, astfel alese nct s conduc

la durate pn la ruperea la fluaj, cuprinse ntre 100 h i cteva mii de ore (min. 10000) i s

permit trasarea izobarelor. Se recomand ca intervalul dintre dou trepte succesive de tensiune s

fie de 50 N/mm2.

48

Nu este permis extrapolarea rezultatelor unei serii de ncercri care se refer la oelul

studiat, dac cel puin o ncercare nu a avut o durat care s depeasc 1000 ore, nu se recomand

extrapolarea pe durate care s depeasc cu mai mult de 10 ori durata ncercrii celei mai lungi.

Operaiile de extrapolare trebuie efectuate cu mult precauie inndu-se seama de eventualele

modificri structurale ale oelurilor studiate, sub influena; timpului, temperaturii, deformrii i

oxidrii.


marca oelului, compoziia chimic i caracteristicile de rezisten ale acestuia la temperatur obinuit;

locul de luarea probei i tratamentul termic aplicat (dac este cazul); forma i dimensiunile epruvetei; varianta de ncrcare utilizat; temperaturile de ncercare; tensiunile de ncercare; duratele efective ale ncercrii i ale efecturii reglrii temperaturii de ncercare; toate particularitile ncercrii i ale efecturii reglrii temperaturii de ncercare; toate particularitile ncercrii care ar putea influena rezultatele ca; valoarea prencrcrilor; durata meninerii prencrcrilor; numrul ntreruperilor; tipul mainii de ncercat. Metoda de extrapolare folosit; SR EN ISO 204:2009

1.9. ncercri privind relaxarea tensiunilor n metale

n practic se ntlnesc situaii cnd mbinri care lucreaz la temperaturi ridicate i

deformaiile rmn aproximativ constante ca de exemplu; strngerile cu prezoane ale chiuloasei sau

segmenii pistoanelor motoarelor cu ardere intern, uruburile flanelor pentru conductele de abur

cu temperatur ridicat, mbinri fretate .a. deformaia iniial elestic scade n decursul timpului,

o parte trecnd n deformaie plastic.

Dac se consider o pies solicitat iniial cu tensiunea elastic 0, creia i corespunde o deformaie specific elastic 0, la o anumit temperatur T (0C), dup un anumit timp t va exista relaia;

pe +=0 (1.13)

49

n care p este deformaia plastic acumulat pn la timpul t. Reprezentarea grafic a acestei relaii este dat in figura 1.44.

Fig.1.44. deformaie specific elastic. Fig.1.45 Relaxarea tensiunilor.

innd seama de legea lui Hooke, relaia devine;

pTe E = 0 (1.14)

n care e este tensiunea elastic la timpul t iar ET este modulul de elasticitate la temperatura de ncercare T. Aceast relaie arat c tensiunea elastic scade n timp n fu

Documents

Bazele Cercetarii Experimentale in Sudura.pdf