1

3. MEHANIČKA SVOJSTVA

Opća sistematizacija mehaničkih svojstava i uvjeta ispitivanja je sljedeća:

a) prema načinu djelovanja opterećenja na: vlačno, tlačno, savijanje, uvijanje, smicanje i kombinacije kao vlačno+tlačno;

b) prema brzini djelovanja opterećenja na: statičko i dinamičko. Statička opterećenja su vlačno, tlačno, savijanje, uvijanje i

smicanje, obično su kratkotrajna (kada traju cea desetak minuta), a neka od njih mogu biti i dugotrajna kod ispitivanja puzavosti

i relaksacije (kada mogu trajati od 45 do 100 000 sati).

Dinamička opterećenja mogu biti udarna ili promjenljiva. Dinamička promjenljiva opterećenja osim vlačno i tlačno, mogu biti

još na savijanje i uvijanje;

c) prema temperaturi ispitivanja: na sobnoj, na povišenoj i na sniţenoj temperaturi. Najčešće se vrše ispitivanja na sobnoj

temperaturi (izmeĎu 10 i 35 °C), zatim pod kontroliranim uvjetima na temperaturi 23±5 °C (npr. za puzavost, relaksaciju itd.),

te na sniţenoj temperaturi (npr. udarne radnje loma na -20 °C) i na povišenoj temperaturi (npr. puzavosti na temperaturama

+400. +500, +600 °C itd.);

d) prema trajanju djelovanja opterećenja na: kratkotrajna i dugotrajna, kako je to već obraĎeno pod b). (v. sliku 3.0.).

2

3.1. Statičke metode ispitivanja

3.1.1. Vlačno ispitivanje

Vlačno ispitivanje ubraja se u najvaţnija mehanička ispitivanja materijala, jer ono daje najviše vaţnih uporabnih

svojstava, kao što su: granica razvlačenja, vlačna čvrstoća, modul elastičnosti, istezljivost, suţenje itd.

Vaţnost ispitivanja vlakom vidi se iz sljedećeg:

- daje najbolji opis ponašanja materijala pod opterećenjem,

- dobiveni podaci o svojstvima materijala najviše se koriste za proračun i dimenzioniranje elemenata strojeva i konstrukcija,

- dobiveni podaci omogućavaju jednostavnu kontrolu tehnoloških procesa raznih proizvoda i svojstava novih materijala,

- iz svojstava otpornosti materijala mogu se pribliţno procijeniti i druga vaţna svojstva za praksu (kao tvrdoća, dinamička

izdrţljivost itd.),

- jednostavno se izvodi i lako se izračunavaju temeljna svojstva.

UreĎaji za vlačna ispitivanja

Ispitni uzorak se izlaţe u ureĎaju za mehanička ispitivanja materijala postupnom porastu jednoosnog opterećenja sve do

njezinog loma, odnosno kidanja. Pri tome stroj mora osigurati jednoliko prenošenje sile na ispitni uzorak u poduţnom pravcu uz

istodobnu registraciju opterećenja na skali manometra s njihalom, kao i crtanje dijagrama na bubnju.

Donja stezna glava je pri ispitivanju nepokretna, a moţe se podešavati prije ispitivanja pomoću odgovarajuće ručice.

Gornja stezna glava vezana je pomoću vodilica za radni cilindar u kojemu se giba klip pomoću tlaka ulja. Pri vlačnom

ispitivanju pomiče se prema gore gornja stezna glava sve do loma ispitnog uzorka uz istodobno očitavanje opterećenja na skali

manometra i crtanje dijagrama.

Pri vlačnom opterećenju ispitnog uzorka prenosi se opterećenje i na dijelove stroja, koji se smiju samo elastično

deformirati, dok se ispitni uzorak prvo deformira elastično, a zatim plastično sve do loma.

Ispitni uzorak je komad metala odabran za ispitivanje ili ispitni uzorak je tijelo normiranog oblika i mjera izraĎeno od uzorka i

pripremljeno za ispitivanje.

NeobraĎeni ili tehnički ispitni uzorak je komad šipke, lima, trake, ţice, cijevi i si. normirane duljine, koji je namijenjen

ispitivanju u obliku i stanju u kojem se nalazi, a ispitni uzorak dobije se rezanjem i strojnom obradom izabranog uzorka.

Ispitni uzorak za vlačno ispitivanje ima dvije glave za lakše pričvršćivanje u čeljustima stroja.

L0 - početna mjerna duljina ispitnog uzorka, mm (izmeĎu mjernih oznakaobiljeţenih na ispitnom uzorku kao granice pri

mjerenju)

L1 - ukupna duljina ispitnog uzorka, mm

Lu - mjerna duljina ispitnog uzorka poslije kidanja, mm

Lc - duljina cilindričnog ili prizmatičnog dijela ispitnog

d0 - početni promjer ispitnog uzorka, mm

du - promjer ispitnog uzorka poslije kidanja, mm

So - početna ploština poprečnog presjeka ispitnog uzorka, mm2

Su - najmanja ploština poprečnog presjeka ispitnog uzorka poslije kidanja, mm2

a0 - početna debljina plosnatog ispitnog uzorka, mm

bo - početna širina plosnatog ispitnog uzorka, mm

S - ploština presjeka ispitnog uzorka u trenutku ispitivanja, mm2.

3

Pri vlačnom ispitivanju deformacije se ostvaruju u dijelu ispitnog uzorka s najmanjom ploštinom. Glave ispitnog uzorka

prilagoĎavaju se steznim glavama kidalica s tim da su prijelazi od cilindričnog dijela ka glavama s blagim zaobljenjima (r>4

mm). Mjerni dio ispitnog uzorka mora biti vrlo precizno izraĎen, tj. poliran zbog sprječavanja koncentracije naprezanja.

Dijagram i svojstva pri vlačnom ispitivanju

Pri vlačnom ispitivanju izabrani se ispitni uzorak izlaţe vlačnom opterećenju sve do loma i utvrĎuju se svojstva otpornosti

i svojstva deformacije. Pregledno predstavljanje tijeka ponašanja materijala pri vlačnom ispitivanju provodi se snimanjem

dijagrama s koordinatama:

1. F-L, tj. na ordinati sila Fu N, a na apscisi trenutno istezanje L u mm ili

2. -, tj. na ordinati naprezanje u MPa, a na apscisi jedinično istezanje 0L

L

Točnije je korištenje dijagrama s koordinatama naprezanje - jedinično istezanje, koji pokazuje ponašanje materijala

neovisno o dimenzijama ispitnog uzorka, jer je sila svedena na prvobitni presjek:

- trenutno istezanje na mjernu duljinu, tj.

Veza izmeĎu naprezanja i deformacija pri vlačnom ispitivanju:

(1)- s izraţenom granicom razvlačenja (gornjom i donjom), npr. meki čelici (do cca 0,3 %C) i nelegirani čelici u

normaliziranom stanju,

(2)- s kontinuiranim prijelazom iz elastičnog u elastično/plastično područje deformacija, npr. bakar, aluminij, nehrĎajući

austenitni čelici. Rastezljivi materijali (1 i 2) imaju velike plastične deformacije prije loma,

(3)- bez područja elastično/plastičnih deformacija. To su krhki materijali, koji se lome gotovo bez plastične deformacije, kao

npr. sivi lijev ili zakaljeni čelik (3)

(4) - s entropijskom elastičnom deformacijom, npr. neki organski materijali i polimeri tipa elastomera.

4

Konvencionalni i stvarni (crtkano) dijagram:

P - granica proporcionalnosti.

Pri opterećivanju od točke O do P ovisnost sile o produljenju ispitnog uzorka je linearna, a deformacije su elastične, jer se

pri rasterećivanju ispitni uzorak potpuno vraća u svoj prvobitni oblik i dimenzije (vrijedi Hookeov zakon). Najveće naprezanje

do kojeg je istezanje proporcionalno naprezanju naziva se granicom proporcionalnosti. Pri porastu naprezanja iznad ove

granične vrijednosti prestaje proporcionalnost izmeĎu naprezanja i deformacije i istezanje počinje rasti malo brţe. Unutar

točaka O do P, tj. samo u području elastične deformacije, odreĎuje se i modul elastičnosti (po Youngu);

MODUL ELASTICNOSTI

Za L=L0, E=F/S=sigma sto znaci da je modul elasticnosti takvo naprezanje potrebno da se dvostruko poveća duljina ispitnog uzorka (fiktivno), odnosno on karakterizira otpornost materijala prema deformiranju ili drukčije rečeno njegovu krutost.

Kod materijala s izrazitom linearnom ovisnosti izmeĎu naprezanja i jediničnog istezanja modul elastičnosti ima

konstantnu vrijednost na sobnoj temperaturi, koju odreĎuje tangens kuta (v. jednadţbu 5), a kod materijala bez takve ovisnosti

(npr. bakar i njegove legure), modul elastičnosti se mijenja ovisno o naprezanju

5

Youngov modul elastičnosti je najvaţnija konstanta elastičnosti tehnički vaţnih metalnih materijala. Npr. modul

elastičnosti čelika na sobnoj temperaturi je oko dva puta veći od legura bakra (bronca i mjed), a oko tri puta od legura aluminija.

Moţe se uzeti da je savijanje nepregnutog dijela obrnuto proporcionalno modulu elastičnosti materijala, te se npr. zamjenom

aluminija s čelikom moţe smanjiti oko tri puta savijanje uz isto opterećenje.

Modul elastičnosti se smanjuje i povećanjem radne temperature:

E - tehnička granica elastičnosti, tj. jRpo,o1 ili RPo,oo5; granica Rpo,2 (granica razvlačenja pri trajnom istezanju 0,01

odn. 0,2% ili konvencionalna granica 0,2 %)

Teoretska granica elastičnosti je granično naprezanje pri opterećivanju do kojeg ne nastaju nikakve trajne deformacije

(točka prijelaza iz područja elastične u područje plastične deformacije). Zbog poteškoća preciznog odreĎivanja odavno je

usvojena konvencija da se za praktičnu ili tehničku granicu elastičnosti usvoji naprezanje koje izaziva sigurno mjerljivu malu

vrijednost trajnog istezanja mjerne duljine od 0,01 % ili još preciznije od 0,005 %.

Za odreĎivanje tehničke granice elastičnosti i konvencionalne granice razvlačenja potrebni su ekstenzimetri (Amslerov

sat).

T - granica razvlačenja

Kod dijagrama s kontinuiranim prijelazom iz elastičnog u područje plastične deformacije odreĎuje se granica

razvlačenja pri trajnom istezanju Rpo,2 (ili tehnička granica razvlačenja) na opisani način za tehničku granicu elastičnosti

Rpo,o1.

Gornja granica razvlačenja je najveće naprezanje pri kojem dolazi do naglog prijelaza iz elastičnog u područje plastične

deformacije, a zapaţa se po značajnom porastu istezanja uz istu silu (prvi zastoj kazaljke na skali manometra). Iza nje dolaz i do

prvog opadanja sile uz daljnji porast istezanja.

D - donja granica razvlačenja

Donja granica razvlačenja je najmanje naprezanje u području tečenja, koje se ustali nakon rasta istezanja (čak 1 do 4 %)

bez porasta sile.

Gornja granica razvlačenja ReH i konvencionalna granica razvlačenja Rpo,2 su vrlo vaţna svojstva otpornosti materijala,

jer se upravo na njima i vlačnoj čvrstoći Rm temelje proračuni otpornosti i dimenzioniranje konstrukcija u strojarstvu.

M - vlačna čvrstoća

Područje D do M naziva se područjem jednolike deformacije (ili očvršćivanja). Naprezanje koje odgovara maksimalnoj

sili u točki M uvjetno se naziva vlačnom čvrstoćom Rm, koja je temeljno svojstvo materijala. Nakon dostizanja točke M prelazi

se u područje nejednolike (ili lokalizirane) deformacije ispitnog uzorka i najednom mjestu nastaje tzv. vrat s višeosnim stanjem

naprezanja, te ubrzo dolazi do njezinog kidanja u točki K.

7

K - konačno ili prekidno naprezanje

Ovo naprezanje nema veliko tehničko značenje kao naprezanja 7?ch, -Kpo,2, ili ^m, izuzev kod tzv. stvarnih dijagrama a-

e. Kod konvencionalnog dijagrama sva naprezanja se izračunavaju dogovorno svoĎenjem postignutih sila pri opterećivanju na

početni poprečni presjek S0. U stvarnosti se s porastom opterećenja i produljenjem ispitnog uzorka provodi i postupno

smanjivanje poprečnog presjeka (osobito u području iznad granice razvlačenja sve do loma).

Stvarno naprezanje i stvarna deformacija

DEFORMABILNOST

Pri vlačnom ispitivanju mogu se odreĎivati sljedeća svojstva deformabilnosti materijala: konačna istezljivost (A5 i l i

A10) i konacno suzenje (Z5 ili Z10) .

Istezljivost se odreĎuje obvezno, a suţenje moţe ali ne mora. Jednadţbe za njihovo odreĎivanje su sljedeće:

Deformacija u ispitnom uzorku iza dostizanja točke T sastoji se od elastične (%), koja iščezava s rasterećenjem i od

plastične koja ostaje trajno prisutna u materijalu. Iznos plastične deformacije nakon kidanja ispitnog uzorka (točka K) dobiva se

s dijagrama povlačenjem paralele s Hookeovim pravcem i naĎe presjecište s osi apscise (točka K) ili jednostavnim

sastavljanjem polomljenih dijelova ispitnog uzorka, tj. mjerenjem veličine Lu.

Ako uz oznaku za konačnu istezljivost ispitnog uzorka nema oznake u indeksu, podrazumijeva se da se radi o istezljivosti

A5. Vrijednosti istezanja A5 obično su za 20 % veće od vrijednosti A10 , jer one ovise od dimenzije ispitnog uzorka i suţenja

na mjestu prijeloma.

8

3.1.2. Tlačno ispitivanje

Tlačno ispitivanje je vrlo slično vlačnom ispitivanju, jer sila djeluje takoĎer aksijalno, samo u suprotnom smjeru. Zbog

toga su deformacije pri tlačnom ispitivanju analogne pojave kao i pri vlačnom: istezljivosti odgovara skraćenje, a suţenju -

proširenje. Ispitni uzorci su oblika valjka s promjerom d 0 - 10 do 30 mm i početnom visinom h0 = (1 do 3) d0 za metalne

materijale ili oblika kocke za graĎevinske materijale (npr. za beton). Dodirne površine ispitnih uzoraka moraju biti paralelne i

fino obraĎene. Zbog jednolikog prenošenja tlaka obična gornja ploča ima loptasti zglob. OdreĎivanje svojstava otpornosti pri

tlačnom ispitivanju provodi se isključivo na krhkim materijalima, koji se lome ili pucaju (npr. sivi lijev, mjed i si.).

Specifičnosti tlačnog ispitivanja su:

- krhki materijali pucaju ubrzo nakon prijelaza iz elastične u plastičnu deformaciju, odreĎuje se tlačna čvrstoća Rm,

- ţilavi metalni materijali se ne kidaju pri sabijanju, te je takvo ispitivanje kod njih u stvari tehnološko (ispitni uzorak se sabija na

polovinu ili trećinu početne visine, nakon čega se poslije vizualnog pregleda utvrĎuje da li deformabilnost zadovoljava ili ne

zadovoljava).

- na rezultate ispitivanja znatno utječe i trenje koje se javlja na čelima ispitnog uzorka. Ono uzrokuje ispupčenje ispitnog uzorka

na plastu. Taj utjecaj se smanjuje podmazivanjem čela ispitnog uzorka prije ispitivanja, povećanjem početne visine ispitnog

uzorka ili upotrebom koničnih ploha na čelima ispitnog uzorka s nagibom koji odgovara kum trenja (kod čelika oko 3°).

9

Svojstva deformabilnosti pri tlačnom ispitivanju su sabijanje t odnosno konačno (lomno) sabijanje i konačno proširenje

ispitnog uzorka:

3.1.3. Ispitivanje savijanjem

Rijetko se primjenjuje i to preteţito za krhke metalne materijale, npr. za sivi lijev. Najčešće se provodi opterećivanjem u

tri točke, pri čemu ţig djeluje na polovici raspona izmeĎu oslonaca ispitnog uzorka. Krhki materijali se lome pri relativno

malim kutovima savijanja, a pored sile se mjeri i deformacija preko vrijednosti progiba. Ţilavi materijali, kao čelici, obično se

ne lome pri savijanju, te se kod njih odreĎuje naprezanje pri kojem nastaju trajne deformacije. Zato se ispitivanje

savijanjem ţilavih metalnih materijala provodi znatno češće kao tehnološko ispitivanje radi utvrĎivanja njegove sposobnosti

deformiranja, a ocjenjuje se opisno na temelju propisanog kuta savijanja (obično 180° za obične konstrukcijske čelike, 140° za

zavarene spojeve i si.).

Shema ispitivanja savijanjem (a) i izgled dijagrama moment savijanja - progib za ţilave materijale (b).

Ispitni uzorci za ispitivanje savijanjem iz sivog lijeva izraĎuju se s različitim promjerima (13, 20, 30 ili 45 mm) iz uzoraka

izlivenih odvojeno od odljevaka ovisno o mjerodavnoj debljini zida. Raspon izmeĎu oslonaca iznosi Ls=20 d , tako da duljina

ispitnog uzorka iznosi Ls+(40 do 50) mm.

Ispitivanje ispitnih uzoraka provodi se u neobraĎenom stanju, a odreĎuju se

-savojna cvrstoca Rms

-progib pri prijelomu,fu, mm

- krutost, KEi

- faktor savijanja, Ks.

Savojna čvrstoća se izračunava kao omjer maksimalnog momenta savijanjaMs i momenta otpora presjeka W:

10

Progib pri prijelomu fu je najveći progib u mm postignut pri ispitivanju. Mjeri se

jednostavnim komparatorskim ili sličnim ureĎajem oslonjenim na ispitni uzorak tijekom

ispitivanja. Kod ispitivanja ţilavih materijala savijanjem, koji se ne lome, odreĎuje se

konvencionalna (ili tehnička) savojna granica razvlačenja na temelju uvjetno usvojene trajne deformacije od 0,2% ili samo

Res.

Kod ispitivanja materijala savijanjem gornji slojevi ispitnog uzorka su opterećeni tlačno, a donji vlačno. Pri tome je

unutar područja elastične deformacije linearna promjena naprezanja po presjeku, a iznad granice elastičnosti materijala nije

linearna. Ako materijal nema ista svojstva naprezanje - vlačna i tlačna deformacija, onda se neutralna os mora premjestiti k

krućoj strani ispitnog uzorka da bi se uspostavila ravnoteţa rezultante vlačnih i tlačnih sila. Teorijski gledano pri savijanju

mogu nastati nejednolika naprezanja od jednoosnog vlačnog do jednoosnog tlačnog, o čemu treba voditi računa jer su strojni

dijelovi često opterećeni na savijanje.

3.1.4. Ispitivanje smicanjem

Ispitivanje smicanjem (odrezom) provodi se radi odreĎivanja smične čvrstoće materijala koji su u uporabi izloţeni

smičnom naprezanju (vijci, matice, presijecanje limova itd.). Smično naprezanje javlja se kao rezultat paralelnog djelovanja

dviju suprotnih sila (vlačnih i tlačnih) na malom razmaku. Ispitivanje se provodi na viljuškastom ureĎaju u koji se ispitni uzorak

postavlja horizontalno. UreĎaj se sastoji od alata za sječenje (noţ) po dva presjeka i čahura s što manjim zazorom. Za ispitivanje

se koriste univerzalne kidalice, a samo smicanje ispitnog uzorka (promjera obično 5 mm) provodi se pomoću vlačnog ili tlačnog

opterećenja.

Fmo – max smicna sila

S0 – plostina povrsine poprecnog presjeka

Slika 3.1.4.1. -Shema ispitivanja smicanjem [10]

a) - smicanje po jednom presjeku

b)- smicanje po dva presjeka

c) - ureĎaj s ispitnim uzorkom za ispitivanje smicanjem putem vlačnog pokusa

Pri ispitivanju smicanjem ne moţe se ostvariti čisti smik ili odrez zbog pojave momenta savijanja, koji prouzrokuje

naprezanja veća od vrijednosti čvrstoće materijala. Zato se kod normiranog ispitivanja smicanjem (po dva presjeka) vide na

površinama prijeloma tragovi deformacija od savijanja i smicanja kod ţilavih materijala, a kod krhkih se ne vide. Osim toga, na

rezultate ispitivanja utječu i dimenzije ispitnih uzoraka. Zbog toga smična čvrstoća ima značaj uglavnom kao usporedno

svojstvo materijala.

3.1.5. Ispitivanje uvijanjem

Ispitivanje uvijanjem radi odreĎivanja uvojne čvrstoće nema veliku primjenu. Vaţno je za materijale koji se koriste za

izradu strojnih dijelova izloţenih uvojnim (ili torzijskim) opterećenjima, kao što su vratila, cijevi i slično. Znatno veću primjenu

ima kao tehnološko ispitivanje za ţicu.

Karakteristično za ispitivanje uvijanjem je to što ispitni uzorak tijekom ispitivanja zadrţava početni poprečni presjek, te je

lakše praćenje promjene deformacije. Pri uvijanju ne nastaje lokalizacija deformacije ispitnog uzorka, a svaki poprečni presjek

pomjeren je za drugi presjek za kut zakreta.

12

Na slici 3.1.5.1. dana je shema ispitivanja uvijanjem sa svim potrebnim oznakama.

Shema ispitivanja uvijanjem

a) - naprezanje ispitnog uzorka

b) - deformacije pri uvijanju gama i fi

c) - dijagram pri uvijanju Mu - ga ma

Kod ispitivanja uvijanjem okruglog ispitnog uzorka jedan kraj je učvršćen u čeljust stroja, a na drugi djeluje spreg sila,

koji stvara moment uvijanja. Naprezanje uvijanja se prenosi jednoliko po duljini ispitnog uzorka, a nejednoliko po njegovom

presjeku. Najveće tangencijalno naprezanje je na površini ispitnog uzorka, gdje djeluje moment uvijanja, i ono se jednoliko

umanjuje do nule prema središnjoj osi ispitnog uzorka.

Tangencijalno naprezanje kod uvijanja jednako je:

Strojevi za ispitivanje uvijanjem grade se s vertikalnom ili horizontalnom izvedbom, a uobičajeni maksimalni momenti

uvijanja iznose od 500 do 1500 J.

3.2. Dinamičke metode ispitivanja

Tijekom rada u uporabi veliki broj strojarskih dijelova i konstrukcija izloţen je djelovanju dinamičkih opterećenja.

Dinamička ispitivanja dijele na kratkotrajna (udarna) i na dugotrajna (umaranjem). Ona se mogu izvoditi na običnoj (sobnoj) i

na povišenoj ili sniţenoj temperaturi s različitim vrstama naprezanja (vlačno, tlačno, savojno i uvojno) i s različitim metodama

ispitivanja.

Svojstva materijala koja se odreĎuju dinamičkim metodama ispitivanja znatno se razlikuju od mehaničkih svojstava

dobivenih pri statičkim metodama ispitivanja, jer pri takvim uvjetima mogu nastati krhki lomovi i lomovi umaranjem koje je

vrlo teško i nepouzdano predvidjeti proračunom.

Kratkotrajna dinamička ispitivanja udarom koriste se za odreĎivanje vrlo vaţnog svojstva materijala - ţilavosti. Ţilavost

je sposobnost materijala da izdrţi udarna opterećenja bez loma. Za ocjenu ţilavosti materijala najpoznatijeva je Charpyjeva

metoda.

Na Charpvjevu batu moţe se izvoditi i ispitivanje vlačnog kidanja udarom na sličnim ispitnim uzorcima kao i za statičko

vlačno ispitivanje. Ispitivanje uvijanja udarom je pogodno za ispitne uzorke s rastućom krhkosti, npr. za kaljene alatne čelike.

Treba napomenuti da se kod svih navedenih načina ispitivanja udarom meĎusobno razlikuju uvjeti ispitivanja, ispitni

uzorci i si., te se ne mogu usporeĎivati rezultati dobivenih ispitivanja.

3.2.1. Ispitivanje udarnog rada loma

Ispitivanje udarnog rada loma ispitnog uzorka sa zarezom po Charpvju je sluţi za utvrĎivanje njegove otpornosti prema

krhkom lomu. Na Charpvjevu batu ispituju se jednim udarcem s brzinom obično 5 do 5,5 m/s ispitnog uzorka (s U-zarezom ili

s V-zarezom. Energija utrošena za lom ispitnog uzorka (u J) je mjera ţilavosti materijala. Njezino odreĎivanje je propisano u

svim normama za prijem i isporuku materijala, a zahtijeva se uvijek i kod razvoja novih materijala, kod provjere kvalitete

gotovih dijelova, te kod analiza loma uslijed raznih kvarova u praksi.

Pri ispitivanju ispitni uzorak se postavlja centrično na oslonac s razmakom od 40 mm, a bat slobodnim padom udara točno

u njezinu sredinu sa suprotne strane od zareza i lomi ju jednim udarcem. U početnom poloţaju potencijalna energija Charpvjeva

bata iznosi:

14

Nakon puštanja bata njegova potencijalna energija pretvara se u kinetičku. Dio te energije utrošen na lom ispitnog uzorka

naziva se udarni rad loma:

Udarni rad loma metalnih materijala ispituje se na normiranim ispitnim uzorcima kvadratnog ili pravokutnog presjeka s

zarezom u obliku slova U (oznaku KU) ili slova V (oznaka KV).

Prema normi EN 10045-1 ispitivanje udarom se izvodi pod normalnim uvjetima kada nazivna potencijalna energija bata

iznosi 300±10 J i kada se rabe normalni ispitni uzorci (10x10x55 mm) s zarezom u obliku slova U dubine 5 mm ili u obliku

slova V.

Za utvrĎivanje vaţnog svojstva - ţilavosti materijala potrebito je ispitati tri istovjetna ispitna uzorka na propisanoj

temperaturi, pri čemu ne smije biti veće rasipanje vrijednosti od 30 % u odnosu na minimalnu propisanu vrijednost.

Ispitni uzorci s V-zarezom obvezno se rabe za odreĎivanje udarnog rada loma općih konstrukcijskih čelika (npr. Č0561),

a ispitni uzorci s U-zarezom kod ispitivanja svojstava kvalitetnijih čelika (npr. čelici za poboljšanje kao Č1531, Č4732 i si.).

3.2.1.1. Utjecajni čimbenici na žilavost materijala

Na ţilavost materijala utječe čitav niz čimbenika, kao što su:

- temperatura ispitivanja,

- mikrostruktura (osobito veličina zrna i nemetalni uključci),

- oblik i dimenzije zareza,

- dimenzije ispitnog uzorka,

- brzina udara itd.

15

Temperatura ispitivanja ima najveći utjecaj na ţilavost, odnosno na udarni rad loma materijala. Ţilavost materijala

općenito opada sa sniţavanjem temperature ispitivanja.To je zbog toga što se sniţavanjem temperature sniţava i plastičnost,

odnosno deformabilnost materijala. Kod vrlo ţilavih metala s plošno centriranom kubičnom kristalnom rešetkom to opadanje

ţilavosti je neznatno i postupno, te su oni zato deformabilni u širokom temperaturnom intervalu, a imaju i visoku vrijednost

istezanja (A5). Krhki materijali (npr. visokočvrsti čelici, staklo i keramika), imaju malu ţilavost i deformabilnost skoro bez

obzira na temperaturu ispitivanja (krivulja II), a legure metala s prostorno centriranom kubičnom rešetkom (BCC rešetka), kao

što su većina konstrukcijskih čelika, polimeri i si. imaju vrlo karakterističnu krivulju III s jasno izraţenom prijelaznom

temperaturom ispitivanja.

Što je niţa prijelazna temperatura to je veće jamstvo da se materijal moţe koristiti u nepovoljnim uvjetima eksploatacije i

na niţim temperaturama. Slični pokazatelji karakterizacije materijala na temelju temperature ispitivanja su granična temperatura

i temperatura nulte duktilnosti.

Granična temperatura označava se s teta 50% ili teta 85%, a ona je mjera ţilavosti za temperature pri kojima nekristalni

dio prijelomne površine ispitnog uzorka iznosi 50 % ili 85 % ukupne površine. Ispituje se na ispitnim uzorcima s zarezom s

padajućim utegom po ASTM normi [15],

Temperatura nulte duktilnosti ili NDT-temperatura (NDT-Nil Ductilitv Transition) je takoĎer mjera ţilavosti. To je

najviša temperatura pri kojoj pukotina prodire kroz čitav presjek ispitnog uzorka, tj. na njoj se gube svojstva plastičnosti kod

čelika. Ispod NDT-temperature očekuje se krhko ponašanje materijala iako je iznos nominalnog naprezanja niţi od granice

razvlačenja

3.2.3. Ispitivanje umaranjem

Umaranje je pojava posaipnog oštećivanja materijala uslijed dugotrajnog djelovanja periodičnih promjenljivih opterećenja

odnosno naprezanja.

Pojavi umaranja izloţen je ogroman broj dijelova i/ili strojarskih konstrukcija i prometnih sredstava. Zato čak 80 do 90 %

svih lomova kod strojnih dijelova imaju karakter loma od umaranja materijala.

Tu se mogu ubrojiti zupčasti i lančani prijenosnici, kotrljajući leţajevi, valjkasti i sferni dijelovi koji rade pod uvjetima

abrazivnog trošenja itd. Utjecaj promjenljivih opterećenja na dijelove moţe biti praćen i s agresivnim djelovanjem tekućih il i

plinskih medija, niske ili visoke temperature (korozija, toplinski šokovi itd.).

Ta opterećenja mogu biti i znamo manja od statičkih vlačnih svojstava. Lomovi uslijed umaranja materijala su vrlo opasni

za praksu jer se prije njih ne pojavljuje plastična deformacija čak ni kod ţilavih materijala. Naime početne (inicijalne) pukotine

umaranja su najoštrije prirodne pukotine koje se teško mogu otkriti prije loma.

Lom uslijed umaranja materijala počinje s mjesta gdje je najveća koncentracija naprezanja zbog bilo kakvog površinskog

oštećenja iz tzv. ţarišta ili inicijalnog mjesta ili pak zbog unutarnjeg oštećenja.

Lomovi uslijed umaranja materijala mogu biti vrlo opasni zbog iznenadnog pojavljivanja i prouzročiti velike štete s

ugroţavanjem ljudskih ţivota. Zato se mora u svim slučajevima kod konstrukcija izloţenih umaranju materijala provoditi

periodično ispitivanje nerazornim metodama (ultrazvuk, radiografija i si.) radi utvrĎivanja stanja i osiguravanja njihove

pouzdanosti u uporabi.

3.2.3.3. Metoda ispitivanja i dijagrami dinamičke izdržljivosti materijala Wohlerov dijagram

Krivulja koja prikazuje ovisnost broja izdrţanih ciklusa od primijenjenog naprezanja pri ispitivanju naziva se Wohlerova

ili S-N krivulja. Naprezanja mogu biti savojna, vlačno-tlačna i torzijska. Prema definiciji razlikuju se izmjenična dinamička

izdrţljivost (Rdiz s faktorom asimetrije ciklusa R=-1 kod simetričnog ciklusa) i istosmjerna dinamička izdrţljivost (Rdis). Kod

vlačnog ciklusa R=0, a kod tlačnog R= ± beskonacno. Dinamička izdrţljivost ili dinamicka cvrstoca je najvece primjenjeno

naprezanje pod kojim ispitivani ispitni uzorak izdrzi propisani ili beskonacan broj ciklusa bez pojave loma ili nekog drugog

propisanog ucinka.

Wohlerova krivulja konstruira se za jedan od odabranih tipova promjenljivog naprezanja na temelju podataka o izvršenom

ispitivanju. Za svaku razinu naprezanja kod ispitivanja umaranjem potrebno je 6 do 10 ispitnih uzoraka, a za kompletni

W6hlerov pokus treba rabiti najmanje pet razina naprezanja. Svi ispitni uzorci rabljeni za jedan W6hlerov pokus ili za jednu

seriju ispitivanja umaranjem moraju biti fino obraĎeni (brušeni ili čak polirani) jer i najmanje oštećenje površine moţe biti

inicijalno mjesto budućeg loma. Dalje oni moraju biti identični u pogledu materijala, oblika i dimenzija.

17

Slika 3.2.3.11. - Ispitni uzorci za normalna ispitivanja umaranjem za vlacno-tlacne pokuse

Kod konstrukcije W6hlerove krivulje ucrtava se naprezanje ispitnog uzorka u linearnom mjerilu na ordinatu, a broj

izdrţanih ciklusa u logaritamskom mjerilu na apscisu. Spajanje pojedinih eksperimentalnih točaka daje W6hlerovu krivulju.

Smithov dijagram

Za pregledno prikazivanje dinamičke izdrţljivosti materijala u ovisnosti o srednjem naprezanju, gornjem ili donjem

naprezanju ili amplitudi, rabe se Smithovi dijagrami:

Smithov dijagram daje ovisnost maksimalnog i minimalnog naprezanja o srednjem naprezanju. Za njegovo konstruiranje

treba prethodno izvršiti seriju W6hlerovih pokusa umaranjem za različite vrijednosti srednjeg naprezanja. Vrijednosti srednjeg

naprezanja nanose se na apscisnu os, a maksimalnog i minimalnog naprezanja na ordinatnu os. Obično se zadovoljava s četiri

W6hlerova dijagrama, a moraju se poznavati vrijednosti granice razvlačenja (RC ili Rpo,2) i vlačne čvrstoće (RM) materijala.

Spajanjem točaka 1, 2, 3 i 4 dobije se linija gornjeg graničnog naprezanja , a spajanje točaka 1', 2', 3' i 4' daje liniju donjeg

graničnog naprezanja. Ove linije ograničavaju područje promjenljivih naprezanja koje materijal moţe izdrţavati bez lomova,

tj. to je područje sigurnosti (šrafirano).

19

Za konstruiranje Smithova dijagrama dovoljno je imati samo sljedeće:

- podatke iz W6hlerovog dijagrama s izmjeničnim simetričnim ciklusom

- podatke otpornosti iz vlačnog pokusa (Rc i Rm) i

- kut a', za koji se obično rabe vrijednosti od 40 ± 3°.

Smithovi dijagrami primjenjuju se za sve metalne konstrukcijske materijale, kao i za ojačane polimerne materijale. Oni

sluţe za ocjenu otpornosti materijala dugotrajnim dinamičkim opterećenjima, kao i za usporedbu dinamičkih izdrţljivosti kod

različitih materijala. Ipak treba napomenuti da su vrijednosti iz Smithovih dijagrama početne i da ih valja umanjiti ovisno o

obliku dijela, stanju površine, zarezu, otvoru, dimenziji, utjecaju radnog medija itd.

Utjecajni čimbenici na dinamičku izdrţljivost

Stvarni radni uvjeti znatno se razlikuju od onih pri standardnim ispitivanjima dinamičke izdrţljivosti. Na vrijednosti

dinamičke izdrţljivosti materijala utječe više čimbenika koji se mogu sakupiti uglavnom u šest glavnih grupa [11, 19, 20] i to:

1 - metalurški utjecaji (agregat za proizvodnju čelika, lijevanje, kristalizacija,

stupanj čistoće, kemijski sastav itd.)

2 - tehnološki utjecaji (topla - i hladna deformacija, stupanj i brzina deformacije,

vrste toplinske obrade, zavarivanje itd.)

3 - mehanička svojstva (granica razvlačenja, vlačna čvrstoća, istezljivost, tvrdoća,

zaostala naprezanja itd.)

4 - utjecaji ispitnih uzoraka (uzorkovanje, priprema, oblik i veličina, kvaliteta

obrade površine i si.)

5 - utjecaji zareza (različiti faktori oblika [11]) i

6 - utjecaji uvjeta ispitivanja (vrste naprezanja, temperatura, korozija, vrsta ispitnog

stroja, frekvencija, tip promjenljivog naprezanja, broj graničnih ciklusa, zastoj tijekom ispitivanja itd.).

Ilustracije radi, na slici 3.2.3.20. dano je smanjenje savojne dinamičke izdrţljivosti ovisno o vlačnoj čvrstoći i kvaliteti

obrade površine ispitnog uzorka (iz 4. glavne grupe utjecaja) po Terziću [11].

3.3. Statička dugotrajna ispitivanja

Kod statičkih dugotrajnih ispitivanja materijala su vrlo vaţni čimbenici vrijeme i temperatura ispitivanja. Tijekom

ispitivanja su konstantni naprezanje i temperatura, a vremenske baze iznose obično: 45, 120, 1000, 10000, 25000, 30000 ili

100000 sati. Statička dugotrajna ispitivanja su:

- ispitivanje puzanjem i

- ispitivanje relaksacijom.

3.3.1. Ispitivanje puzanjem

Puzanje je pojava postupne spore trajne deformacije materijala, koja nastaje uslijed dugotrajnog djelovanja konstantnog

statičkog opterećenja pri povišenoj temperaturi. Naprezanja koja dovode do ove pojave obično su nešto manja od granice

razvlačenja materijala, a temperature puzanja su više od 40 % temperature tališta, tj. Tp>0,4Tp (Tt – temp. Talista (K)).

Temperatura puzanja kod metala praktički je ravna temperaturi rekristalizacije. Zato čelici puţu na temperaturama višim od

+450 °C, legure bakra na temperaturama višim od +270 °C, a polimerni materijali već na sobnim temperaturama.

Puzanje materijala je odlučujuće za ocjenu ponašanja, proračun dimenzija i za njegov izbor za danu namjenu u uvjetima

eksploatacije. Pojave puzanja s dopuštenim trajnim deformacijama obično od 0,1; 0,2; 0,5 ili 1 % i relaksacije, odnosno

opadanja naprezanja, s vremenom su karakteristične za idealizirano visokoelastično čvrsto tijelo. Zato su navedena granična

istezanja glavni kriterij u tijeku trajanja strojnog dijela pri radu na povišenim temperaturama. Kada se dostigne dopuštena

granična deformacija, mora se konstrukcijski dio zamijeniti novim.Puzanje je vrlo kompleksna pojava koja uključuje: vrijeme,

temperaturu, naprezanje i deformaciju, te se njenom poznavanju i odreĎivanju potrebnih parametara mora posvetiti posebna

pozornost.

20

3.3.1.1. Karakteristike dijagrama puzanja

Ispitivanje puzanjem provodi se preteţito na seriji jednakih, najčešće dugih proporcionalnih okruglih ispitnih uzoraka s

navojnim glavama promjera 10 mm i s prstenastim završetcima mjerne duljine radi mjerenja trajne deformacije, postignute

poslije odreĎenog vremena pri konstantnim uvjetima, slika 3.3.1.

Ispitni se uzorci prvo postupno ugriju na propisanu temperaturu ispitivanja u mufolnoj peći, koja se odrţava konstantnom

tijekom cijelog ispitivanja pomoću posebnog automatskog regulatora, a zatim se optereti na vlak s konstantim naprezanjem.

Mjerenje trajne deformacije izvodi se povremeno shodno propisima. Prema normi ASTM propisani su promjeri ispitnih uzoraka

od 6,5; 9 i 13 mm, a najmanja mjerna duljina je 50 mm. Za svaku zadanu temperaturu ispitivanja rabi se obično 4 do 5 ispitnih

uzoraka s različitim opterećenjima i za svaku od njih crta se kontinuirano dijagram puzanja s koordinatama deformacija-

vrijeme.

Ispitivanja puzanjem su dugotrajna od nekoliko dana (100 sati=4,2 dana) do desetak godina (100000 sati=l 1,4 godine), o

čemu se mora voditi računa pri postavljanju uvjeta na svojstva materijala.

I-stadij puzanja predstavlja početno ili primarno puzanje. Kod njega dijagram ne počinje iz ishodišta već iz točke 1, kod

koje epsilon poc. označava spontanu deformaciju nastalu u trenutku nanošenja opterećenja. U I-stadiju puzanja (točke 1-2) raste

puzanje znatno sve dok se ne postigne konstantna brzina, dok opada brzina puzanja (točke l'-2'). Deformacija je velika u

početku zbog nesreĎenosti kristalne rešetke, a kasnije se smanjuje zbog očvršćivanja materijala uslijed nagomilavanja

dislokacija.

Il-stadij puzanja je stacionarno ili jednakomjerno puzanje s pribliţno konstantnim gradijentom puzanja (točke 2-3,

pravac), tj.:

Kod ovog stadija vlada ravnoteţa izmeĎu očvrsnuća zbog nagomilavanja dislokacija i omekšavanja zbog toplinskog

aktiviranja dislokacija (sniţavanje njihove gustoće). Il-stadij traje znatno dulje nego I- i III-stadij. Materijal je otporniji prema

puzanju što je manji gradijent puzanja, tj. stoje manji nagib pravca (Vp —> 0).

III-stadij puzanja započinje nakon postizanja odreĎene razine deformacije. Kod njega rastu ubrzano i deformacije (nema

više linearnosti izmeĎu istezanja i vremena) i brzina puzanja sve do loma (točke 3-4, odnosno 3'-4'). Treći stadij se odlikuje

21

pojavom lokalnog suţenja poprečnog presjeka na budućem mjestu loma uslijed trajnih promjena u materijalu tijekom vremena

na povišenoj temperaturi. On nema značenja za praksu i treba ga izbjegavati kod realnih konstrukcija.

3.4.1. Brinellova metoda

Utiskivač je dugo vremena bila polirana zakaljena čelična kuglica za tvrdoće do 450 HBS, te polirana kuglica od tvrdog metala

za tvrdoće do 650 HBW. Normirani promjeri kuglica D su 10,5; 2,5; 2 i 1 mm.

Vrijednosti ispitnih sila izvedene su iz masa utega koji se primjenjuju za postizanje ispitnih sila kod većine tvrdomjera, a

oni su uvedeni prije uvoĎenja Sl-sustava jedinica (masa je dana u kg).

Tvrdoća po Brinellu je omjer ispitne sile i ploštine otiska;

22

2 3

Primjeri: 450 HBW 5/750 = tvrdoća HBW 450, kuglica promjera 5 mm i ispitna sila od 7,355 kN, vrijeme 10 do 15 s;

550 HBW 1/30/20 = tvrdoća HBW 550, kuglica promjera 1 mm, ispitna sila 294,2 N, vrijeme djelovanja 20 s.

Ispitivanje se provodi na sobnoj temperaturi izmeĎu 10 i 35 °C kao i kod ostalih statičkih opita, a stroţiji zahtjev moţe

biti 23 ± 5 °C.

Za odabrani promjer kuglice D utvrĎuje se iz tab potrebna sila F iz iznosa stupnja opterećenja za različite materijale.

Debljina ispitnog uzorka mora biti najmanje 8 puta veća od dubine otiska h. Razmak izmeĎu sredina dva susjedna otiska mora

biti najmanje 3x srednji promjer d, a izmeĎu sredine otiska i ruba ispitnog uzorka je najmanje 2,5 x d. Vrijeme utiskivanja

kuglice iznosi 10 do 15 s za legure ţeljeza, a za meke metale, kao npr. olovo i kositar moţe biti i do 180 s.

Prednosti Brinellove metode su jednostavna priprema površine običnim brušenjem i lako mjerenje promjera otiska

mjernom lupom, a nedostaci su:

- ne mogu se mjeriti tvrdoće > 650 HBW,

- tvrdoća je ovisna o opterećenju i ispitna sila se bira prema stupnju opterećenja i odabranom promjeru kuglice,

- otisak je veći stoje veći promjer kuglice (trag plastične deformacije).

3.4.2. Vickersova metoda

Vickersova metoda ispitivanja tvrdoće moţe se smatrati univerzalnom. Ona se pojavila oko 25 godina iza Brinellove i kod

nje su otklonjeni osnovni nedostaci Brinellove metode.

Utiskivač je četverostrana dijamantna piramida s kutom izmeĎu stranica od 136° . Kut od 136° za utiskivač izabran je na

temelju idealnog promjera kalote za Brinellov otisak.

koji odgovara srednjoj vrijednosti najpovoljnijih Brinellovih otisaka.

Tvrdoća po Vickersu izračunava se kao i kod Brinella na temelju izraza:

gdje je konstanta 0,102 (jednadţba 3.4.2.); F sila u N, a ploština otisnuća piramide:

Dijagonale d1 i d2 treba mjeriti s točnošću ± 0,001 mm, a debljina ispitnog uzorka ili sloja koji se ispituje treba biti

najmanje 1,5 * d.

Prema navedenoj normi Vickersova metoda se koristi za duljine dijagonala izmeĎu d = 0,020 do 1,400 mm. Najviše se

koristi klasična makrometoda s opterećenjima od 49 do 980 N semimikro-metoda je za tanke slojeve, a metoda mikrotvrdoće

za ispitivanje tvrdoće mikrostruktumih kontituenata (ferita, perlita itd.) i takvi ureĎaji su ugraĎeni u bolje optičke mikroskope s

povećanjima do 1000 puta. Trajanje opterećivanja je kao i kod Brinellove metode, tj. 10 do 15 s, a po potrebi i duţe za mekše

materijale.

Uz izmjerenu ili propisanu vrijednost tvrdoće po Vickersu obvezno se navodi ispitna sila, a po potrebi i vrijeme ako je duţe od

običnog, npr. 600 HV 30 znači tvrdoću 600 HV, a ispitna sila je 30x9,81=294,2 N u trajanju 10 do 15 s; 140 HV 0,3/30 znači

tvrdoću 140 HV, ispitna sila je 0,3x9,81=2,942 N u trajanju od 30 s.

Kod Vickersove metode je potrebna briţljivija priprema ispitne površine, pa i poliranje kod tanjih slojeva, te mjerni

mikroskop za očitavanje dijagonala otisaka. Udaljenost centara dvaju otisaka treba biti >2,5 d.

3.4.3. Rockvvellova metoda

Kod ove metode ispitivanja tvrdoće postoji više ljestvica tvrdoće, a za razliku od Brinellove i Vickersove metode mjeri se

dubina prodiranja utisnutog tijela. Najveća dubina prodiranja utiskivača moţe iznositi 0,2 mm za glavne ljestvice (A, B, C, D

...), odnosno 0,1 mm za ljestvice N i T s manjim opterećenjima. Ove dubine prodiranja utiskivača su podijeljene na 100

dijelova, pa jedinica za tvrdoće kod Rockwellove metode iznosi e = 0,002 mm, za glavne ljestvice, odnosno e = 0,001 mm za

ljestvice N i T. Budući da većim vrijednostima tvrdoće pripadaju veći brojevi to su ljestvice tvrdoća po Rockvvellu okrenute

naopako i Rockwellova tvrdoća se računa pomoću vrijednosti h i konstantama N i S.

N - brojčana vrijednost, odgovarajuća ljestvica (100 ili 130),

h - trajna dubina utiskivanja u mm i

S - podjela ljestvice, odgovarajuća ljestvici (0,002 ili 0,001).

Kod Rockvvellove metode se ispitno tijelo (dijamantni stoţac s vršnim kutom 120° i polumjerom zaokruţenja 0,2 mm ili

čelična kuglica ili kuglica od tvrdog metala promjera 1,5875 ili 3,175 mm) utiskuje u ispitni uzorak u dva koraka pod zadanim

uvjetima (predopterećenje Fo + dodana ispitna sila F\, očitavanje tvrdoće pod predopterećenjem Fo neposredno na skali

tvrdomjera prema normi EN ISO 6508-1:1999, slike 3.4.6. i 3.4.7. Neposredno očitavanje Rockvvellove tvrdoće na skali

ureĎaja je osnovna prednost te metode u odnosu na Brinellovu i Vickersovu metodu (tj. veća brzina mjerenja tvrdoće).

3.4.6. Metode ispitivanja tvrdoće s malim prijenosnim ureĎajima

Postoji više različitih malih prijenosnih ureĎaja sa dinamičkim djelovanjem sile za ispitivanje tvrdoće na terenu, tj. u

slučajevima kada nije moguće izrezati uzorke za laboratorijska ispitivanja statičkim metodama opisanim pod 3.4.1. do 3.4.5.

Neke od tih metoda su: Poldi, Baumann, Shore, Lessen i dr.

METODA POLDI

To je usporedna metoda ispitivanja tvrdoće s utiskivačem od kaljene čelične kuglice obično promjera 10 mm (1), koja se

istodobno utiskuje u ispitivani materijal (2) i u etalon (3) poznate tvrdoće udarcem čekića (mase 0,5 kg) na malj (slika 3.4.12.).

Etalon priteţe uz malj (4) opruga (5). Tvrdoća se izraţava u jedinicama Brinella, a potrebno je izmjeriti srednje vrijednosti

otisaka d i de (poţeljni promjeri otisaka su 2 do 4 mm), te se iz tablica očita vrijednost tvrdoće HBS gdje je de - promjer otiska

na etalonu..

25

4. TEHNOLOŠKA SVOJSTVA

Pokazuju sposobnost materijala za obradbu različitim postupcima kao što su livljivost, zavarljivost, rastezljivost, toplinska

obradljivost, deformabilnost u hladnom ili toplom stanju.

U ovoj knjizi su obraĎeni načini tehnoloških ispitivanja deformabilnosti materijala koja se često traţe ili kao dopune

statičkim metodama ispitivanja (npr. savijanjem, sabijanjem, uvijanjem) ili kao posebna ispitivanja uzoraka limova, traka, ţica i

cijevi (izvlačenjem, izmjeničnim previjanjem, proširivanjem, spljoštavanjem i si.).

Ispitivanje tehnoloških svojstava materijala pripada u najstarije postupke ispitivanja materijala iz kojih su razvijeni i ostali

postupci ispitivanja. Postupci ispitivanja su relativno jednostavni, a ispitni uzorci i uvjeti ispitivanja moraju biti tako izabrani da

što više odgovaraju uvjetima uporabe [11, 12], Rezultati ispitivanja tehnoloških svojstava su opisni dobar-loš, zadovoljava-ne

zadovoljava na temelju usporedbi postignute deformabilnosti s propisanim u normama (npr. kut pri savijanju, broj uvijanja itd.).

4.3. Ispitivanje ţica uvijanjem

Ispitivanje ţica uvijanjem (1 uvijanje = 360°) provodi se na ţicama promjera >0,5 mm (norma ISO 7800). Ispitni uzorak

se uvija u jednom istom smjeru do loma ili do propisanog minimalnog broja uvijanja. Udio vlačnog opterećenja moţe biti do 2

% vlačne čvrstoće za čelike, odnosno do 5 % vlačne čvrstoće za ostale metale da bi ţica ostala ravna pri ispitivanju.

Pri ispitivanju je propisana dopuštena brzina uvijanja takva da ne izazove ugrijavanje ispitnog uzorka koje bi utjecalo na

rezultat ispitivanja (tablica 4.1.).

Ispitivanje ţica uvijanjem provodi se na novim ţicama ili na uzorcima iz čelične uţadi, kao i za usporedbu

deformabilnosti rabljenih ţica s novim.

4.6. Ispitivanje cijevi proširivanjem cilindričnim utiskivačem

Ovo ispitivanje sastoji se u proširivanju prstenova izrezanih iz cijevi s cilindričnim utiskivačem, čiji vrh moţe biti

zaobljen (4.5.a) ili koničan (slika 4.5.b). Proširivanje se provodi tako da se cilindrični dio utiskivača prešom ili čekićem utiskuje

u ispitni uzorak cijevi do dubine min. 30 mm (norma ISO 8495).

a) Utiskivač sa zaobljenim vrhom b) Utiskivač sa koničnim vrhom

Slika 4.5. - Ispitivanje cijevi proširivanjem cilindričnim utiskivačem [11]

4.7. Ispitivanje cijevi proširivanjem koničnim utiskivačem

Ispitivanje cijevi proširivanjem koničnim utiskivačem (norma ISO 8493) provodi se na šavnim i bešavnim okruglim

cijevima promjera do 150 mm i debljine stjenke do 9 mm na ispimim uzorcima dovoljne duljine L (slika 4.6.). Vršni kut

koničnog utiskivača moţe biti 30°, 45° ili 60° i utiskuje se u cijev do pojave prve pukotine ili do proširenja na propisani

promjer. Brzina prodiranja utiskivača ja maks. 50 mm/min. Ispitivanjem cijevi proširivanjem izvodi se provjera vanjskih i

unutarnjih pogrešaka pregledom prijelomnih površina, odnosno ocjena deformabilnosti.

26