Masinski Materijali Lab

7/24/2019 Masinski Materijali Lab

1/22

REPUBLIKA SRBIJA

Visoka kola primenjenih strukovnih studija

Vranje

LABARA !RISKE VE"BE

I# predmeta

$ainski materijali

Pro%esor& Student&

Vranje' ()*+,


2/22

SadrzajSadrzaj....................................................................................................................... 2

Ispitivanje zatezanjem................................................................................................3

Brinelova metoda....................................................................................................... 8

Ispitivanje tvrdoce Vikersovom metodom.................................................................10

Ispitivanje tvrdoce Rokvelovom metodom................................................................12

Literatura..................................................................................................................1


3/22

Vezba broj 1.

Ispitivanje zatezanjem

3


4/22

Ispitivanje zatezanjem

Ispitivanje zatezanjem je najznacajniji nacin ispitivanja materijala u ciljuodredjivanja njihovih mehanickih svojstva, kao sto su:napon te-enja Re I#ate#na -vrsto-a Rm. Istovremeno sa ispitivanjem svojstva cvrstoce mozemodobiti I podatke o mogucnosti deformisanja materijala:I#du#enje A I su#enje . .

Zasniva se na sporom zatezanju uzorka standardnog oblika I dimenzija na uredjajkoji se zove kidalica. Ona je opremljena dinamometrom za merenje sile I pisacemkoji u svakom momentu zapisuje zavisnost izduzenja od sile. Pomocu podatakzabelezenih pri ispitivanju I izmerenih na prekinutom uzorku odredjuju se:

.ate#na -vrsto-a /apon te-enja

I#du#enje

Su#enje

$odul elasti-nost

Ispitivanje zatezanjem izvodi se na masini za ispitivanje zatezanjem koja treba dobezbedi ravnomerno prenosenje sile na epruvetu postavljenu u celjusti masine.

Epruveta se u poduznom pravcu izlaze zateznim silama do prekida, pri cemu se nuredjaju za registrovanje opterecenja prati tok promene sile.

Potrebna sila se moze ostvariti mehanickim ili hidraulickim putem.

asine sa meanickim pogonom se koriste za manja opterecenja !do "## $nmaksimalno%, a prednost im je u tome sto mogu registrovati brze promenopterecenja.

&idraulicne kidalice se obicno koriste za veca opterecenja, obicno od "## do "###kn.

!


5/22

've masine za ispitivanje zatezanjem opremljene su:

(redjajem za pricvrscivanje koji omogucuje lako I jednostavno rukovanje, ada pri tome onemoguci klizanje krajeva epruvete.

(redjajem da se opterecenje postize mirno, bez udara I da se moze u svakomtrenutku ocitati vrednost sile sa potrebnom tacnoscu.

(redjajem za regulisanjem brzine opterecenja.

$idalice imaju vise razlicitih mernih podrucja koji omogucavaju preciznaispitivanja u granicama tacnosti od ").

(niverzalne kidalice mogu da imaju I dopunsku opremu: za odredjivanje malihizduzenja, za ispitivanje zice, tankih limova, lanaca I slicno, te za ispitivanjem n povisenim temperaturama !obicno do *"## +% I snizenim temperaturama !d

"##+%.

"


6/22

asine za ispitivanje zatezanjem kidalice, obicno su snabdevene uredjajem zaneposredno crtanje dijagrama sila - trenutno izduzenje. Iz ovako dobivenihdijagrama, medjutim, ne mogu se sa dovoljnom tacnoscu ispitati sile, a pogotovne izduzenja, jer ona, pored izduzenja, merne duzine, sadrze u sebi I izduzenjaostalih delova epruvete, zatim elasticna izduzenja celusti, kao I eventualna klizanjepruvete u celjustima. Ipak, ovako dobijeni dijagrami mogu korisno da posluze z pribliznu ocenu ponasanja materijala pri ispitivanju zatezanjem.

#


7/22

Ispitivanje zatezanjem ponekad se izvodi na gotovim elementima I delovimakonstrukcija, koji su pri eksploataciji izlozeni zateznim naprezanjima, da bi im sustanovila nosivost, odnosno sila potrebna da izazove prekid. Epruvete zaispitivanje moraju biti napravljene od istog materijala I na isti nacin kao I delovmasine, konstrukcije itd. ko je deo kovan, valjan, zaren, cementovan I epruvetaza ispitivanje zatezanjem mora biti napravljena na isti nacin.

Pri izdvajanju materijala za izradu epruveta obraca se paznja da se ne izazovustrukturne promene, koje bi imale uticaj na rezultate ispitivanja. Pri rezanjumasinskim makazama, pritiskom noza usitnjava se struktura, I materijal ojacavaPri gasnom rezanju materijal se pregrejava, postaje krupnozrnast, a kod nekihvisoko legiranih celika moze doci I do kaljenja materijala na povrsini rezanja.

$onacan oblik I dimenzije epruvete dobija se posle masinske obrade na strugu,glodalici ili rendisaljki. /om prilikom uklanjaju se I povrsinski slojevi saizmenjenom stukturom. ( zavrsnoj fazi obrade skidaju se tanji slojevi strugotine,kako usled mehanickog pritiska alata I zagrevanja usled trenja izmedju alata materijala ne bi doslo do izmene u strukturi materijala u povrsinskim slojevima.


8/22

Vezba broj 2

Ispitivanje brinelovommetodom

8


9/22

Brinelova metoda/vrdoca po brinelu !oznaka &0% je mera primenjene sile I povrsine otiska -ispituju se na specijalnim presama. One proizvedu tacno opterecenje u odredjenomvremenskom intervalu. Ispitivanja se vrse na kuglicama od tvrdog metala.

1 sila ' ploca kuglice!mm%

$ao merilo tvrdoce po 0rinelu usvaja se kolicnik sile, koji deluje na odgovarajuci

utiskivac u obliku celicne kuglice I povrsine otiska koju taj utiskivac ostavlja na povrsini predmeta.

Prema tome, tvrdoca po 0rinelu je:

&0213

4de je:

, mm povrsina otiska kalote

1, da5 sila utiskavanja$onacan izraz za izracunavanje velicine tvrdoce po brinelu je:

4de je:

1, 5 sila utiskavanja

6, mm precnik kuglice utiskivaca i

6, mm precnik otiska.

&, mm dubina kalote otiska

$


10/22

/vrdoca po brinelu ista je za neki materijal bez obzira na dijametar kuglice ako jeugao utiskivanja konstantan !centralni ugao izmedju dva poluprecnika kuglice kojspajaju centar kuglice sa krajevima dijametra otiska.%

/vrdoca datog materijala merena razlicitim kuglicama nece se promeniti ako je:

10


11/22

Vezba broj 3Ispitivanje vinkersovom

metodom

11


12/22

Ispitivanje tvrdoce Vikersovommetodom

/vrdo7a po 8ikersu se defini9e kao koli nik sile kojom se deluje na dijamantskiutiskiva u obliku pravilne etvorostrane piramide sa uglom pri vrhu od ";ih materijala.

Zavisno od veli ine sile utiskivanja metode merenja tvrdo7e po 8ikersu mogu biti

% 'ila utiskivanja iznosi od ?@ do @A# 5:

&8B, &8"#, &8C#, &8;#, &8B#i &8"##D

0% 'ila utiskivanja iznosi od ".@< do ?@ 5:

&8#.C , &8#.; , &8#.B , &8", &8Ci &8;D

+% erenje mikrotvrdo7e !sila utiskivanja manja od ".@< 5%:

12


13/22

&8#."B , &8#.", &8#.#B , &8#.#CB .

/reba ista7i injenicu da se smanjivanjem sile utiskivanja pove7ava rasipanjerezultata, posebno kod ispitivanja mikrotvrdo7e.

0rojna vrednost izmerene tvrdo7e se unosi ispred oznake za tvrdo7u, a iza oznakeu indeksu, unose se uslovi merenja po redosledu:

sila utiskivanja u da5 i

vreme utiskivanja u sekundama.

13


14/22

Vezba broj 4.

Ispitivanje roikvelovommetodom

1!


15/22

Ispitivanje tvrdoce Rokvelovommetodom

Ova metoda, za razliku od 0rinel metode, kao merilo tvrdo7e uzima dubinuotiska.

Utiskiva0i sila utiskivanja

$ao utiskiva se koristi eli na kuglica pre nika: 62"3"< , "3A , "3? i "3Cdijamantska kupa sa uglom konusa od "C#= sa zaobljenjem pri vrhu r 2 #.C mm.

Zavisno od vrste materijala koji se meri, bira se utiskiva i veli ina sile utiskivanj9to omogu7uje kori97enje niza postupaka koji se danas primenjuju u praksi.

Prema na9im standardima bliFe su odre>eni postupci prve grupe &G0 i &G+ budu7i da se naj e97e primenjuju u praksi pri merenju tvrdo7e materijala.

$od ove metode postupak merenja tvrdo7e odvija se u tri faze:

". Prva faza utiskivanja otklanja uticaj povr9inskih neravnina primenomodgovaraju7eg predoptere7enja 1o, koje dovodi do prodiranja utiskiva a na dubinh".

C. 6ruga faza u kojoj se utiskiva utiskuje na dubinu hC. /ada nastaju elasti ne he plasti ne hp deformacije, usled dejstva glavnog optere7enja 1", !dodatog n predoptere7enje 1o%.

;. /re7a faza je rastere7enje, tj. otklanjanje glavnog optere7enja 1"i elasti nihdeformacija u uzorku nastalih u drugoj fazi.

1"


16/22

1#


17/22

Vezba broj5

Ispitivanje savijanjem

Ispitivanje savijanjem

Ispitivanje savijanjem% u cilju utvr&ivanja svojstava otpornostimetala pri naprezanju savijanjem% re&e se primjenjuje. 'vim

postupkom se u(lavnom ispituju krti materijali )npr. sivi liv* koji selome pri relativno malim u(lovima savijanja. +od ,ilavi- materijalalom pri savijanju% po pravilu% ne nastaje% pa je ispitivanjeo(rani eno na iznala,enje napona pri kojem po inju da nastajutrejne de/ormacije. no(o e e se ispitivanje savijanjem izvodi

1


18/22

kao te-nolo ka pro a u cilju utvr&ivanja ,ilavosti materijala%odnosno nje(ove sposo nosti de/ormisanja.

Ispitivanje savijanjem vr i se na univerzalnim ma inama za

ispitivanje vrsto e metala ili na presama snadnjevenimpose nim ure&ajima za ispitivanje savijanjem. 4pruveta%naj e e kru,no( ili pravou(aono( presjeka% postavlja se na dvao rtna oslonca u vidu valjaka i optere uje jednom ili dvijemakoncentrisanim silama% iji se porast prati na ure&aju za mjerenjesile na ma ini. 5a mjerenje nastali- u(i a koriste se pose niure&aji. Radi pove anja ta nosti o itavanja esto se koristidvokraka polu(a )slika 10*.

Slika 10. jerenje !"iba pomo#! dvokrakepol!"e

18


19/22

Vezba broj 6.

Ispitivanje udarne zilavosti

1$


20/22

Udarne zilavosti

8eliki broj delova ma9ina i konstrukcija izloFen je u toku rada udarnim!dinami kim% optere7enjima. /akva optere7enja metali teFe podnose od postepenmirnih !stati kih% optere7enja. $arakteristike materijala pri udarnim optere7enjimrazlikuju se od odgovaraju7ih karakteristika dobijenih pri stati kom dejstvu sile paako se ima u vidu i to da pri odre>enim uslovima !sniFene temperature i ve7e brzine optere7enja% mogu nastati krti !trenutni% lomovi koji se prora unom samizuzetno mogu predvidjeti, razumljiv je interes za ispitivanja koja imaju za cilj dase 9to bolje upozna pona9anje metala pri navedenim uslovima upotrebe.

"ilavi i krti lom

Postoje razne vrste lomova: krti lom, Filavi !duktilni% lom, zrnasti lom,vlaknasti lom, udarni lom, zamorni lom, torzioni lom itd. 5eki od ovih naziva opisuju na in optere7enja kojim je lom izazvan, a drugi

kristalografski karakter, odnosno oblik pojave loma ili na in pona9anja materijala prije i posle loma. Pojedini tipovi loma su zavisni od materijala, oblika i veli inemetalnog dijela, zatim od optere7enja, temperature i naponskog stanja.

Od posebnog zna aja su dva suprotna, glavna, tipa loma: krti i Filavi lom.Oba stoje u uskoj vezi sa pona9anjem materijala, pa pojmove krt i Filav trebashvatiti vi9e kao osobenost pona9anja nego kao osobine materijala.

Podjela na krti i Filavi lom vr9i se prema iznosu deformisanja materijala koj je prethodilo lomu.

$od krtog loma ne nastaje nikakvo ili samo vrlo malo trajno deformisanjedo loma. $rti lom moFe biti prouzrokovan strukturom materijala ali igeometrijskim oblikom metalnog dijela !ometanjem te enja pri vi9eosnomnaponskom stanju%.

$od Filavog loma razdvajanju tijela uvijek predhodi znatno plasti nodeformisanje materijala. /akva vrsta loma je karakteristi na za ve7inu metala prisobnim i povi9enim temperaturama. Hilavi lom, po pravilu, nastaje tek poddejstvom spoljnjeg napona, ve7eg od granice te enja materijala. 4rani ni slu aj

Filavog loma nastao bi u slu aju kad bi plasti na deformacija bila tako velika da popre ni presjek na mjestu prekida bude jednak nuli.6a li 7e kod nekog materijala nastati krti ili Filavi lom u velikoj mjeri zavisi,

osim od temperature i brzine optere7enja nastati krti ili Filavi lom u velikoj mjerizavisi, sem od temperature i brzine optere7enja, jo9 i od odnosa smi u7ih inormalnih napona, kao i od postojanja makroskopskih zareza.

20


21/22

Gazli itim postupcima ispitivanja i analizama do9lo se do zaklju ka da semale prskotine, koje se ne mogu otkriti postupcima ispitivanja bez razaranja, mogunalaziti u svakom konstrukcionom dijelu. Pri tom se misli na prskotine koje nastajusled preoptere7enja, !npr., u podru ju koncentracije napona na konstrukcionimzarezima%. ili na gre9ke nastale pri izradi !npr., pri zavarivanju, termi koj obradi bru9enju%, ili na povr9inske livarske, odnosno valjaoni arske prskotine i dr.

'igurno je da takve gre9ke predstavljaju potencijalnu opasnost za nastajanjekrtog loma u svakoj konstrukciji.

Za procjenu pona9anja konstrukcionih elemenata sa zarezom postoji vi9erazli itih postupaka ispitivanja, npr.,ispitivanje udarne Filavosti, ispitivanjezatezanjem epruveta sa zarezom, ispitivanje savijanjem epruveta sa inicijalnom prskotinom i dr. Ovi postupci su se pokazali koje bi se mogle neposrednoupotrijebiti za prora unavanje vrsto7e.

Postup-i ispitivanja

Za ispitivanje udarnim dejstvom sile koriste se razli iti ure>aji, razne vrstenaprezanja i razli iti oblici i dimenzije probnih ugleda.

Obzirom da se uslovi ispitivanja kao i oblik i dimenzije epruveta me>usobnorazlikuju, to se rezultati ispitivanja, dobijeni razli itim postupcima ne mogume>usobno upora>ivati.

21


22/22

$iterat!ra :anji7 5., 6imitrijevi7 5, C#";., Mainski materijali ,8isoka 9kola primenjenih

strukovnih studija 8ranje.

22

Documents

Masinski Materijali Lab