materijala. Metali i legurenastavnimaterijalvtsz.files.wordpress.com/2018/10/predavanje_3_-_ponasanje...Metali i legure. 2 Osnovne osobine (kriterijumi) koje materijal mora zadovoljiti

Mašinski/Tehnički materijali - Dr Marko Pantić 1

Mašinski/tehnički materijaliPredavanje 3

Struktura mašinskih materijala. Metali i

legure

2

Osnovne osobine (kriterijumi) koje materijal mora zadovoljiti da bi se

koristio za izradu delova mašina i konstrukcija su:

1. Potrebna kombinacija osobina (da poseduje zadovoljavajuću čvrstoću,

plastičnost, žilavost, tvrdoću, …)

2. Tehnologičnost (mogućnost obrade raspoloživim tehnologijama)3. Ekonomičnost (cena materijala mora biti prihvatljiva tržištu)

4. Ekologičnost (da ne zagađuje okolinu i da se može reciklirati)

Izbor materijala

Osobine materijala Ekonomičnost Tehnologičnost

• Čvrstoća

• Tvrdoća

• Žilavost

• Elastičnost

• Otpornost na koroziju

• Otpornost na zamor

• Otpornost na puzanje

• Fizičke osobine

• Električne osobine

• Termičke osobine

• Dostupnost materijala

• Cena materijala

• Vreme proizvodnje

• Troškovi proizvodnje

• Troškovi spajanja

• Troškovi obrade

• Troškovi sklapanja

• Troškovi modeliranja

• Plastičnost

• Kovljivost

• Livljivost

• Obradivost rezanjem

• Zavarljivost

• Termička obradivost

Mašinski/Tehnički materijali - Dr Marko Pantić

3

(I) STRUKTURA MATERIJALAProučava se na tri nivoa i to kao:

(II) SASTAV MATERIJALA

(a) Ultramikrostruktura -Unutrašnja struktura supstance (struktura na atomsko-jonsko-molekulskom nivou) –

utvrđuje se metodama rentgenostrukturneanalize, elektronske mikroskopije i dr.

(b) Mikrostruktura – struktura koja

se uočava putem optičkih mikroskopa:(1) Kristalna

(2) Amorfna

(c) Makrostruktura – struktura

vidljiva golim okom

(b) Fazni sastav – definiše prisustvo:

• Čvrste faze,• Tečne faze,

• Gasovite faze

(a) Hemijski sastav – koji utiče na:

• Otpornost na temperaturama,• Fizičko-mehanička svojstva,

• Trajnost i dr.

Sva svojstva materijala zavise u najvećoj meri od njihove strukture i sastava.

Pod strukturom se generalno podrazumeva građa, odnosno način na koji su povezani

delovi neke celine.


4

Bez detaljnog poznavanja ovih svojstava materijala ne može se izvršiti pravilan

izbor materijala za konstrukcije (konstrukcijski materijali).

Kod fizičko-mehaničkih svojstava mora se u svakom konkretnom slučaju voditi

računa o:

• Uslovima u kojima se konstrukcija nalazi.• Vrsti i intenzitetu sila kojima će elementi konstrukcije biti izloženi.

• Stabilnosti pojedinih delova, kao i cele konstrukcije.

• Aspektu racionalnog korišćenja materijala.

• Očuvanju performansi konstrukcije tokom predviđenog veka trajanja.

Pod FIZIČKO-MEHANIČKIM SVOJSTVIMA MATERIJALA podrazumevaju se sveone osobine materijala koje karakterišu njihovo ponašanje onda kada su izloženi

dejstvu spoljnih sila.

Pri delovanju spoljnih sila na neko telo, ono se DEFORMIŠE tako što u samom

materijalu dolazi do promene rastojanja između molekula, a pošto unutrašnje sile

između molekula teže da zadrže prvobitni raspored molekula, dolazi do određenognaponskog stanja koje se naziva NAPREZANJE.

Ako se naprezanje u nekom trenutku delovanja sile na telo izmeri, ta mera

naprezanja karakteristična za dejstvo sile u datom trenutku naziva se NAPON.


5

VRSTE OPTEREĆENJA

Opterećenje se može podeliti u zavisnosti od:

• Trajanja,

• Načina nanošenja i

• Promenljivosti opterećenja.

Podela opterećenja prema dužini trajanja:

• IZUZETNO KRATKOTRAJNA - koja se nanose i traju u vremenu od nekoliko

delova do nekoliko celih sekundi.

• KRATKOTRAJNA ili opterećenja normalnog trajanja - koja se nanose sporo i

traju najviše 2 - 3 časa.• DUGOTRAJNA - koja se nanose veoma sporo i traju od nekoliko meseci do

nekoliko godina.

Podela opterećenja prema promenljivosti u toku vremena:

• Jednoznačna - jednokratna,

• Naizmenična i

• Ciklična.

Opterećenje se, takođe, može nanositi:• Sporo i

• Brzo.


6

Prema pravcu i smeru delovanja sile na elemente konstrukcije ili objekta,

razlikuju se sledeće osnovne vrste naprezanja:

• Aksijalno naprezanje na pritisak,

• Aksijalno naprezanje na zatezanje,

• Naprezanje na savijanje,

• Naprezanje na smicanje,

• Naprezanje na torziju i• Izvijanje.


7

Podela opterećenja prema načinu nanošenja i prema promenljivosti:

• STATIČKO OPTEREĆENJE - vremenom se ne menja ili se menja dovoljno

sporo (u elementu se menja samo potencijalna energija).

• DINAMIČKO OPTEREĆENJE - opterećenje sa vrlo brzim promenama, iliopterećenje koje se nanosi jednokratno, ali vrlo brzo - udar (menja se i

kinetička energija, odnosno element može početi da vibrira).


8

NAPON je unutrašnja sila u materijalu, sračunata na jedinicu površine

preseka u kome sila deluje. Razlikuju se:

• Normalni napon "" i

• Tangencijalni napon "".

Normalni (zatežući) napon " " je komponenta napona upravna na poprečni presek. Odredjuje se:

Gde je:Ft - sila koja deluje na telo, upravno na poprečni presek,

A - površina poprečnog preseka.

Tangencijalni (smičući) napon "", je komponenta napona

paralelna poprečnom preseku:

Gde je:

Fs - sila koja deluje na telo, paralelno poprečnom preseku

A - površina poprečnog preseka.

Površina,

Površina,

𝝈 =𝑭𝒕𝑨

, (MPa)

𝝉 =𝑭𝒔𝑨

, (MPa)

Inženjerski napon


9

• Jednoosno zatezanje: kabal

o

F

A

• Smicanje: pogonsko vratilo

o

Fs

A

Ski lift

Naponsko stanje

Poprečni presek


10

Canyon Bridge, Los Alamos, NM

• Pritiskivanje:

Ao

Balanced Rock, Arches National Park

Naponsko stanje


11

• Dvo-osno zatezanje: • Hidrostatički pritisak:

Fish under waterPlinski rezervoar

z > 0

> 0

< 0h

Naponsko stanje

Riba pod vodom


12

Ukratko o postupku definisanja:

Ispituju se na aksijalno opterećenim

uzorcima izloženim silama zatezanja ili

silama pritiska.

Na bazi apliciranih napona i na osnovuizmerenih izduženja crta se odgovarajući "

- " dijagram, koji se često naziva i radni

dijagram materijala.

Pod deformacijom se podrazumeva promena dimenzija ili oblika nekog elementa

pri delovanju spoljnih sila i drugih činioca.

(+) izduženje materijala

(-) skraćenje materijala

DEFORMACIONA SVOJSTVA

𝜎 =𝐹

𝐴

𝜀 =∆𝑙

𝑙0Mašinski/Tehnički materijali - Dr Marko Pantić

13

Elastična deformacija

F

bonds

stretch

return to

initial

1. Početno2. Malo

opterećenje3. Rasterećeno

Vraćanje na

početak

Po uklanjanju opterećenja

Elastična deformacija nestaje

Granično

izduženje

Pri niskim vrednostima spoljnih sila (i niskim

naponima) deformacija je samo elastična

(opružna); po rasterećenju ta deformacija

nestaje, a telo poprima prvobitni oblik.

U kristalnoj rešetki se elastična deformacija ispoljava samo malim otklanjanjem atoma iz

njihovog ravnotežnog položaja; otklon ne

prelazi polovinu parametra rešetke.


14

Plastična deformacija metala

Plastina deformacija po uklanjanju opterećenja ne nestaje!

1. Početno 2. Malo opterećenje 3. Rasterećenje

F

linear elastic

linear elastic

plastic elastic

Prekorači li veličina spoljašnje sile odredjenu

granicu dolazi do plastične (trajne) deformacije,

a po rasterećenju telo ostaje deformisano.

Pri trajnoj deformaciji menjaju atomi svoj položaj

za udaljenost najmanje jednaku parametru rešetke.



• Zatezni test:

Elastična i plastična deformacija


Oblast ulevo se koristi za procenu konstrukcionih osobina materijala (gde nije

dopuštena trajna deformacija), oblast udesno sadrži informacije potrebne za

tehnološke postupke, zasnovane na trajnim deformacijama (naročito pri

kovanju, valjanju).

Gornja granica tečenja

Donja granica tečenja

Žilav lom

Krt lom

Suženje

Deformacija,

Napon, H

H

Oblast

Interesantnaza konstruisanje

Oblast

Interesantnaza deformisanje

Oblast

Interesantnaza rezanje


Odredjivanje precizne granice izmedju elastične i trajne deformacije je

teško odrediti.

Zato se oblast elastičnih deformacija ograničava naponom pri kome ipakdolazi do merljive trajne deformacije koja se označava kao granica

elastičnosti.

Odredjivanje ove granice je dosta teško i dugotrajno.

U tehničkoj praksi se za napon, koji karakteriše početak trajne deformacije

uzima napon, koji izaziva trajnu deformaciju 0.2% i označava se kao

granica R0.2

Kod nekih metala može se početak trajne deformacije lako očitati sa

dijagrama kidanja.

Dostigne li napon vrednost koja odgovara tački H, dolazi do rasta trajne

deformacije, koji je praćen naglim padom napona.

Sniženje napona pri kojem se deformacija nastavlja, naziva se tečenjematerijala; tačka H koja prikazuje početak trajne deformacije označava se kao

gornja granica tečenja ili samo napon tečenja.

Deformacija H, koja odgovara tački H, može se smatrati za granicu izmedju

elastične i trajne deformacije.

18

• Izduženje: • Suženje:

• Smičuća deformacija:

/2

/2

/2 -

/2

/2

/2

L/2L/2

Lowo

= tan

Inženjerska deformaija


19

Žilav prelom: Al Krt prelom: kaljen čelik

Meki metali (Au, Pb)

polimeri,

A B C

• B je uobičajen način.

• Duktilni prelom je poželjan.

Zašto?

• Krt prelom: bez upozorenja.

Žilav Krt

Prema načinu na koji se deformišu materijali se mogu podeliti na:

ŽILAVE MATERIJALE - kod kojih su uočljive znatne deformacije pre nego što

dođe do loma, pa je karakteristično svojstvo žilavost, npr. čelik ili guma; (obično

dobro podnose i pritisak i zatezanje).

KRTE MATERIJALE - kod kojih do loma dolazi naglo, bez znatnih prethodnihdeformacija, pa se govori o krtosti, npr. keramika ili staklo. (obično dobro podnose

samo pritisak).


20

• Modul elastičnosti, E:

(zove se još i Jungov modul elastičnosti)

• Hukov zakon:

Jedinica:E: GPa, MPa, kPa

Linearna elastičnost

Jednoosno

zatezanje

= E

Izmedju elastične

deformacije (ε) i napona (σ)

postoji linearna zavisnost

koja je poznata kao Hukov

zakon:



0.2

8

0.6

1

Magnesium,

Aluminum

Platinum

Silver, Gold

Tantalum

Zinc, Ti

Steel, Ni

Molybdenum

Graphite

Si crystal

Glass-soda

Concrete

Si nitrideAl oxide

PC

Wood( grain)

AFRE( fibers)*

CFRE*

GFRE*

Glass fibers only

Carbon fibers only

Aramid fibers only

Epoxy only

0.4

0.8

2

4

6

10

20

40

6080

100

200

600800

10001200

400

Tin

Cu alloys

Tungsten

<100>

<111>

Si carbide

Diamond

PTFE

HDPE

LDPE

PP

Polyester

PSPET

CFRE( fibers)*

GFRE( fibers)*

GFRE(|| fibers)*

AFRE(|| fibers)*

CFRE(|| fibers)*

Metali

Legure

Grafit

KeramikePoluprovodnici

PolimeriKompoziti

E(GPa)

109 Pa

Modul elastičnosti, E

Ekeramike

> Emetala

>> Epolimera


• Modul elastičnosti

na smicanje, G:

1

G

= G

• Zapreminski

modul elastičnosti, K:P

P P

M

M

Prost

torzioni

test

Pritisni

test

Modul klizanja

Zapreminski modul elastičnosti

Vo – početna zapremina

DV – promena zapremine

23

• Poasonov koeficijent, n:

bez promene zapremine: n = 0.5

metali: ~ 0.33

keramike: ~0.25

polimeri: ~0.40

Jedinica:

n: bezdimenziona

Poasonov koeficijennt

Poprečna deformacija, L

• Odnosi za izotropne materijale:

G

E

2(1 n) K

E

3(1 2n)

Jednoosno

zatezanjeUzdužna deformacija,



Plastična (duktilna) deformacija kristalnih materijala nastaje:

klizanjem ili

dvojnikovanjem

I ostvaruje se kretanjem dislokacija. U oba slučaja reč je o trajnoj

promeni oblika, izazvanoj smičućim naponima dovoljne veličine.

Pri plastičnoj deformaciji klizanjem,

tim naponom izaziva se pomeranje

dva dela kristala duž odredjenih

kristalografskih ravni, na udaljenost

koja odgovara vektoru rešetke

(medjuatomskoj udaljenosti),

odnosno celom umnošku vektora

rešetke.

Plastična deformacija klizanjem


Ako se postepeno povećava sila opterećenja koja deluje na kristal, najzad će

smičući naponi u pogodnoj kristalografskoj ravni (tzv. ravni klizanja) dostići kritičnu

vrednost tzv. kritičan napon klizanja i započeće deformacija klizanjem; jedan deo

kristala se pomera po ravni klizanja u odnosu na drugi deo.

Smičući napon


Dvojnikovanje

Plastična deformacija dvojnikovanjem

Pri dvojnikovanju smičući naponi u odredjenom delu kristala dovode do

pomeranja većeg broja susednih atomskih ravni.

Za razliku od klizanja, pri plastičnoj deformaciji dvojnikovanjem dolazi do

pomeranja mnogih atomskih ravni, tako da relativno pomeranje atoma

susednih ravni ne odgovara celom vektoru rešetke.

Deformisani deo kristala ima drukčiju orijentaciju rešetke, nego što je ima

osnovna rešetka.


a) b)

Orijentacija rešetki i oblik zrna: a) nedeformisani sistem, b) deformisani sistem

Sa porastom stepena deformacije menja se oblik zrna.

Npr. početna poliedarska zrna se izdužuju u pravcu preovladjujuće deformacije, a od njih zatim nastaju veoma izdužena vlakna sa relativno malim poprečnim

dimenzijama.

U toku plastične deformacije menja se takodje orijentacija rešetke u pojedinim

zrnima; kod nedeformisanih zrna je orijentacija obično slučajna, a tokom

deformacije se menja u usmerenu.

Deformaciono ojačanje

Ovaj fenomen naziva se radno otvrdnjavanje, deformaciono ojačanje.


• Kako utiče valjanje na polikristalne metale ?

9

- pre valjanja - posle valjanja

235 mm

Zrna su

aproksimativno sferična i slučajno

orijentisana

Efekat valjanja na

orijentaciju zrna

Pravac valjanja


Hladno valjanje lima

Plastična deformacija

Hladno valjanje


Metodi ispitivanja metala i legura

Delovi mašina i uređaja izloženi su u eksploatacionim uslovima različitim

vrstama opterećenja, a ponekad i povišenim ili sniženim temperaturama ili pak

korozionom dejstvu. Da bi se ustanovio "odgovor" materijala na razne uslove

spoljnjeg opterećenja neophodna su laboratorijska ispitivanja, koja kad je reč o

mehaničkim osobinama treba da budu maksimalno prilagođena realnim

uslovima u kojima delovi rade. Testiranjem materijala ne dobijaju se samo

podaci potrebni za projektovanje i konstrukciju delova mašina već i neke

karakteristike koje se odnose na mogućnost prerade poluproizvoda u finalne

proizvode. Jednom rečju mehaničke osobine metala obuhvataju svojstva

otpornosti i svojstva deformacije.

Mehaničke osobine materijala


ISPITIVANJE MATERIJALA

32

Maksimalna veličina napona neposredno pre loma materijala naziva se

ČVRSTOĆA MATERIJALA.

Čvrstoća materijala se objašnjava kao:

Sposobnost materijala da se suprostavi unutrašnjim naponima tj. deformacijama

i lomu, koji se u materijalu javljaju kada na njega deluju spoljne sile ili drugičinioci.

Naponi u materijalu mogu biti i posledica deformacija ili sprečenih deformacija

koje su prouzrokovane:

• Promenama temperature,

• Skupljanjem,• Bubrenjem i dr.

ČVRSTOĆA MATERIJALA POD STATIČKIM OPTEREĆENJEM

U zavisnosti od nabrojanih vrsta naprezanja materijala, može se govoriti o

sledećim čvrstoćama:

Čvrstoća na pritisak,

Čvrstoća na zatezanje,

Čvrstoća na savijanje,

Čvrstoća na uvijanje (torziju) i

Čvrstoća na smicanje.

Normalni naponi Tangencijalni naponi



Ispitivanje zatezanjem

Zasniva se na sporom zatezanju uzorka standardnog oblika i dimenzija

na uredjaju koji se zove kidalica. Ona je opremljena dinamometrom za

merenje sile i pisačem koji u svakom momentu zapisuje zavisnost

izduženja od sile. Pomoću podataka zabeleženih pri ispitivanju i

izmerenih na prekinutom uzorku određuju se:

• Zatezna čvrstoća, Rm, MPa (Zatezna čvrstoća),

• Napon tečenja, R0,2, MPa (Gornja granica tečenja, ReH),

• Izduženje A5,65, A11,3, % (Indeksi se odnose na radnu dužinu),

• Suženje Z, % (Kontrakcija),

• Modul elastičnosti E, MPa.


Zatezna čvrstoća je pokazatelj kvaliteta materijala, koji se ne koristi kao

proračunska veličina kod duktilnih materijala.

Napon tečenja je najvažnija veličina za proračun (dimenzionisanje) mašinskih

delova. Najveći nivo napona kojim se deo sme opteretiti mora biti niži od napona

tečenja, što se za odgovorne konstrukcije definiše stepenom sigurnosti.

Izduženje može biti bolji pokazatelj metalurškog kvaliteta čelika nego jačina, jer u

slučaju poroznosti ili nemetalnih uključaka A drastično opada.

Suženje je bitan pokazatelj obradljivosti metala plastičnim deformisanjem.

Karakteristike otpornosti materijala

Karakteristike plastičnosti materijala

Ispituje se aksijalnim zatezanjem prizmatičnih

ili cilindričnih uzoraka.


Karakteristične tačke:

E – granica elastičnosti,

P – granica proporcionalnosti,

T – granica tečenja,

M – maksimalna sila,

K – sila kidanja.

36

Ravnomerna deformacija Lokalizovana deformacija

A – Trenutna površina

poprečnog preseka epruvete

A0 – Početna površina

poprečnog preseka epruvete

STVARNI DIJAGRAM ZATEZANJA


37Mašinski/Tehnički materijali - Dr Marko Pantić

38

Analizom brojnih preloma mašinskih delova koji su dugo bili izloženi naizmenično

promenljivom opterećenju (npr. klipnjača, osovina i sl.), ustanovljeno je da radni

naponi nisu prelazili napon tečenja. Pošto lomovi nisu nastali zbog unutrašnjih

grešaka (porozna mesta, nemetalni uključci) pretpostavilo se da je došlo do

zamora materijala usled dugotrajnog rada.

Nasilni lom

Zamorna

prslina

Inicijalna

prslina

Zamorni prelom

Odredjivanje dinamičke izdržljivosti


39

50

40

30

10

0105 106 107 108 109

Nloma

Napon

Al legure

Meki čelik

Zamorna

čvrstoća

Velerov dijagram

Granična vrednost napona koju

materijal praktično izdržava bez obzira

na broj ciklusa ponovljenih opterećenja

zove se dinamička jačina (dinamička

čvrstoća, dinamička izdržljivost, zamorna čvrstoća).

Laboratorijskim ispitivanjima uzorka

promenljivim opterećenjem na

mašinama koje se zovu pulzatori,

dobijaju se Velerove krive.


40

DEFINICIJA:

Otpornost na udar čvrstih materijala predstavlja sposobnost materijala (metali,

drvo) da se pod dejstvom udarnog opterećenja tako deformišu da ne dođe do

pojave naprslina na uzorku ili do njegovog loma.

Ispitivanja se obično sprovode na uzorcima prizmatične forme sa zarezom koji seizlažu opterećenju na savijanje.

Najčešće se primenjuje sistem proste grede ili konzole.

Dispozicija ispitivanja

pomoću udarnog

opterećenja

Šarpi metoda Metoda po Izodu

Udarna žilavost


41

Energija koja se utroši pri udarnom

savijanju je merilo osetljivosti materijala na

lokalnu koncentraciju napona. Ispitivanje

udarne žilavosti prvi je uveo Šarpi

(Charpy) i definisao je kao rad potreban za

prelom probnog uzorka preseka 1 cm2,

koji sadrži žleb propisanih dimenzija.

Ovako definisana veličina udarne žilavosti

nema fizički karakter, pa rezultati mogu biti

uporedivi samo ako su dobijeni na istim

probnim uzorcima i u istim uslovima.

Metali skloni krtom lomu razaraju se pri

malom utrošku energije i gotovo bez

vidljive deformacije na mestu preloma.

Šarpijevo klatno za ispitivanje žilavosti

Šarpi metoda


42

aYK fIC ]mMPa[]K[ IC

ŽILAVOST LOMA KIC

Proračun mašinskih delova dugo se zasnivao na naponu tečenja i stepenu

sigurnosti. Pored toga što su radni naponi bili niži od dozvoljenih dolazilo je do

iznenadnih lomova, naročito u uslovima ravanskog stanja deformacija. Lom

nastaje zbog rasta inicijalnih prslina na mestima uključaka i drugih

diskontinuiteta, na koje su posebno osetljivi metali visokog napona tečenja ivelike jačine. Zato je za ovu klasu materijala uveden pojam žilavost loma, koji

se odnosi na otpor širenju prsline.

Veza izmedju napona koji dovodi do

oštećenja (σf, MPa) i žilavosti loma

(KIc , Mpa m1/2) data je izrazom

gde je:

a - dužina ivične prsline

Y (a/W)- faktor oblika zavisan od

geometrije konstrukcionog dela


../../../../inge4001/Spring2004/Presentations/Movies/KIC-brittle.MOV

43

Ispitivanje tvrdoće

Pod tvrdoćom podrazumevamo fizičko svojstvo, tj. otpor kojim se suprostavlja

jedno telo ka prodiranju drugog tvrdjeg tela u njegovu površinu.

Tvrdoća se može odrediti:

• statičkim,

• dinamičkim iKod statičkih metoda sila ispitivanja koja deluje na utiskivač postepeno raste do

maksimalne vrednosti. Kod dinamičkih ispitivanja sila na utiskivaču se ostvaruje

udarom, ili se pak tvrdoća odredjuje na osnovu elastičnog odskoka utiskivača od

površine koja se ispituje.

STATIČKE METODE DINAMIČKE METODE

Brinel (Brinell) metoda HBS, HBW Poldi (Poldy) metoda, HP

Vikers (Vickers) metoda, HV Skleroskopska metoda (po Šoru (Shore)),

HSh

Rokvel (RockweIl) metoda, HRC,

HRB Duroskopska metoda, HD

Knup (Knoop) metoda, HK


44

Brinelova tvrdoća (HBS ili HBW)

meri se na ravnom uzorku utiskivanjem

čelične ili kuglice od tvrdog metala

prečnika D = 10, 5, 2.5 mm. Na osnovu F, D i prečnika otiska d,

izmerenog na mikroskopu ugradjenom u

Brinelov aparat, računa se tvrdoća:

2 2

2FHB

D D D d

Najveća tvrdoća koja se može meriti sa utiskivačem od kaljene čelične kuglice

je 450 HB, a sa kuglicom od tvrdog metala, ta je granica 750 HB.

Izmedju jačine na kidanje konstrukcionih čelika u normalizovanom stanju i

tvrdoće HB ustanovljena je empirijska veza .

Kuglica

Otisak


45

Vikersova tvrdoća (HV)

meri se pomoću dijamantske

piramide sa uglom pri vrhu od

136º koja se utiskuje pod opterećenjem u materijal.

Tvrdoća po Vikersu izračunava

se prema izrazu:

2

1.854FHV

d

Metoda po Vikersu naročito je pogodna za kontrolu tvrdoće veoma tvrdih površina

kao što su kaljene, cementirane, nitrirane ili difuziono metalizirane. Pored toga

mogu se meriti tvrdoće tankih predmeta ako se primene mala opterećenja kojima

se deluje na utiskivač.

Tvrdoća HV bliska je tvrdoći HB u granicama 250-600; izvan ovog intervalatvrdoće se znatno razlikuju, te za prevodjenje jedne u drugu služe uporedne

tablice.

Otisak

Materijal

Utiskivač

- piramida


46

Rokvelova tvrdoća (HRC, HRB)

meri se direktnim očitavanjem na skali aparata. Utiskivač kod metode HRC je dijamantska kupa sa uglom od 120º.

Druga skala HRB upotrebljava se za merenje tvrdoće relativno mekših materijala(HB < 400). Kao utiskivač koristi se čelična kuglica prečnika 1/16 inča.

Merenje tvrdoće po Rokvelu je veoma brzo, a otisak je gotovo nevidljiv.

HRB HRC

predopterećenje

predopterećenje predopterećenje

predopterećenje

Glavno opterećenje

Glavno opterećenje

Utiskivač kuglica Utiskivač kupa


47

Skleroskopska tvrdoća ili tvrdoća po Šoru (HSh)

odredjuje se prema visini elastičnog odskoka malog tega kojislobodno pada sa odredjene visine. Posle merenja ne ostaju nikakvi

tragovi, koji bi mogli delovati kao inicijalne prsline kod dinamički

opterećenih delova.



Izgled utiskivača Metoda Utiskivač

Bočni pogled Pogled odozgo Opterećenje

Formula za

izračunavanje tvrdoće

Brinel

Kuglica od

čelika ili

volfram karbida

prečnika 10 mm

D

d

d F

2 2

2

( )

FHB

D D D d

Vikers Dijamantska

piramida

136°

d 1d1

F 2

1.854HV

d

Knup Dijamantska

kupa

t

l / b=7.11b / t=4.00

b

l

F 2

14.2HK

l

Rokvel

A

C

D

Dijamantska

kupa

120°

t

d

60 kg

150 kg

100 kg

HRA

HRC

HRD

100-500 t

B

F

G

1/16" prečnika

čelične kuglice

E 1/8" prečnika

čelične kuglice

t

d

100 kg

60 kg

150 kg

100 kg

HRB

HRF

HRG

HRE

130-500 t

Metode merenja tvrdoće

49

Ispitivanje bez razaranja - defektoskopija je kontrola kvaliteta polufabrikala ili

gotovih proizvoda bez njihovog razaranja, primenom različitih fizičkih metoda, a

pomoću posebno izrađenih pribora.

Sve metode ispitivanja bez razaranja se zasnivaju na utvrđivanju da li se na

predmetu ispitivanja utvrđuju pramene u njegovoj kompaktnosti, strukturnoj građi,hemijskom sastavu, odnosno izmeni nekih fizičkih svojstava.

Najrasprostranjenije metode kontrole bez razaranja su:

• vizuelna metoda kontrole,

• magnetne metode – fero fluks,

• metoda vrtložnih struja,

• ispitivanje ultrazvukom,

• rendgenografija,

• gamaradiografija i

• fluroscentna i penetrantna proba.

ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJE (DEFEKTOSKOPIJA)



Hvala na pažnji

Documents

materijala. Metali i legurenastavnimaterijalvtsz.files.wordpress.com/2018/10/predavanje_3_-_ponasanje...Metali i legure. 2 Osnovne osobine (kriterijumi) koje materijal mora zadovoljiti