Predavanja 2-Materijali

8/8/2019 Predavanja 2-Materijali

1/68

1

MATERIJALI

A G R O M

E D

I T E R

A N S K I F A K U L T E T

-

M O S

T A R UNIVERZITET DEMAL BIJEDI

- MOSTAR AGROMEDITERANSKI FAKULTET


2/68

Mehanizacija u poljoprivredi 2

1. Mainski

materijali,

2. Gra evinski materijali i

3. Elektrotehni ki

materijali.

Mainski

materijali

su

dominantni

materijali

poljoprivredne

tehnike (traktor,

kombajn, suara, muzni

ure aj

i sl.)


3/68


METALNI MATERIJALI

Metalni

materijali

su

najzastupljeniji

mainski

materijali. Ovi

materijali

su

tehni ki

isti

metali(hemijski

elementi) ili, naj e e, smjee

metala, njihovih

jedinjenja

i nekih

nemetalnih

materijala.

Metali

su

kristalne

gra e, dobri

su

provodnici

toplote

i elektri ne

struje,

mogu

se plasti no deformisati

(kovati, gnje iti

i sl.) i neprozirni

su.

Metali

se prakti no

u prirodi

ne

nalaze

u elementarnom

obliku. Hemijska

jedinjenja

metala

koji

se ekonomi no

mogu

eksploatisati

iz

prirode

i naknadno

prera ivati

nazivaju

se metalne

rude.U

metalurkim

postrojenjima

rude se prera uju

sa

ciljem

da

se dobiju

metalni

materijali

upotrebljivi

za

izradu

dijelova

raznih

maina

i ure aja. U metalurkim

pogonima

naj e e seproizvode

poluproizvodi

koji

odlaze

u fabrike

i radionice

na

dalju

preradu

u kona ne

proizvode.

Metali

se naj e e

koriste

kao

smjee. U smjei

u estvuju

metali, ali

mogu

biti

zastupljena metalna

jedinjenja

ili

nemetalni

materijali. Ovakve

smjee

nazivaju

se

legure . Legure

se

daleko

vie

koriste

u praksi

u odnosu

na

tehni ki

iste

metale.


4/68


eljezo

i legure

eljezaTehniki

isto

eljezo

se ne

koristi

kao

materijal.

eljezo

je

najvanija

komponenta

legura

eljeza.

Rude iz

kojih

se dobijajueljezni

materijali

su: magnetit, hematit, limonit,

siderit

i pirit. Ove

rude se

prera uju

u visokim

peima, gdje se pored njih, dodaje

krenjak

i koks. Pri

vrlovisokim

temperaturama

dolazi

do hemijskih

reakcija,

koje, prije

svega, redukujueljezne

okside, tako

da

se kona no

dobija

sirovo

gvoe,

koje, pored eljeza, u

sebi

sadri

ugljenik, silicijum, managan

i primjese

(sumpor,

fosfor...). Sirovogvoe

je

osnova

za

proizvodnju

legura

eljeza.

Legure

eljeza

su:

elik, liveno

gvo e .


5/68


elik

se dobija

preradom

sirovog

gvoa

u Simens-Martinovim

peima,

konvertorima ili elektrinim peima. Koji postupak e se koristiti zavisi od vrsteelika

koje

eli

da

se proizvede.

Liveno

gvoe

se dobija

od

sirovog

livenog

gvoa. Prerada

se,

najee,obavljau kupolnim

ili

elektrinim

peima.

Sirovo

gvoe

se dijeli

prema

formi

ugljenika, koji

se nalazi

u njemu, na:

1.

Bijelo

sirovo

gvoe,2.

Sivo

sirovo

gvoe i

3. Polusivo sirovo gvoe.Bijelo

sirovo

gvoe

se karakterie

po

tome to

je

ugljenik, koji

ulazi

u njegov

sastav, u formi

jedinjenja

eljeza

i ugljenika. To jedinjenje

se naziva

cementit (Fe3

C). Cementit

je

bijele

boje, te

se ovo

sirovo

gvoe

zbog

toga tako

i naziva.

Bijelo

sirovo

gvoe je sirovina za dobijanje elika

i bijelog

livenog

gvoa.U sivom

sirovom

gvou

ugljenik

se nalazi

u elementarnoj

formi

grafitu, to

mu

u prelomu

daje

sivu

boju. Ono je

sirovina

za

dobijanje

sivog

livenog

gvoa.

Polusivo

sirovo

gvoe

u sebi

sadri

ugljenik

u obje forme

(cementit

i grafit). Slui

za

dobijanje

nekih

vrsta

elika

i livenih

gvoa.


6/68Mehanizacija u poljoprivredi 6

elik

je

legura

eljeza

koja

sadri

manje

od

2,14% ugljenika. Ugljenik

se u

elikumoe

nai

u elementarnoj

formi

(grafit) i u formi

cementita. Pored ugljenika u

eliku

su

redovno

prisutni

i drugi

elementi. Fosfor, sumpor, azot

i kiseonik

loeutiu

na

osobine

i zbog

toga se nazivaju

tetnim

primjesama. Mangan

i silicijum

su,

takoer, uvijek

prisutni

u eliku, ali

nisu

tetni.

Ako

u eliku

pored tetnih

elemenata

ima

manje

od

0,6% mangana

i manje od0,6% silicijuma, a nema

drugih

namjerno

dodatih

(legirajuih) elemenata

tada je

re

o ugljeni nom

eliku.

Ugljenini

elici

su

najee

koritena

vrsta

elika

zbog

njihove

nie

cijene.

Oni sedijele

na:

- konstrukcione elike

ako

je

sadraj

ugljenika

manji

od

0,8% i- alatne elike

ako

je

sadraj

ugljenika

vei od 0,8%.

Konstrukcioni

elici

su

meki

i lake

se prera uju. Ovo

su

najjeftniji

elici

i koristese za

opte

konstrukcione

namjene.

Alatni

elici

su

vri i tvri, pa im

ove

osobine

odreuju

namjenu. Treba

napomenutu

da

na

osobine

ugljeninih

elika,

pored sadraja

ugljenika, zna ajno

utiu naini

termike

i mehanike

obrade.



Ako se eliku namjerno dodaju elementi, da bi se poboljale njegove osobine, dobijaju

se legirani

elici. Elementi, koji

se dodaju, nazivaju

se legiraju i

lementi.U zavisnosti

od

toga kakve

se osobine

od elike

ele

dobiti, dodaju

se slijede i

elementi:silicijum

-

Si, mangan

Mn, hrom

Cr, nikl

Ni, volfram

W, molibden

Mo,

vanadijum

V, kobalt

-

Co, titan

Ti itd. Svaki

od

ovih

elemenata

utie naodreene

mehanike, hemijske

ili

druge

osobine. U zavisnosti

od

koliine

i vrstelegirajuih

elemenata

dobijaju

se slijede i legirani elici:

-

elici

za

opruge,-

elici

otporni

na

habanje

(elici

otporni

ne

velike

povrinske

pritiske),-

vatrootporni

elici

(elici

predvieni

za

rad

na

visokim

temperaturama),

-

elici

za

poviene

temperature,- nehr ajui

elici,

-

alatni

legirani

elici,-

magnetni

elici,-

elici

za

mjerne instrumente

itd.

Legirani

elici

se dijele

na:-

niskolegirane

(manje

od

5% legiraju ih

elemenata) i

-

viskolegirane

(vie

od

5% legiraju ih

elemeneta).



Liveno

gvo e

je

legura

eljeza

koja

sadri

vie

od

2,14% ugljenika. Ova legurase iskljuivo

oblikuje

livenjem. Liveno

gvoe se dijeli na:

-

bijelo

liveno

gvoe,- sivo liveno gvoe,-

temperovani

liv

i

- nodularni

liv.

Bijelo

i sivo

liveno

gvoe

se razlikuju

po

tome u kakvoj

formi

je

ugljenik

unjemu

(cementit

ili

grafit).

Temperovani

i nodularni

liv

se karakteriu

po

tome to

su

specijalnim

postupcima

postignuti posebni rasporedi ugljenika u strukturi materijala.Liveno

gvoe

moe

biti

legirano. Najee

se legiranje

obavlja manganom

i

silicijumom. Liveno

gvoe je znatno jeftiniji materijal od elika.Zbog

ove

osobine, ali

i zbog

toga to

ovaj

materijal

ima

odreenu

vrstou i

tvrdou liveno gvoe je najrasprostranjeniji mainski materijal. Pored navedenihosobina

treba

istai da su livena gvoa

otpornija

na

koroziona

dejstva

od

elika.

Veoma

vana

osobina

sivog

livenog

gvoa

je

dobro

amortizovanje

vibracija. Ovaosobina

i niska

cijena

odredili

su

da

se ve ina

postolja

maina, blokovi

motora

i sl,

izrauju od ovog materijala. Npr., traktor je sainjen od 60-70% livenog gvoa, aostatak

su

ostali

mainski

materijali.



OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE

U obojene

metale

svrstavaju

se svi

metali

koji

se upotrebljavaju

u tehniciosim

eljeza. U dananje

vrijeme

upotrebljava

se veoma

veliki

broj

razliitih

metala.Meutim, veoma

malo

obojenih

metala

se upotrebljavaju

kao

isti

(tehni ki).

Uglavnom se upotrebljavaju smjee ovih metala (legure).Metali

koji

se upotrebljavaju

u tehnici

kao

tehniki

isti

su:

-

bakar,-

aluminijum,

- kalaj,-

olovo

i- cink.

Ima

jo

metala

koji

se upotrebljavaju

kao

isti, ali

u veoma

specifinim

sluajevima.Bakar

(Cu)

je

jedan

od

nastarijih

metala

koje

je

ovjek

upotrebio. Meutimnjegova

mala

vrstoa

je

u sadanjem

vremenu

veoma

ograniila

njegovu

upotrebu. Ali, njegova

izuzetno

dobra provodljivost

elektrine

struje

i veoma dobraotpornost

na

koroziju

su

odredili

da

se ovaj

metal neprikosnoveno

upotrebljava

kao

elektrini

provodnik

(elektrotehni ki

materijal). Bakar

je

veoma

vaan

metalza

izradu

velikog

broja

raznih

legura.



OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE

Aluminijum

(Al)

je

metal koji

se, posle

eljeznih

materijala

najvieupotrebljava. Njegova

vana

osobina

je

mala

gustina. Konstrukcije

odaluminijuma

ili

njegovih

legura

su

mnogo

lake

od

elinih

konstrukcija.Oekivalo

se da

e

cijene

aluminijuma

opadati

tokom

vremena, te

tako

ugroziti

elik, ali

se to nije

desilo. Aluminijum

se, kao

tehniki

ist

metal, upotrebljava

zarazne konstrukcije i druge namjene, gde je osnovni uslov to manja masa.Aluminijum

ima

i dobru

otpornost

na

koroziju, a solidan

je

provodnik

elektrine

struje. U nekim

sluajevima

se upotrebljava

i za

elektrine

provodnike.Aluminijum

se veoma

mnogo

upotrebljava

kao

osnovni

materijal

za

izradualuminijumskih

legura.

Kalaj

(Sn)

se retko

upotrebljava

kao

tehniki

ist

metal. On se upotrebljavakao

dodatni

materijal

za

meko

lemljenje. Meutim, treba

imati

u vidu

da

se kalaj

esto

upotrebljava

kao

komponenta

za

legure.Olovo

(Pb)

je

ranije

imalo

eu primjenu kao tehni ki

ist

metal. Njegove

osobine

su: veoma

dobra plasti nost, otpornost

na

koroziju

i velika

masa. Oveosobine

mu

i odreuju

primjenu. Kao tehni ki

ist

metal ranije

se esto

upotrebljavao

za

kanalizacione

cevi. U danjanje

vreme

se upotrebljava

uakumulatorima, tegovima, protivtegovima

itd. Koristi

se kao

komponenta

za

izradu

legura.Cink

(Zn)

se prakti no

ne

upotrebljava

kao

ist

metal. Izuzetak

je

sluaj

kada

se ovaj

metal koristi

za

galvansko

presvlaenje

drugih

materijala, naj ee

elika, jer

ima

veoma

dobru

otpornost

na

koroziju. Pocinkovani

elini

lim

je

upravo

ovakav

materijal. Njegova

povrina

je

prekrivena

tankim

slojem

cinka

u svrhuzatite

od

korozije. Cink

se esto

upotrebljava

kao

legirajui element.


11/68


Mesing

je legura bakra u kojoj je glavni legiraju i element cink. U mesingu,moe biti i drugih legiraju ih elemenata, ali manje nego cinka. Postoje razne vrstemesinga, ali se svi oni odlikuju dobrom korozionom postojano u i solidnomvrstoom i tvrdo om. Mesing se u tehnici upotrebljava za cijevne armature, puneprenosnike i druge dijelove gdje su njegove osobine bitne.

Bronza

je legura bakra i legiraju ih elemeneta, s tim to cink nije glavnilegirajui element. U tehnici se upotrebljava veliki broj raznih vrsta bronzi. Ovelegure su tako e otporne na koroziju, lako se liju i mogu se plasti no deformisati.Bronze se koriste za izradu kliznih leajeva, cijevi i za druge namjene. Premaglavnom legiraju em elementu bronze se dijele na:

-

kalajne bronze,-

olovne bronze,

-

aluminijumove bronze,- berilijumove bronze itd.


12/68


Aluminijumove legure

se odlikuju malom gustinom, odnosno malom masom dijelovaizraenih od ovih legura. Savremene letjilice su nezamislive bez ovih legura.Pored toga legure alumijuma se koriste za gra evinske konstrukcije, klipovemotora, razne dijelove komplikovanog oblika itd. Generalno, aluminijumove legurese razvrstavaju u dve grupe:

-

legure namenjene za obradu livenjem i- legure namenjene za obradu deformisanjem.

O legura nemjenjnih za obradu livenjem treba ista i poznatu leguru silumin, aod legura namjenjenih za obradu deformisanjem optepoznat je duralumnijum.Veliki je broj ostalih legura koji se koriste u tehnici:

-

legure za leajeve,-

lake legure na bazi titana,

-

lako topljive legure,-

teko topljive legure,

-

litografske legure,-

tvrde legure,

-

niklove legure,-

super legure itd.


13/68


NEMETALNI MATERIJALI KERAMIKI MATERIJALI POLIMERNI MATERIJALI KOMPOZITNI MATERIJALI

OSTALI MATERIJALI

(STAKLO, DRVO, ZAPTIVNI

MATERIJALI, TEKSTIL, KOA I DR)


14/68


KERAMIKI MATERIJALI

KERAMIKI MATERIJALI SU NEORGANSKI MATERIJALI KOJI SE SASTOJE OD NEMETAL

METALNIH ELEMENATA VEZANIH PRETENO JONSKIM I (ILI) KOVALENTNIM VEZAMA

KERAMIKI MATERIJALI SU U OPTEM SLUAJU TVRDI I KRTI SA MALOM ILAVOU IPLASTINIU. DOBRI TOPLOTNI I ELEKTRINI IZOLATORI.

VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA. DOBRA HEMIJSKA STABILNOST. TRADICIONALNI KERAMIKI MATERIJALI - GRAEVINARSTVO.

TEHNIKI KERAMIKI MATERIJALI (TEHNIKA KERAMIKA)

MAINSTVO I OSTALETEHNIKE PRIMJENE

PODJELA1. KONSTRUKCIONI MATERIJALI,2. VATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALI,3. KERAMIKI ABRAZIVNI MATERIJALI,4. TVRDI METALI ZA REZNE ALATE,5. ALATNA KERAMIKA

6. SUPERTVRDI MATERIJALI


15/68


KERAMIKI MATERIJALIKONSTRUKCIONI MATERIJALIIZRAUJU SE NA BAZI: ALUMINIJUM-OKSIDA, CIRKONIJUM-OKSIDA lSILICIJUM-KARBIDA, VISOKA TVRDOA I VRSTOA, NISKAILAVOST, PROBLEM OBRADE I SPAJANJA SA METALOM.UPOTREBA: DIJELOVI MOTORA, RADNA KOLA SPECIJALNIHKOMPRESORA, VASIONSKA TEHNIKA...


16/68


KERAMIKI MATERIJALIVATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALIVATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALI DIJELE SE NA:KISELE (SiO2, AI2O3) I BAZNE (MgO, CaO I Cr2O3).NISKA TOPLOTNA PROVODNOST, DOBRE MEHANIKEOSOBINE NA VISOKIM TEMPERATURAMA.OBLIK PROIZVODA: OPEKE, MASA ZA NABIJANJE I BRANOUPOTREBA: IZOLACONI l VATROSTALNI MATERIJAL ZALOITA KOTLOVA I PEI,VASIONSKA TEHNIKA


17/68


KERAMIKI MATERIJALIKERAMIKI ABRAZIVNI MATERIJALITOPLJENI ALUMINIJUMOKSID I SILICIJUM-KARBID.ESTICE KERAMIKE GRUPIU SE POMOU VEZIVNIH SREDSTAVA.VEZIVNA SREDSTVA: PEENA KERAMIKA, ORGANSKE SMOLE, GUMA...ESTICE IMAJU VEOMA OTRU I TVRDU IVICU (MIKROTVRDOA)TEMPERATURA UPOTREBE 900 -

2000 C.OBLICI PROIZVODA: BRUSNI PAPIR, BRUSNE TRAKE I BRUSNI KAMEN.NAMJENA: ALATI ZA BRUENJE I POLIRANJE.


18/68


KERAMIKI MATERIJALITVRDI METALI ZA REZNE ALATEIZRAUJU SE OD FINO USITNJENIH TVRDIHESTICA (PRAHA)METALNIH KARBIDA VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA.KAO VEZIVNO SREDSTVO NAJEE SE KORISTI KOBALT (Co), ARIJETKO Ni I Fe.OSNOVNI JE VOLFRAM-KARBID (WC), A PONEKAD SE DODAJU UMANJIM KOLIINAMAKARBIDI TITANA, TANTALA I NIOBIJUMA.

OBLIKUJU SE SINTEROVANJEM.KOBALT SE PRAKTINO NE RASTVARA U VOLFRAM-KARBIDU,RASTVORLJIVOST DO 1%.KOBALT POPUNJAVA MEUPROSTOR.Fe i Ni SE RASTVARAJU U VEOJ MERI U WC.

1) TVRDI METALI WC-Co -

REZNI ALAT ZA LIVENA GVOA INEMETALE.2) TVRDI METALI: WC, TITAN-KARBID, TANTAL-KARBID

REZNIALAT ZAELIK.TVRDOA DO 93 HRA.TVRDOA NA POVIENIM TEMPERATURAMA ZAVISI OD KOLIINEVEZIVA (Co)

TO MANJE Co TO JE TVRDOA VEA.VIE Co VEA SAVOJNA, A MANJA PRITISNAVRSTOA.TiC SA VEZIVOM Ni IMA MANJU TVRDUU ALI DOBU DINAMIKUOTPORNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU I OTPORNOST NA UDAR.PORED UPOTREBE ZA ALATE KORISTI SE I ZA DRUGE NAMJENEGDJE SE TRAI DOBRA OTPORNOST NA HABANJE.

OBLICI PROIZVODA: PLOICE SA VE

FORMIRANOM REZNOM

IVICIOM. PLOICE SE PRIVRUJU TVRDIM LEMLJENJEM ILIMEHANIKOM VEZOM.


19/68


KERAMIKI MATERIJALI

ALATNA KERAMIKAVEOMA FINI PRAH ALUMINIJUM-OKSIDA. SINTEROVANJE.DODAVANJE DRUGIH KERAMIKIH MATERIJALA VEOMA MALO.VISOKA TVRDOA, HEMIJSKA OTPORNOST, OTPORNOST NA HABANJE.OBLIK PROIZVODA: PLOICE (KAO KOD TVRDIH METALA).

SUPERTVRDI MATERIJALI1) DIJAMANT: PRIRODNI I VJETAKI -

NAJTVRI REZNI ALAT.2) KUBNI BOR-NITRID - NAJTVRI POSLIJEDIJAMANTA. OBINO SE NANOSI NA PLOICETVRDOG METALA, POSTUPKOM SINTEROVANJA.VISOKA TVRDOA, VISOKA OTPORNOST

NA HABANJE, DOBRE OSOBINE NA VISOKIMTEMPERATURAMA (DO 1300).OVIM ALATIMA MOE SE ZAMJENITI OPERACIJABRUENJA.


20/68


POLIMERNI MATERIJALI POLIMER

-

MNOGO DIJELOVAORGANSKI MATERIJALI -

VELIKI BROJ HEMIJSKI VEZANIH ORGANSKIH GRUPA.

PODJELA:

1)PLASTIKE

2)ELASTOMERI (GUME)PLASTIKE1)TERMOPLASTI-

ZAGRIJVANJE RADI OBLIKOVANJA.MOGUE JE PONOVNOZAGRIJVANJE I OBLIKOVANJE BEZ BITNIJIH PROMJENA OSOBINA.2)TERM0REAKTIVNE PLASTIKE-

OBLIKOVANE U TRAJNI OBLIK HEMIJSKOM REAKCIJOMNE MOGU SE PONOVO OBLIKOVATI.


21/68


POLIMERNI MATERIJALI

TERMOPLASTI OPTE NAMENE:POLIETILEN (PE) -

REZERVOARI, BOCE, FOLIJE ITD.

POLIVINILHLORID (PVC) -

NAMETAJ, UNUTRANJE OBLAGANJEVOZILA, OBLAGANJE EL. PROVODNIKA, NEPROMOIVA OBUA I ODEA ITD.POLIPROPILEN, POLISTIROL ITD.


22/68



TERMOPLASTI ZA TEHNIKE NAMJENE:POLIAMID (NAJLON) -

ZUPANICI BEZ PODMAZIVANJA, LEITA, ITD.

TERMOPLASTINI POLIESTRI

REZERVOARI, KOMORE, ROTORI PUMPI,ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA ITD.TERMOPLASTI SE MOGU DEFORMACIONO OJAAVATI -

HEMIJSKA REAKCIJA


23/68



TERMOREAKTIVNE PLASTIKE:-FENOLNE SMOLE -

PRVI GLAVNIPLASTINI MATERIJAL KOJI JE NAAOPRIMJENU U INDUSTRIJI -

BAKELIT.NISKA CIJENA.DOBRA ELEKTRINA I TERMIKASVOJSTVA (IZOLATOR). OTPORNOST NAPOVIENIM TEMPERATURAMA.PRIMJENA: ELEKTROTEHNIKA,KOMPONENTE ZA KOENJE

NEMETALNI MATERIJALI-EPOKSIDNE SMOLEDOBRA OTPORNOST PREMAHEMIKALIJAMA, DOBRO PRIJANJANJE ZADRUGE MATERIJALE. DOBREMEHANIKE OSOBINE, DOBRA

ELEKTRINA IZOLACIONA SVOJSTVA.PRIMJENA: PREVLAENJE DRUGIHMATERIJALA RADI HEMIJSKE ZATITE,ELEKTROTEHNIKA, KOMPOZITNIMATERIJALI.


24/68


POLIMERNI MATERIJALIELASTOMERI (GUMA)GLAVNA OSOBINA ELASTINOST.PRIRODNA GUMA

MANJE OD 30% UKUPNEPOTRONJE GUME.DOBIJA SE OD DRVETA HEVEA. ZASJECASE DRVO I SKUPLJA SE MLIJENI SOK -

LATEKS.

OVAJ SOK OVRSNE I DOBIJE SE SIROVAGUMA (TVRD I NEELASTIAN MATERIJAL).VULKANIZACIJA (1839, Charles Goodyear)-

DOBIJANJE GUME OD SIROVE GUME(KORISTI SE SUMPOR IOLOVOKARBONAT).

SINTETI KE GUME -STIREN-BUTADIJEN GUMA.JEFTINIJA OD PRIRODNE GUMEZA PNEUMATIKE. NEDOSTATAK:APSORBOVANJE ORGANSKIHRASTVARAA (BENZIN, ULJE ISL.) I BUBRENJE.

-

NEOPREN. POVEANA OTPORNOST NAHEMIKALIJE, TOPLOTNI IZOLATOR,SLABIJA ELASTINOST NA NIIMTEMPERATURAMA.-

SILIKONSKE GUME (SILIKON). IROKTEMPERATURSKI INTERVAL UPOTREBE(-100 DO 250C). U TEHNICI ZAZAPTIVANJE I SL.


25/68


KOMPOZITNI MATERIJALISU MATERIJALI KOJl SE SASTOJE OD SMJEE ILIKOMBINACIJE DVA ILI VIE KONSTITUENATA KOJI SERAZLIKUJU PO OBLIKU I HEMIJSKOM SASTAVU I KOJI SU

PRAKTINO NERASTVORLJIVI JEDAN U DRUGOM.DOMINANTNI SLUAJ KOMPOZITNOG MATERIJALA JEKOMBINACIJA VLAKANA I OSNOVNOG MATERIJALA(OSNOVE ILI MATRICE).

VLAKNA1. STAKLENA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTINIHSMOLAOSOBINE: DOBRE MEHANIKE OSOBINE, OTPORNOSTPREMA KOROZIJI I PROMJENAMA TEMPERATURE. JEFTINMATERIJALOBLIK: KONCI, SNOPOVI, TKANINE

2. UGLJENINA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTIKEIZRAUJU SE IZ TEKIH UGLJOVODONIKAKARBONIZACIJOM (1000 -1500 C) I GRAFITIZACIJOM(1800 C).OSOBINE: VISOKA ZATEZNAVRSTOA I MODULELASTINOSTI.OBLIK: VLAKNA 7 -10m, UAD -

NEKOLIKO HILJADAVLAKANA.

3. ARMIDNA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTINIH SMOLAAROMATNA POLIAMIDNA VLAKNA. KEVLAR -

TRGOVAKINAZIV.OSOBINE: NAJVIA ZATEZNAVRSTOA.VISOK MODUL ELASTINOSTI.UPOREDNA SVOJSTVA U STANJU KONCA ZA VLAKNASTEOJAIVAE PLASTIKA


26/68


MATRICE -

OSNOVE

1. POLIESTERSKE SMOLE OJAANE STAKLENIM VLAKNIMAVISOK ODNOSVRSTOE PREMA GUSTINI, DOBRA DIMENZIONALNASTABILNOST, DOBRA OTPORNOST NA PROMJENE TEMPERATURE IKORZIJU, VODONEPROPUSNOSTPRIMENA: REZERVOARI, GRAEVINARSTVO,AMCI...

2. EPOKSIDNE SMOLE OJAANE UGLJENINIM VLAKNIMAPRIMENA: LAKI NOSAI VISOKEVRSTOE, VASIONSKA TEHNIKA.

3. PLASTIKE OJAANE ARMlDNIM VLAKNIMAUPOTREBA: SLINO KAO PRETHODNI KOMPOZIT

OBLIKOVANJEOTVORENI KALUPI:1. RUNO OBLIKOVANJE -

POSTAVE SE TKANINE PA SE PREMAZUJUILI NALIVAJU SMOLOM.2. PRSKANJEM -

POSTAVE SE VLAKNA ILI TKANINA PA SE POMOUSPECIJALNOG PITOLJA PRSKANJEM NANOSI SMOLA.3. POSTUPAK NAMOTAVANJA -

IZRADA CIJEVASTIH PROIZVODA.NAMOENA VLAKNA SE NAMOTAVAJU NA CILINDAR-KALUP.

ZATVORENI KALUPI:1. PRESOVANJE I BRIZGANJE -

SLINO KAO KOD TERMOPLASTA S

TIM TO SE VLAKNA POSTAVE U KALUP PRE PRESOVANJA ILIBRIZGANJA.OSTALI SPECIFlNI POSTUPCI ZA IZRADU TRAKA I PROFILA


27/68


STAKLOKERAMIKI PROIZVOD. STAKLO JE PROIZVOD KOJI SE DOBIJA OVRAVANJEM BEZKRISTALIZACIJE SiO2

.MREASTA STRUKTURA TETRAEDARA KVARCA.DODAVANJEM DRUGIH OKSIDA KORIGUJU SE OSOBINE.GLAVNE OSOBINE: PROZIRNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU, VISOKA TVRDOA NASOBNOJ TEMPERATURI.


28/68


DRVODRVO JE JEDAN OD NAJZNAAJNIH TEHNIKIH MATERIJALA.

U MAINSTVU SE MANJE UPOTREBLJAVA.ANIZOTROPNOST OSOBINA.VELIKI BROJ VRSTA DRVETA.SIROVO DRVO: IZNAD w = 40%ZA OPTU UPOTREBU: w = 13%ZA UPOTREBU PRI KOJOJ NE TREBA DA DOE DO PROMJENA DIMENZIJA I DEFORMACIJA(NAMETAJ I SL.) w = 8-9%.PROIZVODI (ZA UPOTREBU U MAINSTVU):REZANA GRAALISTOVI (DO 11 mm), DASKE (DO 47 mm) I FOSNE (IZNAD 47 mm)a/b < 2: LETVICE, GREDICE I GREDE.FURNIR 0,65-2 mm -

ZA OBLAGANJE I IZRADU PERPLOAPERPLOE I PANEL PLOE -

SMANJENJE ANIZOTROPNOSTI.LESONIT PLOE -

PRESOVANJEM DRVENIH VLAKANACA.LIGNOSTON (PRESOVANO DRVO) OBINO BUKOVINA. VISOKA TEMPERATURA I VISOKIPRITISAK. DOBRE OSOBINE (ZUPANICI, LEAJEVI ITD).

PLOE-IVERICE SLIJEPLJIVANJEM KOMADIA DRVETA, STRUGOTINE I SL.SLOJEVITO DRVO -

FURNIR SLEPLJEN POMOU BAKELTA ILI SL. AVIONSKE ELISE,ZUANICI I DRUGE NAMENE.DRVO SE TITI UGLJENISANJEM, PARENJEM PREMAZIMA I BOJAMA.SPECIJALNI PREMAZ PROTIV POARA


29/68


Koa se koristi za izradu kaieva, kop i, luksuzno opremanjeautomobila i sl.

Zaptiva i se izra uju od plastike, gume, platna, papira, bakra,azbestnih materijala i dr. Za zaptivanje se koriste i namazi kojinaknadno o vravaju (silikonska guma i razni hermetici).

Tekstil za tehni ke potrebe izra uje se od lana, konoplje i vjeta kihmaterijala. Tekstilne tkanine koriste se za izradu traka zatransportere, oja avanje kaia, plastificirana platna za prekrivanje i sl.


30/68


OSOBINE MATERIJALA

FIZIKE OSOBINE (gustina materijala, temperaturatopljenja, koeficijent toplotnog irenja, elektri na itoplotna provodljivost, magnetne osobine i dr. )HEMIJSKE OSOBINE (hemijska otpornost premadejstvu korozije i hemijski afinitet prema drugimamaterijalima)MEHANIKETEHNOLOKE


31/68


MEHANIKE OSOBINE MATERIJALA

vrstoa materijala je otpor koji prua materijal pri djelovanju spoljnih sila.Zavisno od na ina i smjera djelovanja vanjskih sila vrstoa moe biti: na

zatezanje, pritisak, na savijanje, smicanje, uvijanje i izvijanje. U stru nimprirunicima i svakodnevnoj praksi kao karakteristika materijala naj ee senavodi njegova zatezna vrstoa. Zatezna vrsto a je maksimalno optere enje,po jedinici povrine prvobitnog presjeka normalnog na silu zatezanja, kojematerijal moe da izdri.


32/68


Elasti nost je osobina materijala da nakon prestanka djelovanjaspoljanih sila koje su izazvale odre enu promjenu oblika i

dimenzija primi ponovo svoj prvobitni oblik i dimenzije.Deformacija u materijalu koja nestaje kada prestanu da djelujusile koje su je izazvale naziva se elasti na deformacija .Deformacija koja ostaje u materijalu i nakon prestankaoptere enja naziva se plasti na deformacija . Naprezanje koje leina granici elasti nosti i plasti nosti naziva se granica elasti nosti .


33/68


Plasti nost je svojstvo materijala da pod se dejstvom spoljnih silatrajno deformie, a da pri tome ne nastupi kidanje ili lom materijalailavost materijala je otpor koji materijal prua pri udarnomoptere enju. Za materijale koji ne posjeduju ilavost, tj. kod kojih

se prelom javlja skoro bez plasti nih deformacija, kaemo da su krtiTvrdo a materijala je otpor kojim se jedno tijelo suprostavljaprodiranju drugog tijela kroz njegovu povrinuKoeficijent trenja . Na dodirnoj povrini izme u dva tijela koja serelativno kre u jedno prema drugome javlja se sila trenja ili otportrenja. Smjer joj je uvijek suprotan smjeru kretanja tijela.Eksperimentalni putem je utvr eno da je sila trenja proporcionalnanormalnoj sili i koeficijentu trenja. Koeficijent trenja je neimenovanbroj i kre e se od 0 do 1

Otpornost na habanje je sposobnost materijala da se opirehabanju, razruavanju povrine ili promjeni dimenzije pod dejstvomsile trenja


34/68


TEHNOLOKE OSOBINE MATERIJALALivkost podrazumijeva sposobnost metala i legura da u rastopljenomstanju pri livenju ispune upljinu u kalupu, a nakon o vravanja da napovrini odlivka obezbijede otre konture reljefa kalupaKovnost je osobina metala i legura da se mogu, u ve oj ili manjoj mjeri,oblikovati platinom deformacijomZavarljivost je sposobnost materijala da podvrgnut postupku

zavarivanja ostvari takav spoj zavarenih dijelova, da bude obezbije ennjihov kontinuitet, a da pri tome zavareni dijelovi zadovoljavaju uslovepostavljene za taj stepen zavarljivostiObrada rezanjem strugotine je osobina materijala da se moeobraivati rezanjem strugotine na alatnim mainama uz minimalnetrokove i dobar izgled povrine


35/68


VRSTE TERMIKE OBRADE

Termikom obradom mijenjamo materijalu mehani ke, fizike

i hemijske, osobine, kao iolakavanje obradivost i(li) smanjivanje unutranjih napona nastalih predhodnomobradom. Ovo moemo posti i na dva na ina: bez promjene hemijskog sastava i sapromjenom hemijskog sastava povrinskog sloja, tj. termi ku obradu moemo podijelitina:-

istu termi ku obradu-

termo-hemijsku obradu

Kod iste termi ke obrade zagrijavanjem i hla enjem dajemo materijalu eljene osobine.istu termi ku obradu moemo podijeliti na:-

kaljenje-

otputanje

- poboljanje-

normalizovanje- arenje- starenje

Kod termo-hemijske obrade difuzijom uvodimo metale ili nemetale u povrinski sloj imepostiemo eljene osobine. Termo-hemijsku obradu moemo podijeliti prema elementu,koji uvodimo difuzijom u povrinski sloj na:- cementaciju-

nitriranje-

karbonitriranje-cijanizaciju-

hromiranje


36/68


ISPITIVANJE MATERIJALA

Prema osobinama koja se utvr uju, sva ispitivanja moemopodijeliti na:Hemijska

FizikaMehanikaTehnolokaStrukturna

DefektoskopskaPrema na inu djelovanja optere enja u toku ispitivanja sva

ispitivanja moemo podijeliti na:

Statika ispitivanjaDinamika ispitivanja


37/68


U grupu stati kih ispitivanja spadaju i najvanije metode ispitivanjatvrdoe:Ispitivanje tvrdo e po BrineluIspitivanje tvrdo e po RokveluIspitivanje tvrdo e po Vikersu

Zavisno od vrste naprezanja koje izaziva optere enje, stati kaispitivanja mogu biti:Ispitivanje na zatezanje

Ispitivanje na pritisakIspitivanje na smicanjeIspitivanje na savijanjeIspitivanje na torziju


38/68


ISPITIVANJE MATERIJALA ZATEZANJEM

Epruveta za ispitivanje (standardna)

Maina za ispitivanje zatezanjem-kidalica


39/68


Dijagram naprezanje-izduenje

Granica proporcionalnosti pr Granica elasti nosti eModul elasti nosti E Granica razvla enja v Zatezna vrsto a m


40/68


ISPITIVANJE TVRDO E Ispitivanje tvrdo e po Brinelu

Za ispitivanje tvrdo e po Brinelu koristimo se utiskiva em u oblikueline kuglice, koja se utiskuje odre enom silom u povrinupredmeta. Mjerilo tvrdo e je veli ina otiska koji ostavi kuglica upovrini ispitivanog materijala. Tvrdo a po Brinelu se moe izraziti:

=2cm

kN

h D

F HB


41/68


Ispitivanje tvrdo e po Rokvell-u

Po Rokvelu mjerilo tvrdoe je dubina otiska koji ostavi specijalni utiskiva na koji djeluje odre ena sila. Kao utiskiva

slue eline kugliceodgovaraju eg pre nika ili dijamanstski konus sa uglom konusa 120 0 i

poluprenikom zaobljenja r=0,2 mm. Po JUS-u standardizovana su dvapostupka mjerenja tvrdo e po skali B (kuglica) i C (konus-na slici).

002,0100 13

hh HRC

=

Ispitivanje tvrdo e po Vikersu


42/68


Ispitivanje tvrdo e po Vikersu Ova metoda odlikuje se nizom preimu stava: mogu se ispitivati i najtvr i

materijali, ote enje povrine je minimalno, moe se odrediti tvrdo a

tankih slojeva (cementirani, nitrirani, hromirani), moe se odredititvrdoa pojedinih mikro-struktura koje ulaze u sastav legure

22 8544,12/sin2

d

F

d

F

HV =

=


43/68



44/68


DINAMIKO DEJSTVO SILE

Mnogi mainski dijelovi u toku rada su izloeni promijenljivom optere enju(npr. elementi klipnog mehanizma)Ispitivanja pokazuju da pri promjenljivim naprezanjima, poslije izvjesnogbroja promjena optere enja, dolazi do loma, iako pri stati kom dejstvu istogtakvog naprezanja ne bi dolo do bilo kakvih trajnih deformacija

Broj promjena pri kome dolazi do loma zavisi od veli ine napona i mijenja seu veoma irokim granicama. Ako su naprezanja velika, dolazi poslije 5 do 10promjena napona do loma. Sa smanjenjem naprezanja pove ava se brojpromjenaNa ponaanje materijala pri dinami kom optere enju uti e i dejstvo sile.Prema na inu dejstva, sva dinami ka optere enja moemo podijeliti na:

PromjenljivaUdarna

Promjenljivo optere enje je prikazano sinusoidom. Pri tome se naponi sanekom u estalo u mijenjaju izme u maksimuma i minimuma. Ispitivanjematerijala pod dejstvom promjenljivog optere enja naziva se ispitivanjezamarenjemIspitivanje promjenljivim optere enjem moe da se izvodi zatezanjem,pritiskivanjem, savijanjem, uvijanjem ili kombinovano

ZAMOR MATERIJALA


45/68


ZAMOR MATERIJALA

Posmatranjem preloma uslijed zamora mogu se uo iti dvije zone: zona

nasilnog loma i zona uslijed zamora. Zona nasilnog loma je hrapava i imasjajnu boju, dok zona uslijed zamora ima glatku povrinu mat bojeUzroci preloma uslijed zamora mogu biti vidljivi i nevidljivi. Vidljivi uzrocisu greke u materijalu (gasni mjehurovi, zaostala ljaka, pore, mikropukotine) i povrinske greke nastale u procesu obrade ili eksploatacije

(zarezi, koorodirana mjesta, udarena mjesta...). Konstruktivni detalji(otvori, otri prelazi, ljebovi, zavojnice...) mogu biti uzroci prelomauslijed zamora. Sve ove greke i konstruktivni detalji su uzroci kojiizazivaju koncentraciju naprezanja, a ova potpomae prelom uslijedzamoraNevidljivi uzroci preloma uslijed zamora su posljedica unutranjih naponakoji su uneseni u materijal prilikom livenja, kovanja, termi ke obrade,zavarivanja... Ovi naponi poti u od heterogenosti strukture materijalaNaponi izazvani od spoljnih sila slau se sa unutranjim naponima upojedinim metalnim zrnima. U metalnim zrnima koja imaju visokeunutranje napone spoljanji naponi mogu izazvati takva naprezanja kojaprelaze granicu ja ine materijala na kidanja. Uslijed toga javlja sepukotina koja se postepeno iri u metalnom zrnu i napada susjedno zrno.Spajanjem pukotina u susjednim zrnima dolazi do irenja pukotine. Utrenutku kada pukotina, uslijed zamora, oslabi povrinu popre nogpresjeka u tolikoj mjeri da u preostalom dijelu naponi porastu preko

jaine materijala, dolazi do nasilnog loma


46/68


ISPITIVANJE I PRIKAZIVANJE DINAMI KE VRSTOEMATERIJALA

Dinamika ja ina materijala zavisi samo od gornjeg i donjeg napona, a ne zavisi odzakona promjene napona unutar toga intervalaNaponi, isti po veliini pri stati kom optere enju izazvali bi neznatne deformacije,

dok bi pri dinamikom optere enju, poslije izvjesnog broja promjena, izazvalizamor i prelom usljed zamora materijala

Ispitivanja su pokazala da se odnos izme u dinamike vrstoe materijala D

izatezne vrstoe M

kree u granicama od 0,4 do 0,6 za elik, dok se kod drugihmaterijala kre e od 0,25 do 0,35

Dinamika vrstoa odre uje se ispitivanjem zamarenjem silama promjenljivevrijednosti. Ispitivanje se izvodi na standardnim epruvetama. Broj epruveta

zavisi od eljene ta nosti.Svaka epruveta izlae se razli itom promjenljivom optere enju i utvr uje se brojpromjena optere enja do preloma. Pri slijede em ispitivanju smanjuje seoptere enje. Smanjenjem optere enja pove ava se broj promjena do preloma.Rezultati ispitivanja unose se u koordinatni sistem kod koga se na ordinatunanosi napon a na apcisu broj promjena optere enja. Unoenjem podataka udijagram dobijamo ta ke ijim spajanjem dobijamo kontinualnu liniju koja sezove Velerova kriva


47/68


Na Velerovoj krivoj razlikujemo dva dijela: u prvom dijelu, koji

seodnosi na vie napone, prelomi dolaze pri manjem broju promjena.to je ve i napon to je broj promjena optere enja do preloma manji

Drugi dio dijagrama predstavlja pravu liniju koja se asimptotski pribliava jednom naponu. Napon koji odgovara horizontalnom dijelu

krive zove se dinami ka vrstoa materijalaDinamika vrstoa materijala je najve i promjenljivi napon koji jedan

materijal moe da izdri bez preloma i bez pojave nedozvoljenihdeformacija


48/68


Na osnovu odre ene dinami ke vrstoe konstruiu se dijagrami vrstoe kojidaju podatke o gornjem i donjem grani nom naponu, pri kome ne dolazi dopreloma ni poslije velikog broja promjena optere enja. Najpoznatiji dijagramdinamike vrstoe je Smitov dijagram

Na apcisi i na pravoj liniji povu enoj kroz koordinatni po etak pod uglom od 45 0,nanesene su vrijednosti srednjeg napona sr

Linija a-b-c zove se linija gornjeg grani nog napona, a linija c-d-e-f linija donjeggraninog napona. Ako naponi ostaju u podru ju ograni enom linijamagraninih napona, do preloma ne e doi ni poslije beskona nog brojapromjena optere enja

Smitov dijagram ima primjenu samo do granice razvla enja o,2 .

. Zbog toga jepovuena linija granice razvla enja o,2

i dobijena ta ka c. Isprekidane linije do

take b odgovaraju stvarnim naponima do preloma. Linija c-d konstruie sena osnovu simetri nosti u odnosu na liniju b-c i pravu pod ugloma od 45 0 kojaprolazi kroz koordinatni po etak

METODE POVEANJE DINAMIKE VRSTOE


49/68


METODE POVEANJE DINAMIKE VRSTOE

Na poveanje otpornosti materijala protiv zamora moe se uticati navie na ina:Pravilnim oblikovanjem i dimenzionisanjem dijelova kako bi sesmanjila koncentracija naprezanjaSpreavanjem korozijeOjaavanjem povrinskih slojeva

Povrinsko ojaavanje materijala moemo posti i:Hladnim ojaavanjemPovrinskim kaljenjemNitriranjemCementacijom

ISPITIVANJE ILAVOSTI MATERIJALA PO ARPIJU


50/68


ISPITIVANJE ILAVOSTI MATERIJALA PO ARPIJUIspitivanje ilavosti materijala vri se udarnim optere enjem. Epruveta odre enog oblika i

dimenzija lomi se jednim udarcem. Pri udaru epruveta je izloena savijanju. Cilj ispitivanja je

da se odredi sklonost materijala ka pove anju krtosti u toku eksploatacije.ilavost materijala ili vrstoe na udar pri savijanju je utroeni rad za lom epruvete sveden na jedinicu popre nog presjeka epruvete

= N/A [J/m 2]

Za ispitivanje ilavosti materijala postoji vie metoda. Naj ee se vri na arpijevom klatnuarpijevo klatno

Epruveta

ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA


51/68


ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA(DEFEKTOSKOPIJA)

Jedan od najvanijih nedostataka ispitivanja razaranjem je ote enjeuzorka koji prakti no postaje neupotrebljivDrugi je da rezultati ispitivanja ne daju vjernu sliku o materijaluugraenom u konstrukciju, ve samo o uzorku

Mora se posjedovati veoma skupa oprema za ispitivanje i uzorci semoraju fino obraditi

Cilj ispitivanja materijala bez razaranja je da se u materijalu utvrdigreka i u unutranjosti (lunkeri, gasni mjehurovi, troska, pukotine idr.)Ovim ispitivanjem mogu se uo iti greke, odrediti njihov poloaj,veliina i prirodaIspitivanjem bez razaranja ne mogu se odrediti mehani ke osobineDefektoskopske metode moemo podijeliti ispitivanje:

Ultrazvunim talasimaProzraavanjemElektromagnetnim talasimaPenetrantima (kapilarnim) metodama


52/68


ISPITIVANJE ULTRAZVUNIM TALASIMA

Ultrazvuk je treperenje materijalne sredine sa u estalo u od 20 000 Hz, pa ivie. Treperenje sa takvom u estalo u su neosjetljiva za ovjeije uho, aimaju veliku sposobnost prodiranja kroz vrste, te ne i gasovite materije.Brzina prostiranja ultrazvuka zavisi od vrste sredine, a u prvom

redu od

elastinih svojstava te sredine i njene gustine.Pri prolazu ultrazvuka iz jedne akusti ne sredine u drugu dolazi do

djeliminog odbijanja od granica tih sredina, a djelimi nog prolaza saizvjesnim prelamanjem. Ova osobina odbijanja i prelamanja ultrazvu nih

talasa pri prolazu kroz dvije razli ite sredine slui za utvr ivanje greakaunutar materijala i gotovih proizvoda.Ultrazvuni talasi koji padaju normalno na jednu povrinu odbijaju se u

suprotnom smjeru (nazad), tj. ugao odbijanja jednak je nuli. Ako ultrazvuni talasi padaju pod nekim uglom na povrinu, tada je odbojni

ugao jednak upadnom. Zna i ultrazvuni talasi se ponaaju isto kao isvjetlosni zraci, samo to je mo

prodiranja kroz vrste materijale ve a.Ultrazvuk se koristi za ispitivanje greaka u vrstim materijalima (najbolji

rezultati se postiu kod elika i aluminija).

D f kt k k i iti j lt k b lj ti


53/68


Defektoskopska ispitivanja pomo u ultrazvuka mogu se obavljatina tri na ina, i to:

-

metodom prolaza -

metodom odbijanja (eho)

-

metodom rezonance

Shema ispitivanja ultrazvukomprolaznom metodom:

1-predajna

sonda, 2-predmet, 3-prijemenasonda, 4-grekaKroz homogeni materijal ultrazvu ni

talasi prolaze bez smetnji, dok kodmaterijala sa grekom dolazi doodbijanja ultrazvu nih talasa ismanjenja intenziteta

Generator impulsa emituje ultrazvu ne talase koji se preko predajne sonde G


54/68


Generator impulsa emituje ultrazvu ne talase koji se preko predajne sonde G 1

prenose kroz materijal. Ultrazvu ni talasi, prolaze i kroz materijal, nailaze narazliite prepreke i poslije odbijanja dolaze u prijemnu sondu G 2

. Iz prijemne

sonde ultrazvu ni talasi dolaze u poja iva, a odatle u osciloskopski indikator gdjese registruju na ekranu. Predajna sonda daje uzak snop ultrazvu nih talasa kojinailazei na razliite gustine imaju razli ito odbijanje. Tako talas 1, koji se odbijaod povrine predmeta na ulazu u predmet, registruje se na mjestu 1 na ekranu, azrak 3 koji se odbija na mjestu izlaza iz materijala, ozna en je na ekranu sa 3. Svi

ostali zraci koji se odbijaju unutar materijala bi e registrovani u intervalu od 1 do3. Talas 2 koji na prolazu kroz materijal nailazi na greku. Odbija se i dolazi uprijemnu sondu prije talasa 3 koji se odbija od donje povrine predmeta.

Shema impulsnog

defektoskopa-eho metoda


55/68


Na ekranu se nalazi skala koja nam omogu ava o itavanje dubine na kojojse nalazi greka. Da bi se odredila dubina greke, ultrazvuk se alje u

materijal periodi no, a ne kontinualno. Pomo u ultrazvuka nije mogu etano odrediti prirodu greke (troska, pukotina, gasni mjehur i dr.)

O itavanje dubine greke

ISPITIVANJE PROZRA AVANJEM


56/68


ISPITIVANJE PROZRA AVANJEM

Ispitivanje prozra avanjem vri se pomo u elektromagnetnih talasa, koji imaju malu talasnu

duinu a veliku u estalost. Ovi talasi su sposobni da prodiru kroz vrste materijale,djeluju na film, joniziraju neke gasove i izazivaju fluorescenciju nekih materijala. Napravac kretanja ovih zraka nemaju uticaja ni magnetna ni elektri na polja, to zna i daoni nisu nosioci elektri nog naboja. Naj e e se primjenjuju X -zraci ili rendgen zraci i -zraci. Ovi zraci imaju slijede e karakteristike:

energija zraka se smanjuje pri prolazu kroz materije, (to je ve a gustina materije time sevie smanjuje energija),sposobni su izazivati fotohemijske reakcije, to omogu ava da se registruje greka unutar materijala,sposobni su da izazivaju fluorescenciju nekih materijala, npr., ZnS, CaWO4,CdS i druge.Ovo svojstvo omogu ava vizuelno posmatranje kvaliteta materijala na ekranu,

sposobni su da joniziraju gasove iimaju tetno dejstvo na ive organizme.

Poto ovi znaci imaju tetno dejstvo na ive organizme, moraju se preduzeti posebne mjere


57/68


j j g , j p p jzatite na radu sa X -zracima i -zracima. Jedan od veoma efikasnih na ina zatite odzra enja je udaljavanje od izvora ovih zraka, poto intenzitet zra enja opada sakvadratom rastojanja. Da bi smo otkrili prisustvo ovog zra enja, koristimo se raznimdetektorima zra enja, kao npr. Gajger-Milerovim broja em.Za otkrivanje i registraciju greaka u materijalima pomo u X

zraka i -zraka koristimo se

sljede im metodama:fotografski metodfluorescentni metod imetod jonizacije

Naj e e se koristimo fotografskim metodama. Specijalni film na kome je

emulzija nanesenasa obje strane, postavlja se sa jedne strane predmeta, a sa druge se vri prozra avanje.Ako je ispitivani materijal homogen, tj. bez greke, tada e izlazni snop zraka imati istiintenzitet, pa e i osvjetljenje filma biti ravnomjerno. Pri prolazu ovih zraka kroznehomogeni materijal dolazi do razli ite apsorpcije. Zahvaljuju i razli itoj apsorpciji imamorazli ito ozra enje filma postavljenog iza ispitivanog materijala. Zavisno od prirode greaka(gasni mjehur, troska, pukotina itd.), tj. od njene gustine ima emo ve e ili manje zacrnjenjefilma. to je gustina materijala manja, to e vie zraka pro i kroz predmet i ima emo ve ezacrnjenje filma.

Da bi pove ali intenzitet zra enja na film, koristimo se folijama za poja anje. Mogu biti:-

fluorescentne ili slane folije i

-

olovne folijeKad fluorescentnih ili slanih folija, na tankoj podlozi nanesene

su fluorescentne materije, koje

pod dejstvom zra enja po inju emitovanje svjetlosti. Ovo dopunsko zra enje djeluje na filmi na taj na in dobijamo sliku boljeg kvaliteta.


58/68


Olovne folije imaju slabiji efekat. Uzimaju se olovne folije debljine 0,1 do 0,25mm. Pod dejstvom X - i -zraka na olovne folije, dolazi do emitovanja

elektrona koji dejstvuju na film.Fluorescentnim metodom se koristimo za neposredno posmatranje predmeta nafluorescentnom ekranu. X -zraci, poslije prolaza kroz ispitivani materijal,padaju na ekran sa kojeg se slika reflektuje na ogledalo za posmatranje.

Metod jonizacije zasnovan je na osobini X -zraka da izazivaju jonizaciju gasova.Prolaskom X -zraka kroz gas dolazi do djelimi ne apsorpcije i pojave foto-elektrona koji se mogu registrovati u jonizacionim komorama. Ovommetodom mogu e je posmatrati manje povrine predmeta a posti u se veomadobri rezultati.

Ispitivanje X -zracima naziva se rendegenografija, a ispitivanje -zracima,gamagrafija.

ISPITIVANJE RENDGENSKIM ZRACIMA


59/68


ISPITIVANJE RENDGENSKIM ZRACIMA

Rendgenski ili X -zraci su jedan od vidova elektromagnetnih talasa, vrlomale talasne du ine, a veoma velike u estanosti. Rendgenski zraci sedobijaju u rendgenskim cijevima. Na slici prikazana je shemaispitivanja pomo u rendgenskih zraka.

U ij i j k d (2) i d (5) K d j i d lf d d


60/68


U cijevi su smjetene katoda (2) i anoda (5). Katoda je izra ena od volframa a anoda odbakra. Na vrhu anode smjetena je volframova plo ica (6). Izvor napajanja (1) zagrijavakatodu do usijanja kada postaje sposobna da emituje elektrone. Unutar cijevi vladavakum 10-5

do 10-6

Pa. Izme u katode i anode vlada veoma visok napon koji ostvarujevisoko-naponski transformator (4). Zbog velike razlike napona na katodi

i anodi dolazi

do velikog ubrzanja elektrona. Elektroni velikom brzinom bombarduju anodu pri emuizazivaju njeno zagrijavanje i osloba anje X -zraka. Ukupna energija kojom raspolaeelektron u trenutku udara u anodu, najve im dijelom pretvara se u toplotu, a samoneznatnim dijelom, oko 0,1%, u energiju X -zraka. X -zraci se kroz zaslon (7) usmjeravajuna povrinu predmeta (8) prolaze kroz predmet i padaju na film (9), daju i ja e ili slabijezacrnjenje. Veli ina zacrnjenja zavisi od intenziteta zra enja na izlazu iz ispitivanogmaterijala.

Pod intezitetom zra enja X -zraka podrazumijevamo koli inu energije koja u jednoj sekundi pro ekroz povrinu od 1 cm2.

S obzirom da rendgenski zraci djeluju tetno na ive organizme i da bi se izbjegla sekundarna

zra enja, iza filma se postavlja olovna plo a (10) koja apsorbuje X -zrake.Poto materijali imaju razli itu gustinu, to e i razli ito apsorbovati X -zrake. Na mjestima gdje jegustina manja (troska, gasni mjehur, pukotina itd.) smanjuje se mo

apsorpsije X -zraka, i

pova ava zacrnjenje filma. Dijagram intenziteta zra enja (11), tako e zavisi od gustinematerije.

ISPITIVANJE GAMA ZRACIMA


61/68


ISPITIVANJE GAMA ZRACIMAOvo ispitivanja imaju za cilj otkrivanje greaka u unutranjosti predmeta, kao to su: odlivci,

otkivci, zavareni spojevi, rezervoari itd. Princip je sli an kao i pri ispitivanju s rendgen

zracima. Ispitivanje se sastoji od ozra

avanja predmeta iza kojeg se postavlja film, nakojem dobijamo sliku unutranjosti predmeta.Gama zraci nastaju spontanim raspadanjem prirodnih radioaktivnih

elemenata ili vjeta kihradioaktivnih izotopa. Gama zra enje se ne mo e regulisati izvana i ono je konstantno zaodreeni period vremena koji je razli it za razli ite elemente. Vremenski interval u komese raspada polovina atoma naziva se periodom poluraspada. Period

poluraspada za razne

radioaktivne elemente se mjenja u veoma irokim granicama. Tako, npr. za radijum(88

Ra226) iznosi 1590 godina, za torijum ( 90

To232) je 1,39 1010

godina, za iridijum ( 77

Ir92)svega 74 dana.

Zahvaljuju i maloj talasnoj du ini a veoma velikoj u estalosti (0,25 do 0,60)

1010

Hz, ovitalasi imaju svojstvo da prodiru kroz vrste materije u ve oj mjeri nego rendgenski zraci.


62/68


Na slici

prikazana je shema ispitivanja pomo u gama zraka. Radioaktivni elemenat

(2) smjeten je u komoru (1) i kroz konian otvor emituje gama zrake, kojipadaju na povrinu predmeta (4). Prolaze i kroz predmet zraci prolaze i kroz

film (5). Zavisno od gustine predmeta ima emo ve e ili manje zacrnjenje slike.Iza filma postavljena je olovna plo a, koja apsorbuje zrake koji prolaze krozpredmet i kroz film, da bi se izbjegla sekundarna zra enja.

Na slici doleprikazane su sheme prozra avanja pomo u gama zraka.

MAGNETNA ISPITIVANJA


63/68


MAGNETNA ISPITIVANJA

Magnetnim ispitivanjima utvr

ujemo greke na povrini ili neposredno ispod povrine predmeta. Mogu seispitivati samo magneti ni materijali, kao to su:eljezo, nikl, kobalt, ugljeni ni, niskolegirani i nekilegirani elici.

Pri magnetnim ispitivanjima, predmeti se prvo namagnetiu (a kod predmeta jedne dimenzije samo jedandio). Namagnetisavanje predmeta moe se izvoditi prije ili u toku ispitivanja. Prije ispitivanjamagnetiu se oni predmeti kod kojih je zaostali magnetizam dovoljan da omogu i ispitivanje. U tokuispitivanja magnetiu se predmeti kod kojih je zaostali magnetizam nedovoljan da se izvede ispitivanjei predmeti velikih dimenzija i sloenog oblika.

Magnetna ispitivanja zasnovana su na rasipanju magnetnog polja iznad defektnog mjesta u predmetu. Uhomogenom predmetu magnetne silnice su prave linije. Kad silnice nai u na neki defekt savijaju seoko njega i obrazuju magnetno polje rasipanja. Veli ina rasipanja i skretanja silnica zavisi od dimenzijai dubine efekta, kao i od pravca prostiranja defekta u odnosu na

magnetne silnice. Najve e odstupanjenastaje kad greka stoji normalno na pravac magnetnih silnica. Da bi se pravilno

odredila veli inagreke, u praksi se ispitivanje izvodi u dva me usobno normalna pravca.

S obzirom da su magnetne silnice nevidljive, a da bi greka bila uo ljiva, povrina predmeta se posipaferomagnetnim prahom pomjeanim sa transformatorskim uljem ili petrolejem. Magnetni prah je crnimagnetit Fe2

O3

. U izvjesnim slu ajevima uzimaju se obojene suspenzije i fluoroscentne magnetnesuspenzije, ije svijetle e estice olakavaju kontrolu na

teko pristupa nim mjestima.

Feromagnetne

estice, kada se nau u magnetnim polju, orijentiu se u pravcu silnica. Tamo gdjemagnetne silnice skre u, dolazi do njenog grupisanja i skupljanja feromagnetnog praha.

Na taj na inmjesto greke postaje uo ljivo.

Predmeti koji se ponaaju kao meki magneti ispituju se u polju jakog elektromagneta.Aparati kojima se vre magnetna ispitivanja nazivaju se ferofluks ili magnetofluks aparati.Poslije zavrenog ispitivanja namagnetisani dijelovi se moraju razmagnetisati. Razmagnetisanje predmeta

vri se u posebnim aparatima ili je u ferofluks aparatu ugra en poseban ure aj za demagnetizaciju.

ISPITIVANJE PENETRANTNIM METODAMA


64/68


Penetrantne (kapilarne) metode primjenjuju se pri odre ivanju povrinskih greaka, kao tosu naprsline, zarezi, pore i sli no. Ove metode su zasnovane na primjeni kapilarnih sila.Mogu se konstatovati greke ija je irina ve a od 0,001 mm i dublje od 0,01 mm.Naj e a su sljede a ispitivanja:

ispitivanje petrolejom ili uljemispitivanje fluorescentnim te nostima iispitivanje obojenim teku inama.

Prije ispitivanja predmeti se dobro o iste od svih ne isto a. Kod ispitivanja petrolejom ili uljempredmeti se urone u vru i petrolej ili ulje i dr e izvjesno vrijeme. Pod uticajem kapilarnihsila dolazi do prodiranja te nosti u sitne pore i pukotine. Poslije brisanja vika te nosti sapovrine, a hla enjem dolazi do skupljanja pukotine i istiskivanja ulja na povrinu. Napovrini se pojavljuju mrlje i mjesto gdje se nalazi greka postaje uo ljivo.

Fluorescentna ispitivanja tako a su zasnovana na primjeni kapilarnih sila. Za ispitivanje seuzimaju fluorescentne te nosti. To su takve te nosti koje kad se osvijetle ultra-ljubi astomsvjetlo u imaju svojstvo emitovanja sopstvene svjetlosti. Ova sposobnost

materija

naziva se fluorescencija. Svojstva fluorescencije imaju mnoga mineralna ulja kao:transfomatorsko, avionsko itd.

Predmeti koji se ispituju

prethodno se dobro o iste od svih ne isto a, a zatim urone u posudusa fluorescentnom te no u i dre nekoliko minuta ili se te nost nanosi pomo u kista napovrinu predmeta. U novije vrijeme se radi prskanjem.

Poslije toga predmeti se peru mlazom hladne vode a zatim sue u struji toplog


65/68


Poslije toga predmeti se peru mlazom hladne vode, a zatim sue u struji toplogvazduha. Osuene povrine se posipaju prahom koji ima veliku mo

apsorpcije, kao, npr. magnezijum oksid, silicijum oksid itd. Praak izvla i napovrinu fluorescentnu te nost, a djelimi no prodire i u pukotine. Suhi praakse sa povrine predmeta uklanja strujom vazduha ili lakim udarcima popredmetu, tako da se zadr ava samo na ovla enim mjestima. Postupakfluorescentnog ispitivanja prikazan je na slici dole.

Predmeti se unose u zamra enu prostoriju i

osvjetljavaju ultra-ljubi astomsvjetlo u. Mjesta na kojima se zadr ala fluorescentna te nost po inju dasvijetle. Prema veli ini greke imamo ja u ili slabiju fluorescentnu svjetlost.Pri ispitivanju zavarenih spojeva od kojih se zahtijeva nepropustivost za te nosti igasove koristi se fluorescentni metod. Fluorescentna te nost se nanosi sa

jedne strane a osvetljavanje sa druge. Ako je av porozan, tada efluorescentna te nost pro i kroz pore, a pri osvjetljavanju sa ultra-ljubi astomsvjetlo u dolazi do fluorescencije.

Najve u primjenu nalo je ispitivanje obojenim te nostima. Princip rada jepotpuno isti kao i kod prethodnih metoda. Prednost ove metode je

to segreka mo e otkriti i pri dnevnom osvetljenju.


66/68

66

METODE MJERENJA NAPONSKO-

DEFORMACIONIH STANJA

ODREIVANJE PRAVCA GLAVNIH NAPREZANJA


67/68


ODRE IVANJE PRAVCA GLAVNIH NAPREZANJA-METOD KRTIH LAKOVA-

Specijalni lak se nanese nakonstrukciju i pusti da se osui, zatimse konstrukcija opteretiKada izduenje pre e odre enugranicu lak prska po linijamanormalnim na pravac izduenja,zatim nanesemo tenzometar iizmjerimo naprezanjeOsnovne prednosti niska cijena i

jednostavnost

MJERNE TRAKE


68/68

MJERNE TRAKE

Lord Kelvin je dokazao da se el. otpor bakrene ili ice od gvo amijenja kada se ica izduuje. Tom prilikom on je upotrebioWheatstonov most i galvanometar kao instrumenatJednaina daje ono to je za tenziometrisanje od osnovnog interesa,a to je veza koja omogu ava da se sra una izduenje provodnika naosnovu poznatog podatka za k -faktor trake i izmjerene promjeneotpora R, kada je poznat prvobitni otpor R

R

R

k

=

1

Documents

Predavanja 2-Materijali