1

Vežba br. 2 NAČINI ISPITIVANJA MATERIJALA

2

Vežba br. 2 ISPITIVANJE ZATEZANJEM

Ispitivanje zatezanjem se izvodi na:

o Normalnim (sobnim) temperaturama (na 23 ± 5°C) određivanje svojstava otpornosti određivanje sposobnosti deformacije

o Povišenim temperaturama sa krakotrajnim zagrevanjem sa dugotrajnim zagrevanjem

- ispitivanje na puzanje - ispitivanje na relaksaciju

o Sniženim temperaturama Ispitivanje zatezanjem na sobnim (normalnim) temperaturama Za ispitivanje zatezanjem potrebno je imati:

• Uzorak - "epruvetu" za ispitivanje, • Mašinu – "kidalicu", • Pribor za merenje (pomično merilo, mikrometar)

i poznavati tehniku ispitivanja. Epruvete za ispitivanje Pod "epruvetom" se podrazumeva odabrani primerak - uzorak materijala obradjen na odredjenu meru i oblik prema standardu. Epruvete za ispitivanje zatezanjem mogu biti:

• Neproporcionalne – u stanju primene (npr. lanci, čelična užad, cevi profili, gotovi mašinski delovi itd.)

• Proporcionalne (standardne) – odredjenog oblika, poprečnog preseka (okrugle, kvadratne i pravougaone) i dimenzija.

o kratke – ( 0 05.65l S= ⋅ ), - 0 05l d= ⋅ o duge – ( 0 011.3l S= ⋅ ), - 0 010l d= ⋅

Okrugle epruvete Epruvete od lima

3

Dimenzije proporcionalnih epruveta kružnog poprečnog preseka

Različiti oblici završetaka epruveta Epruveta sa nastavkom

Epruvete od plastike Epruvete od različitih materijala

Epruvete se izradjuju sečenjem i obradom skidanja strugotine (struganje, glodanje, rendisanje, brušenje i sl.) ili prosecanjem (epruvete od lima).

Mesta uzimanja epruveta

4

Mašine za ispitivanje - kidalice

Hidraulična kidalica Mehanička univerzalna kidalica

Savremena kidalica firme Zwick Dijagram zatezanja

Deo za registrovanje sile i Mehaničke Pneumatske crtanje dijagrama zatezanja Stezne čeljusti

5

Tehnika ispitivanja

6

Dijagram zatezanja Karakteristične tačke:

E – granica elastičnosti, P – granica proporcionalnosti, T – granica tečenja, M – maksimalna sila, K – sila kidanja.

Opterećenje i rasterećenje epruvete pri zatezanju

Lokalizacija deformacije Ravnomerna deformacija Lokalizovana deformacija

Izgled epruveta pre i posle razaranja

A – Trenutna površina poprečnog preseka epruvete A0 – Početna površina poprečnog preseka epruvete

7

Različiti prekidi epruveta

Aluminijum Meki čelik Liveno gvožđe

Dijagrami zatezanja sa izraženom (a i b) i neizraženom (c) granicom tečenja

Prepoznavanje osobina materijala u zavisnosti od oblika dijagrama zatezanja

Dijagrami zatezanja različitih materijala Dijagrami zatezanja za krt i plastičan (žilav) materijal

Određivanje karakteristika otpornosti materijala

8

Rt – Napon na granica proporcionalnosti (to je maksimalni napon do koga važi Hukov zakon)

0

,Pt

FR MPaS

=

gde je S0 – početna površina poprečnog preseka epruvete

• 2

00 4

dS π⋅= , mm2, - za epruvete kružnog poprečnog preseka,

• 0 0 0S a b= ⋅ , mm2, - za epruvete pravougaonog poprečnog preseka

Napomena - podsetnik: 1 MPa = 106 Pa; 1 Pa = 1 N/m2 ili 1 MPa = 1 N/mm2

R0,01 – Napon na granici elastičnosti

0,010

EFRS

= , MPa

ReH – Napon na gornjoj granici tečenja,

e0

TH

FRS

= , MPa

ReL – Napon na donjoj granici tečenja

e0

TdL

FRS

= , MPa

Rm – Zatezna čvrsoća (maksimalni nirmalni napon u poprečnom preseku koji materijal može da izdrži)

0

Mm

FRS

= , MPa

Rp (R0,2) – Tehnička (uslovna) granica tečenja

0,2

0p

FR

S= , MPa

Određivanje razmere Razmera za silu

Maksimalna sila očitana na dinamometru ,Ordinata tačke M

MF

M

F NUh mm

= =

Razmera za izduženje

Trajnoizduženjeepruvete ,OL-rastojanje na dijagramul

l mmUmmOLΔ

Δ= =

9

Određivanje sposobnosti deformacije

Dužina epruvete pre zatezanja – l0 Dužina epruvete u toku zatezanja Dužina epruvete posle razaranja - lk

Merenje početne dužine epruvete - l0 Merenje dužine epruvete posle kidanja – lk

Određivanje izduženja - Δl

Izduženje predstavlja razliku između merne dužine epruvete posle loma i njene početne merne dužine.

0kl l lΔ = − Određivanje relativnog izduženja - A Relativno izduženje predstavlja količnik između izduženja epruvete i njene početne merne dužine izražen u procentima. • A11,3 – za duge epruvete • A5,65 – za kratke epruvete

011,3

0

100, %kl lAl−

= ⋅

Korigovanje merne dužine epruvete Korekcija se izvodi prema postupku prikazanom na slici, a ukoliko se epruveta ne prekine na srednjoj trećini merne dužine,.

10

Određivanje suženja (kontrakcije) - Z Suženje predstavlja procentualno smanjenje površine preseka epruvete na mestu prekida.

• Z11,3 – za duge epruvete • Z5,65 – za kratke epruvete

011,3

0

100, %kS SZS−

= ⋅

Pri čemu je: 2

00 4

dS π⋅= – početna površina poprečnog preseka epruvete,

2

4k

kdS π⋅

= - površina poprečnog preseka epruvete na mestu prekida,

a 2

k kk

d dd′ ′′+

= - srednji prečnik epruvete na mestu prekida

S0

Sk

dk'

d k''

d 0

Merenje prečnika epruvete pre zatezanja Merenje prečnika epruvete na mestu prekida

11

ISPITIVANJE ZATEZANJEM NA POVIŠENIM TEMPERATURAMA Ovom vrstom ispitivanja se vrši ocena karakteristika čvrstoće i plastičnosti metala na povišenim temperaturama. Ispitivanje na povišenim temperaturama moguće je izvesti:

o sa krakotrajnim zagrevanjem o sa dugotrajnim zagrevanjem

- ispitivanje na puzanje - ispitivanje na relaksaciju

Ispitivanje na povišenim temperaturama sa kratkotrajnim zagrevanjem Obavlja se radi određivanja svojstava otpornosti i sposobnosti deformacije na povišenim temperaturma.

Izvodi se na potpuno isti način kao i na sobnim temperaturama sa tom razlikom što je sada potrebno obezbediti zagrevanje do određene temperature.

Zagrevanje epruvete do odredjene temperature se izvodi najčešće u električnim pećima koje se montiraju na kidalicu

Peć za zagrevanje epruvete Dijagrami zatezanja na različitim temperaturama za jedan te isti materijal

12

Promena zateznih svojstava na povišenim temperaturama

Ispitivanje na povišenim temperaturama sa dugotrajnim zagrevanjem Isitivanje na puzanje Kada metal ili leguru izložimo dugotrajnom dejstvu statičkog opterećenja, čak nižim od vrednosti napona tečenja, oni se sporo plastično deformišu tokom vremena. Ova zavisnost vreme-deformacija naziva se puzanje.

Epruvete za ispitivanje na puzanje

Princip rada mašine za ispitivanje puzanjem Izgled mašine za ispitivanje puzanjem

Karakteristična kriva puzanja

13

Mašinski fakultet u Kragujevcu

Predmet: Mašinski materijali – Laboratorijske vežbe

Student: _______________________________

Br. indeksa: ____________ Grupa: __________

IZVEŠTAJ O ISPITIVANJU ZATEZANJEM Vežba br. 2

Vrsta materijala koji se ispituje: _____________________________________ Oznaka materijala: ________________

Skica i dimenzije epruvete:

Osnovne dimenzije epruvete:

l0 = _____ mm; d0 = _______ mm

Karakteristika epruvete:

l0 = _____ d0

Površina preseka epruvete: 2

00 4

dS π⋅= = =

USLOVI ISPITIVANJA

Ispitivanje se vrši po standatdu: _____________ Temperatura ispitivanja: ______________

Karakteristike mašine za ispitivanje: Tip mašine: ______________ Opseg merenja sile: _______________ Brzina porasta opterećenja: _______________

REZULTATI ISPITIVANJA

Sila na granici tečenja

Maksimalna sila Korekcija merne dužine lk

Dimenzije preseka epruvete posle kidanja

Površina preseka epruvete posle

kidanja

FT (F0,2), N

FM, N

m, mm

n, mm

lk = m + 2n, mm

dk', mm

dk",mm 2

k kd ddk′ ′′+

= , mm 2

4k

kdS π⋅

= , mm2

Dijagram zatezanja

Granica tečenja Zatezna čvrstoća Izduženje Relativno izduženje Kontrakcija

ReH (Rp), MPa Rm, MPa Δl, mm A , % Z , %

Overa:

0

FR

S=

0

Mm

FRS

= 0kl l lΔ = − 0

0

100kl lAl−

= ⋅ 0

0

100kS SZS−

= ⋅

Datum:

14