AKREDITACIJA I SERTIFIKACIJAuniverzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/V-BLOK...Ispitivanje...

PREDMET:

MATERIJALI

PODACI PREDAVČA I ASISTENTA

Prof.dr Veljko Vuković (vanredni profesor)

Asistent: ≈

Tel: 00387/65-518-335

E-mail: [email protected]

BANJA LUKA

mailto:[email protected]

OBLAST PREDAVNJA

13. Ispitivanje metala i legura, sa razaranjem, bez razaranja i

ispitivanje strukture

13. ISPITIVANJE METALA I LEGURA

Na osnovu karaktera promjena koje se dešavaju u materijalu

tokom ispitivanja, razlikuju se tri grupe ispitivanja i to:

1. Ispitivanja sa razaranjem uzoraka,

2. Ispitivanja bez razaranja uzoraka,

3. Ispitivanje strukture koje nije u zavisnosti od sile.

ISPITIVANJE METALA I LEGURA

Ispitivanja sa razaranjem uzoraka

Mehanička ispitivanja sa razaranjem uzoraka prema načinu dejstva

sile, dijele se na dvije grupe i to na:

1. Ispitivanja statičkim dejstvom sile i

2. Ispitivanja dinamičkim dejstvom sile.

Za statičko ispitivanje karakteristično je da nema nikakvih udara niti

potresa uzorka pri ispitivanju, jer sila djeluje ravnomjerno.

Za dinamičko ispitivanje, sila djeluje promenljivo mijenjajući intenzitet

u jedinici vremena, usled čega su pri ispitivanju uzorci izloženi

dinamičkim udarima i potresima.

ISPITIVANJE METALA I LEGURA-ZATEZANJEM

Ispitivanje na zatezanje Ispitivanje zatezanjem ubraja se u najvažnija mehanička

ispitivanja materijala, jer ono daje najviše važnih upotrebnihsvojstava, kao što su:

1. napon tečenja,2. zatezna čvrstoća,3. modul elastičnosti,4. izduženje (istezanje),5. suženje itd.

Prve eksperimente zatezanja na žici radi određivanja zateznečvrstoće izvodio je Leonardo da Vici


Ispitivanje na zatezanje

Važnost ispitivanja zatezanjem vidi se iz sljedećeg:1. Daje najbolji opis ponašanja materijala pod opterećenjem,

2. Dobijeni podaci o svojstvima materijala najviše se koriste za proračun

i dimenzionisanje elemenata mašina i konstrukcija,

3. Dobijeni podaci omogućavaju jednostavnu kontrolu tehnoloških

procesa raznih proizvoda i svojstava novih materijala,

4. Iz svojstava otpornosti materijala mogu se približno odrediti i druga

važna svojstva za praksu (kao tvrdoća, dinamička izdržljivost itd.),

5. Jednostavno se izvodi i lako se izračunavaju osnovima svojstava


Ispitivanje na zatezanje -uzorci

Za ispitivanja na zatezanje, iz materijala isijecaju se uzorci za

ispitivanje, od kojih se dalje obrađuju epruvete za ispitivanje.

Definicije za uzorak i epruvete su:

uzorak je komad metala odabran za ispitivanja;

epruveta ili ispitni uzorak je tijelo standardizovanog oblika i

mjera izrađena od uzorka i pripremljena za ispitivanje.


Ispitivanje na zatezanje-epruvete

Stadardne epruvete


Mašine za ispitivanje zatezanjem


Mašine za ispitivanje zatezanjem

Novije generacije


Ispitivanje na zatezanje

Prilikom ispitivanja zatezanjem ponašanje materijala može se pratiti na

dijagramu kidanja.

Dijagram kidanja crta mašina za vrijeme ispitivanja.

Na ordinati registruje se sila F[N] a na apcisnoj osi trenutno izduženje ∆l [mm],

u odgovarajućoj..razmijeri.


Postoji linearna zavisnost između sile i trenutnog izduženja sve do tačke P –

granica proporcionalnosti

Zatim izduženje raste nešto brže do tačke E, koja označava granicu elastičnosti

Pri daljem povećanju sile epruveta se naglo izdužuje - za male priraštaje sila

nastaju velika izduženja. Tačke eH i eL predstavljaju gornju i donju granicu

razvlačenja - kada u materijalu nastaju trajne-plastične deformacije

U tački M sila dostiže maksimalnu vrednost, pa

tačka M predstavlja granicu maksimuma,

kojoj odgovara maksimalna zatezna

čvrstoća. Tačka K predstavlja granicu

kidanja i njoj odgovara sila kidanja FK


Hukov zakon

Hukov zakon kaže da je deformacija tijela proporcionalna primijenjenoj sili pod

uslovom da se ne prijeđe granica elastičnosti tijela. Kada se sila ukloni tijelo će se

vratiti u svoj prvobitni oblik. Zakon je otkrio engleski fizičar Robert Huk 1676.

Elastična sila je sila u tijelima koja vraća tijelo iz deformisanog u početno

stanje.Deformacija tijela je promjena oblika i dimenzija tijela pod djelovanjem

vanjskih sila.Može biti elstična i plastična

ISPITIVANJE METALA I LEGURA -ZATEZANJEM

Hukov zakon

Hukov zakon vrijedi samo u određenom području nekog materijala, koje se naziva

elastično područje..

Izraz predstavlja Hukov zakon koji glasi:

Normalni napon je linearno proporcionalan

dilataciji u granicama elastičnosti materijala.

ISPITIVANJE METALA I LEGURA -ZATEZANJEM

Hukov zakon-tok razvlačenja


Zatezna čvrstoća

Statička čvrstoća pri ispitivanju zatezanjem naziva se zatezna čvrstoća (σM). Ona

predstavlja izračunati napon koji proizvodi maksimalna sila zatezanja FM na jedinicu

površine prvobitnog presjeka epruvete:


Granica razvlačenja (tečenja)

Granična sila pri kojoj za male promjene vrijednosti sile nastaju osjetno veće

promjene dužine, naziva se sila na granici razvlačenja (σv) podrazumijeva se

izračunati napon koji proizvodi sila Fv na jedinicu površine prvobitnog presjeka

epruvete

Između tačke eH i eL


Granica 0.2% (napon tečenja ili razvlačenja)

Ako granica razvlačenja pri ispitivanju zatezanjem nije oštro istaknuta, umjesto nje

određuje se granica 0.2 % (σ0.2), tj. napon pri kome trajno izduženje iznosi 0.2 %

prvobitne mjerne dužine:


Granica elastičnosti

Granica elastičnosti (σE) nekog materijala je granični napon do kojeg ne nastaju

nikakve trajne deformacije.

σE = FE/Ao


Granica proporcionalnosti

Najveći napon pri kome još postoji proporcionalnost između napona i jediničnog

izduženja (tj. do kojeg važi Hukov zakon) naziva se granica proporcionalnosti σp. Kriva

napon – jedinično izduženje biće, prema tome prava linija. Pri porastu napona iznad

ove granične vrijednosti, proporcionalnost između napona i jediničnog izduženja

nestaje, a izduženje, u odnosu na napon, počinje brže da raste.


Izduženje

Epruveta mjerne dužine lo, podvrgnuta dejstvu zatezne sile, izdužiće

se na novu dužinu lt, pa će razlika između rastojanja mjernih tačaka u

bilo kom trenutku ispitivanja i prvobitne mjerne dužine ∆l= lt - lo

predstavljati priraštaj dužine ili trenutno izduženje.

Trenutno izduženje, svedeno na prvobitnu mjernu dužinu, predstavlja

jedinično izduženje (ε):


Izduženje


Kontrakcija

Procentualno smanjenje površine poprečnog presjeka epruvete je razlika

između prvobitne površine poprečnog presjeka Ao i površine poprečnog

presjeka u bilo kom trenutku ispitivanja At, svedena na prvobitnu

površinu poprečnog presjeka:


Veza između naprezanja i deformacija pri ispitivanju zatezanjem za

različite materijale (krte i duktilne metalne materijale, te za neke organske

materijale),


ISPITIVANJE TVRDOĆE

Tvrdoća je otpornost materijala prema prodiranju stranog tijela u njegovu površinu.

Ispitivanje tvrdoće jedna je od najraširenijih metoda ispitivanjamaterijala.

Ispitivanje se lako i brzo provodi, nisu potrebni ispitni uzorci, a rezultati ispitivanja mogu poslužiti za procjenu drugihmehaničkih svojstava (npr. vlačne čvrstoće ili otpornosti naabrazijsko trošenje).


ISPITIVANJE TVRDOĆE

Metode mjerenja tvrdoće su:

1. statičke (Brinellova, Vickersova i Rockwellova)

2. dinamičke (Poldi i Shore)


KARAKTERISTIKE STATIČKE METODE ISPITIVANJA

TVRDOĆE

za tačno određivanje tvrdoće, zahtijevaju bolju pripremu

površine, a uređaji su im stabilni

sila ispitivanja koja djeluje na penetrator postepeno raste do

maksimalne vrijednosti


KARAKTERISTIKE DINAMIČKE METODE ISPITIVANJA

TVRDOĆE

za grubu procjenu tvrdoće, uređaji su prenosni i lako se

određuje tvrdoća u svim uslovima (npr. velike konstrukcije)

sila na penetratoru ostvaruje se udarom ili se tvrdoća

određuje na osnovi elastičnog odskoka penetratora od

površine koja se ispituje


Ispitivanje tvrdoće Brinel metoda HB

Johan August Brinell 1849. – 1925. švedski inženjer

Ova metoda se koristi za meke i srednje tvrde materijale.

Kod ove metode penetrator je kuglica od kaljenog čelika (za

tvrdoće do 450 HBS) ili od tvrdog metala (za tvrdoće do 650

HBW) promjera D koja se utiskuje silom F u površinske slojeve

materijala


Ispitivanje tvrdoće Brinel metoda HBS, HBW

Pod pojmom tvrdoće po Brinelu usvaja se količnik sile, koja deluje na

odgovarajući utiskivač u obliku čelične kuglice i površine kalote otiska

koju taj utiskivač ostavlja na površini predmeta gde je:

A, mm² - površina otiska kalote

F, N - sila utiskivanja.



Konačan izraz za izračunavanje veličine tvrdoće po Brinelu je :

D, mm -prečnik kuglice-utiskivača i

d, mm - prečnik otiska.



Za mjerenje tvrdoće po Brinelu utiskivač je čelična kuglica prečnika 10, 5 i 2.5 mm.

Izuzetno prečnik kuglice može biti 1 i 2 mm.

Primjer ispisivanja ispitane tvrdoće

Brojna vrijednost izmjerene tvrdoće unosi se ispred oznake za tvrdoću, a izaove oznake, u indeksu, unose se uslovi ispitivanja po redosljedu:

prečnik kuglice u mm,

sila utiskivanja u N i

vrijeme utiskivanja u sekundama.

Primjer oznake: 197 HBS2.5/875/5



Pri izboru prečnika kuglice, zavisno od debljine materijala, preporučuje

se:

Prečnik kuglice D, mm Debljina materijala s, mm

10 6 5 3-6

2.5 i 2 3 1 površinsko


Ispitivanje tvrdoće Brinel metoda HB- Vrijeme utiskivanja

Vrijeme trajanja utiskivanja zavisi od vrste materijala čija se tvrdoća mjeri.

Opterećenje, s obzirom na statički metod ispitivanja, povećava se

postepeno.

t1 - vrijeme porasta opterećenja do maksimalne vrijednosti (min 2 s, max 8 s),

t2 - vrijeme trajanja dejstva punog opterećenja. Ovo vrijeme se unosi u oznaku pri obilježavanju

tvrdoće i zavisi od vrste materijala, i

t3 - vrijeme rasterećenja.


Ispitivanje tvrdoće Brinel metoda HB-Mjerenje prečnika otiska

Kao što je napred napomenuto, mjera tvrdoće je veličina otiska koji je ostavio tvrđi utiskivač u ispitivanu površinu pri djelovanju odabrane sile u tačno određenom vremenu.

pravilnog ’’a’’ i nepravilnog otiska: b - prevelika sila utiskivanja, c - otisak vrlo tvrdih materijala

Tehnika mjerenja zavisna je od tačnosti mjerenja, ali tačnost ne smije biti manja od 0.25% prečnika utiskivača D.

Za mjerenje otiska mogu se koristiti različita mjerna sredstva: pomoću lenjira (tačnost 1/100 i 1/50 mm), pomoću lupe sa mikroskopom (tačnost 1/100 mm), ali se u našim uslovima prečnik otiska najtačnije mjeri pomoću projekcionog ekrana i odgovarajućeg optičkog sistema i mehanizma (tačnost merenja 1/1000 mm)



Prednosti:

jednostavna priprema površine

lako mjerenje prečnika otiska

Nedostaci:

ne mogu se mjeriti tvrdoće ≥ 650 HB

tvrdoća je ovisna o opterećenju i prema X (stepenu opterećenja)

potrebno je izabrati odgovarajuću silu F

nakon mjerenja otisak je velik i ostavlja vidljiv trag


Ispitivanje tvrdoće po Vikers (Vickers) metodi HV

Tvrdoća po Vikersu se definiše kao količnik sile kojom se deluje na

dijamantski utiskivač u obliku pravilne četverostrane piramide sa uglom

pri vrhu od 136° i površine otiska utiskivača na površini predmeta koji se

mjeri.

F - sila utiskivanja u N,

A - površina otiska u obliku

četvorostrane piramide sa kvadratnom

osnovom u mm²



Ova metoda je univerzalna i primjenjuje se za tvrde i meke materijale

Po definiciji, tvrdoća po Vickersu jednaka je onoj po Brinellu, a

izračunava se po izrazu:

Kod Vickersove metode površina otisnuća se računa pomoću

dijagonale d=(d1+d2)/2 (mm):



Veličine ispitnih sila Vickersove metode:

Trajanje opterećenja iznosi 10 do 15 s, a izuzetno za mekane

materijale može se produžiti.

Smanjivanjem sile utiskivanja povećava se rasipanje rezultata, što je

posebno izraženo kod ispitivanja mikrotvrdoće.



Prednosti:

- univerzalna metoda

- moguće je mjerenje vrlo tankih i vrlo tvrdih materijala

Nedostaci:

- potrebna posebna priprema ispitne površine

- potreban mjerni mikroskop za očitavanje dijagonala otiska

- mogućnost loma dijamantne piramide.

Primjer: 430 HV10

gdje su: 430 - iznos tvrdoće, 10 – ispitna sila F u N pomnožena s 0,102



Uslovi mjerenja

Pri rnerenju po ovoj metodi neophodno je ispunjavanje sljedećih uslova:

Debljina uzorka mora biti veća 1.5 puta od dijagonale otiska;

Odstojanje centra otiska od ivice uzorka, ili do konture bilo kog drugog

otiska, ne smije biti manja od dijagonale otiska;

Utiskivač mora biti pod normalnim uglom na površinu uzorka;

Temperatura ispitivanja je sobna, odnosno u granicama 10 do 35 °C, a

kada je u kontrolisanim uslovirna 23±5°C.



Uređaj za mjerenje tvrdoće po Vikersu


Ispitivanje tvrdoće po Rockwellovom metodom HRC

Za razliku od Brinellove i Vickersove metode, kod Rockwellove metode se ne mjeri veličina otisnuća (površina), nego dubina prodiranja penetratora.

Kod ove metode se vrijednost tvrdoće očitava neposredno na skali uređaja nakon rasterećenja

Upotrebljava se više vrsta penetratora:

za meke materijale upotrebljava se mala čelična kuglica (HRB metoda),

za tvrde materijale dijamantni konus (HRC metoda).

Dijamantna prizma ima vršni ugao 120º i radijus zaobljenja 0,2 mm, dok promjeri čeličnih kuglica iznose 1/16 “, 1/8 “, 1/4 “ i 1/2“.

Trajanje jednog ispitivanja je 10 sekundi



Postupak mjerenja tvrdoće odvija se u tri faze:

Prva faza – predoptere ćenje F0= 98 N (10 kp), penetrator (dijamantna

prizma) prodire na dubinu h0 tj. po četni položaj mjerenja.

Druga faza – glavno optere ćenje F1= 1373 N (140 kp) koje se dodaje na

predopterećenje (F0+F1= 1471 N (150 kp) utiskuje penetrator na dubinu

h1.

Treća faza - rasterećenje, tj. otklanjanje glavnog opterećenja F1. Dolazi do

povrata elastičnih deformacija u uzorku nastalih u drugoj fazi i penetrator

se zaustavlja na dubini h2 (h2<h1).



Dubina prodiranja penetratora

Kod HRC metode ukupna moguća

dubina prodiranja penetratora iznosi

0,2 mm i podijeljena je na 100

dijelova, pa Rockwellova jedinica za

tvrdocu iznosi 0,002 mm.

Tvrdoca po HRC metodi određuje se po izrazu:

Mjerno podrucje HRC-metode je od 20 do 70 HRC.



Uređaj za mjerenje tvrdoće Rockwell metodom



Prednosti:

- veća brzina mjerenja tvrdoce

- neposredno očitavanje tvrdoce na uređaju

- plitak otisak

Nedostaci:

- mogućnost loma dijamantne prizme

- nepreciznost ± 2 HRC.

Primjer označavanja: 59 HRC

gdje je: 59 - iznos tvrdoce izmjeren Rockwellovom HRC metodom

ISPITIVANJE TVRDOĆEDINAMIČKIM METODAMA

Dinamičke metode

Ove metode zasnovane su na dinamičkom dejstvu sile na utiskivač,kao

i na udarno-elastičnom odskoku utiskivača od predmeta čija se tvrdoća

mjeri.

Riječ je o jednostavnim, brzim, lakim i jeftinim metodama mjerenja, ali i

nešto smanjene tačnosti.

Primenjuju se u slučaju djelova velike mase (dimenzija) i složene

geometrije, ili kada na finalnim djelovima nije dozvoljena bilo kakva

deformacija (valjci valjaoničkih stanova, batovi kovačkih čekića, rezni

alati i dr.).

Najviše su u primeni Poldi, Skleroskopska i Duroskopska metoda


Dinamička Poldi (Poldy ) metoda HP



Ispitivanje tvrdoće ovom metodom koristi se u slučajevima kada se ne

može izvesti mjerenje tvrdoće statičkim metodama (npr. zbog

nedostatka aparata, djela velikih dimenzija, kada je nekorisno razaranje

uzorka i sl.).

Ova metoda daje rezultate koji za praksu imaju zadovoljavajuću

tačnost. Mjerenje tvrdoće je zasnovano na udarnom dejstvu utiskivača i

omogućuje izračunavanje tvrdoće slično tvrdoći po Brinel-metodi.

Odnosno, Poldi metoda je u principu modifikovana Brinel metoda.



"Poldijev čekić" jednovremeno utiskuje utiskivač u površinu ispitivanog

djela i etalon (šipku) poznate tvrdoće. Kao utiskivač koristu se čelična

kuglica prečnika D=10 mm.



Mjerenjem prečnika otiska, pomoću Iupe, određuje se tvrdoća ispitivanog

predmeta pomoću tabela datih uz aparat. Takođe, tvrdoća se može

odrediti i analitički mjerenjem prečnika otisaka kalote u materijalu i

etalonu, na osnovu poznate tvrdoće etalona (HBS), prema izrazu:

HBS-tvrdoća etalona izmjerena po Brinel metodi

D - prečnik utiskivača - kuglice u mm,

de - prečnik otiska u etalonu u mm i

dm - prečnik otiska u materijalu u mm.

Razlika vrijednosti tvrdoća po Brinel i Poldi metodi ne prelazi 2%.


Dinamička Skleroskopska metoda (po Šoru - Shore) HSh



Princip mjerenja tvrdoće, po ovoj metodi, zasnovan je na

elastičnom odskoku i na vizuelnom mjerenju visine njegovog

prvog odskoka.

Visina odskoka zavisna je od vrste materijala, njegove tvrdoće,

modula elastičnosti, stanja površine, mase predmeta, kao i

aparata za mjerenje.



Aparat za ispitivanje tvrdoće

Aparat se sastoji iz jedne staklene cijevi dužine 245 mm, podeljene na

130 podioka, u kojoj se nalazi pokretni utiskivač mase 2.5 g sa

dijamantskim kupastim vrhom.

Pri mjerenju tvrdoće utiskivač se pušta da slobodno pada bez trenja

kroz staklenu cijev na površinu predmeta čija se tvrdoća mjeri.

Visina prvog odskoka utiskivača u podiocima skale je mjera odskočne

tvrdoće.



Aparat za ispitivanje tvrdoće

Podiže se utiskivač u najviši položaj;

Oslobađa se utiskivač da slobodno

pada (pritiskom na dugme);

Pažljivo se prati odskok utiskivača i

registruje visina odskoka;

Na osnovu srednje vrednosti elastičnog

odskoka utiskivača može se tvrdoća po Šoru

preračunati u tvrdoću po Vikersu.



Uslovi ispitivanja

Primenjuje se pri mjerenju tvrdoća čelika i tvrdih livova tvrdoće

225 do 940 HV;

Na istom mjestu uzorka izvodi se samo jedno mjerenje;

Vrijednost tvrdoće uzorka je srednja vrijednost iz najmanje 5

pojedinačnih mjerenja visina prvih odskoka utiskivača;

Temperatura pri ispitivanjuje sobna (izuzetno i do 10-35°C);

Masa postolja, na koju se postavlja uzorak mora biti najmanje

2-5 kg.



Na osnovu srednje vrednosti elastičnog odskoka utiskivača može

se tvrdoća po Šoru preračunati u tvrdoću po Vikersu.


Dinamička Duroskopska metoda HD

Duroskop (sklerograf) je prost, lak aparat, malih dimenzija i primenjuje se

za brza mjerenja tvrdoća, posebno vertikalnih površina.



Princip rada ovog aparata baziran je na padu malog malja (3), obrtnog

oko neke ose, sa početne visine – H1 i njegovom udaru u utiskivač (1),

koji je naslonjen na površinu radnog predmeta čija se tvrdoća mjeri (4).

Kinetička energija malja troši se na utiskivanje utiskivača, ostvarujući

djelimično plastične, a dijelom elastične deformacije. Usled elastičnog

odskoka podiže se malj do neke visine -H2. Ova visina se uočava

pomoću kazaljke (2) koja je, ponešena maljem pri odskoku ostala na toj

visini.



Uslovi ispitivanja

Primenjuje se pri mjerenju tvrdoća malih i komplikovanih dijelova, kao i

dijelova u završnoj fazi mašinske obrade (zupčanici, radilice i dr.);

Mogu se ispitivati kako metalni tako i nemetalni materijali, keramika i sl.

Na istom mjestu uzorka izvodi se samo jedno mjerenje;

Vrijednost tvrdoće uzorka je srednja vrijednost iz najmanje 5

pojedinačnih mjerenja visina prvih odskoka utiskivača;

Temperatura pri ispitivanju je sobna (izuzetno i 10-35°C).

ISPITIVANJE TVRDOĆE DINAMIČKIM METODAMA


Prevođenje duroskopskih jedinica u tvrdoću po Vikersu, izvodi se preko

dijagrama;

ISPITIVANJE TVRDOĆE DINAMIČKIM METODAMA


Različite izvedbe uređaja


Ispitivanje udarne žilavosti

Šarpijevo klatno za ispitivanje udarne žilavosti


Ispitivanje udarne žilavosti

Ispitivanjem udarne radnje loma utvrđuje se ponašanje

materijala (metalnih i polimernih) u uslovima udarnog

opterećenja.

Vrijednost udarne radnje loma pokazuje hoće li se materijal

ponašati žilavo ili krto u uslovima udarnog opterećenja.

Često se ispituje pri sniženim temperaturama jer kod nekih

materijala temperatura značajno utiče na iznos udarne radnje

loma.


Žilavost je osobina materijala da može podneti razaranje tek

posle veće plastične deformacije. Ova osobina materijala dolazi

do izražaja kad je materijal izložen naglom i učestalom dejstvu

spoljašnje sile

Veliki broj dijelova mašina i konstrukcija izložen je u toku rada

udarnim dinamičkim opterećenjima. Takva opterećenja

materijali daleko teže podnose od mirnih statičkih opterećenja

Pod krtim lomom podrazumeva se lom bez prisutnih plastičnih

deformacija, a pod žilavim lom sa prisutnim većim plastičnim

deformacijama


Ispitivanje udarne žilavosti –postupak ispitivanja

Ispitni uzorak oslonjen na dva oslonca, opterećuje se udarcem brida bata u sredini raspona nasuprot utoru.

Dva najčešće korištena oblika ispitnog uzorka pri ispitivanju udarne radnje loma su:

- Ispitni uzorak s U-zarezom (DVM)

- Ispitni uzorak s V-zarezom (ISO-V)



Udarna radnja loma računa se iz izraza:

KV ili KU = G . (h1 - h 2), J

KV ili KU = G . r (cosβ - cosα), J

G = m . g, N - težina bata

S – površina nosivog presjeka ispitnog

uzorka izražena u cm² .



Ukoliko se primjenjuju standardni ispitni uzorci (ISO-V ili DVM) žilavost

se izražava samo u J, a ukoliko su korišteni ispitni uzorci manjih

dimenzija, onda se izražava u J/cm² i računa po izrazu:

gdje je S – površina nosivog

presjeka ispitnog uzorka izražena u cm²


Ispitivanje hemijskog sastav metalnih materijala

Prepoznavanje materijala može se obaviti pomoću analize

hemijskog sastava.

Ovom analizom može se tačno utvrditi o kojem se materijalu

radi, ali se većinom ne može ocijeniti kakva ostala svojstva

ima zbog prerade


Ispitivanje hemijskog sastav metalnih materijala hemijskom reakcijom

Klasična hemijska analiza je dosta spor proces, koji se svodi na rastvaranje uzorka u nekoj hemikaliji i titranje rastvora reagensom.

Iz utrošene količine reagensa i utrošene mase uzorka može se precizno odrediti količina pojedinog elemenata.

Uzorci se uzimaju odvajanjem čestica s površine metala, bušenjem rupa i sličnim zahvatima.

Analiza se provodi odvojeno za svaki pojedini ispitivani element, jer su hemikalije na koje reagiraju različite. Jasno je da se radi o sporom i skupom, iako vrlo preciznom procesu.

Nedostatak je i u tome što se oštećuje površina komada.


Ispitivanje hemijskog sastava metalnih materijala Spektralnomanalizom

Određivanje hemijskog sastava spektralnom analizom zasniva se nakarakterističnoj energiji vezivanja elektrona u vanjskim ljuskama zasvaki element.

Pobudom ovih elektrona oslobađaju se kvanti svjetlosti talasne dužinekoja odgovara pojedinim elementima.

Poređenjem linija na spektru s poznatim linijama elemenata može se pouzdano zaključiti o kojim se elementima radi.

Pobuda materijala na svjetlucanje postiže se električnom iskrom kojanastaje između molibdenske elektrode i ispitivanog materijala.

Svjetlo iskre ide u analizator, koji daje podatke o sastavu.

Postoje prenosni uređaji za kvalitativnu analizu, međutim zakvantitativnu analizu se koriste složeniji uređaji s podrškom računara


Ispitivanje metalnih materijala Spektralnom analizom

izgaranjem

Drugi način je prosmatranje izgaranja iskara dobivenih brušenjem

ispitivanog materijala

Približno određivanje hemijskog sastava

Svaki element izgaranjem ispušta karakterističnu boju, a i oblik iskre

zavisi od pojedinih elemenata.

Poređenjem iskara dobivenih brušenjem i slika iz priručnika može se

procijeniti vrsta materijala.

I ovdje postoje uzorci najčešće istih legura, koji se mogu brusiti zajedno

s ispitivanim materijalom radi poređenja


Ispitivanje metalnih materijala Spektralnom analizom

Približno određivanje hemijskog sastava


Analiza makro i mikro strukture materijala

Pregledom površine materijala može se samo naslutiti kakvu struktura ima takav materijal.

Površinski slojevi su često različitog hemijskog sastava od samog materijala, tako da ih je potrebno ukloniti radi uvida u strukturu.

Nešto bolji uvid u građu materijala dobiva se prelomom uzorka.

Iz samog izgleda površine prijeloma može se zaključiti je li materijal žilav ili krt, rastezljiv, krupnozrnat i slično.

Povećalom se može bolje osmotriti površinu. Povećanje obične ne prelazi 10X, najčešće 1.5– 3X. Ako se površina fino izbrusi i nagrize kiselinom, mogu se očiti i golim okom makrostrutkura materijala. Ovo je lijepo vidljivo kod odlivaka i zavarenih spojeva koji imaju krupnije zrno od gnječenih materijala.


Analiza makro i mikro strukture materijala optičkim

mikroskopom

Većina metala ima zrno suviše sitno da se vidi golim okom. Još su

u XIX. stoljeću izrađeni mikroskopi s povećanjem od 1500X, što je

praktična granica povećanja optičkog mikroskopa.

Uzorak za pregled na optičkom mikroskopu treba pažljivo

pripremiti


Analiza makro i mikro strukture materijala optičkim mikroskopom

Tragovi brušenja brusnim papirom i dijamantnom pastom. Smjer strelice

pokazuje izgled izbruska u zavisnosti o prečniku abrazivne čestice

počevši od grubljih prema finijim. Najfinije brušenje provodi se

dijamantnom pastom promjera čestice 1 mm.


Analiza makro i mikro strukture materijala optičkim mikroskopom

Završno poliranje uzoraka pastom

13. ISPITIVANJE METALA I LEGURA Analiza makro i mikro strukture materijala optičkim mikroskopom

Većina mikroskopa ima priključen i fotografski aparat za snimanje mikrostrukture, a često i uređaj za mjerenje mikrotvrdoće pojedinih faza u metalu.

Optički mikroskop, odbijanje svjetla i slika strukture perlita


Analiza makro i mikro strukture materijala Elektronski mikroskop

Elektronski mikroskop radi na sličnom principu kao i optički mikroskop.

U visokom vakuumu stvara se snop elektrona koji se fokusira i širi

slično svjetlu u optičkom mikroskopu.

Ovdje se elektroni ponašaju kao talasi visoke frekvencije, tj. kratke

talasne dužine.



Struktura površine na SEM i TEM mikroskopu, perlit



Struktura površine na SEM i TEM mikroskopu,



Jedinstveno svojstvo Elektronskih mikroskopa je velika dubinska

oštrina slike, tako da se mogu jako povećavati hrapave površine i razni

predmeti.

U mašinskoj praksi najviše se koristi za preglede površina preloma.

Priprema uzorka je jednostavnija

Moguće je provesti i analizu hemijskog sastava analizom spektra

rentgenskog zračenja, jer udarom elektrona o površinu dolazi do

izbijanja rentgenskog zračenja

HVALA NA PAŽNJI !

2018.god.

AKREDITACIJA I SERTIFIKACIJAuniverzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/V-BLOK...Ispitivanje...

Documents

Transcript of AKREDITACIJA I SERTIFIKACIJAuniverzitetpim.com/wp-content/uploads/2020/03/V-BLOK...Ispitivanje...