1. Šta objašnjava slijedeća izreka: „Bez materijala ništa ne postoji, bez energije se ništa ne dešava, bez informacija ništa nema smisla“ ?

Navedena izreka sažeto objašnjava današnji život i proizvodnju. Sirovine i materijali su sastavni dio gospodarstva svake države i proizvodnih sistema jer u njih ulaze sirovine (materijali), energija i informacije, a iz njih izlaze proizvodi (materijalizirane ideje) i otpad, a dijelom i materijali i informacije. Takav sistemski pristup je osnova savremene koncepcije gospodarenja materijalom u ukupnom životnom ciklusu, kao dijela inžinjerstva životnog ciklusa (Life Cycle Engineering). Konačni izvori sirovina za dobijanje materijala i sve veće zagađivanje okoliša postavljaju pred naučnike i inžinjere nove zahtjeve, a od njih se traži društvena odgovornost za svoje djelovanje. Zato se danas teži razvoju i primjeni recikličnih, lako uništivih ili ekološki razgradljivih materijala dobivenih iz obnovljivih sirovina.

2. S-kriva u razvoju i primjeni materijala

Najveći rast bilježe polimerni materijali: od nekoliko miliona tona 60-tih godina do današnjih oko 200 miliona tona, s procjenom dvostruke proizvodnje za idućih 30-tak godina. Iako su predviđanja i prognoze nezahvalne, prateći razvoj i primjenu pojedinih materijala po S krivulji rasta, moze se uočiti da približno svakih 75 godina pojedine skupine materijala doživljavaju maksimum proizvodnje i primjene. Tako su materijali na bazi željeza imali maksimum proizvodnje i korištenja oko 1970 godine, a nakon toga nastupa stagnacija. Substitute čine sve više polimerni i kompozitni materijali, pa se maksimum proizvodnje polimera očekuje sredinom 21 stoljeća.

S-kriva u razvoju i primjeni materijala

3. Šta znači kada kažemo da se nauka o materijalima i inžinjerstvo materijala smatra generičkom vrstom nauke:

Nauka o materijalima i inžinjerstvo materijala (engleski:Materials Science and Engineering, njemački: Werkstoffwissenchaften und Werkstofftechnik) je nova disciplina nastala nakon 1970.g. sintezom temeljnih grana nauka – fizike i hemije te inžinjerskih struka – metalurgije, hemijskog inžinjerstva, mašinstva, građevinarstva. Obilježlja djelovanja unutar nauke o materijalima jesu: interdisciplinarnost i timski rad, veliki broj istraživaža, najsavremenija oprema, velika novčana ulaganja. Nauka i inžinjesrtvo materijala se smatra uz genetiku,m informatiku i telekomunikacije, generičkom vrstom nauke.To znači da se rezultati istraživanja materijala i pripadnih tehnologija prenosi u druge grane nauke i tehnike – elektroniku, mašinstvo, zrakoplovstvo, svemirsku tehnologiju, brodogradnju, medicinu ,hemijsku tehnologiju, gradjevinarstvo i druge te dovede do razvoja novih proizvoda boljih svojstava.

1

4. Nabrojati neke od revolucionarnih primjena materijala zasnovanih na naučnim istraživanjima.

Neki primjeri revolucionarnih primjena materijala zasnovanih na naučnim istraživanjima su: poluprovodnici i silicijev čip u računaru, optička vlakna za prijenos informacija, Ti- i Co- legure za implantate u ljudskom organizmu, polimerni kompoziti za gradnju sportskih sprava i zrakoplova, polikristalni dijamant za rezne alate, tehnička keramika u plinskim turbinama i diesel motorima i dr.

5. Izbor mašinskih materijala

Izbor materijala je jedan od najvažnijih i najodgovornijih zadataka u okviru konstruisanja mašina i mašinskih elemenata. Materijal najčešće određuje kvalitet, funkciju i ekonomičnost mašine. Na raspolaganju nam je stalno rastući broj materijala, od kojih svaki ima sopstvene karakteristike, primjenu, prednosti i nedostatke. U proizvodnji se danas koriste slijedeći materijali:

- gvožđe i čelici (ugljični, legirani, nehrđajući, alatni i čelici za matrice)- neželjezni metali i legure (aluminium, magnezium, bakar, nikal, titan, superlegure, vatrostalni

materijali, berilium, legure sa niskom tačkom topljenja i precizni metali)- plastike (termoplastične, termostabilne i elastomeri)- keramike, keramička stakla, stakla, grafit i dijamant- kompozitni materijali (ojačane plastike, kompoziti sa metalnom i kompoziti sa keramičkom

matricom, saćaste strukture).

6. Osobine materijala:

Kod izbora materijala za proizvode prvo se razmatraju jegove mehaničke osobine: čvrtoća, tvrdoća, napon tečenja, elastičnost, napon na granici proporcionalnosti i puzanje, zatim dinamičku izdržljivost, žilavost, duktilnost od kojih u najvećoj mjeri zavise dopuštena naprezanja materijala, koja su mjerodavna za proračun čvrstoće, odnsono dimenzija mašisnkih elemanata.Materijal mora posjedovati mehaničke osobine, propisane za proizvode i njihove dijelove takođe i u uslovima pod kojim će proizvod funkcionirati. Zbog toga razmatramo fizičke osobine: gustoću, specifičnu toplotu, termičko širenje i provodljivost, tačku topljenja i električne i magnetne osobine. Hemijske osobine, takođe igraju značajnu ulogu svojim dejstvom na „normalnu“ okolinu. Oksidacija, korozija, opća degradacija osobina materijala, tj.smanjenje radnih osobina, otrovnost (toksičnost) i zapaljivost materijala su među značajnim faktorima koje treba razmatrati. U nekim avionskim katastrofama, na primjer većina smrtnih slučajeva je prouzrokovana otrovnim plinovima nastalim izgaranjem nemetalnih materijala u kabini aviona. Tehnološke osobine materijala su osobine od kojih zavisi mogućnost ili postupak izrade. One kao i ostale, zavise od svojstava, sastava, načina dobivanja materijala, od strukture materijala, homogenosti, čistoće i dr.

7. Posljedice nepravilno odabranog materijala i procesa obrade:

Na proizvodima mogu nastati mnogobrojni primjeri grešaka zbog nepravilnog izbora materijala, načina prerade, neodgovarajuće kontrole variabli procesa. Smatra se da neki dio ili proizvod ima greške kada:- prestane raditi ( pukotina osovina, zupčanik, vijak, kabl ili turbinska lopatica)- ne radi pravilno ili funkcioniše unutar specifičnih granica (izlizani ležajevi, zupčanici, alati i

matrice). - postane nepouzdan ili beskoristan za dalju upotrebu (pokidani kabl u vitlu, pukotina u osovini,

slabo spajanje kod štampanih pločica, ili ljuštenje ojačanih plastičnih dijelova).8. Nabrojati opšte kategorije postupaka prerade i obrade materijala

2

Opšte kategorije postupaka prerade materijala su: - Livenje (kalupi za jednokratnu upotrebu i trajni kalupi)- Deformacija i uobličavanje (valjanje, kovanje, ekstruzija, vučenje, profiliranje limova, praškasta

metalurgija i kalupovanje)- Mašinska obrada (tokarenje, borovanje, bušenje, blanjanje, oblikovanje, glodanje, hemijska,

električna i elektrohemijska dorada i obrada visoko-energetskim snopovima)- Završne operacije (honovanje, lepovanje, poliranje, bruniranje, skidanje brkova, nanošenje slojeva i

prevlaka).

9. Šta je to kvalitet materijala

Definica kvaliteta prema standardu EN ISO 9000:2005: glasi : Kvalitet je stepen do kojeg skup nerazdvojnih karakteristika (uoČljivih glavnih crta ) zadovoljava zahtjeve (potrebu ili stanje koje je formulisano, opće namjenjeno ili obavezno propisano). Prema familiji standarda EN ISO 9000 razlikuju se zahtjevi za kvalitet proizvoda i zahtjevi za upravljanje kvalitetom.

10.Neki od numeričkih sistema koji su trenutno u Europi

- HTM-DB - mehanička svojstva materijala za visoke temperature programima za vrednovanje i modeliranje podataka.

- CETIM Materiaux - za potrebe konstruisanja i izbora materijala- SOLMAT-zahtjevana svojstva legura za posude pod tlakom- PERITUS - sustav za odabir metala, polimera, kompozita i keramike- INFOS - podaci o obradljivosti materijala odvajanjem čestica- THERMODATA - termodinamička svojstva i dijagrami stanja- CES - svojstva materijala, proizvodni procesi i konstrukcijski parametri- POLYMAT - svojstva i proizvođači polimernih materijala- CAMPUS (Computer Adied Material Preselection by Uniform Standard)-standardizirani sustav

za odabir polimernih materijala- COMETA - svojstva za konstruiranje s metalnim i keramičkim mater- ALUSELECT - odabir aluminijevih legura

11. Osnovne programske funkcije CAMS-a:

1. Identifikacija materijala zadavanjem sastava, oznake, nekog svojstva ili deskriptora;2. Informiranje o osobinama (svojstvima) poznatog materijala;3. Sortiranje materijala na temelju zadanih vrijednosti za osobine ili na temelju ključne riječi;4. Eliminacija materijala koji ne ispunjavaju osnovne zahtjeve, po kriterijima: DA /NE ,≤ ,≥ ,= ,max ,min i sli č no ;5. Traženje optimalnog materijala s pomoću funkcija i kriterija vrednovanja;6. Vođeni izbor i savjetovanje s pomoću ugrađene logike izbora;7. Stimulacija i modeliranje ponašanja materijala na temelju pohranjenih podataka znanja.

12. Kako se metali dijele prema periodnom sistemu elemenata (nabrojati)?

3

Metali se prema periodnom sistemu dijele na:- Crne metale (feromagnetne, teško topljive metale, rijetkozemne (lantanoide) uranove metale

(aktinoide) i alkalne metale)- Obojeni metali (plemeniti metali, lahki metali i lako topljivi metali).

13.Proizvodnja gvožđa u visokoj peći :

Oko 95% gvožđa se proizvodi u visokoj peći. Proizvodnja željeza u visokoj peći je kontinuirani proces. Sirovine se kontinuirano ubacuju kroz vrh peći, a sirovo željezo i troska se vade s dna. Kroz gornji otvor visoke peći (grotlo), peć se naizmjenično puni slojevima koksa i rude s talioničkim dodacima. Proces u visokoj peći je zasnovan kao protivstrujni redukcijski proces silazećeg rudnog zasipa i vrućeg redukcijskog plina, nastalog sagorijevanjem koksa u gnijezdu visoke peći, koji struji prema vrhu pod uticajem vrućeg zraka, uduvanog kroz duvnice, koje su ravnomjerno raspoređene duž obima peći. Visoka peć je tako konstruisana da se kroz ždrijelo, putem zasipnog uređaja sa zvonima nabacuju sirovine (ruda – sinter,koks i topitelj) i to naizmjenično. Otvor za ispust gvožđa se nalazi na 2-3 m iznad peći.Vrijeme koje je potrebno da se spusti obično iznosi 8-10 h. Podjela visoke peći prema visini izvršena je na elemente profila visoke peći:- Ždrijelo – se nalazi na vrhu peći i kroz njega se ulažu sirovine (koks, ruda i topitelj). - Trup (jama ili šaht) – je najveći dio volumena peći.- Trbuh – je najširi dio peći. - Sedlo – je dio peći u kome dolazi do smanjenja volumena uloženih sirovina, jer su se već istopile.- Gnijezdo – je najniži dio peći i u njemu se vrši sagorijevanje koksa i stvaranje visokopećnog plina,

kao i sakupljanje gvožđa i troske

14.Proizvodi visoke peći :

Proizvodi visoke peći su sirovo željezo, troska i grotleni plin - visokopećni plin.

15.Materijali koji se koriste za izgradnju visoke peći:

4

Metalni dijelovi koji se koriste pri građenju peći uglavnom se mogu podijeliti na dvije vrste:

1) na različite izlivene dijelove, tzv. odlivke i 2) konstruktivni materijal, od kojeg se izrađuju nosači, različiti ugaonici, limovi itd.

16.Agregati (peći) za proizvodnju čelika:

1) konvertor (klasični, oksigenski, itd.)2) simens-martinova peć3) elektro peć

17.Elektro peći za proizvodnju čelika :

U električnim pećima proizvodi se potrebna toplota za topljenje metala sa električnom energijom i to uglavnom sa naizmjeničnom trofaznom strujom, pri niskom naponu i velikoj jačini. U zavisnosti od obloge, proces može biti bazičan (znatno češće) ili kiseli (vrlo rijetko). Prema načinu pretvaranja energije u toplotu električne peći se dijele na; elektro – lučne i indukcione peći.

18.Čelični proizvodi i poluproizvodi

Primarni cementit (Fe3C1), sekundarni cementit (Fe3C2), terciarni cementit (Fe3C3), Ledeburit (eutektički cementit), Lamelarni grafit, Nodularni grafit.

19.Definicija čelika prema standardu BAS EN 10020:200 IDT:

Prema definiciji međunarodnog standarda ISO 4948/1, usaglašenoj i sa standardima Euronorm 1 i 20, kao i BAS EN 10020, važi definicija: Čelik je materijal koji sadrži željeza, više nego bilo kojeg drugog pojedinačnog elementa, sa sadržajem ugljenika, općenito, manjim od 2% i u sadržaj drugih elemenata. Jedan broj čelika sa kromom može da sadrži više od 2 % ugljenika mada je 2% uobičajena granica razdvajanja izmedju čelika i livenog gvožđa. Osnovna sirovina za proizvodnju čelika je gvožđe. S obzirom da gvožđe sadrži 4% ugljika potrebno je oksidacijom ugljika samnjiti 2%.

20.Definiranje i klasificiranje vrsta čelika (podjela vrsta čelika) prema standardu BAS EN10 020:2008 IDT:

Neke dosadašnje uobičajene podjele čelika su na:- kontrukcione (ugljik je obično u granicama 0,05% do 0,8%)- alatne (ugljik se kreće obično od 0,80% do 1,35%)Unutar ove dvije grupe date su i podjele s obzirom na udio legirajućih elemenata i to na:- ugljične ili neligirane čelike (nemaju druge legirajuće elemente u količinama koje bitno utječu na

osobine),- niskolegirane (sa dodatkom do 5% legirajućih elemenata) i - visokolegirane (sa dodatkom više od 5% legirajućih elemenata pojedinačno ili ukupno)

Podjela vrsta čelika prema standardu BAS EN 10020:20001. EN 10020:2000 – Definiranje i klasificiranje vrsta čelika2. EN 10027-1:1991 – Sistemi označavanja za čelike-1.dio-Glavni simboli i oznake 3. EN 10027-2:1991 – Sistemi označavanja za čelike-2.dio-Brojčane oznake 4. CR 10260:1998 – Sistemi označavnja čelika-Dodatne oznake (CEN izvještaj)5. EN 10079:1992 – Definicije čeličnih proizvoda6. Committee Draft ISO/DTS 4949:2002 – Nizovi čelika pomoću slovnih simbola

BAS EN 10020:2000 IDT – Definiranje i klasificiranje vrsta čelika definira pojam čelik i klasificira vrste čelika na nelegiranem nehrđajuće i druge legirane čelike prema hemijskom sastavu, glavne klase

5

kvaliteta definirane sa glavnim osobinama ili upotrebnim karakteristikama za nelegirane, nehrđajuće i druge legirane čelike.

21.Ranije podjele vrsta čelika: podjela čelika prema načinu proizvodnje; podjela čelika prema strukturi i prema stanju isporuke

Podjela čelika prema načinu proizvodnje : SM-,LD-, elektro- , zatim čelik proizveden načinima sekundarne metalurgije, načinima kontrolirane metalurgije (vakumska elektrolučna peć , pretapanje elektronskim snopom, elektro-pretapanje pod troskom ETP, pretapanje plazmom )Prema stanju isporuke mogu biti: valjani i liveni.

22.Šta znače oznake prema BAS EN 10 027-1, BAS EN 10 027-2 i CR 10 026:

L360 NB : L - čelici za cjevovode, 360 – najmanji napon tečenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine, N-obično valjano, B-plinska boca P355 NB : P - čelici za posude pod pritiskom, 455 –najmanji napon tečenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine, N- obično valjano, B-plinske boceE295 GC : E-celici za mašinogradnju, 295 – najmanji napon tečenja (Re) u Mpa za područje najmanje debljine, G - ostale oznake slijede kada je potrebno sa jednom ili dvije cifre koje slijede, C – sa posebnom sposobnošću za hladnu obradu

23.Označavanje čelika prema BAS EN 10027-1 i BAS EN 10027-2; šta znače oznake :

- S 355 JR : S –konstrukcioni čelik , 335 – najmanji napon tecčnja (Re) u MPa za područje najmanje debljine , JR- udarna energija za 27 J, na temperaturi od 20℃- S 355 J0 : S –konstrukcioni čelik , 335 – najmanji napon tecenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine , J0- udarna energija za 27 J, na temperaturi od 0℃- S 235 JR G1 : S –konstrukcioni čelik, 335 – najmanji napon tečenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine , JR- udarna energija za 27 J, na temperaturi od 20℃ , G1 – neumireni čelik- S 235 JR G2 : S –konstrukcioni čelik, 335 – najmanji napon tečenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine , JR- udarna energija za 27 J, na temperaturi od 20℃ , G2 – umireni čelik- S 3555 JR G3 : S –konstrukcioni čelik, 335 – najmanji napon tečenja (Re) u MPa za područje najmanje debljine , JR- udarna energija za 27 J, na temperaturi od 20℃ , G3 – uslovi isporuke opcijski- S 335 K2 G2 W : S –konstrukcioni čelik, 335 –najmanji napon tečenja (Re) u Mpa za područje najmanje debljine, K2- udarna energija za 40 J na temperaturi od−20℃, G2 – dodatna oznaka za čelik (umireni celik ), W –otporni na koroziju

M- termomehaničko valjanjeN-obično valjanjeL-za snižene tempretaureW- otporni na korozijuO-za opšor konstrukcijeG-ostale oznake slijede kada je potrebno sa jednom ili dvije cifre G1 – neumireni čelikG2 – umireni čelikG3 – uslovi isporuke opcijskiG4-uslovi isporuke po izboru proizvođačaB-plinska boca

24.Pojam i osnovne osobine usmjerene i monokristalne strukture:

6

Tehnologija livenja usmjerene kristalne strukture i livenja monokristala od izuzetnog je značaja kao bazna tehnologija za proizvodnju turbomlaznog motora i drugih proizvoda od superlegura na bazi nikla. Usmjereno očvršćavanje je jedna od najvažnijih postupaka preciznog livenja suprelegura kojim se dobija stubasta i monokristalna struktura koja se najčešće primjenjuje za odlivke lopatica za rotore turbomotora od super legura na bazi nikla.

25.Titan i legure titana:

Osnovni legirajući elemenrtitana je aluminijum. On povećava mehaničku otpornost titanovih legura na visokim temperaturama i sa titanom obrazuje legure pogodne za zavarivanje. Legure titana mogu postati krte i ako sadrže vodik.

26.Kobalt i superlegure na bazi kobalta

U prirodi se kobalt često pojavljuje kao legura sa željezom u obliku meteorita.Kobalt je sjajan, plavkastobijel vrlo tvrd metal koji je na temperaturama do 1121℃ feromagnetičan, a ima dvije alotropske modifikacije. Do 417℃ postojana beta-modifikacija guste, heksagonalne kristalne rešetke. Ne reagira s vodom. Otapa se u razrijeđenoj sumpornoj dušičnoj i klorovodičnoj kiselini. S aluminijem, kormom, titanom, molibdenom cirkonijem i drugim prijelaznim metalima tvori intermetalne spojeve. Kobalt se relativno malo koristi u elementarnom stanju:najviše se upotrebljava za proizvodnju leguraPodjela legura kobalta- Visokotemperaturne legure i kompoziti- Magnetske legure- Kobaltom legirani čelici- Super legure na bazi kobalta

27. Podjela mehaničkih osobina (svojstava) prema načinu djelovanja opterećenja :

- Prema načinu djelovanja opterećenja na : zatezanje, pritisak, savijanje,- uvijanje, smicanje, te kombinacije kao zatezanje i pritisak itd.- Prema brzini djelovanja opterećenja na : statičko i dinamičko- Prema temperaturi ispitivanja na : sobnoj, povišenoj i na sniženoj- Prema trajanju djelovanja opterećenja na : kratkotrajna i dugotrajna- Ispitivanja sa razarenje i bez razaranja .

28.Ispitivanje zatezanjem:

7

Ispitivanje zatezanjem ubraja se u najvažnija mehanička ispitivanja, jer daje najviše važnih upotrebnih svojstava kao što su napon tečenja, zatezna čvrstoća, modul elastičnosti, izduženje, suženje itd . Mašine koje se koriste za ispitivanja na zatezanje nazivaju se univerzalne kidalice. Univerzalne iz razloga što se mogu koristiti za ispitivanje savijanjem pritiskom kao i sabijanje, zavisno od pogona kidalice mogu biti:mehaničke i hidraulične. Najčešće su hidrauličkog i univerzalnog karaktera. Kidalica tipa AMSLER maksimalnog kapaciteta 200 kN.

Za izvođenje ispitivanja potrebno je imati određeni broj epruveta za ispitivanje zatezanjem, mašinu "kidalicu", kao i odgovarajući pribor za mJerenje i registrovanje. Pod epruvetom se podrazumijeva uzorak materijala obrađen na određenu mjeru i oblik prema standardu, dok uzorak predstavlja odabrani komad materijala za ispitivanje.

Ispitivanje zatezanjem može se pratiti na dijagramu kidanja (Hukov dijagram).Na ordinati registruje se sila F[N]. Na apcisi se registruje trenutno izduženje.

8

Epruvete su najčešće kružnog poprečnog presjeka.Najčešće su u primjeni okrugle, kvadratne i pravougaone epruvete.Epruveta za ispitivanje zatezanjem mogu biti tehničke ili standardne. Tehničke epruvete se ne pripremaju posebnom obradom, već se ispituju u stanju u kome se proizvod primjenjuje. Standardne epruvete se izrađuju od odabranih uzoraka materijala kao normalne i proporcijalne epruvete, pri čemu obe mogu biti kratke i duge.

29. Nacrtajte epruvete za ispitivanje zatezanjem metalnih materijala. Napišite izraz za izračunavanje njihove dužine i napišite šta se sve (koje veličine) se mogu na njima odrediti:

9

30. Ispitivanje udarom ( ispitivanje žilavosti) prema standardu BAS EN 10024 :

Ispitivanje žilavosti materijala vrši se udarnim opterećenjem. Epruveta određenog oblika idimenzija lomi se jednim udarcem. Pri udaru epruveta je izložena savijanju. Cilj ispitivanja jeda se odredi sklonost materijala ka povećanju krtosti u toku eksploatacije.Ispitivanje udarne radnje loma zarezane epruvete po Charpyju je jedno od najstarijih mehaničkih metoda ispitivanja materijala u eksploatacionim uslovima, a služi za utvrđivanje njegove otpornosti prema krtom lomu. Na Charpyjevu klatnu ispituje se jednim udarcem s brzinom obično 5 do 5,5 m/s zarezane epruvete (s U-zarezom ili V-zarezom).

Pri ispitivanju epruveta se postavlja centrično na oslonac sa razmakom od 40 [mm],a klatno slobodnim padom udara tačno u njezinu sredinu sa suprotne strane od zareza i lomi je jednim udarcem. U početnom položaju potencijalna eanergija Carpyjevog klatna obično iznosi 300, 150, ili 100 [J]. Nakon puštanja klatna njegova potencijalna enargija pretvara se u kinetičku. Dio te energije utrošen na lom epruvete naziva se udarna radnja loma.Udarna radnja loma metalnih materijala se ispituje normiranim (standardiziranim) epruvetama kvadratnog ili pravougaonog poprečnog presjeka sa zatezom u obliku slova U ( oznaka KU ) ili slova V ( oznaka KV ), Žilavost se može definisati kao energija koju je potrebno utrošiti da bi se izazvalo razaranje strukture materijala, odnosno da bi se ostvario lom. Ako je taj energetski iznos manji, materijal je krtiji (veća krtost), a ako je veći, materijal je žilaviji (veća žilavost).Formule za izračinavanje potencijalne energije i udarne radnje loma glase :

Na žilavost materijala utiče niz faktora kao što su : 1. Temperatura ispitivanja 2. Mikrostruktura (osobito veličina zrna) 3. Oblik i dimenzije zareza 4. Dimenzije epruvete 5. Brzina udara

Temperatura ispitivanja ima najveći uticaj na žilavost, odnosno na udarnu radnju loma. Žilavost materijala općenito opada sa snižavanjem temperature ispitivanja. To je općenito zbog toga što se snižavanjem temperature snižava i plastičnost, odnosno deformabilnost materijala.

10

31. Ispitivanje savijanjem :

Savijanje nastaje usljed djelovanja savijanja u poprečnim presjecima štapa. Moment savijanja jedan je od elemenata koji karakteriziraju unutarnju napregnutost u poprečnom presjeku štapa i to moment s obzirom na osu koja lezi u ravnini presjeka i prolazi kroz teziste presjeka. Prema tome, moment savijanja djeluje u ravnini okomitoj na ravnini poprečnog presjeka štapaIspitivanje na savijanje se najčešće primjenjuje za krte materijale, kao što je sivi liv.

32. Ispitivanje tvrdoće po Brinelu i Rokvelu:

Tvrdoća se definiše kao otpor prodiranju utiskivača u ispitivani materijal.1900 g. Brinel je definisao postupak prema kojem se tvrdoća definiše odnosom sile kojom se u ispitivani materijal utiskuje tvrda čelična kuglica određenog prečnika i površine nastalog otiska Za ispitivanje tvrdoće po Brinelu koristimo se utiskivačem u obliku čelične kuglice, koja se utiskuje određenom silom u površinu predmeta. Mjerilo tvrdoće je veličina otiska koji ostavi kuglica upovršini ispitivanog materijala. Tvrdoća po Brinelu se može izraziti:

Prednosti ispitivanja su: lako mjerenje veličine otiska, jednostavna priprema površine. Nedostatci su: ne mogu se mjeriti materijali velike čvrstoće, otisak je relativno velik, može biti neugledan. Po Rokvelu mjerilo tvrdoće je dubina otiska koji ostavi specijalni utiskivač na koji djeluje određena sila. Kao utiskivač služe čelične kuglice odgovarajućeg prečnika ili dijamantski konus sa uglom konusa 1200 i poluprečnikom zaobljenja r=0,2 mm.

Određivanje čvrstoće po Rokvelu odjređuje se na osnovu trajanja dubine otiska koji načini utiskivač u obliku konusa ili kuglice u ispitnom materijalu. Kao osnova za određivanje čvrstoće se ustvari koristi razlika iznosa dvije dubine nastale usred promjene dvije različite sile. Prednosti pri ispitivanju su: mjerenje brzo i nije potrebna detaljna površina.Nedostaci su : malo mjerno područje i nepreciznost.

11

33. Ispitivanje tvrdoće po Vikersu i Brinelu:

Ispitivanje po Vikersu – Vikersov način ispitivanja materijala je veoma sličan Brinelovom, s tom razlikom sto se ovdje za ispitivanje ne upotrebaljava ćelićna kuglica nego jedna četverostrana piramida sa kvadratnom osnovom i sa dijamantskim vrhom, čije su ivice busene pod uglom od 136 stepeni. Ovaj način ispitivanja je jedan od najboljih jer se može upotrijebiti kod materijala različite tvrdoće, kao i kod najtanjih limova. Određivanje tvrdoće materijala obavlja se mjerenjem veličine dijagonalnog utisnutog udubljena pomoću mikroskopa, a zatim izračunava po obrascu :

gdje je sa D označena dijagonala utisnutog udebljenja.Ova metoda odlikuje se nizom preimućstava: mogu se ispitivati i najtvrđi materijali, oštećenje površine je minimalno, može se odrediti tvrdoća tankih slojeva (cementirani, nitrirani, hromirani), može se odrediti tvrdoća pojedinih mikro-struktura koje ulaze u sastav legure.

34. Dinamičke metode ispitivanja tvrdoće:

a) ispitivanje tvrdoće padomb) ispitavanje tvrdoće udaromc) ispitivanje čvrstoće elastičnim odskakanjemIspitivanja tvrdoće padom – se vrši tako što kugla određene mase pusti da slobodno pada na površinu ispitivanog tjela i vrijednost tvrdoće definiše odnos energije pada (A) i volumena otiska (V). Ispitivanje tvdoće udarom moze biti po Baumanu i Polodiju.Ispitivanj tvrdoće elasticnim oskakanjem – po Shoru i metodom Duroskopa.Shoro skeroskop je uređaj gdje se kroz staklenu cjev pusti da pada čelićni teg male mase sa zaobljenim dijamantima, vrhom na površini komada. Na površini cijevi se nalazi mjerna skala na kojoj se očitava visina odskoka tega. Duroskop je konstruisan tako da se na uzrok postavi utiskivač na koji udara klatno. Tvrdoca se određuje na osnovu visine povrata klatna.

35. Dinamičko ispitivanje materijala - Prikažite grafički šta su to naizmjenična (titrajna) naprezanja

36. Dinamičko ispitivanje materijala - Velerova kriva:

Svaka epruveta izlaže se različitom promjenljivom opterećenju i utvrđuje se broj promjena opterećenja do preloma. Pri slijedećem ispitivanju smanjuje se opterećenje. Smanjenjem opterećenja povećava se broj promjena do preloma. Rezultati ispitivanja unose se u koordinatni sistem kod koga se na ordinatu nanosi napon a na apcisu broj promjena opterećenja. Unošenjem podataka u dijagram dobijamo tačke čijim spajanjem dobijamo kontinualnu liniju koja se zove Velerova kriva.Velerova kriva – pri ispitavanju zavarivanjem koristi se 2-10 epruveta opterećene različitim promjenjivim opterećenjima ispitivanja do loma usljde zamora. Rezultati ispitivanja sređuju se u dijagramu koji se zove Velerova kriva.Na Velerovoj krivoj razlikujemo dva dijela: u prvom dijelu, koji se odnosi na više napone, prelomi dolaze pri manjem broju promjena. Što je veći napon to je broj promjena opterećenja do preloma

12

manji. Drugi dio dijagrama predstavlja pravu liniju koja se asimptotski približava jednom naponu. Napon koji odgovara horizontalnom dijelu krive zove se dinamička čvrstoća materijala.Dinamička čvrstoća materijala je najveći promjenljivi napon koji jedan materijal može da izdrži bez preloma i bez pojave nedozvoljenih deformacija.

37. Nacrtajte Velerovu krivu i napišite definicije karakterističnih veličina pri dinamičkom ispitivanju: N; σN i σD

σ−naponN−brojcilusa

σ D−dinamička čvrstoćamaterijala

σ N−n ∙106ciklusa

38. Dinamičko ispitivanje materijala -Smitov dijagram (nacrtajte uprošćeni Smitov dijagram)

Na osnovu određene dinamičke čvrstoće kontruiše se dijagrami čvrstoće koji daju podatke o gornjem i donjem graničnom naponu, pri kome ne dolazi do preloma ni poslije velikog broja promjena optrećenja. Njpoznatiji dijagram dinmičke čvrstoće je Smitov dijagram. Na apcisi i na pravoj liniji povučenoj kroz koordinatni početak pod uglom od 45 ° nanesene su vrijednosti srednjeg napona σ sr

Linija a-b-c zove se linija gornjeg graničnog napona, a linija c-d-e-f linija donjeg graničnog napona. Ako naponi ostaju u području ograničenom linijama graničnih napona, do preloma neće doći ni poslije beskonačnog broja promjena opterećenja.Smitov dijagram ima primjenu samo do granice razvlačenja σ 0,2. Zbog toga je povučena linija granica razvlačenja σ 0,2 i dobijena tačka c. Isprekidane linije do tačke b❑ odgovaraju stavrnim naponima do preloma. Linija c-d kontruiše se na osnovu simetričnosti u odnosu na liniju b-c i pravu pod uglom od 45 ° koja prolazi kroz koordinatni početak.

13

39. Tehnološka ispitivanja:

Ova ispitivanja predjstavljaju najstariji način ispitivanja metala, a imaju za cilj da se ustanovi prednost materijala za različite uslove primjene. Postupci u ispitivanju su jednostavni, ne zahtjevaju složene uređaje i aparaturu, ni skupu pripremu uzoraka. Uslovi ispitivanja se podešavaju tako da su što sličniji uslovima primjene. Uzorci za ispitivanje moraju biti u stanju kakvom ce biti primjenjeni. Ovoj vrsti ispitivanja podvrgavaju se limovi, žice, cijevi i sl. Najčešće primjenjivana ispitivanja su: ispitivanje limova, savijanjem, izvlačenje, ispitivanje žice previjanjem, uvijanjem i namotavanjem, ispitivanje cijevi gnječenjem, prosirivanjem, savijanjem itd.

40. Defektoskopska ispitivanja - ultrazvučna kontrola materijala:

Ovo je najjeftinija metoda koja sve više nalazi primjenu pri ispitivanju grešaka u materijalima čak i za komad velikih dimenzija. Princip rada se zasniva u propuštanju ultrazvučnih talasa na dubini od 1-2000 mm. Prostiranje ultrazvuka kroz materijal praćeno je izvjesnim rasipanjem pa nastaje razlika između količine ulaznih i izlaznih talasa što se registruje na odgovarajućem osciloskopu. Najčešće metode koje se koriste u ultrazvučnoj defektoskopiji su: metode prolazećih zraka, odbijajućeg zračenja i rezonansa metoda.Defektoskopska ispitivanja pomoću ultrazvuka mogu se obavljati na tri načina, i to: - metodom prolaza - metodom odbijanja - metodom rezonance.

14