2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor

7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor

1/9

2

METODE DE NCERCARE MECANIC A MATERIALELOR

METALICE

Consideraii teoretice

Prin ncercri mecanice se neleg toate determinrile privind comportarea materialelor

metalice n anumite condiii de solicitare mecanic, stabilite convenional.

ncercrile mecanice se difereniaz prin tipul deformaiei macroscopice generate

(traciune, compresiune, ncovoiere, torsiune, duritate, etc.), modul de aplicare a sarcinii

(static, dinamic, variabil ca mrime i sens), temperatura la care are loc ncercarea (la cald,

la rece, la temperatura ambiant) etc. Cel mai frecvent se recurge la ncercri statice la

traciune, ncercri de duritate i ncercri dinamice de ncovoiere prin oc.

a) ncercri statice la traciune

Se efectueaz pe epruvete sub form de bare, srme sau benzi, avnd dimensiuni

standardizate. Forma cea mai utilizat i principalele dimensiuni ale epruvetei pentru traciune

sunt prezentate in figura 1.

Fig.1. Epruveta pentru ncercri statice la traciune

unde:

Lt - lungimea total;Lc - lungimea calibrat;

L0 - lungimea iniial ntre repere;

d0 - diametrul iniial.

Lungimea iniial L0 i diametrul iniial d0 se aleg astfel nct raportul n=L0/d0, numit

factor dimensional, s aib valoarea n = 5 sau n = 10.

Modul de prelucrare a probelor se prezint n STAS 7324 - 75, iar forma, dimensiunilei condiiile de executare a probelor n STAS 200 - 87.


2/9


3/9

Mainile utilizate pentru ncercrile la traciune sunt prevzute cu un nregistrator, care

traseaz dependena dintre fora axial F si alungirea epruvetei l. n figura 2 se prezint o

curb de traciune pentru un oel cu coninut sczut n carbon.

Fig.2. Curba de traciune a unui oel cu coninut Fig.3. Curba convenional de traciune

sczut n carbon

Distingem: I - Domeniul deformrii elastice;

II - Domeniul deformrii plastice;

III - Deformarea omogen;

IV - Deformarea neomogena (gtuirea).n domeniul I are loc deformarea elastic a materialului, fiind valabil legea lui

Hooke:

= E

Curba convenional de traciune (fig.3.) reprezint dependena dintre tensiunea

mecanic , definit ca raportul dintre fora i aria seciunii transversale ( = F/S0 [N/mm2]) i

alungirea relativ , definit ca raportul dintre alungirea epruvetei l i lungimea iniial L0 a

acesteia ( = 1/L0 100 [%]).

De pe aceast curb se pot determina urmtoarele caracteristici:

- rezistena la rupere, Rm, definit ca raportul ntre sarcina maxim i aria seciunii

transversale iniiale a epruvetei:

=

2

0

max

mm

N

S

FRm ;

- limita de curgere convenional, Rp0,2, obinut ca raport dintre sarcina care produce o

deformare plastic egal cu 0,2% i aria seciunii iniiale a epruvetei:

=2

0

2,0

2,0 mm

N

S

F

Rp ;


4/9


5/9

- modulul de elasticitate longitudinal, E, reprezentnd panta poriunii liniare a curbei

convenionale de traciune: E = tg;

- alungirea la rupere, An, definit ca raport ntre alungirea epruvetei i lungimea

iniial: [ ]%1000

0

=

L

LLA

f

n , unde Lf - lungimea epruvetei dup rupere, n - factor

dimensional;

- gtuirea la rupere, Z, exprimat ca diferena dintre aria seciunii iniiale i finale a

epruvetei raportat la aria seciunii iniiale: [ ]%1000

0

=

S

SSZ

f.

b) ncercri de duritate

Duritatea se definete ca fiind proprietatea unui material de a se opune deformrilor

plastice provocate de solicitrile de contact statice sau dinamice localizate n straturile

superficiale.

Este una dintre proprietile mecanice folosite mai frecvent pentru a caracteriza un

material metalic fiind dependent de compoziia chimic i de starea structural a

materialului.

Sunt cunoscute mai multe metode de determinare a duritii, prin mrimea urmei

produse de un corp apsat cu o anumita for pe material. Diferena dintre aceste metode

const n forma acestui corp, denumit penetrator, i n condiiile de ncercare.

Alegerea celei mai potrivite metode de ncercare ine seama de:

natura materialului ncercat;

precizia ncercrii;

dimensiunile probei;

economicitatea determinrii.

Metoda Brinell const n imprimarea cu o for a unei bile din oel de diametru Dperpendicular pe suprafaa de cercetat, conform schemei din figura 4.


6/9


7/9

Fig.4. Determinarea duritii Brinell

unde:

D - diametrul bilei;

h - adncimea urmei;

d - diametrul urmei;

a - grosimea piesei;

b - distana dintre dou urme;

c - distana dintre urm i marginea piesei.

Duritatea se exprim prin raportul dintre sarcina de apsare F i aria calotei sferice S a

urmei lsate de penetrator pe suprafaa de ncercat:

( )[ ]2

22/

2mmdaN

dDDD

FHB

=

Timpul de meninere a sarcinii, distana minim dintre dou urme A i B (b), i dintre

urm i marginea probei (c) depind de duritatea materialului.

Grosimea minim a probelor supuse ncercrii (a) trebuie s fie de 8 ori adncimea

urmei, pentru a evita influena suportului aparatului asupra duritii.

n practic valoarea duritii se deduce din tabele funcie de diametrul urmei, pentru o

anumit valoare a forei de ncrcare i a diametrului bilei.Metoda se utilizeaz pentru aliaje moi (metale i aliaje neferoase, oeluri recoapte).

Notarea duritii se face prin valoarea msurat urmat de simbolul HB i un grup de

trei numere care indic diametrul bilei n mm, sarcina de ncrcare n N i timpul de meninere

n secunde.

Exemplu: 270HB5/700/5

Metoda Rockwell permite evaluarea duritii prin adncimea urmei remanente a

penetratorului. Penetratorul poate fi un con de diamant cu unghiul la vrf de 120 sau o bilde oel clit.


8/9


9/9

Metoda se aplic att pentru materiale dure i foarte dure (oel clit, font alb) ct i

pentru materiale moi. ncercarea cu con de diamant (HRC) sau cu bil (HRB) se face dup

schema din figura 5. Penetratorul este apsat cu o for iniial F 0 pe suprafaa de msurare.

Dispozitivul de msurare a adncimii de ptrundere se aduce la zero i se aplic apoi sarcina

F1. Dup un interval de 15, 30 sau 60 sec. se nltur suprasarcina F 1, duritatea HRC

determinndu-se prin scderea adncimii reale de ptrundere, e, din mrimea n uniti

Rockwell a constantei convenionale E.

Fig.5. Determinarea duritii Rockwell

Notarea duritii prin aceast metod se face folosind simbolul HRC (sau HRB)

precedat de valoarea duritii.

Exemplu: 45 HRC

Metoda Vickers (figura 6) se aseamn n principiu cu metoda Brinell, constnd n

apsarea unui penetrator, avnd form de piramid dreapt cu baza ptrat i unghiul diedru la

vrf de 136 pe suprafaa de ncercat. Duritatea Vickers se noteaz cu HV i se determin ca

raport ntre fora aplicat F i aria lateral a urmei lsat de penetrator. n practic aria se

determin funcie de valoarea medie a diagonalei urmei d=(d 1+d2)/2, duritatea exprimndu-se

conform relaiei:

[ ]22 /8544,1 mmdaNdFHV =

2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor

Documents

Transcript of 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor