CUPRINS 2. Determinarea propriet ilor mecanice ale ... · PDF filematerialelor încercate...
103
1 CUPRINS 2. Determinarea proprietăţilor mecanice ale materialelor................................. 2 2.1. Comportarea materialelor la solicitări axiale .............................................. 2 2.1.1.Încercarea la tracţiune.......................................................................... 2 2.1.2.Determinarea modulului de elasticitate a materialelor metalice.......... 13 2.1.3.Încercarea la compresiune...........……………..................................... 17 2.2. Încercarea la încovoiere................................................................................ 20 2.3. Încercarea la forfecare.................................................................................. 22 2.4. Încercarea la încovoiere prin şic (rezilienţa)................................................ 23 2.5. Încercarea la solicitări ciclice....................................................................... 2.6. Determinarea durităţii materialelor.............................................................. 27 2.6.1. Determinarea durităţii Brinell.......................................... ...……....... 27 2.6.2. Determinarea durităţii Vickers......................... ……..….…............... 31 2.6.3. Determinarea durităţii Rockwell..........................................……....... 34 2.6.4. Determinarea durităţii cu ciocanul Poldi...............…..….…............... 37 2.6.5. Determinarea durităţii materialelor plastice..................... ...……....... 39 3. Determinarea proprietăţilor tehnologice ale materialelor metalice.............. 41 3.1. Încercarea la îndoire..................................................................................... 43 3.2. Încercarea la dublă îndoire a tablelor subţiri şi a benzilor............................ 45 3.3. Încercarea la ambutisare a tablelor sau a benzilor după metoda Erichsen.... 47 3.4. Încercările tehnologice ale ţevilor................................................................. 50 3.5. Încercarea la refulare..................................................................................... 55 3.6. Determinarea contracţiei liniare la răcirea aliajelor...................................... 57 3.7. Determinarea contracţiei volumice şi a retasurii la solidificarea aliajelor turnate........................................................................................................... 59 3.8. Formarea manuală......................................................................................... 63 4. Influenţa deformării plastice asupra unor proprietăţi mecanice ale materialelor metalice.................................................................................. 66 5. Influenţa conţinutului de carbon asupra unor proprietăţi ale oţelurilor..... 69 6. Calculul şi determinarea experimentală a forţei de tragere, a deformaţiilor şi a influenţei procesului asupra unor proprietăţi ale materialelor........................................................................................................ 73 7. Controlul nedistructiv al materialelor.............................................................. 77 7.1. Defectoscopia cu ultrasunete........................................................................ 77 7.2. Defectoscopia cu raze X............................................................................... 81 7.3. Defectoscopia cu raze gama......................................................................... 84 7.4. Defectoscopia magnetică.............................................................................. 87 7.5. Controlul pieselor cu ajutorul lichidelor penetrante..................................... 90 8. Caracterizarea pulberilor metalice................................................................... 93 8.1. Determinarea compoziţiei granulometrice prin cernere a pulberilor metalice........................................................................................................ 93 8.2. Determinarea densităţii aparente a pulberilor............................................... 96 8.3. Determinarea densităţii de tasare a pulberilor............................................... 98 8.4. Determinarea capacităţii de curgere a pulberilor.......................................... 100 8.5. Determinarea compresibilităţii pulberilor metalice...................................... 101
Transcript of CUPRINS 2. Determinarea propriet ilor mecanice ale ... · PDF filematerialelor încercate...
1
CUPRINS
2. Determinarea proprietilor mecanice ale materialelor................................. 2 2.1. Comportarea materialelor la solicitri axiale .............................................. 2 2.1.1.ncercarea la traciune.......................................................................... 2 2.1.2.Determinarea modulului de elasticitate a materialelor metalice.......... 13 2.1.3.ncercarea la compresiune................................................ 17 2.2. ncercarea la ncovoiere................................................................................ 20 2.3. ncercarea la forfecare.................................................................................. 22 2.4. ncercarea la ncovoiere prin ic (reziliena)................................................ 23 2.5. ncercarea la solicitri ciclice....................................................................... 2.6. Determinarea duritii materialelor.............................................................. 27 2.6.1. Determinarea duritii Brinell.......................................... .......... 27 2.6.2. Determinarea duritii Vickers......................... .................. 31 2.6.3. Determinarea duritii Rockwell................................................. 34 2.6.4. Determinarea duritii cu ciocanul Poldi................................. 37 2.6.5. Determinarea duritii materialelor plastice..................... .......... 39
3. Determinarea proprietilor tehnologice ale materialelor metalice.............. 41 3.1. ncercarea la ndoire..................................................................................... 43 3.2. ncercarea la dubl ndoire a tablelor subiri i a benzilor............................ 45 3.3. ncercarea la ambutisare a tablelor sau a benzilor dup metoda Erichsen.... 47 3.4. ncercrile tehnologice ale evilor................................................................. 50 3.5. ncercarea la refulare..................................................................................... 55 3.6. Determinarea contraciei liniare la rcirea aliajelor...................................... 57 3.7. Determinarea contraciei volumice i a retasurii la solidificarea aliajelor
turnate...........................................................................................................
59 3.8. Formarea manual......................................................................................... 63
4. Influena deformrii plastice asupra unor proprieti mecanice ale materialelor metalice..................................................................................
66
5. Influena coninutului de carbon asupra unor proprieti ale oelurilor..... 69 6. Calculul i determinarea experimental a forei de tragere, a
deformaiilor i a influenei procesului asupra unor proprieti ale materialelor........................................................................................................
73 7. Controlul nedistructiv al materialelor.............................................................. 77 7.1. Defectoscopia cu ultrasunete........................................................................ 77 7.2. Defectoscopia cu raze X............................................................................... 81 7.3. Defectoscopia cu raze gama......................................................................... 84 7.4. Defectoscopia magnetic.............................................................................. 87 7.5. Controlul pieselor cu ajutorul lichidelor penetrante..................................... 90
8. Caracterizarea pulberilor metalice................................................................... 93 8.1. Determinarea compoziiei granulometrice prin cernere a pulberilor
metalice........................................................................................................
93 8.2. Determinarea densitii aparente a pulberilor............................................... 96 8.3. Determinarea densitii de tasare a pulberilor............................................... 98 8.4. Determinarea capacitii de curgere a pulberilor.......................................... 100 8.5. Determinarea compresibilitii pulberilor metalice...................................... 101
2
2. DETRMINAREA PROPRIETILOR MECANICE ALE MATERIALELOR 2.1. Comportarea materialelor la solicitri axiale 2.1.1. ncercarea traciune 1. Scopul lucrrii
nsuirea noiunilor necesare determinrii caracteristicilor de rezisten i de plasticitate a materialelor ncercate la traciune (conform SR EN 10002/1-1994). De asemenea, se urmrete cunoaterea utilajelor, a modului de pregtire a probelor necesare ncercrii, a preluctrii i interpretrii rezultatelor experimentale obinute. 2. Noiuni teoretice Curbe caracteristice:
Deoarece strile de tensiuni ntlnite n practic sunt extrem de variate, este imposibil determinarea experimental, n fiecare caz, a caracteristicilor mecanice ale materialelor. Din teoria strilor de tensiune limit se tie c o stare de tensiune oarecare echivaleaz, pe baza anumitor criterii, cu cea mai simpl i cea mai uor de realizat stare de tensiune: aceea de la ntinderea monoaxial. De aceea comportarea materialelor la ntindere monoaxial prezint interes nu numai la solicitarea propriu-zis la traciune, ci i pentru toate celelalte stri de solicitare, motiv pentru care se consider c ncercarea la traciune constituie ncercarea de baz a unui material. Dac este necesar, datele obinute vor fi completate, prin ncercri specifice altor solicitri: ncovoiere, rsucire, forfecare, solicitri compuse.
ncercarea la traciune se execut aplicnd unei epruvete o for axial cresctoare, de obicei pn la ruperea ei, nregistrnd variaiile corespunztoare pentru lungimea epruvetei.
Pentru a defini comportarea materialului la solicitare, trebuie trasat curba caracteristic a materialului, care exprim legtura ntre tensiunea i deformaia specific . Aceast curb se obine, n mod convenional, n coordonate reprezentnd fora R i alungirea At. n figura 2.1 sunt prezentate formele tipice de curbe caracteristice.
n general, curba caracteristic are o poriune liniar OA, n care lungirea epruvetei este proporional cu fora aplicat, poriune n care este valabil legea lui Hooke. Panta dreptei OA reprezint modulul de elasticitate convenional al materialului, definit fie ca tangenta unghiului format de poriunea dreapt a diagramei cu axa deformaiilor, E = tg , fie ca raport ntre efortul unitar i alungirea specific corespunztoare lui n zona de solicitare sub limita de elasticitate. Deoarece n aceast faz a solicitrii starea de tensiune i starea de deformare n epruvet, pe lungimea L0, sunt omogene, se poate scrie (n aceast zon a curbei caracteristice axele de coordonate R, At pot fi nlocuite prin , ):
E = / Tensiunea corespunztoare punctului A se numete limit de proporionalitate i reprezint efortul
unitar maxim corespunztor cruia alungirile nc mai sunt proporionale cu eforturile unitare. Valoarea
Fig.2.1
3
limitei de proporionalitate se obine raportnd fora corespunztoare Rp la aria seciunii iniiale a epruvetei S0 i se noteaz cu p:
p = Rp / S0. Urmtorul punct important al curbei caracteristice este punctul B. n zona OB, ndeprtarea
sarcinii face ca epruveta s-i recapete, ntre repere, lungimea iniial L0; deci, n aceast zon lungirea epruvetei este elastic. Tensiunea corespunztoare punctului B poart numele de limit de elasticitate i este efortul unitar pentru care, n mod practic, alungirile dispar dup ndeprtarea cauzei care le-a produs. Dup depirea acestei limite, materialul ncepe s capete deformri remanente (plastice). Considernd foarte exact comportarea materialului, trebuie precizat c deformri plastice apar chiar i n zona de elasticitate, i anume n acele poriuni ale epruvetei n care orientarea cristalelor este favorabil. n cazul unor anumite materiale (oeluri, cupru, alam) poate fi considerat (suficient de precis pentru calcule inginereti) existena unei poriuni elastice i a unei poriuni de proporionalitate, neglijndu-se deformaiile plastice care se produc chiar de la sarcini mici.
Unele materiale, cum este fonta cenuie, nu prezint o poriune elastic liniar a curbei caracteristice. n astfel de cazuri, modulul de elasticitate se exprim n mai multe feluri: modulul de elasticitate tangent (curent E ,sau iniial E0), modulul de elasticitate convenional, modulul de elasticitate de coard, etc.
Punctul A de pe curba caracteristic n care se sfrete comportarea liniar, sau punctul B, care face trecerea la zona deformaiilor plastice, nu au poziii clar precizate. Acestea se stabilesc convenional, determinarea depinznd i de sensibilitatea instrumentelor cu care se msoar deformaiile.
Limita de proporionalitate convenional l, msurat n N/mm2, reprezint tensiunea la care modulul de elasticitate curent E atinge o abatere prescris fa de modulul de elasticitate iniial E0.. Abaterea se calculeaz cu relaia
(E0 - E)100/E0 [%] i se nscrie ca indice. n mod uzual, la oeluri aceast abatere este de 10 % i atunci limita de proporionalitate convenional se noteaz l10.
Limita de elasticitate convenional (pentru o lungire proporional prescris) p, msurat n N/mm2, reprezint tensiunea la care abaterea de la variaia proporional dintre tensiune i lungire atinge o valoare prescris (care se menioneaz ca indice la notaia tensiunii). De obicei, la oeluri se admite abaterea de 0,01 % i astfel limita de elasticitate convenional se noteaz p0.01.
Limita de elasticitate tehnic (pentru o lungire remanent prescris) r, msurat n N/mm2 este tensiunea la care lungirea specific remanent atinge o valoare prescris (nscris ca indice). n cazul oelurilor, uzual, lungirea specific remanent se stabilete la valo
