1

CURS 1 Cuprins 1. Definirea, clasificarea i proprietile materialelor 1.1. Stri structurale ale materialelor 1.2. Clasificarea i ciclul materialelor 1.3. Proprietile materialelor 1.3.1. Proprieti fizice 1.3.1.1. Densitatea 1.3.1.2. Proprieti termice 1.3.1.3. Proprieti electrice 1.3.1.4. Proprieti magnetice 1.3.1.5. Proprieti optice 1.3.2. Proprieti chimice 1.3.3. Proprieti mecanice 1.3.4. Proprieti tehnologice 1.3.5. Proprieti de exploatare Obiective 1. Formarea unei viziuni de ansamblu asupra materialelor metalice i nemetalice utilizate n tehnic; 2. Inelegerea transformrilor se produc n timpul prelucrrii i al exploatrii materialelor i influena acestor transformri asupra diverselor proprieti ale materialelor; 3. Dobndirea de noiuni generale despre materiale ce pot fi utilizate la disciplinile de specialitate din urmtorii ani de facultate.

2

1 DEFINIREA, CLASIFICAREA I PROPRIETILE MATERIALELOR

Materialele au definit, din totdeauna, nivelul de dezvoltare a civilizaiei umane, acestea avnd un rol determinant n toate mutaiile tehnologice. Indiferent de specialitatea sa, un inginer nu poate, nici s proiecteze i nici s construiasc obiective noi fr s in cont de comportamentul i proprietile materialelor, care limiteaz permanent performanele instalaiilor i echipamentelor. Prin materiale definim totalitatea substanelor simple sau compuse, ca forme concrete i diverse de existen a materiei, care reprezint, la rndul ei, totalitatea modalitilor de organizare structural (agregare i dispunere n spaiu) a particulelor materiale individuale constitutive: atomi, ioni, molecule.

1.1. Stri structurale ale materialelor Atomii i moleculele pot forma, n funcie de factorii interni, cum sunt natura i mrimea forelor de interaciune i externi (temperatura, presiunea, natura i intensitatea cmpurilor n care se afl), corpuri aflate n cinci stri de agregare: solid, lichid, gazoas, plasm i materie hiperdens neradiativ (black-holes = guri negre). Substanele aflate n stare solid, dup gradul de ordonare reciproc a particulelor elementare, pot fi ntlnite n trei stri structurale: amorf, mezomorf i cristalin. Starea amorf se caracterizeaz prin existena unei distribuii dezordonate a particulelor elementare (molecule, atomi, ioni), ntre care nu exist relaii de orientare, simetrie i periodicitate. Corpurile amorfe sunt izotrope. Starea mezomorf face tranziia ntre strile amorf i cristalin. In aceast categorie intr aa numitele cristale lichide. Se cunosc mai multe tipuri de stri mezomorfe: - starea nematic, ce prezint o distribuie regulat, unidimensional a unor particule filiforme, cu aranjament aperiodic; - starea colesteric, caracterizat prin tendina de realizare a unor agregate cu axe paralele, unidimensionale, formate din particule alungite i spiriforme; - starea smectic, realizat prin aezarea unor particule de form tabular n aranjamente cu fee paralele - aranjare bidimensional - dispuse periodic. Starea cristalin este caracterizat prin distribuia ordonat n spaiul tridimensional a particulelor elementare, dup o anumit periodicitate. Corpul cristalin este delimitat de fee plane, muchii i coluri, el fiind caracterizat de o simetrie remarcabil. La aceste corpuri, domeniile ordonate se constituie n gruni cristalini (cristalite). In aceast categorie sunt

3

incluse majoritatea substanelor solide anorganice i unele substane solide organice. Principalele proprieti ale corpurilor cristaline sunt: - obinerea cristalelor (naturale sau artificiale), n care se constat existena unor plane de cretere cu configuraie geometric regulat, se face prin procese de germinare i cretere; - existena att unei simetrii interne (simetrie cristalin sau microsimetrie) datorit aranjrii periodice regulate n spaiu a particulelor constitutive, ct i a unei simetrii externe (simetrie geometric sau macrosimetrie) care face referire la forma poliedric exterioar; - un cristal se poate deforma (elastic sau plastic) sau se poate rupe sub aciunea solicitrilor exterioare, numai de-a lungul unor plane i direcii cristalografice (caracterizate de o anumit densitate atomic), numite plane i direcii de alunecare, respectiv de rupere; - planele reticulare din cristale (planele pe care sunt dispui atomii) se comport ca o reea de difracie pentru razele X, fasciculele de electroni i cele de neutroni; - caracterul vectorial sau tensorial pe care l prezint majoritatea proprietilor fizico-mecanice este determinat de puternica anizotropie specific cristalelor, n comparaie cu substanele amorfe care sunt izotrope; anizotropia este o caracteristic fundamental care i are originea n faptul c distanele interatomice sunt diferite pe direcii cristalografice diferite. Avnd n vedere aceste aspecte se poate defini noiunea de cristal ca fiind un agregat de atomi (ioni, molecule) omogen, anizotrop din punct de vedere al proprietilor vectoriale, caracterizat printr-o aranjare periodic a particulelor constitutive.

1.2. Clasificarea i ciclul materialelor

Inc de la apariia sa pe Pmnt, omul s-a aflat n contact nemijlocit cu o multitudine de materiale naturale pe care a nceput s le foloseasc n scopul crerii cadrului necesar pentru asigurarea existenei sale: acopermnt, unelte necesare producerii i pregtirii hranei, arme de aprare mpotriva animalelor slbatice etc.

Cu excepia aerului atmosferic i a apei potabile, majoritatea covritoare a materialelor folosite de omul primitiv au fost naturale solide: piatra, nisipul, argila, lemnul, pielea, coarnele i lna animalelor.

Pe msura evoluiei sale i a acumulrii de cunotine privind natura nconjurtoare, omul a nceput s foloseasc noi materiale, fie ca atare, fie prin prelucrri simple, cele mai importante fiind bronzul i fierul, care au i dat numele unor epoci din istoria omenirii.

Aceasta i-a permis s lrgeasc i domeniile de utilizare ale materialelor, din care a confecionat att obiecte utile (unelte, obiecte casnice, arme), ct i decorative (podoabe).

Treptat, la materiale naturale (brute sau cu prelucrri neeseniale), omul a adugat materiale artificiale sau sintetice, obinute prin transformarea materiilor prime naturale prin procedee de prelucrare mai complicate; n acest fel au aprut varul ars (obinut prin calcinarea calcarului), crbunele de lemn (obinut prin gazeificarea parial a lemnului brut), produsele rezultate din distilarea fracionat a ieiului, sticla, cimentul, cauciucul sintetic, masele plastice polimerice, fibrele sintetice etc.

Indiferent de gradul de prelucrare, materialele se mai pot clasifica n funcie de compoziia chimic de baz n materiale organice care au ca elemente de baz carbonul, hidrogenul, oxigenul i azotul (uleiuri, grsimi, piei, ln, mtase, cauciuc etc.) i materiale anorganice, care sunt simple sau compuse de tipul oxizilor, srurilor, halogenurilor (nisip, ciment, sticl etc.).

Pentru studiul sistematic, materialele solide utilizate n prezent, se mpart n trei mari grupe, difereniate prin modul de organizare structural i prin proprietile fundamentale diferite, pe care aceast organizare structural le determin, (fig.1.1.):

4

1) materiale metalice (metale i aliaje metalice); 2) materiale polimerice organice; 3) materiale ceramice. Materialele ceramice i cele polimerice formeaz, mpreun, grupa materialelor

nemetalice. In plus, cele trei tipuri de materiale se pot combina, de regul cte dou, dnd natere

unui alt tip de materiale, numite materiale compozite (fig.1.1.).

Fig.1.1. Clasificarea general a materialelor.

Metalele i aliajele metalice (materialele metalice) reprezint materiale n stare solid constituite dintr-o singur specie de atomi (metale pure: Fe, Al, Cu etc.), respectiv din combinaii de dou sau mai multe specii de atomi ai unor elemente metalice sau chiar nemetalice (aliaje: oeluri, fonte, alame, siluminuri etc.). Polimerii organici sunt compui moleculari formai n general din lungi legturi de atomi de carbon de care sunt fixai atomi ai altor elemente, precum: hidrogen, sulf, azot, siliciu, clor sau grupuri de atomi alctuind radicalii organici. Polimerii organici cei mai utilizai sunt poyclorura de vinil (PVC), polyetilena (PE) i polystyrenul (PS). Acetia sunt cunoscui sub urmtoarele denumiri comerciale principale: polymetacrilatul de metil - Plexiglas, polyamide - Nylon, polytetrafluoretilena -Teflon. Polimerii organici au proprieti fizice foarte diversificate, ei fiind, de obicei, izolatori electrici i termici (pn la 200 C). Materialele ceramice sunt substane anorganice care rezult din combinarea unui anumit numr de elemente metalice (Fe, Mg, Al, ) cu elemente nemetalice, cel mai frecvent fiind oxigenul. Iniial termenul de ceramic a fost rezervat oxizilor (SiO2 - silicea, Al2O3

Compozitecu matricemetalic iumpluturceramic

Compozitecu matrice

polimeric iumpluturmetalic

Compozite cu matrice polimeric

i umplutur ceramic

Materiale metalice

Materiale ceramice

Materiale polimerice organice

5

alumina etc). Ulterior, n aceast grup au fost incluse i alte combinaii de atomi, precum carburile (WC - carbura de wolfram) i nitrurile (Si3N4 - nitrura de siliciu). Materialele ceramice se disting prin caracterul lor refractar dat de rezistena mecanic i termic mare, majoritatea acestor materiale fiind izolatoare electrice i termice. Sticlele minerale sunt combinaii de oxizi (SiO2 + Na2O + CaO) i au structura amorf, aparinnd n acelai timp i grupei ceramicelor.

Materialele compozite care, structural, sunt constituite dintr-o matrice de material moale (plastic, tenace, ductil) n care este inclus o umplutur de material dur i fragil, sub form de lamele, fibre sau particule izolate, combin ntr-o manier sinergetic proprietile specifice a celor dou componente. Astfel este cazul rinilor epoxidice armate cu fibre de carbon, care formeaz un compozit uor i cu mare rezisten mecanic sau al betonului - rezultat prin aglomerare de ciment i pietri.

Toate tipurile de materiale solide utilizate n prezent sunt fabricate din materiale iniiale naturale, denumite generic, materii prime, care se gsesc sub form de rezerve (resurse) n scoara Pmntului, pe suprafaa sa, n apele mrilor i oceanelor i n atmosfera terestr.

Cea mai larg rspndire n scoara terestr o au oxizii, care reprezint resursa principal pentru fabricarea materialelor ceramice.

Tot n scoara terestr se gsesc i mineralele purttoare de metale (minereuri metalifere) ca i crbunii i hidrocarburile lichide (ieiul) i gazoase (gaze naturale), care constituie resursele de obinere a materialelor polimerice organice.

Primul pas n obinerea unui material dat l reprezint extragerea materiei prime din resursele naturale economic exploatabile (zcminte), n care elementele sale componente se afl ntr-o concentraie suficient pentru a putea fi extrase cu consumuri rezonabile de energie i de munc.

Pasul urmtor l reprezint prelucrarea primar a materiei prime prin procedee fizico-chimice specifice, respectiv elaborarea materialului dat sub forma unor produse primare (blocuri, lingouri, mase pulverulente etc.).

In continuare, produsele primare sunt supuse unor prelucrri tehnologice secundare, care le transform, succesiv, n semifabricate i componente individuale (piese), care sunt asamblate n vederea obinerii de produse finite (construcii, utilaje, maini, aparate etc.).

Un produs finit util poate s includ n componena sa numai unul, dou sau chiar toate cele trei tipuri de materiale (metalice, ceramice sau polimerice organice), exemple tipice fiind produsele n cantiti mari, precum obiectele casnice sau autovehiculele,

Att pe parcursul fabricaiei, ct i dup uzarea fizic sau moral a produselor finite, se acumuleaz un surplus de produse fr utilitate (deeuri), care constituie o resurs secundar de materiale.

Deeurile pot fi supuse unor prelucrri specifice de reelaborare a materialelor pe care le conin i de refolosire a acestora n ciclul de fabricaie al produselor finite utile (fig.1.2.).

Dintre cele trei tipuri de materiale, cel mai uor pot fi reciclate materialele metalice i ceramice, care au mai mult stabilitate chimic dect materialele polimerice organice, a cror reciclare este, practic, mpiedicat de complexitatea proceselor chimice care stau la baza obinerii lor. Avnd n vedere ciclul general al materialelor, proiectarea i fabricarea componentelor, subansamblelor, ansamblelor i produselor finite necesit stpnirea att a structurii i proprietilor materialelor, ct i a proceselor de prelucrare, care determin, uneori, n mod hotrtor, evoluia structurii i a proprietilor.

6

Fig.1.2. Ciclul general al materialelor.

1.3. Proprietile materialelor Cunoaterea temeinic a proprietilor i a factorilor de care depind are o importan deosebit pentru utilizarea optim a materialelor. Folosirea diferitelor materiale n activitatea industrial se sprijin nemijlocit pe valorile proprietilor acestora, determinate prin ncercri de laborator sau prin probe tehnologice uzinale. Proprietile materialului folosit influeneaz n mod determinant calculul de rezisten i calculul procesului tehnologic de prelucrare, precum i indicaiile de garanie n funcionare i de fiabilitate ale piesei proiectate. In general, proprietile materialelor se clasific n: fizice, chimice, mecanice, tehnologice i de exploatare.

1.3.1. Proprieti fizice Aceste proprieti stabilesc comportarea materialelor sub aciunea unor fenomene fizice (cmp termic, electric, magnetic, luminos etc.) i au o importan deosebit n alegerea i utilizarea materialelor n domenii speciale: electronic, electrotehnic, aeronautic, industrie nuclear etc.

1.3.1.1. Densitatea Reprezint raportul dintre masa (m) unui corp i volumul su (V):

Vm= , [kg/m3] (1.1.)

Deeuri

Semifabricate

Componente

Produse finite

Resurse naturale

Materiale brute

Materii prime

Prelucrri secundare

Asamblare

Prelucrri primare

Elaborare Reciclare

Extracie

7

Cele mai mici densiti le au gazele, iar cele mai mari se gsesc la metalele grele; cea mai redus densitate o are hidrogenul (0,071103 kg/m3), iar ce mai ridicat osmiul (22,48103 kg/m3). Sub aspect tehnic, densitatea este o caracteristic deosebit de important, n special n urmtoarele direcii: - n funcie de densitate se realizeaz sedimentarea, separarea gravitaional i centrifugal; acestea sunt metode fundamentale de separare a materialelor; - densitatea ca mrime fizic imprim materialelor indici fizico-mecanici proporionali cu valoarea ei; - densitatea este o mrime de baz n dimensionarea volumului utilajelor de transport i de depozitare.

1.3.1.2. Proprieti termice 1) Temperatura de topire (de fuziune) este temperatura la care, sub aciunea cldurii, la presiunea atmosferic, un metal pur trece din stare solid n stare lichid. In cazul aliajelor metalice exist un interval de topire. Din punct de vedere al temperaturii de topire, metalele i aliajele se mpart n: - uor fuzibile (se topesc la o temperatur mai cobort, de aprox. 200800 C); - greu fuzibile (se topesc la peste 800 C). 2) Temperatura de inflamabilitate reprezint valoarea temperaturii la care un corp lichid produce o cantitate suficient de vapori, astfel nct mpreun cu aerul din atmosfer s formeze un amestec combustibil ce se aprinde n contact cu o flacr. Valoarea temperaturii la care vaporii de lichid se autoaprind (fr a utiliza o flacr) se numete temperatur de aprindere. 3) Temperatura de nmuiere reprezint valoarea temperaturii la care fluiditatea materialului este suficient de mare pentru ca deformarea sa s se produc sub aciunea greutii proprii. Temperatura de nmuiere caracterizeaz unele materiale, fr punct de topire bine determinat (ceramic, sticle, bitumuri, mase plastice etc.). 4) Cldura specific (Cp) reprezint cldura transmis unitii de mas a materialului pentru a-i ridica temperatura cu o unitate i se exprim n J/KgK.

5) Conductivitatea termic reprezint proprietatea unui material de a transporta energie termic sub aciunea unui gradient de temperatur, aceast caracteristic fiind apreciat prin coeficientul de conductivitate termic, ; unitatea de msur n S.I. pentru coeficientul de conductivitate termic este W/mK.

In funcie de valoarea coeficientului materialele solide sunt clasificate n: - materiale metalice ( = 8,7 - 458 W/mK); - materiale refractare ( = 0,35 - 0,6 W/mK); - materiale izolante ( = 0,02 - 0,12 W/mK). 6) Cldura latent de topire (sau solidificare) reprezint cantitatea de cldur

necesar topirii (sau solidificrii) unui kilogram din materialul respectiv i se exprim n J/kg. 7) Dilatarea termic este proprietatea materialelor de a-i mri dimensiunile la

creterea temperaturii i se msoar n grd-1. Dilatarea liniar se exprim prin relaia: )T1(ll o += , (1.2.)

8

n care: l este lungimea final, cnd temperatura a crescut cu T, lo - lungimea iniial, iar - coeficientul de dilatare liniar.

8) Rezistena la oc termic (Rst) a unui material se apreciaz prin numrul de cicluri nclzire-rcire la care acesta rezist fr a se deforma, fisura, crpa sau sfrma. ocul termic reprezint trecerea brusc de la o temperatur nalt la temperatura mediului ambiant. Teoretic, rezistena la oc termic se determin cu relaia:

p

mst CE

RR

= , [Kms-1/2] (1.3.)

n care: Rm este rezistena de rupere la traciune, - coeficientul de dilatare liniar, E - modul de elasticitate, - coeficientul de conductivitate termic, - densitatea, Cp - cldura specific. Aceast proprietate prezint importan n special la materialele ceramice i la unele materiale compozite. 9) Stabilitatea termic caracterizeaz capacitatea materialelor de a rezista timp ndelungat la o anumit temperatur fr ca proprietile lor (mecanice, electrice) s scad sub o anumit limit (dup care materialele nu-i mai pot ndeplini rolul n instalaia din care fac parte). 10) Imbtrnirea termic reprezint procesul de degradare i nrutire a caracteristicilor mecanice i electrice ale corpurilor sub aciunea temperaturii.

1.3.1.3. Proprieti electrice

1) Conductivitatea electric (e) este proprietatea materialelor de a conduce curentul electric i poate fi exprimat ca o sum a conductivitii ionice, electronice i a golurilor pozitive:

e ei ee eg= + + , (1.4.) In cazul metalelor, transportul curentului se realizeaz prin intermediul electronilor liberi; la materialele cu reea ionic transportul curentului electric se face prin ioni pozitivi i negativi, iar la materialele semiconductoare particip att electronii, ct i golurile. Dup valoarea conductivitii electrice, materialele se clasific n trei categorii: - conductori (e = 106 - 103 -1cm-1); - semiconductori (e = 103 - 10-10 -1cm-1); - izolatori (dielectrici) (e = 10-10 - 10-22 -1cm-1); Conductivitatea electric este inversul rezistivitii electrice ():

=e 1, (1.5.) 2) Permitivitatea relativ (r), caracterizeaz starea de polarizaie electric a corpurilor i se determin valoric cu relaia:

r do

CC

= , (1.6.)

9

unde Cd reprezint capacitatea condensatorului care are ca dielectric materialul studiat, iar Co este capacitatea aceluiai condensator avnd ca dielectric aerul; r ia valori ntre 1 (pentru gaze) i 103 (pentru materiale feromagnetice). 3) Rigiditatea dielectric (Estr), reprezint valoarea minim a intensitii cmpului electric pentru care materialul se strpunge. Se calculeaz prin raportul dintre tensiunea Ustr la care are loc strpungerea corpului (n cmp uniform) i distana d dintre electrozii ntre care se afl corpul:

EU

dstrstr= , [V/m] (1.7.)

Rigiditatea dielectric are valori de ordinul unitilor de MV/m n cazul materialelor poroase i 100300 MV/m pentru sticl, mic, folii sintetice etc. 4) Factorul de pierderi tg caracterizeaz mrimea pierderilor totale de energie n dielectrici, datorit polarizaiei, conduciei i descrcrilor electrice. Pentru materialele uzuale tg ia valori cuprinse ntre 10-4 i 10-1. 5) Fora termoelectromotoare este diferena de potenial electric, care apare la extremitile libere a dou fire metalice de natur diferit, sudate mpreun, dac captul sudat este nclzit.

1.3.1.4. Proprieti magnetice

Toate corpurile care ne nconjoar sunt magnetic active, adic interacioneaz cu cmpurile magnetice exterioare fiind atrase sau respinse de acestea. Cu alte cuvinte, sub aciunea unui cmp magnetic exterior, orice corp se magnetizeaz cptnd un moment magnetic. Momentul magnetic al unitii de volum se numete intensitate de magnetizare M sau simplu magnetizare. Starea de magnetizare a materiei este de natur atomic, fiind determinat de micarea electronilor pe orbit i n jurul axei proprii, micri care dau natere momentelor magnetice orbitale i de spin. Suma vectorial a acestor momente magnetice pentru o particul determin momentul magnetic atomic (AT), care n absena unui cmp magnetic poate fi zero sau diferit de zero. Proprietile magnetice ale unui corp, sub aciunea cmpului exterior, pot fi caracterizate cu ajutorul susceptivitii magnetice (m), definit prin relaia:

m MH= , (1.8.) unde H este intensitatea cmpului magnetic. Materialele pentru care AT = 0 sunt numite diamagnetice. Acestea se caracterizeaz printr-o susceptivitate magnetic foarte mic de ordinul 10-510-7, negativ i independent de temperatur i constant la variaia cmpului magnetic; ele sunt respinse de cmpurile magnetice exterioare, legtura dintre magnetizaia M i cmpul H fiind reprezentat schematic n figura 1.3. Materialele caracterizate prin AT 0 se mpart dup distribuia momentelor magnetice atomice n: - paramagnetice, - feromagnetice,

10

- antiferomagnetice, - ferimagnetice.

Fig.1.3. Dependena M = f(H) pentru un material diamagnetic.

Paramagnetice sunt materialele pentru care momentele magnetice atomice sunt diferite de zero i distribuite haotic, (fig.1.4.a.). Susceptivitatea magnetic a acestor materiale este pozitiv, foarte mic de ordinul 10-4 - 10-7 i constant la variaia cmpului magnetic. Ele sunt atrase slab de cmpul magnetic aplicat, legtura dintre magnetizaia M i cmpul H fiind prezentat n figura 1.5.

Fig.1.4. Clasificarea materialelor cu AT 0,

dup distribuia momentelor magnetice atomice: a) paramagnetice; b) feromagnetice;

c) antiferomagnetice; d) ferimagnetice.

Fig.1.5. Dependena M = f(H)

pentru un material paramagnetic.

Materialele feromagnetice au momente magnetice atomice AT 0 distribuite n mod spontan paralel unul cu altul, (fig.1.4.b.). Susceptivitatea magnetic a acestor materiale este pozitiv i foarte mare atingnd valori pn la 105. Legtura dintre magnetizaia M i cmpul H este reprezentat grafic n figura 1.6. Se observ c spre deosebire de materialele diamagnetice i paramagnetice ale cror curbe de magnetizare M = f(H) au un aspect liniar i univoc, curbele de magnetizare ale materialelor feromagnetice au un aspect mult mai complicat formnd bine-cunoscutul ciclu de histerezis magnetic. O curb asemntoare se poate trasa i pentru inducia magnetic B. Aceste materiale prin nclzire la o anumit temperatur, numit temperatur sau punct Curie, devin paramagnetice. In funcie de valoarea cmpului magnetic coercitiv (Hc) i suprafaa ocupat de ciclul de histerezis, materialele feromagnetice se mpart n dou clase: a) materiale magnetic moi, la care valoarea cmpului coercitiv este redus, iar aria ciclului de histerezis este mic; b) materiale magnetic dure, care prezint cmpuri coercitive i magnetizri remanente (Mr) ridicate i un ciclu de histerezis de suprafa mare.

M

H

H

M

a b c d

11

Fig.1.6. Curba de magnetizare i de demagnetizare a unui material feromagnetic

(ciclul de histerezis magnetic).

Principalele proprieti ale materialelor feromagnetice sunt: 1) Cmpul coercitiv (Hc) reprezint valoarea intensitii cmpului magnetic pentru care inducia magnetic a unui corp magnetizat n prealabil se anuleaz, (fig.1.6.). Valorile sale depind de structura, compoziia chimic, anizotropia i dimensiunile particulelor constitutive ale materialului, de solicitrile mecanice i termice la care acesta a fost supus.

2) Inducia de saturaie (Bs) reprezint valoarea pe care o ia inducia magnetic atunci cnd magnetizaia materialului M a atins valoarea de saturaie Ms. Inducia de saturaie scade cu temperatura, coninutul de impuriti i starea de tensionare a corpului. 3) Inducia remanent (Br) reprezint valoarea induciei magnetice care persist n materialul magnetizat n prealabil la saturaie, dup anularea cmpului magnetizant. Depinde de aceiai parametri ca i cmpul coercitiv i poate ajunge pn la 95% din valoarea induciei de saturaie. 4) Indicele de calitate (BH)max se definete ca valoarea maxim a produsului dintre inducia magnetic i intensitatea cmpului magnetic i este proporional cu densitatea de energie magnetic nmagazinat de corp n cursul procesului de magnetizare (J/m3). Materialele cu valori mari pentru (BH)max (pn la 300 kJ/m3) se utilizeaz la fabricarea magneilor permaneni. 5) Permeabilitatea magnetic relativ static (r), reprezint raportul dintre inducia magnetic B i intensitatea cmpului magnetic H multiplicat cu permeabilitatea magnetic a vidului o:

r oB

H= , (1.9.)

Antiferomagnetice sunt materiale care au momente magnetice atomice AT 0, aceste momente fiind orientate spontan antiparalel unul la altul, (fig.1.4.c.). Din aceast categorie fac parte Mn, Cr, FeS, FeO, Fe2O3, VCl3, Cr2O3 etc. Susceptivitatea magnetic a acestor materiale este foarte mic, de ordinul 10-6 i pozitiv. Spre deosebire de materialele paramagnetice la care susceptivitatea magnetic scade cu temperatura, m a materialelor antiferomagnetice crete cu aceasta, prezentnd un maxim la o temperatur TN numit temperatur Neel, dup care scade, materialul devenind paramagnetic, (fig.1.7.). Materialele ferimagnetice reprezint un caz particular al materialelor antiferomagnetice. Ele sunt formate din atomi cu moment magnetic AT 0, aceste momente

O - Hc Hc H

M (B)

Ms (Bs)

Mr (Br)

- Ms (- Bs)

- Mr (- Br)

12

fiind distribuite antiparalel, dar spre deosebire de materialele antiferomagnetice la cele ferimagnetice momentele magnetice atomice nu se compenseaz, (fig.1.4.d.). Ca urmare, materialele ferimagnetice au proprieti feromagnetice. Din grupa materialelor ferimagnetice fac parte oxizi metalici cu formula general MeOFe2O3 unde Me este un metal bivalent: Mg, Ni, Co, Mn, Fe, Zn, Cd etc. Aceste materiale se numesc ferite.

Fig.1.7. Variaia cu temperatura a susceptivitii magnetice a materialelor

antiferomagnetice.

1.3.1.5. Proprieti optice

1) Reflexia este un fenomen care are loc la suprafaa de separare a dou medii. Raza incident i cea reflectat se afl n acelai plan, iar unghiurile de inciden i de reflexie sunt egale. Cantitatea de energie reflectat depinde de natura materialului, unghiul de inciden i rugozitatea suprafeei. Razele incidente sunt parial reflectate, parial mprtiate (difuzate) i parial refractate. Raportul dintre fluxul de radiaie reflectat (r) i fluxul de radiaie incident (i) reprezint factorul de reflexie direct:

R ri

= , (1.10.)

Capacitatea de reflexie a luminii de ctre diferitele materiale se exprim printr-o mrime numit luciu. Luciul caracterizeaz suprafaa materialelor i depinde de natura materialului, unghiul de inciden, lungimea de und a radiaiei incidente, starea suprafeei etc. El poate fi definit prin compararea intensitii luminii reflectate de suprafaa unui material i lumina reflectat de suprafaa unui material etalon.

2) Refracia const din schimbarea direciei razei luminoase la trecerea dintr-un mediu mai dens ntr-unul mai puin dens sau invers, (fig.1.8.). Astfel, o raz incident AB, la trecerea din aer ntr-un material se apropie de normala la suprafa; raza refractat BC face cu normala NN un unghi r (unghi de refracie) mai mic dect unghiul de inciden, i. Faptul se datoreaz modificrii vitezei de propagare a undei luminoase la trecerea dintr-un mediu mai puin dens (1) n unul mai dens (2). Raportul

ncc21

1

2= =sin i

sin r, (1.11.)

TN T

13

Fig.1.8. Refracia luminii.

se numete indice de refracie relativ al mediului 2 fa de mediul 1 i descrie modificarea unghiului razei luminoase prin refracie; c1 i c2 sunt vitezele de propagare a luminii prin mediile: mai puin dens (1) i respectiv mai dens (2). Dac mediul 1 este vidul, c1 = co, atunci indicele de refracie se numete absolut:

ncc

o2

2= i n c

co

11

= , (1.12.)

nct relaia (1.11.) se mai poate scrie

n

cccc

nn

o

o21

2

1

2

1= = , (1.13.)

nnn21

2

1= = sin i

sin r,

de unde

n2 sin sin r = n i1 , sau n general

n sin i = const. , (1.14.) Produsul dintre indicele de refracie absolut i sinusul unghiului de inciden este un invariant pentru un material dat. Deoarece viteza undei luminoase difer n aer cu mai puin de 0,1 % de viteza n vacuum, indicele de refracie se raporteaz de obicei la aer. 3) Reflexia total intern. Dac o raz de lumin dintr-un mediu optic mai dens (sticl, material plastic) cade pe suprafaa de separare cu un mediu optic mai puin dens (aer), aceasta este parial refractat spre exterior i parial reflectat n interiorul mediului mai dens. La un anumit unghi de inciden, ic, numit unghi critic, raza este refractat n lungul suprafeei (fig.1.9.), unghiul de refracie fiind de 90. Pentru unghiuri de inciden mai mari dect ic nu mai exist raz refractat, obinndu-se astfel fenomenul denumit reflexie total intern.

Aer (1)

Material (2)

i

r

N A

B

C N

14

Fig.1.9. Reflexia total intern a luminii de la o surs S.

Acest fenomen permite conducerea luminii cu pierderi mici dintr-un punct n altul, lsnd-o s intre prin unul din capetele transparente ale firului sau fibrei din sticl, material plastic etc. Lumina va suferi reflexii totale interne pe suprafeele barei i va urmri conturul ei ajungnd pn la capt, (fig.1.10.). Un mnunchi de fibre fine de sticl sau material plastic, pot fi utilizate pentru transmiterea imaginilor, fiecare fibr transmind o parte a imaginii. Se obin astfel fibre optice. Intr-o fibr dintr-un astfel de cablu, o raz poate suferi zeci de mii de reflexii. Cea mai mare parte a pierderii de energie a razei luminoase este urmarea absorbiei n interiorul fibrei, reflexia fiind aproape total.

Fig.1.10. Principiul de funcionare al unei fibre optice.

4) Transferul luminii. Transmitana total sau factorul de transfer al luminii reprezint raportul dintre fluxul de radiaie total transferat, T, i fluxul de radiaie incident, , normal pe suprafa:

= TtrF , (1.15.)

Acest factor depinde de grosimea epruvetei i de distribuia lungimilor de und ale luminii. Colorarea epruvetei (sau chiar nnegrirea acesteia) poate determina un efect suplimentar, acela de absorbie selectiv sau neselectiv a luminii, cu efect asupra valorii lui Ftr. 5) Transparena i claritatea. Transparena unui material depinde de omogenitatea optic a acestuia, att superficial ct i n volum. Absena omogenitii optice, respectiv variaia indicelui de refracie determin dou efecte: aberaii ale imaginii, cu referire n special la pierderea claritii, i diminuarea contrastului imaginii ca urmare a mprtierii unei pri a radiaiei incidente. Aceste dou efecte sunt strns interdependente, iar rezultatul lor definete transparena. Dac se consider un flux nepolarizat de raze paralele monocromatice, , care cade perpendicular pe un film sau pe un strat de material (de exemplu, material plastic), imersat ntr-un lichid cu acelai indice de refracie, o parte din fluxul luminos se mprtie n toate

Material

Aer

S

r

i ic

r

15

direciile (m), o alt parte, este absorbit de material (a), iar restul (n), se transmite mai departe nedeviat, (fig.1.11.). Deci: man = , (1.16.)

Fig.1.11. Transmiterea luminii printr-o folie de material plastic.

Factorul transmisiei directe (nedeviate) a radiaiei luminoase (Fd), se definete prin

raportul:

Fdn= , (1.17.)

Fd depinde de lungimea de und a radiaiei luminoase i de grosimea epruvetei. Dac epruveta nu este imersat n lichid, trebuie considerate i pierderile prin reflexie pe suprafeele incident i emergent. Lumina mprtiat reprezint suma dintre fluxul mprtiat napoi (, p), i fluxul mprtiat nainte (, n): p ,n , += , (1.18.) Fluxul total transferat (sau transmis) prin suprafaa epruvetei de material (T), are expresia: n ,nT += , (1.19.) iar factorul mprtierii nainte a luminii

T

n

T

n ,n , 1

== , (1.20.)

Pierderea contrastului cnd un obiect este privit printr-un mediu care mprtie lumina, sursa de lumin i obiectul fiind pe aceeai parte, se datoreaz mprtierii nainte a luminii, n general sub unghiuri mari. Faptul acesta, n mod convenional, se exprim prin factorul de mprtiere nainte (, n), i este cel mai adesea denumit nceoare.

l

mprtiere

naintenapoi

n

16

Fluxul de mprtiere napoi, (, p), face ca epruveta dintr-un material transparent, privit de pe aceeai parte cu sursa luminoas, s par neclar, fenomen ce se numete opalescen. Claritatea este msura capacitii materialului transparent de a permite observarea detaliilor obiectului pe imaginea transmis prin el. Claritatea este perfect numai cnd lumina nu este mprtiat de epruvet. Claritatea este puternic dependent de distribuia unghiular a intensitii mprtierii i de distana dintre obiectul privit i de materialul transparent. Ea depinde de numrul i de mrimea defectelor din material.

1.3.2. Proprieti chimice Aceste proprieti sunt rezultatul interdependenei dintre material i fenomenele chimice i au o mare importan n alegerea i utilizarea materialelor n industria chimic, alimentar, medical, nuclear i aerospaial. 1) Refractaritatea reprezint capacitatea materialelor de a rezista la aciunea temperaturilor nalte fr topire. In general, sunt considerate refractare acele materiale a cror refractaritate este mai mare de 1500 C. Materialele refractare pot fi clasificate n patru categorii: - refractare din clasa A (sunt cuprinse materialele nemetalice: carbon, carbura de siliciu, oxidul de mangan, oxidul de calciu etc.) - refractare din clasa B (din aceast categorie fac parte metalele tranziionale: Ti, V, Cr, Zr, W, Ir, Pt etc.) - refractare din clasa C (sunt inclui compuii intermetalici ai metalelor tranziionale cu: C, N, B, Be, Al i Si); - refractare din clasa D (n aceast categorie sunt cuprini dioxizii elementelor: Ti, Zr, Hf, Ce, Th, cel mai refractar oxid fiind ThO2). In cazul metalelor i aliajelor, refractaritatea este definit ca fiind proprietatea acestora de a-i pstra rezistena mecanic, n special fluajul, de a nu se oxida puternic (formnd under sau arsur) i de a nu crete inacceptabil n volum n condiii de temperaturi nalte. Pentru aceasta, este necesar ca n masa materialelor metalice s nu se produc transformri secundare care pot micora rezistena mecanic i de asemenea pot forma pelicule subiri continue, compacte i aderente de oxizi pe suprafaa lor. Aceste materiale metalice se numesc refractare sau termostabile, ele fiind caracterizate prin limit de fluaj mare i rezisten de durat la temperaturi nalte. 2) Rezistena la coroziune este proprietatea unui material de a rezista la aciunea chimic a diferiilor ageni sau substane chimice. Coroziunea este fenomenul de distrugere a materialelor datorit reaciilor chimice sau electrochimice cu mediul nconjurtor. Atacul chimic direct este posibil la toate materialele folosite n industrie, n timp ce atacul electrochimic apare doar la metale i aliajele lor, deoarece ele posed electroni liberi. Ca efect al coroziunii se pierd permanent din economia mondial cantiti importante de material (de exemplu, din producia mondial de oel din ultimii 50 de ani se apreciaz c peste 44% s-a pierdut datorit coroziunii). Cunoaterea comparativ a acestei proprieti este deosebit de important, deoarece permite utilizarea materialelor rezistente la coroziune, stabilirea metodelor de prevenire a coroziunii, stabilirea metodelor de acionare asupra mediului corosiv, precum i a metodelor de acoperire anticorosiv a suprafeelor.

17

1.3.3. Proprieti mecanice Proprietile mecanice ale materialelor indic modul de comportare a acestora sub aciunea diferitelor fore exterioare la care sunt supuse. Din punctul de vedere al alegerii i utilizrii materialelor n diferite ramuri industriale, aceste proprieti au un rol preponderent, ntruct ele determin comportarea materialelor n procesele de prelucrare i mai ales n exploatare. 1) Rezistena la rupere este proprietatea unui material de a se opune solicitrilor exterioare care tind s-l distrug. Rezistena la rupere este cea mai important proprietate a materialelor, determinarea ei realizndu-se pe epruvete standardizate solicitate la ntindere, compresiune, ncovoiere, torsiune, forfecare sau solicitri compuse. Incercarea la traciune reprezint ncercarea de baz a unui material, rezistena la rupere (Rm) fiind raportul dintre fora maxim Fmax raportat la aria seciunii transversale iniiale So a unei epruvete standardizate:

o

maxm S

FR = , [MPa] (1.21.)

Sub aciunea solicitrilor exterioare, n masa corpurilor iau natere tensiuni (eforturi) care se opun deformrii i ruperii. Totalitatea acestor eforturi care acioneaz pe unitatea de suprafa se numete efort unitar, , ( SF= ). Solicitrile externe (fore de traciune, compresiune, rsucire etc.) sau interne (tensiuni remanente de la tratamente termice, deformri plastice la rece etc.) care acioneaz asupra unui material, determin deformarea i n final ruperea acestuia. Deformaiile specifice ce apar pot fi liniare (modificarea lungimii corpului)

oo

ouL

LL

LL == , (1.22.) Lu i Lo fiind lungimile final (ultim) i iniial ale epruvetei, i unghiulare (modificarea unghiurilor drepte dintre diferitele elemente liniare ale corpului)

90

90 = , (1.23.) ( este unghiul dup deformare); deformaiile specifice la rndul lor pot fi elastice i plastice. Comportarea unui material sub aciunea unor fore este descris cu ajutorul curbelor caracteristice tensiune deformaie obinute la traciune sau compresiune simpl, ncovoiere sau rsucire pur. Curba caracteristic tensiune deformaie, = f(), obinut la traciune simpl, (fig.1.12.a.), prezint o poriune liniar OA n care lungirea epruvetei este proporional cu fora aplicat. In aceast zon este valabil legea lui Hooke. Panta dreptei OA reprezint modulul de elasticitate convenional al materialului, E = tg ; tensiunea corespunztoare punctului A se numete limit de proporionalitate. In zona OB, ndeprtarea sarcinii face ca epruveta s-i recapete lungimea iniial Lo; n aceast zon lungirea epruvetei este, deci elastic. Tensiunea corespunztoare punctului B poart numele de limit de

18

elasticitate. Dup depirea acestei limite, materialul ncepe s capete deformaii remanente (plastice). Zona deformaiilor plastice (dup punctul B de pe curba caracteristic, fig.1.12.a.) poate avea aspecte diferite, n funcie de natura materialului, (fig.1.12.b.). In cazul oelurilor cu coninut redus de carbon, pe curba caracteristic apare o zon n care deformaiile plastice sunt foarte mari i se produc la o for exterioar constant sau descresctoare. In aceast faz a ncercrii materialul curge, adic se deformeaz, dei sarcina numai crete; pe curba caracteristic se obine un palier de curgere. Urmrindu-se n timpul ncercrii indicaiile sistemului de msurare a forei (sau avnd trasat curba caracteristic), se poate determina momentul n care creterea forei nceteaz, n timp ce procesul de deformare a epruvetei continu. Raportul dintre aceast sarcin i aria seciunii transversale iniiale a epruvetei se numete limit de curgere aparent, (Re).

Fig.1.12. Curba caracteristic tensiune deformaie:

a) cazul general; b) pentru diferite materiale.

La materialele care nu au limit de curgere aparent (fig.1.12.b.), stabilirea acesteia se face convenional, definindu-se limita de curgere convenional (pentru o alungire neproporional prescris), ca fiind raportul dintre sarcina corespunztoare unei alungiri neproporionale prescrise (Fp) i aria seciunii transversale iniiale a epruvetei (So); se noteaz Rp, cu un indice numeric reprezentnd alungirea neproporional prescris; la oeluri aceast alungire este de 0,2% i notaia este Rp 0,2:

o

0,2 p2,0 p S

FR = , [MPa] (1.24.)

Pe msur ce se accentueaz gradul de deformare plastic n zona de curgere, materialul se ecruiseaz i, de aceea, fora necesar deformrii epruvetei ncepe s creasc; punctul D (fig.1.12.a.) al caracteristicii corespunde sarcinii maxime din timpul ncercrii, Fmax, iar zona aflat naintea punctului D se numete zon de ecruisare (de ntrire). In aceast faz a ncercrii se observ destul de bine variaii uniforme de lungime ale epruvetei,

a

O O'

A

B

C

D

E

b

Oel clitOel mbuntit

Oel S275JR normalizat

Cupru

Aluminiu

19

pe msura creterii forei (cretere care, n raport cu creterea lungimii, este de cteva sute ori mai lent dect n zona elastic). La un moment dat, ntr-o anumit poriune a epruvetei apare o subiere (gtuire), care se accentueaz destul de rapid; deformarea n continuare a epruvetei se efectueaz numai n zona gtuirii i la fore tot mai mici (deoarece seciunea epruvetei scade continuu). Epruveta se rupe la o for denumit sarcin ultim, Fu, corespunztoare punctului E de pe curba caracteristic. Poriunea DE se numete zon de curgere local. Materialul a crui comportare a fost descris mai nainte i a crui curb caracteristic este prezentat n figura 1.12.a. se numete ductil; proprietatea de ductilitate caracterizeaz faptul c ruperea este nsoit de deformaii plastice mari. In cazul multor materiale, ruperea epruvetei se face brusc, cu producerea unei gtuiri nensemnate, care nu se observ n mod obinuit. Aceste materiale se numesc fragile. La ncercarea la traciune a unui material fragil, fora maxim i fora ultim sunt aceleai. In cazul materialelor cu fragilitate pronunat, rezistena la rupere este, practic, aceeai cu limita de curgere. Cunoscndu-se aspectul curbei tensiune deformaie, se pot defini o serie de proprieti mecanice necesar a fi cunoscute n vederea adoptrii criteriilor impuse alegerii unui material pentru fabricarea unui produs.

2) Elasticitatea, este proprietatea materialelor de a se deforma sub aciunea forelor exterioare i de a reveni la forma lor iniial, dup ce solicitarea care a produs deformaia i-a ncetat aciunea.

3) Rigiditatea, reprezint proprietatea materialelor de a se opune deformaiilor elastice i este contrar elasticitii. Mrimile care reflect capacitatea materialelor de a se opune deformaiilor elastice, deci o msur a rigiditii, sunt modulele de elasticitate longitudinal E i transversal G.

4) Plasticitatea, este proprietatea materialelor de a se deforma sub aciunea sarcinilor exterioare, fr a mai reveni la forma iniial dup ndeprtarea solicitrii exterioare. Se caracterizeaz prin alungirea la rupere, An

100100L

L100L

LLA

oo

oun === , [%] (1.25.)

(n factor dimensional care pentru epruvetele de traciune uzuale, cu seciune cilindric, este dat de Lo/do), i gtuirea la rupere, Z

100100S

S100S

SSZ

oo

uo === , [%] (1.26.) n care: = S/So, este gtuirea specific; So i Su aria seciunii transversale iniiale i finale (ultime) a epruvetei. 5) Fragilitatea, este proprietatea unor materiale de a nu permite practic deformaii plastice i de a se rupe brusc sub aciunea unor fore exterioare; este proprietatea opus plasticitii. Materialele fragile ajung la rupere nainte ca deformaia plastic s nceap. 6) Tenacitatea, reprezint proprietatea materialelor de a absorbi energie prin deformare plastic, adic de a se deforma mult nainte de rupere. Implic att rezisten mecanic, ct i plasticitate. Tenacitatea materialelor depinde de natura lor, natura solicitrilor (statice sau dinamice), temperatura la care se gsete materialul i viteza de realizare a lucrului mecanic. Tenacitatea static este puin folosit n practic, fiind egal cu suprafaa de

20

sub curba tensiune - deformaie; tenacitatea dinamic este pus n eviden prin ncercarea de ncovoiere prin oc, prin care se determin reziliena.

Reziliena caracterizeaz comportarea materialelor la sarcini ncovoietoare dinamice (aplicate prin oc), fiind dat de relaia:

oS

WKCU = , [J/cm2] (1.27.) unde: W este energia consumat la ruperea dintr-o singur lovitur a unei epruvete cu cresttur n form de U; So - aria seciunii transversale iniiale a epruvetei n dreptul crestturii. Dac cresttura este sub form de V, reziliena se noteaz KV i se msoar n J. Reziliena reprezint o msur att a tenacitii materialelor, ct i a fragilitii acestora i are o importan deosebit n special pentru materialele utilizate la temperaturi ambiante i sczute. 7) Fluajul este proprietatea materialelor metalice de a se deforma lent i progresiv, n timp, sub aciunea unor fore exterioare constante la o temperatur dat. Cunoaterea acestei proprieti pentru un material este deosebit de important deoarece n tehnica actual, n numeroase cazuri, elementele construciilor mecanice sunt supuse la aciunea simultan a tensiunilor i temperaturilor nalte (industria chimic, aerospaial, mecanic, metalurgic etc.). Aa cum s-a artat mai sus (fig.1.12.), deformarea plastic ncepe la limita de curgere i continu numai dac tensiunea aplicat crete permanent (afirmaie adevrat dac deformarea este raportat la un timp relativ scurt). Dac sarcina aplicat acioneaz timp ndelungat (zile, luni, ani) s-a constat c materialul metalic se deformeaz i la sarcini mai mici dect limita de curgere i chiar dac sarcina se menine constant. Timpul de aciune al sarcinii asupra deformrii plastice are o influen neglijabil cnd Tu < 0,4Tt pentru metale pure i Tu 0,5Tt pentru aliaje (Tu i Tt sunt temperaturile de utilizare, respectiv de topire) i devine foarte important cnd temperatura de utilizare depete temperatura de recristalizare (Tu >Trecris). Comportarea la fluaj a materialelor metalice se caracterizeaz cu ajutorul curbelor de fluaj care reprezint variaia deformaiei reale n timp, la temperatur i sarcin constante, forma teoretic a unei astfel de curbe fiind prezentat n figura 1.13., curba 1. Panta acestei curbe = &dd , unde este timpul, se numete vitez de fluaj. Fluajul se consider din momentul cnd sub aciunea solicitrii, deformaia specific a ajuns o.

Fig.1.13. Curbe de fluaj.

A B

RFluaj

teriarFluaj

secundar Fluaj

primar

Zona I Zona II Zona III

Curba 2 Curba

Curba 3

t

0 A B

R

21

Din analiza unei curbe de fluaj se observ trei zone distincte: - zona a-I-a, cuprins ntre o i punctul A caracterizat printr-o vitez de fluaj continuu descresctoare numit zona fluajului primar sau nestabilizat; - zona a-II-a, cuprins ntre punctele A - B, caracterizat printr-o vitez de fluaj constant ( == ov& viteza minim de fluaj) numit zona fluajului secundar sau stabilizat; - zona a-III-a, cuprins ntre punctele B R (corespunztor ruperii materialului), caracterizat printr-o vitez de fluaj continuu cresctoare numit i zona fluajului teriar sau accelerat. Forma curbelor de fluaj depinde foarte mult de temperatur i de tensiunea de ncercare. La tensiuni mici i temperaturi nalte se produce o reducere considerabil a zonei fluajului secundar i a celui teriar, ruperea materialului producndu-se mult mai repede, (curba 2, fig.1.13.). La tensiuni mici i temperaturi sczute, pe curba de fluaj lipsete zona fluajului teriar, (curba 3, fig.1.13.). Determinarea comportrii la fluaj a materialelor metalice necesit ncercri de foarte mare durat. 8) Duritatea, este definit drept rezistena opus de material aciunii de ptrundere mecanic a unui corp mai dur din exterior. Aceast proprietate poate fi evaluat cu ajutorul unor scri de duritate, dintre care cea mai utilizat este scara Mohs, (tab.1.1.). Conform acestei scri, fiecrui grad de duritate i corespunde un mineral etalon. Spre deosebire de scara Mohs, care are la baz criteriul zgrierii, metoda Tula Rosiwal are ca principiu rezistena la uzur prin lefuire. Metoda presupune determinarea, prin cntrire, a pierderii de mas rezultat prin lefuire cu materiale abrazive (corindon). Gradele de duritate se stabilesc n raport cu cea a corindonului, egal cu 1000; duritatea talcului este 0,03, iar a diamantului, 140000.

Tab.1.1. Scara de duritate Mohs. Duritatea Mohs Mineralul Caracteristici

1 talc 2 ghips

Foarte moi se zgrie cu unghia

3 calcit 4 fluorin

Moi se zgrie cu sticl

5 apatit 6 ortoz

Semidure sunt zgriate de vrful cuitului

7 cuar 8 topaz

Dure zgrie sticla

9 corindon 10 diamant

Foarte dure zgrie oelul

In cazul metalelor i aliajelor, duritatea d indicaii despre posibilitatea acestor

materiale de a rezista la deformaii superficiale i la uzare; este proprietatea care se determin cel mai rapid i cel mai frecvent n practica industrial, evideniind efectul tratamentelor termice, termochimice, termomecanice, mecanice etc. asupra materialelor metalice. La determinarea duritii metalelor i aliajelor se iau n considerare: - mrimea urmelor produse de un corp de o anumit form, numit penetrator, care a fost imprimat n prob sub aciunea unei fore definite;

- nlimea sau unghiul de ricoare a unui percutor dup impactul cu proba. Metodele de determinare a duritii materialelor metalice se clasific n funcie de fora care acioneaz asupra penetratorului n:

22

- metode statice (viteze de acionare limitate sub 1 mm/s); - metode dinamice (viteze de acionare mari; cdere liber; lovire). Metodele statice sunt cele mai utilizate i se deosebesc ntre ele, n principal, prin

forma penetratoarelor, condiiile de lucru, dimensiuni caracteristice ale urmelor, existnd metodele Brinell, Vickers, Rockwell, Knoop, Martens etc..

Metodele dinamice se clasific dup modul de evaluare a duritii n: - dinamico plastice (msurarea urmelor produse metodele Baumann, Steinrck,

Poldi); - dinamico elastice (msurarea nlimii, unghiului, de ricoare metodele Shore,

Reindl, Nieberding). Incercarea de duritate Brinell const n determinarea rezistenei pe care o opune un

material la ptrunderea unei bile din oel clit de diametrul D sub aciunea unei sarcini constante F care acioneaz un timp dat, (fig.1.14.). Duritatea Brinell (notat cu HB) se exprim, prin raportarea forei F la aria calotei sferice S lsat n material dup ndeprtarea

Fig.1.14. Determinarea duritii Brinell.

penetratorului, ca o valoare convenional, renunndu-se la folosirea unitilor de msur (daN/mm2):

==

22 dDDD

F2SFHB , (1.28.)

(d diametrul calotei sferice).

Este o metod simpl i din acest motiv este cea mai frecvent utilizat la determinarea duritii materialelor metalice netratate termic, precum i a celor cu duriti medii sau reduse. Metoda Brinell este contraindicat pentru metale i aliaje a cror duritate HB > 450, deoarece bila se poate deforma i rezultatele ncercrii pot fi compromise.

Incercarea de duritate Vickers se bazeaz pe folosirea unui penetrator piramidal de diamant cu baza ptrat, cu unghiul diedru la vrf al feelor de 136, asupra cruia acioneaz o anumit for. Duritatea Vickers, simbolizat cu HV, este egal cu raportul dintre sarcina aplicat F i aria suprafeei laterale S a urmei remanente produs de penetrator, (fig.1.15.). Urma este considerat ca o piramid dreapt cu baza ptrat, cu diagonala d, avnd la vrf acelai unghi ca i penetratorul:

d

d

D

F

a

23

2

2

dF8544,1

2136sin2

dF

SFHV =

== , (1.29.)

Fig.1.15. Determinarea duritii Vickers.

La ncercarea Vickers, folosirea penetratoarelor cu unghiuri identice la vrf, conduce

la obinerea unor urme geometric asemenea, oricare ar fi fora de ncercare, duritatea obinut fiind independent de mrimea sarcinii de ncercare. Acest fapt permite o aplicabilitate foarte larg a acestei metode, practic, cu un interval cuprins ntre 10 HV i 1900 HV. Adncimea de penetrare a piramidei Vickers este de numai 1/7 d; ca urmare metoda se preteaz i pentru determinarea duritii pieselor subiri, a straturilor superficiale tratate termic sau termochimic, a celor depuse galvanic etc. Metoda Vickers permite i determinarea duritii constituenilor structurali (microduritate Vickers), n acest caz, ncercarea realizndu-se cu microsarcini (de la 0,005 pn la 0,2 daN). Incercarea de duritate Rockwell folosete un penetrator format dintr-un con de diamant cu unghiul la vrf de 120 sau o bil din oel cu duritatea de 850 HV. La aceast metod nu se mai recurge la determinarea duritii prin raportul ntre fora de ncercare i aria urmei produse, ci se evalueaz din adncimea urmei remanente, msurat fa de un plan de referin ales convenional. Un penetrator cu forma dat este imprimat, sub o sarcin iniial Fo, n material. Dispozitivul de msurare a adncimii de ptrundere se aduce la zero i se aplic pe penetrator o suprasarcin F1. Dup epuizarea curgerii materialului, vizibil la dispozitivul de msurare a adncimii ptrunderii prin oprirea practic complet a micrii indicatorului, se ndeprteaz suprasarcina F1 i se msoar adncimea remanent de ptrundere a penetratorului n material, (fig.1.16.). In practic, durata de meninere a sarcinii de ncercare F = F0 + F1 este reglementat la 15, 30, 60 secunde, n funcie de material, pentru a se asigura o epuizare practic complet a deformaiei locale sub presiunea de contact a penetratorului. Unitatea de duritate Rockwell corespunde cu o adncime de ptrundere de 0,002 mm sau 0,001 mm, n funcie de sarcina aplicat. Pentru ca duritilor crescnde s le corespund valori cifrice crescnde, se scade valoarea adncimii de penetrare dintr-o valoare convenional E, care, n funcie de scara utilizat, are valoarea de 100 (fig.1.16.a.) sau de 130 (fig.1.16.b.). Aceast scdere se reali-

136

a

F

d d

24

zeaz, practic, prin folosirea ca reper zero a gradaiei 100 sau 130 i micarea invers a indicatorului. Duritatea Rockwell se exprim deci prin relaia:

eEHR = , (1.30.) n care e este valoarea adncimii remanente de ptrundere, exprimat n uniti Rockwell.

Fig.1.16. Determinarea duritii Rockwell.

In timp, au fost elaborate mai multe tipuri de ncercri Rockwell, n prezent fiind utilizate frecvent (n funcie de materialul analizat) trei dintre ele, i anume: HRA, HRB, HRC. La metoda Rockwell A se folosete un con de diamant avnd sarcina Fo = 10 daN, suprasarcina F1 = 40 daN i sarcina total de 50 daN. La metoda Rockwell B se utilizeaz o bil de oel clit cu D = 1,588 mm, cu sarcina iniial Fo = 10 daN, suprasarcina F1 = 90 daN i sarcina total de 100 daN. La metoda Rockwell C se folosete un con de diamant cu sarcina iniial Fo = 10 daN, suprasarcina F1 = 140 daN i sarcina total de 150 daN. Metoda Rockwell C este ntrebuinat cel mai mult, fiind utilizat pentru determinarea duritii metalelor dure, oelurilor clite sau mbuntite, pieselor clite la suprafa etc; se recomand pentru valori de duritate cuprinse ntre 25 i 67 HRC. Incercarea de duritate Martens HM/duritate universal HU const n determinarea mrimilor specifice deformrii sub sarcin. Dac la procedeele clasice de ncercare a duritii (Brinell, Vickers, Rockwell), la calculul duritii se utilizeaz numai componenta de deformare plastic, la duritatea Martens (universal) se folosete att componenta de deformare plastic, ct i cea de deformare elastic. Cel mai mare avantaj al acestui procedeu const n faptul c prin aplicarea lui se definete o scar unic de duritate pentru materiale metalice, elastomeri i mase plastice. Duritatea Martens/universal se determin ca fiind raportul dintre fora F de ncrcare a penetratorului i suprafaa As(h) calculat din adncimea de ptrundere h a penetratorului meninut sub sarcin n timpul msurrii (fig.1.17.):

0

100

HR

C =

100

e

E =

100

e

F

FoFo Fo F1

0

130

HR

C =

130

e

E =

130 e

F

Fo Fo FoF1

a b

25

Fig.1.17. Principiul ncercrii de duritate

Martens/universal.

2s h43,26F

)h(AFHM == , (1.31)

n care: HM (HU) este duritatea Martens (universal) n N/mm2; F fora de ncrcare, [N]; h adncimea de ptrundere, [mm]; As(h) suprafaa urmei lsat de penetrator sub sarcin, [mm2]. Utiliznd un penetrator Vickers cu unghiul la vrf de 136, suprafaa deformat As(h) de sub penetrator are valoarea:

22

2s h43,26h

2cos

2sin4

)h(A =

= (1.32.)

In funcie de sarcina de ncrcare a penetratorului se definesc dou domenii de lucru: - domeniul macro: 2 N < F < 1000 N; - domeniul micro: F < 2 N i h > 0,0002 mm. Principiul ncercrii de duritate Martens/universal const n apsarea cu o sarcin progresiv cresctoare a penetratorului asupra materialului ncercat, concomitent cu msurarea continu, electronic, a perechilor de valori for adncime de ptrundere. Dup atingerea forei prescrise ncepe descrcarea penetratorului cu aceeai vitez ca cea de la ncrcare; rezultatul obinut este reprezentat de o curb ncrcare descrcare (fig.1.18.).

Fig.1.18. Curba de ncrcare - descrcare la ncercarea de duritate Martens/universal

(hmax adncimea maxim de ptrundere la Fmax; hp adncimea de ptrundere permanent

dup ndeprtarea forei de ncrcare; hr adncimea de ptrundere rezultat din

intersecia dintre tangenta la curba de descrcare n zona Fmax i abscis).

136

F = 0

h

Fncercare

Adncimea de ptrundere, h [mm]

For

a, F

[N]

Incrcare Tangenta la curba

descrcare n zona forei de

ncrcare (Fmax)

Descrcare

hmax hr hp

Fmax

26

Informaiile coninute de aceast curb permit determinarea unor mrimi caracteristice de material pentru a cror determinare separat sunt necesare un timp ndelungat i o logistic important, i anume: - duritatea Martens (HMs)/universal (HUs) determinat din panta curbei fora (F) adncimea de ptrundere (h); - duritatea de ptrundere (HIT)/duritatea plastic (HUplast); - modulul de elasticitate de ptrundere (EIT)/(YHU); - tendina de fluaj la ptrundere (CIT)/(CHU); - tendina de relaxare la ptrundere (RIT)/(RHU); - lucrul mecanic total de deformare (Wtotal); - componenta elastic a lucrului mecanic (IT)/(HU).

9) Rezistena la oboseal, este proprietatea materialelor de a rezista la solicitrile variabile n timp i repetate, numite solicitri ciclice cicluri (oscilante sau alternante, fig.1.19.). Un ciclu de solicitare poate fi definit prin urmtoarele elemente: tensiunea maxim, max; tensiunea minim, min; tensiunea medie, m = (max + min)/2; amplitudinea tensiunii, a = (max - min)/2; coeficientul de asimetrie al ciclului, R = min/min.

Fig.1.19. Forma ce mai uzual a unui ciclu de solicitare.

Dup valoarea i semnele tensiunilor maxim i minim, respectiv dup valorile

coeficientului de asimetrie R, se pot defini urmtoarele cicluri de solicitri variabile: - cicluri oscilante, care sunt cicluri la care tensiunile maxim i minim au acelai

semn; un caz particular al ciclurilor oscilante este ciclul pulsator, la care una din tensiuni este zero;

- cicluri alternante, care sunt cicluri la care tensiunile maxim i minim sunt de semne contrarii; cazul particular al ciclurilor alternante este ciclul alternant simetric, la care tensiunile maxime i minime sunt egale n valoare absolut, avnd coeficientul de asimetrie R = - 1.

Rezistena la oboseal, R, se apreciaz prin tensiunea maxim pe care o poate suporta materialul la un numr foarte mare de cicluri (de ordinul a 106 107 pentru oeluri i 107 108 pentru aliaje neferoase) fr a se distruge. Aceast tensiune se determin n mod experimental, fiind, pentru un material dat, funcie de tipul solicitrii, condiiile de lucru i coeficientul de asimetrie al ciclului.

Caracteristicile unui material la solicitri variabile se pun n eviden cel mai adesea prin metoda Whler, metod ce const n trasarea, pe baz experimental, a unei curbe = f(N) curba Whler unde este tensiunea maxim la care se rupe epruveta, iar N numrul de cicluri corespunztor ruperii, (fig.1.20.). Rezistena la oboseal a unui material este cu att mai mic, cu ct amplitudinea tensiunii a este mai mare i cu ct calitatea suprafeei este mai rea. Fisurile la oboseal pornesc de cele mai multe ori de la defecte ale suprafeei (rugoziti, rizuri, decarburri superficiale), dar i de la defecte interioare (incluziuni nemetalice, pori) i nu n ultimul rnd de la crestturi (concentratori de tensiuni), chiar impuse de forma piesei.

T

a

t

m

min

max

27

Fig.1.20. Curbe Whler.

1.3.4. Proprieti tehnologice Aceste proprieti indic capacitatea de prelucrare i modul de comportare a materialelor la diferite metode tehnologice de transformare la cald sau la rece a acestora (prin turnare, deformare plastic, achiere, sudare, tratament termic etc) i se exprim de regul prin aprecieri calitative. Principalele proprieti tehnologice sunt: turnabilitatea, deformabilitatea, achiabilitatea, sudabilitatea i clibilitatea.

1) Turnabilitatea, este proprietatea complex a materialelor metalice de a se putea turna i solidifica n forme. Cuprinde urmtoarele caracteristici: fluiditate, contracie i segregaie.

Fluiditatatea reprezint capacitatea metalelor i aliajelor topite de a umple ct mai bine forma de turnare. Depinde de compoziia chimic a materialului i de temperatura de turnare.

Contracia este nsuirea materialelor metalice (cu excepia galiului i bismutului) de a-i micora volumul la solidificare i rcirea ulterioar. Contracia influeneaz starea de tensiuni dup solidificare, putnd duce la deformare i chiar la fisurare.

Segregaia reprezint tendina impuritilor sau elementelor de aliere de a se aglomera n anumite pri ale materialelor metalice. Fiecare element de aliere sau impuritate are un anumit coeficient de segregaie, care, cu ct este mai mic, cu att mai mult elementul respectiv se va aglomera mai puternic.

2) Deformabilitatea plastic, este proprietatea materialelor metalice de a-i modifica uor i remanent forma i dimensiunile la volum constant fr a se fisura sub aciunea solicitrilor exterioare, la cald i la rece. Se caracterizeaz prin: maleabilitate, ductilitate i forjabilitate.

Maleabilitatea reprezint nsuirea metalelor i aliajelor de a fi uor transformate n foi subiri; se apreciaz dup valoarea alungirii specifice.

Ductilitatea este nsuirea materialelor metalice de a putea fi uor trase n fire i este condiionat de coexistena tenacitii i a maleabilitii (oelul clit este tenace, dar nu este maleabil i nici ductil; plumbul este foarte maleabil, dar nu este tenace i nici ductil).

Forjabilitatea este proprietatea materialelor metalice de a se deforma plastic cu uurin prin lovire sau presare la temperaturi ct mai sczute, fr a se rupe.

3) Achiabilitatea reprezint capacitatea materialelor de a putea fi prelucrate prin achiere, cu consum redus de scule i energie. Normele actuale definesc achiabilitatea prin indicatorul de prelucrabilitate a unui material, care este considerat ca fiind viteza de achiere corespunztoare unei durabiliti de 60 minute a sculei achietoare folosite.

Un material este cu att mai prelucrabil prin achiere, cu ct: durabilitatea sculei este mai mare, timpul de achiere a aceleai cantiti de achii mai mic, calitatea suprafeei mai

Rezistena la oboseal

Oel

Aliaj de aluminiu

Rezistena la 10000 solicitri ciclice

Rezistena la traciune

1 102 104 106 108 1010

Numrul de solicitri, N

0 100

300

500

700

Tens

iune

a, M

Pa

28

bun, solicitarea mecanic i energetic a mainii unelte mai mic, precizia de prelucrare mai mare i achiile cu form ct mai convenabil.

4) Sudabilitatea este aptitudinea materialelor metalice de a se mbina nedemontabil prin nclzire local pn la stare plastic sau topit, cu sau fr adaos de alte materiale, cu sau fr presiune mecanic. Sudabilitatea depinde att de proprietile materialului, ct i de ali factori independeni de metalul de baz, din care cauz s-au introdus urmtoarele noiuni derivate: aptitudinea de sudare, posibilitatea sudrii i sigurana sudurii. Prin aptitudinea de sudare sau comportarea metalurgic la sudare se nelege modul n care materialul rspunde prin ansamblul proprietilor sale metalurgice la aciunea unui anumit proces de sudare. Deci, aptitudinea de sudare se refer excesiv la material. Defectele care se datoreaz unei tehnologii de sudare nepotrivite sau unei concepii constructive necorespunztoare nu pot constitui criterii negative pentru aprecierea aptitudinii de sudare. Posibilitatea sudrii sau comportarea tehnologic la sudare se refer la posibilitatea realizrii cerinelor tehnice impuse mbinrii sudate n condiiile practicrii unui anumit procedeu sau a anumitor regimuri tehnologice de sudare. Sigurana sudurii sau comportarea n construcia sudat, se refer la nsuirea mbinrii sudate al crui material a suferit influena tehnologiei de sudare aplicate i care este supus anumitor solicitri, de a nu-i altera n msur inacceptabil calitile sale tehnice, respectiv, de a nu se deforma peste limitele admise, de a nu se fisura sau a nu se rupe n condiii de exploatare date.

In cazul oelurilor, aplicaiile lor industriale sunt adesea limitate de sudabilitatea necorespunztoare. Conform unei concepii larg acceptat n industrie, un oel este nesudabil dac coninutul de carbon i de elemente de aliere depete o anumit valoare critic numit "carbon echivalent", ce poate fi calculat cu relaia:

15

)CuNi(5

)VMoCr(6

MnCCe++++++= , (1.33.)

Conform standardelor, se consider uor sudabile oelurile cu Ce 0,45%. 5) Clibilitatea este proprietatea unor materiale metalice (n special oeluri i fonte) de a se cli, caracterizat att prin obinerea (la temperatur normal) a unei duriti ridicate, atunci cnd sunt rcite brusc de la o temperatur prescris, ridicat, ct i prin adncimea de ptrundere a clirii (grosimea stratului dur). Clibilitatea depinde de compoziia chimic, de viteza de rcire, precum i de temperatura de la care se realizeaz rcirea. Se apreciaz prin viteza critic de clire, prin indicele de clibilitate sau prin diametrul critic de clire (diametrul maxim al unei probe cilindrice clite integral). In mod curent, clibilitatea unui material metalic se determin prin metoda clirii frontale (metoda Jominy).

1.3.5.Proprieti de exploatare

Proprietile de exploatare indic comportarea materialelor n timpul exploatrii produselor (organe de maini, mecanisme, echipamente, scule). Aceste proprieti sunt: rezistena la uzare, fiabilitatea organelor de maini i a sistemelor, durabilitatea sculelor i designul.

1) Rezistena la uzare este proprietatea materialelor de a rezista la aciunea de distrugere prin frecare sau eroziune a suprafeelor acestora exprimat n uniti absolute de

29

mas, volum, lungime sau relative: intensitatea uzurii, [mg/km] sau viteza uzurii, [mg/h]. Uzura pieselor aflate n contact i n micare relativ poate fi: mecanic (contact direct

material material); abraziv (prezena unor particule abrazive ntre suprafeele de contact); de aderen sau prin gripare (determinat de viteze i presiuni de contact mari) i corosiv.

Rezistena la uzare crete o dat cu creterea duritii, ridicarea calitii suprafeelor, mbuntirea condiiilor de ungere, micorarea vitezei relative i a presiunii de contact etc.

In funcie de condiiile de exploatare ale organelor de maini, uzura mecanic i abraziv poate fi: hidroabraziv, gazoabraziv, eroziv, de oboseal i de cavitaie. La cuplele de frecare cu contact liniar sau punctiform (rulmeni, roi dinate etc.), frecvent, se ntlnete uzura prin oboseal sau uzura pitting (ciupire).

Alegerea i utilizarea unui material corespunztor din punctul de vedere al rezistenei la un anumit tip de uzare este o problem economic complex, care ine seama de importana piesei, de condiiile concrete de exploatare, de posibilitile de mbuntire a rezistenei la uzare.

2) Fiabilitatea organelor de maini i a sistemelor. Produsele (organele de maini i sistemele) trebuie s satisfac din punct de vedere calitativ att proiectantul i executantul, ct i beneficiarul. Calitatea produselor (ansamblul caracteristicilor care fac ca un produs s corespund scopului funcional) trebuie s respecte criteriile generale ale proiectrii: funcionalitate, fiabilitate, posibilitate de execuie i ntreinere, obinerea unor indicatori tehnico economici superiori, estetica i comoditatea exploatrii. Dintre aceste criterii, fiabilitatea sau sigurana n exploatare are un rol determinant n proiectarea i realizarea produselor.

Fiabilitatea reprezint totalitatea nsuirilor care asigur buna funcionare a unui produs n conformitate cu normele prescrise, chiar dincolo de termenul de garanie. Ea este asigurat n bun parte de calitatea materialelor.

In prezent, conceptul de siguran absolut n exploatare (durata infinit) este depit, cauzele fiind legate de supradimensionare, consumul mare de materiale i energie, uzura moral rapid etc. Proiectarea actual, pe baze probabilistice, trebuie s asigure funcionarea fr defecte o durat de timp impus corelat cu uzura moral a produsului.

Fiabilitatea este definit de urmtoarele noiuni: - defectarea, adic ncetarea aptitudinii unui produs de a-i ndeplini funcia; - rata de defectare, adic raportul dintre numrul total de defectri din eantion

(numr de produse luate n calcul) i durata cumulat pe eantion; - timpul mediu pn la defectare, care este inversul ratei de defectare ntr-o perioad

dat; - timpul mediu ntre defectri, adic valoarea medie a timpilor ntre dou defectri

consecutive, calculat ca fiind raportul dintre durata cumulat i numrul de defectri din eantion n condiii date pentru o perioad dat;

- durata medie de via, adic valoarea medie a timpilor pn la defectare pentru toate produsele unui eantion n condiii date.

Exprimarea cantitativ a fiabilitii (R) se face printr-un numr cuprins ntre zero i unu, adic prin relaia:

onnR = , (1.34.)

n care: no este numrul total (eantionul) de produse considerat, care lucreaz dup un anumit ciclu, n anumite condiii, iar n este numrul de produse care pot lucra n continuare dup th de funcionare cu o anumit precizie, restul no n produse fiind considerate defecte.

30

Fiabilitatea nalt a sistemelor tehnice, la ora actual, se realizeaz, n principal, prin asigurarea fiabilitii ct mai mari a fiecrui element component, lucru posibil prin: reducerea la maximum a numrului de elemente componente; prin rezervare (existena unor rezerve de pri din sistem care s nlocuiasc pe cele avariate) i prin rezonan (existena unor pri de sistem n multiple exemplare a cror defectare s nu ntrerup funcionarea sistemului, ci doar solicitarea mai intens a celor rmase). Imbuntirea calitii i, n special, a fiabilitii produselor se realizeaz numai prin aplicarea unor msuri riguroase n toate etapele procesului de producie, de la proiectare pn la vnzare. 3) Durabilitatea se refer la durata de via a sculelor prelucrtoare, definit ca fiind timpul de lucru efectiv ntre dou recondiionri succesive ale unei scule. Se apreciaz prin diverse criterii: al uzurii critice a sculelor, al forelor de prelucrare, al consumului energetic, al cantitii de piese prelucrate etc. Frecvent, se folosete criteriul uzurii critice, cnd durabilitatea se exprim n minute scurse pn la apariia uzurii catastrofale i scoaterea din uz a sculei. 4) Designul produselor reprezint totalitatea nsuirilor estetice care fac produsul plcut i pasibil de a fi ncadrat perfect ambiental. Prezint o deosebit importan pentru produsele destinate consumului (automobile, aparatur de uz casnic, aparatur electronic audio video etc.). Designul produselor este determinat de linia modei la un moment dat i st la baza uzurii morale a acestora.

Bibliografie

1. Amza, Gh., Dumitru, G.M., Rndau, V.O., Tehnologia materialelor, vol.I, Editura Tehnic, Bucureti, 1997.

2. Baciu, C., .a., tiina materialelor metalice, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1996.

3. Bolundu, I.L., tiina i ingineria materialelor, Editura Tehnica - Info, Chiinu, 2010.

4. Dulucheanu, C., Bncescu, N., Materiale mecatronice, vol.I, Editura Didactic i Pedagogic, R.A., Bucureti, 2004.

5. Geru, N., Teoria structural a proprietilor metalelor, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1980.

6. Gutt, Gh., s.a., Incercarea i caracterizarea materialelor metalice, Editura Tehnic, Bucureti, 2000.

7. Jinescu, V.V., Proprieti fizice i termomecanica materialelor plastice, vol.II, Editura Tehnic, Bucureti, 1979.

8. Mocanu, D.R., s.a., Incercarea materialelor, vol.1, Bucureti, Editura Tehnic, 1982.

9. Popescu, N., .a., tiina materialelor pentru ingineria mecanic, vol. 1, Editura Fair Partners, Bucureti, 1999.

10. Pumnea, C., .a., Tehnologie industrial, vol. II, Editura Didactic i Pedagogic, R.A., Bucureti, 1992.

11. erban, V.A., Rdu, A., tiina i ingineria materialelor, Editura Politehnica, Timioara, 2012.

12. Ursache, M., Chirc, D., Proprietile metalelor, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1982.

31

Concluzii In acest curs sunt prezentate principalele stri structurale ale materialelor, principalele

grupe de materiale folosite n tehnic, precum i cele mai importante proprieti fizice, chimice, mecanice, tehnologice i de exploatare ale acestora.

Intrebri 1. Care sunt principalele stri structurale ale materialelor? 2. Care sunt principalele grupe de materiale utilizate n prezent n tehnic? 3. Ce sunt proprietile fizice ale materialelor? 4. Refractaritatea materialelor este o proprietate fizic sau chimic? 5. Care sunt principalele proprieti mecanice ale materialelor? 6. Care sunt principalele proprieti tehnologice ale materialelor? 7. Care sunt principalele proprieti de exploatare ale materialelor?