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.
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
2/9
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
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 ;
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
4/9
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
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.
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
6/9
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
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.
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
8/9
7/16/2019 2 Metode de Incercare Mecanica a Materialelor
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 =
Top Related