Post on 08-Jul-2018
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
1/40
Noţiuni privindproprietăţile materi
Laborator 1
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
2/40
http://www.sim.utcluj.ro/wp/
Click pe Conf.dr.ing. Radu Muresan
http://www.sim.utcluj.ro/wp/http://www.sim.utcluj.ro/wp/http://www.sim.utcluj.ro/wp/
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
3/40
Password: MuresClick pe “SUBM
Click pe “Lucrari de laborator”.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
4/40
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
5/40
Generalităţi
Proprietăţile mecanice caracterizează răspu
eşantioane de material cu forme şi standardizate (epruvete) la solicitări simple pur mecanică;
Unei proprietăţi mecanice îi este asociată î
o valoare numerică;Proprietăţile mecanice se clasifică după:
Tipul solicitării aplicate;
Modul de aplicare a sarcinii;
Temperatura.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
6/40
Clasificarea după tipul solicitării apl
Axială:
Tracţiune;
Compresiune;
Încovoiere;
Forfecare;
Răsucire;
Presiune de contact.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
7/40
Clasificarea după modul de aplicaresarcinii
Statică:Progresivă;
Regresivă;
Oscilantă;
Constantă.
Dinamică:
Şoc;
Modul/orientare variabilă.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
8/40
Clasificarea după temperatura
Proprietăţi mecanice determinate la rece: t
este mai mică de 0 °C;
Proprietăţi mecanice determinate la te
ambiantă;Proprietăţi mecanice determinate la cald: t
este în general mai mică de 300 °C.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
9/40
Rezistenţa mecanică
Rezistenţa mecanică reprezintă reacţiunea cu care poate opune unui efort la care este supus;
Se calculează ca raport între forţă şi secţiunea tepruvetei;
Se măsoară în MPa sau N/mm2;
În cazul încercării la tracţiune se defineşte efortul norm Aria reală scade continuu;
Rezistenţa convenţională: R =
;
S0 > S → R
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
10/40
Rezistenţa
Rezistenţa de rupere la tracţiune este data de raportumaximă înregistrată şi aria iniţială a epruvetei supusăla tracţiune:
R m =
[MPa].
Rezistenţa de curgere tehnică reprezintă raportul din produce o deformaţie neproporţională prescrisă şi sec(cel mai frecvent 0,2 %):
R p0,2 =
,2
[MPa];
Rezistenţa metalelor/compozitelor > rezistenţa c
rezistenţa polimerilor.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
11/40
Ductilitatea. Tenacitatea
Ductilitatea reprezintă capacitatea materialului de
plastic înainte de rupere; Opusul ductilităţii este fragilitatea;
Ductilitatea polimerilor/metalelor >> ductilitatea ceram
Tenacitatea reprezintă proprietatea unui material de relativ mult, sub acțiunea unor solicitări exterioare, în
rupe;Măsură a energiei de rupere a materialului;
Un material tenace: rezistenţă + ductilitate;
Tenacitatea metalelor/compozitelor > tenacitatea potenacitatea ceramicilor.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
12/40
Rigiditatea
Rigiditatea caracterizează modul în care se opun
deformării elastice sub acţiunea unor forţe exterioare: E = tg α;
Rigiditatea compozitelor > rigiditatea ceramicilor/rigiditatea polimerilor.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
13/40
Duritatea
Duritatea reprezintă capacitatea materialelor de a se op pătrunderii penetratorilor exteriori.
Există mai multe metode de determinare a durităţii:
Mohs: minerale (ceramic);
Knoop: toate categoriile de material;
Brinell (HB): metale;
Rockwell (HRC): metale;
Vickers (HV): metale, ceramic;
Shore: polimeri.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
14/40
Încercarea la tracţiunÎncercarea la compre
Laborator 2
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
15/40
Încercarea la tracţiune: scop
Însuşirea noţiunilor necesare determinării caracte
rezistenţă şi de plasticitate a materialelor încercate l
Cunoaşterea utilajelor, a modului de pregătire a prob
încercării, a prelucr ării şi interpretării rezultatelor eobţinute.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
16/40
Încercarea la tracţiune: curbe caract Încercarea la tracţiune se execută aplicând unei
epruvete o forţă axială crescătoare, de obicei până la ruperea ei, înregistrând variaţiile
corespunzătoare pentru lungimea epruvetei;
Se trasează curba caracteristică a materialului,
aceasta exprimând legătura dintre tensiunea, σ,
şi deformaţia specifică, ε;
În mod conventional, curba se reprezintă în
coordinate forţă-alungire.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
17/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
18/40
Încercarea la tracţiune: puncte impoale curbei caracteristice
Porţiunea liniară OA: lungirea epruvetei
cu forţa aplicată;
Este valabilă legea lui Hooke;
Panta dreptei OA reprezintă modulul
convenţional al materialului care se defi
unghiului format de porţiunea dreaptă a
deformaţiilor (1) sau ca raportul între
alungirea specifică (2):
E = tg α (1) E =
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
19/40
Încercarea la tracţiune: puncte impoale curbei caracteristice
Tensiunea corespunzătoare punctului A se
proporţionalitate şi reprezintă efortu
corespunzător căruia alungirile încă mai
cu eforturile unitare;
Valoarea limitei de proporţionalitate se
forţa corespunzătoare R p la aria se
epruvetei S0 şi se notează cu σ p:
σ p =
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
20/40
Încercarea la tracţiune: puncte impoale curbei caracteristice
Porţiunea liniară OB: lungirea epruve
epruveta recăpătându-şi lungimea iniţială
sarcinii;
Tensiunea din punctul B poartă nume
elasticitate, acesta definindu-se ca efo
care, în mod practic, alungirile dispar
cauzei care le-a produs.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
21/40
Încercarea la tracţiune: caracteristicileLimita de proporţionalitate convenţională, σl: reprezintă tensiunea
de elasticitate curent, Eσ, atinge o abatere prescrisă faţă d
elasticitate initial, E0;
Abaterea se calculează:
−
∗1
[%];
În mod uzual, la oţeluri: abatere este de 10 % → limita de
convenţională se notează σl10;
Limita de elasticitate convenţională, σ p: reprezintă tensiunea la c
la variaţia proporţională dintre tensiune şi lungire atinge o valoa
De obicei, la oţeluri: abaterea este de 0,01 % → limita de elasticita
se notează σ p0,01.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
22/40
Încercarea la tracţiune: caracteristicile e
Limita de elasticitate tehnică, σr : este tensiunea la care lungirea spe
atinge o valoare prescrisă;
În mod uzual, la oţeluri: lungirea specifică remanentă se stabil
de 0,01 % → limita de elasticitate tehnică se notează cu σr0,01.
Coeficient de contracţie transversală, υ: reprezintă raportul
specifică transversală, εtr , şi lungirea specifică longitudinală, ε.
Î l t ţi f l ti i
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
23/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Oţeluri cu conţinut redus de carbon
R e
Limita de curgere aparent
raportul dintre sarcină şi
transversale iniţiale a epruvet
Există limită de curgere sup
limită de curgere inferioară, R e
Î l t ţi f l ti i
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
24/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Materialele care nu au limită de curgere aparen
Limita de curgere convenţională reprezintă raportusarcina corespunzătoare unei alungiri nepropo
prescrise şi aria secţiunii transversale iniţiale a epruvet
R p+ alungirea neproporţională prescrisă;
La oţeluri, alungirea este de 0,2 % → R p0,2.
Limita de curgere remanentă reprezintă raportusarcina corespunzătoare unei alungiri remanente pres
aria secţiunii transversale iniţiale a epruvetei.
R r+ alungirea remanentă prescrisă;
La oţeluri, alungirea remanentă este de 0,2 % → R r0,2.
Î l t ţi f l ti i
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
25/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Oţeluri cu conţinut redus de carbon
Fmax
Zonă de ecruisare (de întă
Î l t ţi f l ti i
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
26/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Oţeluri cu conţinut redus de carbon
Fultim
Zonă de curgere locală
Încercarea la tracţiune: formele tipic
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
27/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Materiale tenace: r
are loc la sarcini mar
însotiţă de defo
plastice substanţiale.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
28/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Materiale ductile:
deformează mult
acţiunea unor sarcini m
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
29/40
Încercarea la tracţiune: formele tipiccurbe caracteristice
Materiale fragile: r
are loc brusc, gâtuire
neînsemnată; alungi
rupere este mai mică d
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
30/40
Încercarea la tracţiune: epruvete
Lt – lungimea totală a epruvetei;Lc – lungimea calibrată a epruvetei;L0 – lungimea iniţială, marcată prin două repere trasate în interiorul lungimii calibrate;d0 – diametrul iniţial al epruvetei în porţiunea calibrată, sau diametrul echivalent al epruve
grosimea iniţială a0 şi lăţimea iniţială b0 (d0 = 1,13· 0 ∙ 0 ).
L0 şi d0 se aleg astfel încâtraportul n = L0/d0 (factordimensional) să aibăvaloarea n = 5 sau n = 10→ epruvetă proporţionalnormală sau proporţional
lungă.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
31/40
Încercarea la tracţiune: epruvete
Lc se aleg astfel încât de lamarginile ei şi până lareperele care delimiteazălungimea iniţială să fie odistanţă de cel puţin ½ dind0 → minim: Lc = L0 + d0.
Epruvete peşi uneori pe
cu duritate m
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
32/40
Încercarea la tracţiune: maşini şi utilaj
Maşina un
Î
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
33/40
Încercarea la tracţiune: prelucrarea şi inrezultatelor
R m =
[MPa]
Epruvete cilindrice: S0 =∙2
4
A =−
[%]
Z =−
[%]
Î
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
34/40
Încercarea la tracţiune: prelucrarea şi inrezultatelor
Rupere fragilă
Materiale cu plasticitate mare (Au, Pb)
Rupere con-crater
Factorii care determ
încercării:
• dimensiunile epruvete
• viteza de solicitare;
• caracteristicile maşinii
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
35/40
Încercarea la compresiune: scop
însuşirea noţiunilor necesare desfǎşurǎrii practice a
compresiune, a determinǎrii experimentale şi
principalelor caracteristici de rezistenţǎ şi de p
materialelor;
cunoaşterea şi exploatarea maşinilor şi aparaturii des
scop.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
36/40
Încercarea la compresiune: generalităţi
determinarea proprietăţilor mecanice ale materialelor frag
rezistenţă mică la tracţiune (fonte, metale şi aliaje nefero
se determină scurtarea şi rezistenţa de rupere.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
37/40
Încercarea la compresiune: caracteristicideterminabile
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
38/40
Încercarea la compresiune: caracteristicideterminabile
Evitarea frecǎrii: intercalarea unor plǎci dintr-un material mai moale;
ungerea cu parafinǎ.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
39/40
Încercarea la compresiune: caracteristicideterminabile
Sarcinǎ uniform repart
suprafaţa epruvetei: una di
trebuie prevǎzută cu o calotǎ
Epruvetele: formǎ cilindricǎcu bazele paralele între e
forme şi dimensiuni sta
conform STAS 1552-78.
8/19/2019 Laborator Tehnologia materialelor
40/40
Încercarea la compresiune: caracteristicideterminabile