PROPRIETI MECANICE

REZISTENA LA RUPERE

ELASTICITATEA/PLASTICITATEA

TENACITATEA/FRAGILITATEA

DURITATEA

MALEABILITATEADUCTILITATEA

ECRUISAREA

REZISTENA LA OC

REZISTENA LA

OBOSEAL

REZISTENA LA RUPERE (proprietatea metalelor de a se opune forelorexterioare care caut s le distrug integritatea). Se atest prinncercarea la ntindere.

ELASTICITATEA/PLASTICITATEA (proprietatea metalelor de a reveni laforma i dimensiunile iniiale dup ndeprtarea sarcinilor care auprodus deformarea / proprietatea metalelor deformate sub aciuneaunei sarcini de a nu mai reveni la forma i dimensiunile iniiale dupncetarea solicitrii care a produs deformarea)

a. -epruveta, b.-deformarea elastic, c- deformarea plastic, d. -ruperea epruvetei

TENACITATEA (proprietatea metalelor de a se rupe sub aciuneasarcinilor mari numai dup deformri vizibile. Cu ct materialul estemai plastic, cu att tenacitatea lui este mai mare). Se atest prinncercarea la ncovoiere prin oc.

FRAGILITATEA (proprietatea opus tenacitii). Materialele fragile serup brusc, fr deformaii permanente vizibile.

DURITATEA (rezistena metalelor la aciunea forelor exterioare, carecaut s le distrug suprafaa, s le deformeze superficial). Se atestprin ncercarea de duritate metoda BRINELL.

MALEABILITATEA (proprietatea unui oel de a-i modifica forma laprelucrri prin presare). Se atest prin ncercrile tehnologice dendoire la rece i de refulare.

DUCTILITATEA (proprietatea unui oel de a suporta deformaiiimportante nainte de rupere, fr degradarea constituiei sale, arezistenei sau a rigiditii. Aceast proprietate presupune alte douproprieti anterioare: tenacitatea i maleabilitatea. Comportamentulductil al materialului favorizeaz disiparea energiei (structura din oelabsoarbe energia seismic, astfel nct forele ciclice nu se transmitacesteia).

ECRUISAREA (proprietatea metalelor de a se durifica n urmaprelucrrii mecanice la rece). Multe piese deformate plastic la rececapt, dup prelucrare, aa numita stare de ecruisaj, prezentndrezistena mecanic mai mare, duritate i fragilitate de asemenea maimari, dar plasticitate mai sczut). Aceast stare poate fi nlturat prinnclzirea corespunztoare a metalului prelucrat.

REZISTENA LA OC (reprezint capacitatea unui material de a absorbi oanumit cantitate de energie nainte de a se rupe, atunci cnd este lovitbrusc de un corp solid).

REZISTENA LA OBOSEAL (proprietatea metalelor de a rezista laaciunea unor solicitri repetate (ciclice)). Se atest prin ncercarea lancovoiere rotativ.

Dup felul caracteristicilor

exprimate

ncercri mecanice

ncercri tehnologice

ncercri fizice

ncercri chimice

CRITERII DE CLASIFICARE A NCERCRILOR METALELOR

Dup tipul solicitrii

ncercri la

ntindere

ncercri la

ncovoiere

ncercri la compresiune

ncercri la rsucire

ncercri la

forfecare

ncercri la

presiune de contact

ncercri la

solicitri compuse

CRITERII DE CLASIFICARE A NCERCRILOR METALELOR

Dup modul de acionare al

solicitrii

ncercri statice

ncercri dinamice

CRITERII DE CLASIFICARE A NCERCRILOR METALELOR

Dup temperatura la care se execut

ncercarea

ncercri la temperatur

normal (aprox. 20C)

ncercri la cald

ncercri la rece

CRITERII DE CLASIFICARE A NCERCRILOR METALELOR

NCERCAREA LA NTINDERE

(SR EN 10002-1/97).

O epruvet de dimensiuni prescrise, fixat la bancurile unei maini dencercat, este supus la o sarcin lent i progresiv de traciune, n sensulaxei longitudinale.

Epruvetele pot fi proporionale (L0kS0, k=5.65) sau neproporionale (L0 nudepinde de S0).

Se traseaz diagrama caracteristic a epruvetei (N, l) sau diagramacaracteristic a materialului (-, R-A).

Epruvet pentru ncercarea la traciune

NCERCAREA LA NTINDERE

Diagrama caracteristic a oelului

Rezistena

Rezistena

Limita de proporionalitate

Tensiune normal

Alungire specific

ncrcarea maxim

Rupere

a.

b.

c.

Diagrame caracteristice ale oelului; a.- oel cu palier de curgere, b.-oel fr palier de curgere, c. curba raional

Rp este limita de proporionalitate. Re este limita de elasticitate tehnic corespunztoare unei alungiri specifice

remanente de 0.01%; este i limita de curgere aparent la care alungirea ncepe s creasc fr o cretere a solicitrii exterioare (se poate determina numai la oelurile care prezint palier de curgere); notat fy dupEUROCODE 3, ca fiind valoare nominal a limitei de elasticitate.

Limita de curgere reprezint rezistena la deformare plastic a materialului ncercat i nu trebuie atins n exploatarea elementelor metalice deoarece acestea ar ncepe s se deformeze i nu i-ar mai putea ndeplini rolul funcional.

Rezistena la traciune (la rupere) (notat fu dup EUROCODE 3)

Alungirea specific:

Alungirea procentual dup rupere exprim mrimea plasticitii i a

ductilitii materialului ncercat:

Coeficientul de gtuire exprim tenacitatea materialului ncercat (capacitatea materialului de a se deforma plastic nainte de rupere):

2 = E N mm

maxm

0

FR =

S u 0 = L L %

u 0m

0

L - LA = 100%

L

0 u

0

S - SZ = 100%

S

O epruvet supus la traciune pn n stadiul plastic, la descrcare secomport aproape elastic, rmnnd cu deformaii plastice remanente

Ecruisarea oelului

Acelai lucru se ntmpl cnd deascrcarea epruvetei tensionate se producela sfritul palierului de curgere; o rencrcare a epruvetei indic dispariiapalierului de curgere (b,c). Prin urmare, alura diagramei - (R-A) depindede ncrcarea anterioar introducerii n exploatare, aceast ncrcare avndrolul unui tratament mecanic executat la rece. Creterea limitei deelasticitate a oelurilor prin deformaii plastice prealabile se numeteecruisare. Ecruisarea fragilizeaz oelul, influennd negativ capacitateaportant a structurilor.

ECRUISAREA OELULUI

n timp, proprietile mecanice ale oelului se modific. mbtrnirea metalelor esteun proces de modificare a proprietilor acestora fr o variaie sensibil amacrostructurii. Practic are loc creterea Re, Rm, reducerea deformaiilor plastice i aenergiei de rupere (tenacitii), crescnd tendina spre ruperea casant. Sunt blocateplanurile de lunecare ntre grunii cristalini.

Modificarea caracteristicilor oelului

prin mbtrnire

Procesul de mbtrnire a oelului depinde de compoziia chimic i de tehnologiaelaborrii acestuia. Factorii care influeneaz accelerarea mbtrnirii: temperaturiridicate, variaii de temperatur, sarcini variabile ca intensitate n timp, sarcinivibratorii, neomogeniti structurale. Oelurile necalmate (de convertizor) au tendinade mbtrnire mai ridicat.

MBTRNIREA OELULUI

La creterea solicitrii N crete i din seciunea piesei, max cauzat de un concentrator de tensiuni cretepn la Re. Dac solicitarea crete n continuare, fibra care a atins Re nu mai este capabil s se ncarce,deformndu-se plastic sub efort constant . La creterea solicitrii, plastificarea ptrunde spre fibrelevecine, pentru ca n final, pe ntreaga seciune s existe o tensiune uniform repartizat i egal cu Re(starea limit de rezisten).

Concentratorul de tensiuni are influen numai asupra momentului iniial de apariie a primei curgeri nfibr; efectul este extrem de defavorabil n cazul solicitrilor dinamice i al celor care duc la fenomenul deoboseal.

Concentrrile apar n toate cazurile cnd seciunea barei se schimb brusc (racordri brute, crestturietc.). Crestturile, gurile, fisurile din piese, avnd dimensiuni mici n raport cu lungimea piesei, nupermit dezvoltarea deformaiilor plastice n zona n care sunt plasate, astfel ca n final, redistribuireatensiunilor nu se mai poate produce i ruperea va avea un caracter de rupere fr deformaii plastice.

INFLUENA SLBIRILOR DIN PIESE ASUPRA

INTENSITII TENSIUNILOR

Distribuii de tensiuni n zona slbirilor n piesele ntinse

NCERCAREA LA NCOVOIERE PRIN OC

SR EN 10045/1-93

Este o ncercare dinamic i permite aprecierea tenacitii oelurilorprivind capacitatea acestora de a se opune ruperii fragile cauzate deconcentraia chimic necorespunztoare, fenomene de mbtrnire, stricomplexe de solicitare, concentrri de tensiuni, temperaturi sczute deexploatare, ncrcri aplicate dinamic etc.

Schema de principiu a ncercrii la ncovoiere prin oc. Pendulul CHARPY

Epruveta pentru ncercarea la ncovoiere prin oc

poziia iniial

ciocan CHARPY

epruvetreazem

poziia final

scal

Laboratorul de Construcii metalice.

Pendulul CHARPY

ncercarea const n ruperea dintr-o singur lovitur, cu un ciocan pendul (Charpy) a unei epruvete prismatice cu seciunea ptrat, crestate la mijlocul ei n V, aezat liber pe dou reazeme i apoi determinarea energiei de rupere W.

ncercrile se fac la temperatur standardizat: 0 C, -20 C, -30 C, -40 C.

Valoarea energiei de rupere se stabilete ca medie a trei ncercri:

iar

1 2 0 fW =W -W = M cos - cos =G h -h 1 0W = M 1- cos =Gl 1 - cos = Gh

2 fW = M 1- cos = Gl 1 - cos = Gh

1 2 3med.

W +W +WW =

3

min medW 0.75W

Caracterul ruperii pieselor din oel n funcie de temperatur i energia de rupere

Variaia energiei de rupere cu temperatura

NCERCAREA DE DURITATE PRIN METODA BRINELL

(SR EN 10003/1-97)

ncercarea const n apsarea unei bile de oel clit asupra piesei de ncercat

Schema de principiu a ncercrii de duritate Brinell

2 2F 2F 2F

HB = c = c = cA Dh D D - D - d

c1/g1/9.80.102

Fh c

DHB

NCERCAREA DE DURITATE PRIN METODA BRINELL

(SR EN 10003/1-97)

Pentru simplificarea obinerii valorii duritii, n normativ se dautabele din care se aleg forele de ncrcare n funcie de diametrulbilei i a gradului de solicitare (gradul de solicitare kcF/D2).Dac se pstreaz raportul F/D2 constant se obine aceeai

duritate pentru acelai material, utiliznd bile cu diametre diferite.Trebuie ca 0.25D

NCERCAREA DE REZISTEN LA OBOSEAL PRIN NCOVOIERE ROTATIV (STAS 5878-85)

Este o ncercare dinamic i rezistena la oboseal se determin pe epruvetede forme speciale, montate n maini de ncercare care reproduc ciclul desolicitate i l repet de cteva sute de mii sau milioane de ori. ncercareaconst n aplicarea unui moment ncovoietor fix n spaiu asupra uneiepruvete, cu seciune circular, aflat n micare de rotaie i determinareavalorii rezistenei la oboseal sau limitei de anduran sau durabilitatelimitat care odat depit duce la ruperea epruvetei, pentru un numr decicluri dat (N=2.1x106).

Epruveta i schema de principiu a ncercrii la oboseal prin ncovoiere rotativ

Rezistena la oboseal prin ncovoiere rotativ simetric se noteaz cui reprezint tensiunea la care practic curba de oboseal devine

orizontal. Pentru ca o pies metalic s nu se rup la oboseal, ea trebuies fie astfel proiectat nct tensiunea maxim de lucru s nu depeascrezistena la oboseal a materialului din care este executat. Ruperea prinoboseal se amortizeaz n punctele unde se gsesc defecte geometricecare iniiaz fisura. Zonele cu concentrri ale liniilor de for sau devieri(goluri) conduc la reducerea rezistenei la oboseal.

1

Curba lui Whler Domenii de rezisten la obosealDependena dintre tensiune i numrul de cicluri ncrcare -descrcare

ncercrile tehnologice exprim capacitatea de schimbare a formeimetalului, fr s se fac msurtori de fore i ca urmare, rezultatelencercrilor nu se pot exprima, de cele mai multe ori, prin valori i princalificative. De obicei, aceste ncercri sunt specifice semifabricatelor de tiptabl, evi etc.

NCERCAREA LA NDOIRE const n deformarea plastic a unei epruvete rectiliniicu seciunea plin, prin ndoire lent i continu n jurul unei piese de tip dorn, pnla formarea unui anumit unghi ntre faa unei ramuri a epruvetei ndoite iprelungirea feei celeilalte ramuri. ncercarea are drept scop verificarea modului decomportare a materialelor metalice la ndoire

Schema de principiu a ncercrii la ndoire

NCERCAREA LA REFULARE are drept scop verificarea modului decomportare a materialelor metalice, destinate unor piese ca nituri, uruburietc. ncercarea const n turtirea unei epruvete cilindrice sau prismatice, denlime , pn la o nlime final prin presare lent sau prin lovire. nprealabil, materialul este nclzit la o temperatur specificat la standardulde produs, n zona temperaturii de forjare a materialului respectiv.

Schema de principiu a ncercrii la refulare

0h h

Gradul de refulare se menioneaz n tabele i poate fi exprimat fie subform de grad de refulare procentulal, fie sub form de refulare specific.

NCERCRI STRUCTURALE NEDISTRUCTIVE

DEFECTOSCOPIE CU RADIAII PENETRANTE (examinarea cu raze X sau)

Schema de principiu a metodei cu radiaii penetrante

Razele Rentgen iradiate de sursa radioactiv ptrund i trec prin metale,avnd o lungime de und foarte mic. Eventualele defecte din material,absorb diferit aceste raze i astfel defectele din pies apar pe placafotografic (zone ntunecate). Piesele ce depesc 100 mm grosime severific utiliznd razele , deoarece acestea au o lungime de und i maimic dect razele X.

DEFECTOSCOPIE CU RADIAII PENETRANTE

Examinarea radiografic a materialelor i a mbinrilor sudate

Defectoscopia RNTGEN utilizeaz rezele X: un tub de sticl vidat n interior, alimentatcu un curent electric. Prin nclzirea unui filament de tungsten sunt emii electronicare sunt atrai, prin diferena de potenial, de un anod; impactul genereaz cldur(99%) i radiaii X (1%).Razele sunt emise prin dezintegrarea spontan a unui nucleu atomic (de exemplu :Iridium 192, Cobalt 60).

DEFECTOSOPIE MAGNETIC DEFECTOSOPIE MAGNETIC (metoda pulberii magnetice) se folosete

pentru a determina fisurile fine i incluziunile de zgur. Se bazeaz pe faptulc, n piesa magnetizat, fluxul de linii de for magnetic i schimbdirecia acolo unde ntlnete o fisur sau o incluziune. n aceste zone,permeabilitatea magnetic este mai mare dect pe poriunile compacte.Piesa este acoperit cu o soluie format din pulbere fin de oel nsuspensie n petrolul lampant. Marginile fisurii atrag pulberea i n acestmod sunt evideniate fisurile din piese

Schema de principiu a defectoscopiei magnetice

Pentru a fi detectate defectele trebuie s fie perpendiculare pe liniile decmp magnetic ; n caz contrar, acestea nu pot fi detectate.

1. Electromagnet portabil pulberea revelatoare este n suspensie n lichid

2 Relevarea unei indicaii liniare

DEFECTOSOPIE MAGNETIC

Echipament de control:- jug magnetic portabil;- lampa cu ultraviolete;- pulberi magnetice;- blocuri si piese de calibrare;

- pulberi magnetice fluorescente.

CONTROL PULBERI MAGNETICE MT

DEFECTOSOPIE MAGNETIC

DEFECTOSCOPIA ULTRASONIC

DEFECTOSCOPIA ULTRASONIC se bazeaz pe proprietatea piezoelectric acuarului, de a transforma oscilaiile electrice n oscilaii mecanice i invers.Un defectoscop funcioneaz astfel: oscilaiile electrice acioneaz asupraunei plcue de cuar emitoare, care le transform n oscilaii mecanice.Acestea, la rndul lor, sunt reflectate de defectele ntlnite n material i suntrecepionate de o alt plcu de cuar, receptoare, ce le transform din noun oscilaii electrice. Aparatul de msurat primete aceste oscilaiiamplificate i le vizualizeaz pe un ecran

Schema de principiu a defectoscopiei ultrasonice

Metoda uzual este metoda prin reflexie care utilizeaz un singur traductor cu rol de emitor i de receptor.

DEFECTOSCOPIA ULTRASONIC

Defectoscop ultrasonic OLYMPUS seria EPOCH 1000 Tipuri de palpatoare

DEFECTOSCOPIA ULTRASONIC

Procedeul permite detectarea defectelor n fazainiial la suprafaa pieselor/sudurii.

Examenul const n aplicarea unui lichidpenetrant cu o tensiune superficial redus ceconine pigmeni vizibili. Lichidul reinut deeventualele defecte este absorbit princapilaritate n revelator

DEFECTOSCOPIA CU LICHIDE PENETRANTE

1. Pulverizarea lichidului penetrant

2. Pulverizarea revelatorului

3. Observarea penetrrii

DEFECTOSCOPIA CU LICHIDE PENETRANTE

Materiale pentru control:- degresant;- penetrant;- developant.

DEFECTOSCOPIA CU LICHIDE PENETRANTE

Controlul cu lichide penetrante const n aplicarea pe suprafaa supus controlului a unui lichid cu bune caliti de penetrare n discontinuitile superficiale ievidenierea acestora prin contrast cu ajutorul unui developant. Penetrarea ndiscontinuitile cele mai fine pori, fisuri .a. se produce datorit fenomenuluide capilaritate. Developarea penetrantului are loc datorit efectului de absorbie adevelopantului.

Principiul controlului cu lichide penetrante: a.- curirea suprafeei; b.- aplicarea penetrantului i infiltrarea in discontinuitate; c. ndeprtarea excesului de penetrant; d. aplicarea developantului i adsorbia

penetrantului

Controlul cu lichide penetrante pune n eviden n exclusivitate discontinuitile deschise lasuprafa, cum sunt: porii, fisurile, suprapunerile, lipsa de ptrundere ngust deschis lasuprafa, crestturile marginale, exfolierile din materia lul de baz, craterele. Relevantepentru controlul cu lichide penetrante sunt mai ales porii singulari i fisurile, fie ele termice,fie de oboseal, care n majoritatea cazurilor sunt dificil decelate la controlul vizual.Suprafeele poroase sau zonele cu densitate ridicat de pori sau foarte rugoase, nu pot ficontrolate eficient datorit dificultilor de interpretare a indicaiilor relevate. In principiupiesele se supun controlului naintea aplicrii tratamentelor termice sau a prelucrrilor prinachiere ntruct, mai ales cele din urm, pot masca sau chiar nchide discontinuitile maifine.

METALOGRAFIA

Proprietile mecanice ale materialelor metalice depind de structura lor.METALOGRAFIA este una din ramurile metalurgiei fizice care se ocup custudiul structurilor materialelor metalice precum i cu modul n carediferitele proprieti depind de aceast structur.

Structura unei piese se poate studia cu ochiul liber sau cu ajutorul uneilupe (MACROGRAFIA). Probele sunt pregtite n prealabil prin lustruireasuprafeelor analizate sau prin atacarea lor cu o substan. Se pot evideniaastfel, defecte cum ar fi distribuia incluziunilor, a segregrilor etc.

MICROGRAFIA studiaz probele la microscop. Pentru acest gen dencercare este necesar ca n prealabil probele s fie pregtite. Tiereaprobelor se va face din acea parte a piesei sau a materialului care s nuinclud zona de influen termic a tieturii. Suprafeele plane se vor obinedin lefuire, urmat de lustruire, dup care probele se spal i se usuc.Punerea n eviden a structurii se va face prin atacarea probelor cu reactivi:acid clorhidric 50%, acid azotic 25%, acid sulfuric 15%.

METALOGRAFIA

Microscop metalografic MC-280