Anyagvizsgálatok Mechanikai vizsgálatok
Szakítóvizsgálat EN 10002-1:2002 • Célja: az anyagok egytengelyű húzó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása • egy szabványosan kialakított próbatestet egytengelyű igénybevétellel a szabványban előírt sebességgel szakadásig terhelnek, és közben mérik a próbatest által felvett erőt és a megnyúlást.
A szakítóvizsgálat elve Mechanikus vagy hidraulikus terhelés erőmérő cella
álló befogó
Próbatest finom útadó (jeltáv)
mozgó befogó
v = állandó
Durva útadó (befogó fej)
Szakítópróbatest Arányos próbatest
Lo = 5 ⋅ d o L o = 10 ⋅ d o
Szakítópróbatest
Menetes befogás Lemez próbatestek
Betonacél
Lágyacél szakítódiagramja A I. a rugalmas alakváltozás szakasza. σ = E .ε (Hook törvény), ahol σ - feszültség, E - rugalmassági modulus ε - alakváltozás.
Lágyacél szakítódiagramja II.a. folyási szakasz a folyási szakasz az FeH erőnél kezdődik maradó alakváltozás megindulása
Lágyacél szakítódiagramja II.b. egyenletes alakváltozás szakasza. próbatest minden keresztmetszete egyenletesen alakváltozik. keményedés jelensége
Lágyacél szakítódiagramja III. kontrakciós szakasz a próbatest alakváltozása egy meghatározott téfogatrészre korlátozódik .
A szakadás folyamata
Mérnöki rendszer feszültség : σ = F/ Ao alakváltozás, fajlagos nyúlás : ε = ∆l/lo ahol F az erő Ao az eredeti keresztmetszet lo a jeltávolság eredeti értéke ∆l a megnyúlás
Valódi rendszer F ′ σ = feszültség: A
alakváltozás dϕ = dl azaz az integrálás után
l
ϕ = 2 ln
do d
F az erő A a megváltozott keresztmetszet dl a pillanatnyi megnyúlás a pillanatnyi hossz do az eredeti átmérő d a pillanatnyi átmérő
Folyáshatár
F R = A
eH
eH
o
A maradó alakváltozás kezdetét jelentő feszültség Mértékegysége: N/mm2
Folyáshatár – egyezményes folyáshatár
Egyezményes folyáshatár A terhelt állapotban mért egyezményes folyáshatár : F p 0, 2 = [N/mm2] R p 0, 2
A
o
adott maradó alakváltozáshoz tartozó feszültség
Finomnyúlásmérés
Szakítószilárdság
F R = A
m
m
o
A szakítószilárdság a vizsgálat során mért legnagyobb terhelő erő és az eredeti keresztmetszet hányadosa: Mértékegysége: N/mm2
Alakváltozási mérőszámok • Szakadási nyúlás vagy nyúlás. Jele: X Mértékegysége: %
X =
l
u
−
l
o
l
o
100 %
Alakváltozási mérőszámok • Keresztmetszet csökkenés vagy kontrakció . Jele: Z Mértékegysége: %
−A A Z= 100 % A o
u
o
A szakítóvizsgálat során kapott eredményeket befolyásolják a próbatest alakja, mérete, felületi minősége a terhelés növelésének sebessége a vizsgálati körülmények pl. a hőmérséklet
Fajlagos törésmunka Az anyag szívósságát jellemzi. A fajlagos törésmunka (Jele: Wc) sima, bemetszés nélküli próbatesten, a törés helyén mérve a külső erők munkája, amely a próbatesten a törésig felemésztődik. Mértékegysége J/cm3.
Az acél viselkedése magasabb hőmérsékleten
Nyomóvizsgálat
Nyomószilárdság:
F R= A
v
v
o
Példa nyomóvizsgálatra
Hajlító vizsgálat Nyomott oldal
Húzott oldal
Meghatározható mérőszám Hajlító szilárdság Jele: Rmh Mértékegysége: N/mm2 ahol M a maximális hajlítónyomaték a K a keresztmetszeti tényező, ami kör keresztmetszet esetén négyszög keresztmetszetre
M R mh = K F⋅l M = 4
d ⋅π K= 32 3
a ⋅ b2 K= 6
Hajlító vizsgálat
Keménységmérés a mérés gyors, egyszerű a darabon "roncsolásmentesen" elvégezhető az eredményekből egyéb anyagjellemzőkre is következtethetünk a technológiai folyamatba beilleszthető
A Brinell keménység értelmezése • Brinell keménységen az F terhelő erő és a lenyomat felületének hányadosát értjük. • Jele: HB. A gömbsüveg felülete Dπh. Ezzel a keménység számértéke: • A keménység mértékegység nélküli szám! F HB = D.π.h
0,102 ⋅ F 0,102 ⋅ 2F HB = = A Dπ D − D2 − d 2
(
)
Vickers keménység mérőszáma A Vickers keménység a Brinellhez hasonlóan a terhelő erő és a lenyomat felületének hányadosa. A lenyomat felületének meghatározásához a terhelés megszüntetése után a négyzet alakú lenyomat átlóit (d) mérjük. HV = 0,102 ⋅ 1,854 ⋅
F d
2
Hordozható keménységmérő
A különböző anyagok keménységi értékei
Irodalom •… …..Szemelvé ..Szemelvények •Szentgyörgyiné Gyöngyösi Éva – Bencsik Ferenc Pál : Villamos anyagismeret és technoló technológia (Nemzeti tankönyvkiadó)
•Csizmadia Ferencné:: Anyagismeret (SzIF-Universitas Kft.)
•Ginsztler – Hidasi –Dévényi:: Alkalmazott anyagtudomá anyagtudomány (Műegyetemi Kiadó)
