Laboratoř mechanického zkoušení kovových materiálů

Transkript

1 Teorie Mechanickým zkoušením materiálu rozumíme sledování jeho vlastností při působení mechanických sil. Působení vnější mechanické síly na těleso vyvolá změnu jeho tvaru - deformaci. Velikost a charakter deformace závisí na velikosti a druhu namáhání. V praxi se můžeme setkat s různými druhy namáhání. Nejčastějšími způsoby jsou tahové, tlakové, ohybové, střihové a krutové namáhání. Během provozu zařízení v reálných podmínkách se často kombinují různé druhy namáhání. Aby však bylo možné hodnotit materiály mezi sebou navzájem, byly zavedeny jednoduché normalizované zkoušky. Zjišťování mechanických vlastností je velmi významné při výzkumu a vývoji nových materiálů, při zjišťování či ověřování jejich vlastností, v rámci mezioperační kontroly při výrobě (měřením tvrdosti lze například ověřit, zda úspěšně proběhlo tepelné zpracování), při kontrolách jakosti (výsledek tahové zkoušky velmi závisí i na čistotě materiálů například obsahu vměstků). Způsob testování materiálu pak závisí na předpokládaném způsobu namáhání v praxi. Cílem je zjištění chování materiálu za podmínek namáhání, kterým je v praxi vystaven. Například v případě drátů se běžně stanovují vlastnosti v tahu, krutu či střihu, součásti, které přenáší pohyb, například hřídele se testují v ohybu a krutu, testování plechů se často provádí v režimu střihu. Mechanické zkoušení je v praxi prováděno u všech typů materiálů. Obecně lze říci, že u houževnatých kovových materiálů (téměř všechny běžné kovy a slitiny) jsou nejběžnější měření tvrdosti a zkouška tahem. Pro křehké materiály (například litina, sklo, keramika) jsou typické zkoušky tvrdosti, zkouška tlakem či ohybem. V praxi se běžně můžeme setkat i s empirickými vztahy, které umožňují z jedné veličiny vypočítat (spíše odhadnout) veličinu druhou. Někdy se tak na základě měření tvrdosti materiálu odhaduje jeho mez kluzu či mez pevnosti v tahu. Všechny níže uvedené materiálové zkoušky jsou normalizovány. V příslušné normě je detailně uveden princip metody, postup měření, způsob vyhodnocení a zápisu naměřených hodnot. 1 Tvrdost Tvrdost materiálu je veličina, definovaná obecně jako odpor materiálu proti deformaci (nejčastěji plastické, v některých případech však pouze elastické). Existuje mnoho metod měření tvrdosti materiálů, v běžné praxi se však můžeme setkat pouze s několika nejpoužívanějšími. Princip nejběžnějších metod je založen na silovém působení speciálního tělíska indentoru na zkoušený materiál. V důsledku působení indentoru na vzorek určitou silou po určitou dobu dochází na povrchu vzorku ke vzniku vtisku. Z velikosti působícího zatížení a rozměrů vzniklého vtisku, případně z jeho hloubky, lze poté spočítat příslušnou hodnotu tvrdosti. V praxi jsou nejpoužívanějšími metodami měření tvrdosti metody podle Brinella, Vickerse a Rockwella. Měření tvrdosti materiálu se obvykle provádí vícekrát a výsledky se statisticky vyhodnocují. Při měření tvrdosti je třeba, aby měřený materiál byl rovný, hladký a čistý. V případě použití velmi nízkých zatížení bývá nutné povrch materiálu vybrousit a poté ještě vyleštit. Velikost použitého zatížení se volí s ohledem na velikost

2 zkoušeného vzorku a jeho tloušťku. Při vytváření vtisku během měření tvrdosti je zkoušený materiál plasticky deformován. Plastickou deformací je ovlivněno i blízké okolí vtisku. V případě, že by nově vytvořený vtisk byl v deformačně zpevněné oblasti způsobené předchozím vtiskem, byla by velikost nového vtisku menší a vypočtená tvrdost vyšší než kolik by odpovídalo skutečnosti. Proto je nutné dodržovat určité minimální vzdálenosti mezi sousedními vtisky a od okraje vzorku. 1.1 Tvrdost podle Brinella Principem metody je vtlačování indentoru ve tvaru kuličky vyrobené z karbidu wolframu WC (označení tvrdosti HBW) či ocelové kalené kuličky (označení tvrdosti HBS) do materiálu. Podle velikosti a tloušťky měřeného materiálu se volí kuličky o průměrech 1, 2,5, 5 nebo 10 mm. Podle průměru použité kuličky a tvrdosti zkoušeného materiálu se volí velikost zatížení. Největší nevýhodou je to, že tvrdost podle Brinella obecně závisí na zatížení. To se v praxi může projevit tak, že při měření tvrdosti stejného materiálu kuličkou o stejném průměru při různých zatíženích se pokaždé dojde k jiným hodnotám tvrdosti v důsledku nezachování geometrické podobnosti vtisků. Naštěstí lze tento jev eliminovat vhodnou volbou podmínek při měření tvrdosti vždy před měřením je třeba nastavit vhodnou kombinaci velikosti použité kuličky a zatížení. Každé skupině materiálů přísluší konstanta k, v níž je zahrnuto jak zatížení, tak velikost kuličky. Po výběru vhodné konstanty k dle předpokládané tvrdosti materiálu, musíme vybrat velikost kuličky. Poté nám již norma striktně přikáže použít určité konkrétní zatížení. Kuličkou o průměru D je vytvořen vtisk kruhového charakteru. Ve dvou na sebe kolmých směrech se změří jeho průměry d 1 a d 2, z naměřených hodnot se vypočte aritmetický průměr d, který se použije pro výpočet tvrdosti: d d 1 d 2 2 Tvrdost podle Brinella se pak vypočte podle vztahu: HBW 2F 0,102. D. D D 2 d 2 Způsob zápisu tvrdosti podle Brinella

3 1.2 Tvrdost podle Vickerse Principem metody je vtlačování diamantového indentoru ve tvaru pravidelného čtyřbokého jehlanu do materiálu. Vickersova metoda je univerzální metoda použitelná pro měření tvrdosti všech běžných materiálů. Umožňuje využít různě velkých zatížení od extrémně nízkých, řádově v setinách či desetinách gramu až po zatížení řádově v desítkách kilogramů. Velikosti vtisků po Vickersově zkoušce mohou být ve srovnání s Brinellovou zkouškou podstatně nižší a tvrdost může nabývat různých hodnot podle toho, ve kterém místě byla změřena. Během pozorování povrchu vzorku při odečítání velikosti vtisku pracujeme při relativně nízkých zvětšeních, kdy mikrostruktura zpravidla ještě není patrná. To je důvod proč může tvrdost podle Vickerse u jednoho stejného vzorku dosahovat různých hodnot. V takových případech je pro stanovení průměrné tvrdosti materiálu nezbytně nutné změřit tvrdost vícekrát a soubor dat statisticky vyhodnotit. Vtisk má čtvercový charakter. Změří se obě úhlopříčky vtisku d 1 a d 2, z obou naměřených hodnost se vypočte aritmetický průměr d: d d 1 d 2 2 Tvrdost podle Vickerse se pak vypočte podle vztahu: HV 136 2F.sin 0, d 0, F 2 d Vliv struktury materiálu na tvrdost v daném místě měření Způsob zápisu tvrdosti podle Vickerse

4 1.3 Tvrdost podle Rockwella Tvrdost je vyjádřena jako hloubka trvalého vtisku, vytvořeného indentorem. Existuje řada variant této metody, které se liší druhem použitého indentoru a velikostí zatížení. Jako indentor se používá buď diamantový kužel nebo kulička o průměru 1/16 z kalené oceli či WC. Kromě odlišného způsobu vyjádření tvrdosti na základě hloubky trvalého vtisku se tato metoda od předchozích dvou zmíněných metod liší také dvojím zatěžováním při měření tvrdosti. Celá stupnice je rozdělena pouze na 100 dílků, tomu odpovídá hloubka 0,2 mm. To je zásadní omezení této metody, které ji činí velmi málo citlivou ve srovnání s metodami podle Brinella či Vickerse. Výhodou této metody je to, že není třeba mít tak kvalitně ošetřený stav povrchu není totiž potřeba mikroskopem pozorovat a měřit velikost vtisku. Na povrchu měřeného vzorku mohou být například oxidické vrstvy po žíhání či tepelném zpracování materiálu, které mají jinou tvrdost než materiál pod touto vrstvou, který je předmětem měření tvrdosti. V první fázi měření se aplikuje tzv. předzatížení (nejběžněji 10 kg), kterým indentor pronikne pod povrchovou vrstvu do měřeného materiálu (hloubka h 0 ). V druhé fázi se aplikuje tzv. dodatečné zatížení (u stupnice HRC je to 140 kg), čímž indentor pronikne hlouběji do materiálu. Působící síla vyvolá okamžitou deformaci, která je součtem elastického a plastického příspěvku. Tomu odpovídá dosažená hloubka h 1. Třetí fáze představuje odlehčení indentoru, čímž vymizí elastická deformace a zůstane pouze plastická deformace. Indentor se v důsledku toho vrátí o určitou hloubku zpět. Dosažená hloubka (h 2 ) odpovídá trvalé deformaci a použije se pro výpočet tvrdosti HRC.

5 2 Zkouška jednoosým tahem Vzorek je při zkoušce tahem na obou koncích pevně upnut do trhacího stroje a je postupně zatěžován silou. Zatěžování zkoušeného vzorku probíhá obvykle až do jeho přetržení. Během tahové zkoušky se pořizuje grafický záznam, obvykle v souřadnicích síla vs. prodloužení, z něhož lze po vyhodnocení vypočítat řadu důležitých veličin. Na základě tahové zkoušky lze vypočítat řadu veličin, charakterizujících elastické a plastické vlastnosti zkoušeného materiálu. Jsou jimi mez kluzu, mez pevnosti v tahu, tažnost a kontrakce. Podmínky, za kterých se tahová zkouška provádí, jsou detailně popsány v ČSN EN Po vložení síly na vzorek upevněný do čelistí trhacího stroje nastává jeho deformace. Pro účely technických výpočtů se velikost působící mechanické síly F přepočítává na mechanické napětí σ při znalosti velikosti plochy namáhaného počátečního průřezu S 0 podle vztahu: σ = F / S 0 Prodloužení se přepočítává na deformaci ε (tzv. relativní prodloužení) ze znalosti aktuální délky úseku vzorku L při působícím napětí a počáteční délky úseku L 0 (bez působícího napětí) podle rovnice: ε = (L - L 0 ) / L 0 = ΔL / L 0 V počáteční fázi namáhání je vztah mezi napětím a deformací lineární a platí zde Hookův zákon. Vztah mezi napětím a deformací je zprostředkován konstantou E označovanou jako modul pružnosti v tahu (Youngův modul pružnosti): σ = E ε Napětí, působící na vzorek v oblasti platnosti Hookova zákona vyvolává jeho okamžitou elastickou deformaci. Po odlehčení vzorku dojde k vymizení elastické deformace a rozměry vzorku jsou stejné jako před namáháním. Překročení určitého napětí (za oblastí existence platnosti Hookova zákona) způsobí okamžitou deformaci vzorku, která je součtem elastického a plastického příspěvku. Po odlehčení vzorku v takovém případě dojde k vymizení elastické deformace, nicméně plastická (trvalá) deformace již zůstává, což se projevuje zvětšenými rozměry vzorku ve směru, v jakém působila síla. Mez kluzu Veličina označovaná jako mez kluzu se snaží postihnout stav, kdy se začíná projevovat počátek plastické deformace materiálu. To je velmi důležité pro technickou praxi, kde kovové konstrukce a zařízení nesmí být vystaveny účinkům mechanického napětí vyššího než je mez kluzu, jinak po určité době dojde k porušení materiálu lomem a ztrátě funkčnosti. U materiálů s kubickou tělesně centrovanou mřížkou a intersticiálními příměsemi (např. běžné konstrukční C-oceli) se vyskytuje tzv. výrazná mez kluzu. Vyhodnocuje se napětí odpovídající lokálnímu maximu na křivce (horní mez kluzu) a následné lokální minimum (dolní mez kluzu). V případě většiny slitin, které mají polykrystalický charakter, má tahová křivka obecný charakter bez anomálií. Na těchto křivkách často nebývá dobře zřetelná počáteční lineární závislost mezi napětím a deformací a tudíž nalezení okamžiku odpovídajícímu mezi kluzu není jednoznačné. V takových případech se určují tzv. smluvní meze kluzu, které připouští určitou úroveň plastické deformace vzorku. Asi nejběžnější smluvní mez kluzu je mez kluzu určená z trvalé deformace pod zatížením R p0,2. Protože se tato mez kluzu vyhodnocuje pouze z trvalé deformace, elastickou deformaci je třeba odečíst. V tomto případě se to jednoduše realizuje grafickým způsobem. V bodě odpovídajícím smluvní hodnotě trvalé deformace na ose prodloužení (či deformace), se vede rovnoběžka s pomocnou čarou charakterizující elastické

6 chování. V bodě, kde dojde k protnutí s naměřenou křivkou, se odečte síla, která se použije pro výpočet meze kluzu. Hodnota meze kluzu se udává jako celé číslo v MPa. Ukázka tahové křivky s výraznou mezí kluzu a obecné tahové křivky a) R p0,2 b) R t0,5 c) R r0,1 R p0,2 = F p0,2 / S 0 (3.4) R t0,5 = F t0,5 / S 0 (3.5) R r0,1 = F r0,1 / S 0 (3.6) Stanovení běžných smluvních mezí kluzu R p0,2 mez kluzu určená z trvalé deformace pod zatížením R t0,5 mez kluzu určená z celkové deformace pod zatížením R r0,1 mez kluzu určená z trvalé deformace po odlehčení

7 Mez pevnosti (R m ) Je definována jako maximální síla působící na vzorek během tahové zkoušky vztažená na počáteční velikost průřezu S 0 : R m = F max. / S 0 Tažnost (A) Je veličina charakterizující plastické vlastnosti materiálu. Čím je hodnota tažnosti vyšší, tím snáze je daný materiál trvale deformovatelný. Tažnost je definována na základě změny délky měřeného úseku na vzorku před (L 0 ) a po provedení tahové zkoušky (L u ) jako relativní prodloužení materiálu: A = (L u - L 0 ) / L 0 = ΔL / L 0 Hodnota tažnosti se udává v % a číselný údaj se vyjadřuje na 1 desetinné místo. Přestože je definice tažnosti velmi jednoduchá, v praxi je stanovení tažnosti komplikováno tím, že se tahová zkouška provádí u materiálů s různými profily (např. tyče s kruhovým průřezem, trubky, plechy s obdélníkovým průřezem, jiné speciální profily). Aby hodnoty tažnosti vycházely číselně stejně u tyčí ze stejného materiálu, ale různých profilů, je třeba dodržet tzv. geometrickou podmínku. Spočívá v tom, že počáteční měřený úsek L 0 na vzorku vypočítáme podle vztahu pro tažnost označovanou jako A x, kde x je tzv. poměrové číslo, S 0 je velikost počátečního průřezu vzorku ať už je kruhový, obdélníkový či jakýkoliv jiný: L 0 = x. S 0 1/2 V praxi se nejčastěji setkáváme s tažnostmi označenými A 5,65 a A 11,3. V tomto používaném označení tažnosti dolní index charakterizuje poměr mezi délkou počátečního měřeného úseku a odmocniny počátečního průřezu vzorku. Kontrakce (Z) Podobně jako tažnost vyjadřuje míru plasticity materiálu. Vyjadřuje se jako relativní zúžení průřezu na základě změn počátečního průřezu S 0 a průřezu v místě lomu S u po tahové zkoušce podle vztahu: Z = (S 0 S u ) / S 0 = ΔS / S 0 Naměřená hodnota kontrakce se udává v % a číselný údaj se vyjadřuje na 1 desetinné místo.

8 Pracovní postup 1. Tvrdost materiálů 1.1. Stanovení tvrdosti podle Brinella V normě vyhledejte konstantu k (vhodný poměr zatížení k průměru kuličky) pro daný materiál, který obdržíte. Poté vyhledejte pro použitou kuličku (v tomto případě WC s průměrem 2.5 mm) a pro konstantu k vhodné zatížení. Nastavte na pravém boku tvrdoměru doporučenou hodnotu zatížení, kterou jste zjistili v předchozím kroku z tabulek. Měřený vzorek umístěte na stolek tvrdoměru a postupným otáčením polohovače výšky jej společně se stolkem posunujte k horní čelisti tvrdoměru až do chvíle než je zobrazen dobře zaostřený povrch v mikroskopu. Pokud se nepodaří zaostřit povrch a vzorek je již v dotyku s horní čelistí tvrdoměru, otáčením polohovače výšky se povolí stolek se vzorkem a poté se otáčením zaostřovacího prstence do prava či do leva nastaví jiná poloha. Následně se stolek se vzorkem opět posunuje směrem k horní čelisti polohovače až do zaostření. Zaostřený vzorek se nakonec upevní otáčením zaostřovacího prstence. Celý postup se opakuje tak dlouho, dokud není docíleno současného pevného ukotvení vzorku a zaostření na jeho povrch. Měření tvrdosti se zahájí stisknutím tlačítka zahájení měření ve spodní část tvrdoměru. Po jeho stisknutí se začne pohybovat indentor směrem ke vzorku. Jakmile se indentor dotkne povrchu měřeného vzorku, je třeba začít odečítat čas. Obvykle se doba působení síly pohybuje v rozmezí s. Po uplynutí této doby se směrem dolů zatlačí na páku tvrdoměru, čímž dojde k odlehčení vzorku a indentor se vrátí do původní polohy. Na stínítku mikroskopu se objeví obraz vtisku vytvořeného působením indentoru. Měření velikosti vtisku se u jednoho vzorku provádí dvakrát ve dvou navzájem kolmých směrech. Zvolte si orientaci prvního měření délky vtisku, posuvníkem posuňte stupnici s ryskami zleva doprava na levý okraj vzorku. Jakmile vymizí světlo mezi libovolnou ryskou a vzorkem, je dosaženo vymezení levého okraje vtisku. Nyní mikrometrickým šroubem analogickým postupem vymezte pravý okraj vtisku. Jedna velká ryska přitom musí být uvnitř malé stupnice (přibližně uprostřed obrazového pole stínítka). Spočítejte počet celých dílků (udává desetiny milimetru) od levého až po pravý okraj vtisku. Dále odečtěte počet dílků na malé stupnici (udává setiny milimetru) a počet dílků na mikrometrickém šroubu (udává tisíciny milimetru). Zopakujte měření velikosti vtisku kolmo k předchozímu měření. Z obou naměřených hodnot vtisků d 1 a d 2 se vypočte aritmetický průměr d a následně se v normě dohledá výsledná tvrdost materiálu Stanovení tvrdosti podle Vickerse Princip stanovení je velmi podobný měření tvrdosti podle Brinella, stejně tak jako obsluha tvrdoměru. Jako indentor se používá pravidelný čtyřboký diamantový jehlan. Vtisk má pak čtvercový charakter. Z naměřených úhlopříček vtisku u 1 a u 2 se vypočte průměrná hodnota u pro kterou se dohledá tvrdost materiálu s využítím tabulek obsažených přímo v normě Zkouška tvrdosti podle Vickerse ČSN EN ISO Zde je třeba nalézt tabulku pro použité zatížení (v tomto laboratorním cvičení obvykle m = 30 kg) a v příslušném řádku s průměrnou hodnotou délky úhlopříčky vyhledat odpovídající tvrdost HV.

9 1.3. Stanovení tvrdosti podle Rockwella V této práci bude měřena tvrdost podle stupnice HRC - tedy s diamantovým kuželem jako indentorem, předzatížením 10 kg a dodatečným zatížením 140 kg. Závaží je již předem nastaveno nemanipulujte s ním. Postup měření je následující. Vzorek se umístí na stolek tvrdoměru a poté se otáčením polohovače výšky pomalu přibližuje směrem k indentoru. Jakmile se indentor dotkne povrchu vzorku, velmi opatrně a pomalu se pokračuje v otáčení polohovačem výšky tak dlouho než se malá ručička na stupnici dotkne červené tečky na tvrdoměru. V tomto okamžiku je dosaženo předzatížení. Nastavte otočnou stupnici tak, aby se nulová hodnota na vnější černé stupnici (HRC) kryla s velkou ručičkou. Doba působení předběžného zatížení je maximálně 3 s. Dále se mírným zatlačením směrem dozadu na páku zařadí dodatečné zatížení. Doba působení celkového zatížení je předepsána 4 ± 2s. Po uplynutí této doby se vrátí páka ze zadní polohy zpět do přední a na stupnici HRC se odečte hodnota tvrdosti HRC. Nakonec se vzorek uvolní otáčením polohovače výšky opačným směrem než na začátku měření a celý postup se opakuje do dosažení potřebného počtu měření.

10 2. Zkouška jednoosým tahem Úkoly: 1. Vyhodnocení tahové křivky. 2. Stanovení tažností A 5,65 a A 11,3. 3. Stanovení kontrakce Z. 4. Stanovení mezí kluzu R p0,2 nebo R eh a R el 5. Stanovení meze pevnosti v tahu R m. Pro výpočet pevnosti v tahu, meze kluzu a kontrakce je třeba znát počáteční průřez vzorku. 1. Změřte šířku b a tloušťku h u ocelového i duralového plechu. Vypočtěte velikost počátečního průřezu vzorku S 0 2. Na plechových vzorcích vyznačte úseky počáteční délky pro stanovení tažností A 5,65 a A 11,3. L0 5,65. S0 L S0 Tahová zkouška. 1. Připevněte na konce vyznačených úseků reflexní pásky. 2. Plech umístěte do trhacího stroje. 3. Nastavte parametry pro tahovou zkoušku. 4. Za asistence vedoucího práce spusťte trhačku. 5. Sledujte průběh tahové zkoušky (tahový diagram). 6. Po přetržení vzorku vzorek vyjměte z trhačky a změřte šířku a tloušťku vzorku. 7. Obě přetržené části vzorku dejte k sobě a změřte konečnou délku úseků mezi ryskami. 8. Vyhodnoťte záznam tahové zkoušky a určete mez kluzu, mez pevnosti materiálu. Stanovení meze kluzu Způsob výpočtu meze kluzu se liší podle charakteru zjišťovaného materiálu. Tahová křivka v případě duralu má obecný charakter, tahový diagram uhlíkové nelegované oceli se vyznačuje anomálií. V případě duralu bude vyhodnocena mez kluzu určená z trvalé deformace pod zatížením R p0,2, v případě ocelového vzorku výrazná mez kluzu.

11 Grafické vyhodnocení smluvní meze kluzu R p0,2 Stanovení horní R eh a dolní R el meze kluzu u diagramu s výraznou mezí kluzu R p0,2 F p0,2 S 0 R F F pl el R S ph eh 0 S0 Výpočet tažností A 5,65 a A 11,3 Na každém z plechových vzorků byly vyznačeny fixem před provedením tahové zkoušky dva úseky počáteční délky L 0 pro výpočet tažnosti. Délku úseků je třeba vypočítat jak pro tažnost A 5,65,tak pro tažnost A 11,3. Snažte se, aby vyznačené úseky byly co nejvíce uprostřed vzorku. A5,65 : L0 5,65. S0 A11,3 : L0 11,3. S0 Příprava vzorků pro stanovení tažnosti vyznačení úseků počáteční měřené délky Po tahové zkoušce (přetržení plechů) obě oddělené části přibližte k sobě a změřte konečné délky vyznačených úseků L u

12 Vzorky po tahové zkoušce změření konečných délek měřených úseků. Poté spočtěte výsledné tažnosti A 5,65 a A 11,3 podle vzorce: Výpočet kontrakce Z A = (L u - L 0 ) / L 0 = ΔL / L 0 Kontrakce Z je stejně jako tažnost A měřítkem plasticity materiálu. Je definována jako relativní zúžení průřezu. Je třeba spočítat velikost průřezu vzorku v místě přetržení, což bývá velmi obtížné. Vypočtenou hodnotu kontrakce vyjádřete v procentech na jedno desetinné místo. Z = (S 0 S u ) / S 0 = ΔS / S 0

13 Mechanické zkoušení kovů TEST (některé z těchto otázek mohou padnout při vašem testu, či zkoušení): zelené otázky - platí pro všechny studenty účastnící se laboratorní práce červené otázky platí navíc pro studenty 3. ročníku bakalářského studia a studenty z navazujícího magisterského studia včetně oboru nanomateriály, pro studenty 1. a 2. ročníku bakalářského studia (jakéhokoliv) nebudou tyto otázky součástí testu či zkoušení. 1) Tvrdost materiálu: Metoda měření tvrdosti Používaný indentor Tvar vtisku (jak vtisk vypadá jako plocha 2D) Na základě čeho se vyhodnocuje tvrdost Napište 3 základní metody měření tvrdosti a doplňte tabulku dle požadavků. Tvrdost se vyhodnocuje na základě (např. hloubky vtisku, plochy vtisku, použitého zatížení, neuvažujte faktor doby působení zatížení) 2) Definujte tažnost a její výpočet. 3) Definujte kontrakci a její výpočet. 4) Načrtněte grafické vyhodnocení smluvní meze kluzu R p0.2. 5) Definujte mez pevnosti. 6) Co vystihuje Hookův zákon? 7) Co je Youngův modul pružnosti a jak se značí? 8) Definujte výraznou mez kluzu. 9) V jakých jednotkách se uvádí nejčastěji mez pevnosti? 10) V jakých jednotkách se uvádí nejčastěji mez kluzu? 11) V jakých jednotkách se uvádí nejčastěji relativní deformace? 12) Jaký indentor používá metoda měření tvrdosti podle Vickerse? 13) Jaký indentor používá metoda měření tvrdosti podle Brinella? 14) Která metoda měření tvrdosti používá dvojí zatěžování? 15) Definujte obecně tvrdost. 16) Pro jakou tvrdost se využívá stupnice HRC? 17) Pro jakou tvrdost se využívá označení HBW?

14 18) Tahová zkouška: Popište tahový diagram oceli (osy a křivku). U os nezapomeňte na jednotku. Piště celými slovy a do závorky uveďte označení dané veličiny. (např. mez pevnosti (Rm)[MPa]). 19) Popište, co vše víte (podmínky měření, naměřenou tvrdost a zvolenou metodu) z následujícího zápisu: a) 115 HBW 2,5/62,5/15 b) 30 HV5 c) 15 HRC 20) Počáteční délka vyznačeného úseku byla 55 mm. Po přetržení vzorku, přiložení částí k sobě a opětovnému změření byla naměřená délka úseku 75 mm. Spočtěte tažnost, kterou se daný materiál vyznačuje. 21) Maximální síla naměřená během tahové zkoušky odpovídala hodnotě 60 kn. Spočtěte mez pevnosti materiálu jestliže víte, že zkouška byla provedena na tyčovitém vzorku o počátečním průměru 10 mm. 22) Na tyčovitém vzorku o počátečním průměru 10 mm byla provedena tahová zkouška, při které došlo ke zmenšení průměru na výsledných 7 mm. Spočtěte kontrakci materiálu. 23) Z oblasti elastické deformace materiálu byl vybrán libovolný bod o souřadnicích F=1500 N a odpovídajícímu absolutnímu protažení 0.5 mm. Jestliže víte, že tahová zkouška byla prováděna na kulovém vzorku o průměru 10 mm a dále, že počáteční délka úseku, vůči kterému je bráno v potaz protažení byla 100 mm, spočtěte Youngův modul pružnosti.

15 24) Konstrukční materiály jsou v praxi nejčastěji namáhány v oblasti a) elastické deformace b) plastické deformace c) v okolí meze pevnosti d) při napětích těsně nad hodnotou meze kluzu