ZKOUŠENÍ KOVOVÝCH MATERIÁLŮ

Podobné dokumenty
ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

1. ZKOUŠENÍ MATERIÁLŮ

NAUKA O MATERIÁLU I. Zkoušky mechanické. Přednáška č. 04: Zkoušení materiálových vlastností I

Zkoušky vlastností technických materiálů

ZKOUŠENÍ MATERIÁLU. Defektoskopie a technologické zkoušky

Požadavky na technické materiály

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ Z K O U Š K Y M A T E R I Á L U _ P W P

Ing. Michal Lattner Fakulta výrobních technologií a managementu Věda pro život, život pro vědu CZ.1.07/2.3.00/45.

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů

Mechanické vlastnosti technických materiálů a jejich měření. Metody charakterizace nanomateriálů 1

NAUKA O MATERIÁLU I. Přednáška č. 03: Vlastnosti materiálu II (vlastnosti mechanické a technologické, odolnost proti opotřebení)

Nauka o materiálu. Přednáška č.3 Pevnost krystalických materiálů


18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

Zkoušky vlastností technických materiálů

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Proč zkoušíme základní mechanické vlastnosti

OVMT Mechanické zkoušky

DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ II.

CZ.1.07/1.5.00/

OVMT Mechanické zkoušky

1.1.1 ZKOUŠKA TAHEM Provádí se na zkušební tyči (průřez kruhový nebo obdélníkový), upnuté do čelistí

Namáhání na tah, tlak

Zkouška rázem v ohybu. Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer. Jméno: St. skupina: Datum cvičení:

NEDESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ

Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. Zkušební laboratoř Tylova 1581/46, Plzeň

NAUKA O MATERIÁLU I. Zkoušky tvrdosti, zkoušky technologické a defektoskopické. Přednáška č. 05: Zkoušení materiálových vlastností II

Pružnost, pevnost, tvrdost, houževnatost. Jaký je v tom rozdíl?

OVMT Mechanické zkoušky

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

Černé označení. Žluté označení H R B % C 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Zkoušení fyzikálně-mechanických vlastností materiálů a výrobků pro automobilový průmysl

DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ I.

Fyzikální těmito vlastnosti se zabývá fyzika a patří sem např. teplota tání, délková a objemová roztažnost, tepelná vodivost atd.

ROZDĚLENÍ, VLASTNOSTI A POUŽITÍ MATERIÁLŮ

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

Nauka o materiálu. Přednáška č.8 Zbytková napětí a defektoskopie

Vlastnosti, které souvisí se zpracováním materiálu na výrobek. VÝBĚR VHODNÉ TECHNOLOGIE

2. přednáška. Petr Konvalinka

Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. Zkušební laboratoř Tylova 1581/46, Plzeň

1 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI TECHNICKÝCH MATERIÁLŮ Vlastnosti kovů a jejich slitin jsou dány především jejich chemickým složením a strukturou.

Stavební hmoty. Přednáška 3

Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. Zkušební laboratoř Tylova 1581/46, Jižní Předměstí, Plzeň

Stavební hmoty. Přednáška 3

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

Test A 100 [%] 1. Čím je charakteristická plastická deformace? - Je to deformace nevratná.

Vlastnosti technických materiálů

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Hodnocení mechanických vlastností vybraných druhů ocelí. Jakub Kabeláč

Seznam platných norem NDT k

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Nedestruktivní zkoušení - platné ČSN normy k

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Elektrická vodivost - testové otázky:

3.2 Mechanické vlastnosti

LŠVT Mechanické vlastnosti: jak a co lze měřm. ěřit na tenkých vrstvách. Jiří Vyskočil, Andrea Mašková HVM Plasma, Praha

Co by mohl (budoucí) lékař vědět o materiálech tkáňových výztuží či náhrad. 20. března 2012

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

Experimentální zjišťování charakteristik kompozitových materiálů a dílů

Ročník: 1. Mgr. Jan Zmátlík Zpracováno dne:

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Zkoušení mechanických vlastností zkoušky tvrdosti. Metody charakterizace nanomateriálů 1

Tváření. produktivní metody výroby polotovarů a hotových výrobků, které se dají dobře mechanizovat i automatizovat (velká výkonnost, minimální odpad)

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

Výrobky válcované za tepla z jemnozrnných svařitelných konstrukčních ocelí termomechanicky válcované. Technické dodací podmínky

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Kontrola a měření strojních součástí a jejich polotovarů Pevnostní zkouška statická na tah

SEZNAM TÉMAT K ÚSTNÍ PROFILOVÉ ZKOUŠCE Z TECHNOLOGIE

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.9 Plasticita a creep

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

ZKOUŠKA PEVNOSTI V TAHU

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

ČSN EN ISO 472 ČSN EN ISO

Složení. Konstrukční ocel obsahuje okolo 0,2% C

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

Mechanické zkoušky ZKOUŠKY TVRDOSTI MATERIÁLU

Technologické procesy (Tváření)

Seznam platných norem z oboru DT k

TEORIE SLÉVÁNÍ. Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL FS, Katedra strojírenské technologie

OCELI A LITINY. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

Metody diagnostiky v laboratoři fyzikální vlastnosti. Ing. Ondřej Anton, Ph.D. Ing. Petr Cikrle, Ph.D.

Houževnatost. i. Základní pojmy (tranzitní lomové chování ocelí, teplotní závislost pevnostních vlastností, fraktografie) ii.

OVMT Mechanické zkoušky

Zkoušky rázem. Vliv deformační rychlosti

Souhrn zkušebních metod, speciální metody, zajímavosti

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA STRUKTURU A MECHANICKÉ VLASTNOSTI NÁSTROJOVÝCH OCELÍ

Měření mikro-mechanických vlastností tepelně zpracovaných ocelí. Jaroslav Zapletal

Přetváření a porušování materiálů

Struktura a vlastnosti kovů I.

Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec,

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

Příloha je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 753/2015 ze dne:

2. Struktura a vlastnosti oceli, druhy ocelí Rovnovážné a nerovnovážné struktury oceli, mechanické vlastnosti oceli, druhy konstrukčních ocelí.

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

Vlastnosti a zkoušení materiálů typové otázky ke zkoušce

Podle hodnoty tvrdosti lze odhadnout také další vlastnosti materiálu. V hojné míře se pro tyto účely používají empirické koeficienty.

Mn max. P max. Mezní úchylky pro rozbor hotového výrobku % hmot. Označení oceli Pevnostní vlastnosti Zkouška rázem v ohybu

12. Struktura a vlastnosti pevných látek

Okruh otázek s odpověďmi pro vstupní test.

Identifikace zkušebního postupu/metody PP (ČSN ISO 9556, ČSN ISO 4935) PP (ČSN EN , ČSN )

Transkript:

ZKOUŠENÍ KOVOVÝCH MATERIÁLŮ Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu 1

VLASTNOSTI MATERIÁLŮ fyzikální (souvisí hlavně s krystalickou stavbou hustota, elektrická a tepelná vodivost, magnet. vlastnosti apod.) fyzikální chemické (elektrochemické, korozní apod.) mechanické (pružnost, plasticita, pevnost, houževnatost, tvrdost, tečení, únava apod.) technologické (tvárnost, slévatelnost, obrobitelnost, svařitelnost apod.) Dle vlivu struktury: vlastnosti strukturně citlivé (závislé na dokonalosti krystalové mřížky, způsobu tepelného a mechanického zpracování - většina mechanických vlastností, rovněž elektrické apod.) (hmotnost, měrné teplo, teplota tání apod.) vlastnosti strukturně necitlivé (hmotnost, měrné teplo, teplota tání apod.) Opakování z Nauky o materiálu 2

Mechanické vlastnosti Charakterizují chování materiálu při působení vnějších sil rozhodující při dimenzování součástí a konstrukcí - Charakteristiky (mění se s teplotou): pevnost (mez pevnosti) mez kluzu - odpor materiálu proti deformaci a porušení vnějšími silami - tvrdost tvárné vlastnosti: tažnost, kontrakce, houževnatost - energie potřebná k porušení únava - odolnost vůči cyklickému namáhání tečení - dlouhodobé namáhání za vysokých teplot Opakování z Nauky o materiálu 3

Mechanické zkoušky Zkoušky pro zjištění mechanických vlastností Rozdělení: podle způsobu zatěžování tlakem, tahem, ohybem, krutem, střihem podle stavu napjatosti 1osá, 2osá (2D), 3osá (3D) podle časového průběhu zátěžové síly: statické (pomalu rostoucí zátěžová síla) dynamické (rychle rostoucí nebo měnící se zátěžová síla) podle teploty podle prostředí (vlhkost, koroze apod.) Opakování z Nauky o materiálu 4

Reprodukovatelnost a porovnatelnost zkoušek Způsob odebírání (může podstatně ovlivnit obdržené výsledky - materiál není homogenní a izotropní) zkušební kus zkušební vzorek Místo odebírání (volba průměrných vlastností - nejvíce exponované místo) Počet zkušebních vzorků (dle množství a druhu výroby, potřeby bezpečnosti apod.) Obecné zásady pro odběr jsou: reprezentace určité dávky, výroby, tavby ap. vyhnout se místům s předpokládanými vadami vzorek musí prodělat celý výrobní proces odběrem se nesmí ovlivnit vlastnosti brát ohled na anizotropii značení (nepoškozovat zkušební část, zůstat zachováno) Opakování z Nauky o materiálu 5

Statická zkouška tahem Hookeův zákon: R = E.ε Smluvní napětí: R = F/S 0 /MPa/ Tažnost: A = (L m -L 0 )/L 0.100 /%/ Kontrakce: Z = (S 0 -S m )/S 0.100 /%/ Opakování z Nauky o materiálu 6

Pevnostní hodnoty: Statická zkouška tahem R U mez úměrnosti (platnost Hookeova zákona) R E fyzikální mez pružnosti (max. napětí pouze pružných deformací) R e mez kluzu /zjevná/ (vytváření trvalých deformací bez zvyšování síly) R m mez pevnosti (maximální síla vztažená k původnímu průřezu) Smluvní hodnoty: p0,005 smluvní mez pružnosti (napětí, při kterém trvalé deformace jsou 0,005 % původní délky tyče) R p0,005 p0,2 smluvní mez kluzu /průtažnosti/ (napětí, při kterém trvalé deformace jsou 0,2 % původní délky tyče) R p0,2 Další charakteristiky: houževnatost (měřítko: energie k deformaci a porušení tělesa - plocha pod křivkou) lomy (charakterizují vlastnosti sti materiálu /bodový, smykový, křehký, smíšený, dutinový/) Zkušební tyče: dle upnutí dle materiálu dle délky (10 a 5 d o event. nekruhové 11,3 a 5,65.S o - vlivem zaškrcování - nerovnoměrné prodloužení po délce) Opakování z Nauky o materiálu 7

Statická zkouška tlakem Pevnost v tlaku R mt mt = F mt / S 0 [MPa] Plasticita v tlaku poměrné stlačení A t = (h u h 0 ) / h 0 100 [%] poměrné rozšíření průřezu Z t = (S U S 0 ) / S 0 100 [%] 1-šedá litina, 2-měkká ocel, 3-zinek, 4-olovo Opakování z Nauky o materiálu 8

Statická zkouška ohybem Pro litinu ČSN 420361-83 nosník na dvou podporách zatížený silou uprostřed Pevnost v ohybu R mo = M omax / W o [MPa] M omax omax [N podpor) [N mm] mm] - maximální ohybový moment - Fmax.L/4 (L - vzdálenost W o [mm 3 ] - modul odporu průřezu v ohybu pro kruhový průřez Wo = π.d3/32 (d průměr zkušební tyče) Charakteristika houževnatosti hodnota maximálního průhybu. y max Modul pružnosti v tahu E = F L 3 / 48 I y [MPa] Opakování z Nauky o materiálu 9

Rozložení napětí u statické zkoušky ohybem šedé litiny - pro litinu různá pevnost v tahu a v tlaku Opakování z Nauky o materiálu 10

Statická á zkouška střihem Pevnost ve střihu: R ms ms = F max / 2 S o 2 = 2 F max / π d o R ms = (0,8 1,0) R m Pro tyče kruhového průřezu /1-zkušební tyč, 2-vidlice, 3-táhlo/ Pro plechy /1-zkušební plech, 2-střižnice, 3-střižník/ Opakování z Nauky o materiálu 11

Statická zkouška krutem Mez pevnosti v krutu: R mk = M kmax / W k [MPa], M kmax [N mm] - maximální kroutící moment Mk = F.d (d průměr zkušební tyče) W k [mm 3 ] - modul odporu průřezu v krutu pro kruhový průřez Wk = π.d3/16 Úhel zkroucení ϕ [ 0 ;rad] Schéma poměrů při zkoušce krutem Zkrut ϑ = ϕ / L 0 Zkos γ = ϕ r 0 / L 0 Modul pružnosti ve smyku G = R k / γ Způsoby porušení při zkoušce Opakování z Nauky o materiálu 12

Zkouška vrubové houževnatosti Vlivy na křehký lom: teplota napjatost rychlost deformace Dynamická zkouška ohybem Vrubová houževnatost: KC = K/S 0 /J.cm -2 / - vrub U, V hloubka 5, 3, 2 mm Opakování z Nauky o materiálu 13

Teplotní závislost vrubové houževnatosti Vlivy na hodnotu vrubové houževnatosti: tvar vrubu hloubka vrubu šířka zkušební tyče orientace vláken zkouška velice strukturně citlivá (velikost zrna, čistota ocelí, segregace na hranicích, radiační poškození, stárnutí, tepelné zpracování apod.) teplota Přechodová (Vidalova) křivka vrubové houževnatosti určování přechodové (tranzitní) teploty Opakování z Nauky o materiálu 14

Zkoušky tvrdosti vrypové vnikací Brinell Vickers Rockwell odrazové (Shore) dynamické zkoušky mikrotvrdosti a) Brinell b) Rockwell c) Vickers Opakování z Nauky o materiálu 15

Zkouška tvrdosti dle Brinella Indentor: ocelová kulička D D = 10; 5; 2,5 mm Zatěžovací síla (stupeň zatížení) 30D 2 ; 10D 2 ; 5D 2 ; Měření: vtisku d (stupeň zatížení): HB = F / A R m = k. HB (pro ocel k 3,1 až 4,1) Opakování z Nauky o materiálu 16

Zkouška tvrdosti dle Vickerse Indentor: čtyřboký diamantový jehlan - vrcholový úhel 136 Zatěžovací síla: libovolná (30 kp) Měření: úhlopříčka vtisku u HV = F / A Deformace vtisku podle Vickerse /a-nezpevněný materiál, b-zpevněný materiál/ Opakování z Nauky o materiálu 17

Zkouška tvrdosti dle Rockwella HRC Indentor HRA HRB kužel kužel kulička 120 120 1/16 Zatěžovací síla 150 kp 60 kp 100 kp Stupnice 0-100 0-100 30-130 Měření: hloubka vtisku Měření: (dílek = 0,002 mm) Schéma postupu měření Opakování z Nauky o materiálu 18

TECHNOLOGICKÉ VLASTNOSTI vhodnost materiálu k určitým technologickým operacím porovnávací hodnoty: vhodný - nevhodný materiál Význam: při výběru a zpracování slitin: - slévarenské vlastnosti: slévatelnost, zabíhavost - svařitelnost - tvařitelnost za studena - tvařitelnost za tepla (kovatelnost) apod. schopnost spojování, opracování: svařitelnost, obrobitelnost, leštitelnost apod. Opakování z Nauky o materiálu 19

ZKOUŠKY NEDESTRUKTIVNÍ DEFEKTOSKOPICKÉ Zjišťování vnitřních a povrchových vad (necelistvostí) bez porušení výrobku - vzniklých vlivem: použitého polotovaru výrobní technologie během provozu (degradační pochody, přetížení apod.) Skryté vady vedou k: ohrožení bezpečnosti snížení životnosti zařízení (zeslabení, vrubové účinky apod.) Opakování z Nauky o materiálu 20

Zkoušky kapilární Využití vzlínavosti kapalin (nízké povrchové napětí) - Vady souvisící s povrchem (použití pro výrobky od feromagnetických po nevodivé mimo pórovitých) Metody: barevné indikace fluorescenční Princip kapilární metody: a) povrch před nanesením kapaliny, b) po nanesení kapaliny, c) po natření, d) po nanesení detekční látky /1-trhlina, 2-indikační kapalina, 3-detekční látka/ Opakování z Nauky o materiálu 21

Zkoušky magnetoindukční využívají změny magnetického toku ve feromagnetických materiálech (železo α,, nikl, kobalt a jejich slitiny) princip metod: zjišťování rozptylu magnetického pole v místě defektů - na povrchu nebo těsně pod povrchem zkoušeného výrobku Metody: magnetická prášková magnetografickým záznamem indikací pomocí sondy Princip magneto-elektrické metody : a) podélná á magnetizace, b) příčná magnetizace /P-předmět, V-vada/ Opakování z Nauky o materiálu 22

Zkoušky ultrazvukové Ultrazvuk = mechanické kmity částic prostředí - frekvence > 16 khz (pro nedestruktivní zkoušení 1 až 15 Mhz) Princip: průchod nebo odraz ultrazvukových vln, popř. princip rezonance Výhody : metoda velmi rychlá, jednoduchá a přesná vhodné pro trhliny není omezená tloušťkou zkoušeného materiálu (nízký útlum) Nevýhody : přechod ultrazvuku z vysilače event. do přijímací sondy opracovaný povrch zkoušeného vzorku Opakování z Nauky o materiálu 23

Zkoušky ultrazvukové - metody Ultrazvukem zjišťujeme: vnitřní vady výrobků měření tlouštěk stěn Metody (nejčastější): průchodová odrazová rezonanční rezonanční (měření tloušťky stěn změna frekvencí) a-materiál bez vad; b-s menší vadou; c-s velkou vadou /1-vysílací sonda; 2-přijímací sonda/ Opakování z Nauky o materiálu 24

Princip odrazové utrazvukové metody a,b s jednou sondou; c,d s dvěma sondami - /1-vysílací i přijímací sonda, 2-počáteční echo, 3-koncové echo, 4-poruchové echo, VS-vysílací sonda, PS-přijímací sonda/ Opakování z Nauky o materiálu 25

Zkoušky prozařováním (radiologické) snaha o zobrazení vnitřních defektů v materiálu ve skutečné podobě a velikosti nevhodné pro plošné vady (trhliny) využívá krátkovlnné elektromagnetické záření Opakování z Nauky o materiálu 26

Zeslabení (absorbce) procházejícího rtg. záření a záření gama je závislé na: vlnové délce použitého záření tloušťce zkoušeného materiálu atomovém čísle zkoušeného materiálu Dělení podle délky použitého záření: dlouhovlnné (měkké) 5-50 kev (rtg) krátkovlnné 50-400 kev (rtg) velmi krátkovlnné (tvrdé) 0,5-30 MeV (betatron) Zdroje: rtg lampy (ocel do 80 mm) lineární urychlovače a betatrony (ocel do 500 mm) radioizotopy (Co60 - záření gama) Zkoušky prozařováním Opakování z Nauky o materiálu 27

Indikace (registrace) snímků Prozařovací metody registrace a-fotografická, b-fluorescenční, c-ionizační /1-zářič, 2-clona, 3-prozařovaný materiál, 4-film v kazetě, 5-fluorescenční deska, 6-stínící deska, 7-ionizační komora, 8-registrační přístroj/ Opakování z Nauky o materiálu 28