tema nr 2 - proprietati mecanice
TRANSCRIPT
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 1/28
Tema nr. 2Proprietăţi şi încercări mecanice
Timp de studiu 4 ore.
Tema are ca obiectiv definirea proprietăţilor mecanice ale materialelor metalice şi
prezentarea principalelor încercări mecanice prin care se obţin valorile unor
caracteristici mecanice cu ajutorul cărora acestea se pot măsura.
În general, principala acţiune la care sunt supuse piesele în construcţia de maşini şiutilaje, sau în construcţiile metalice (în general construcţii mecanice) este acţiunea mecanică:acţiunea unor forţe exterioare (solicitări).
Datorită solicitărilor exterioare piesele suferă deformaţii. Aceste deformaţii suntîmpiedicate de forţele interioare, pentru eidenţirea cărora se foloseşte principiul ec!ili"rului părţilor exemplificat în figura #.$.
%ig. #.$ &idenţierea, aplic'nd principiul ec!ili"rului părţilor, a forţelor interioare în caul solicitării mecanice a unui corp
ensiunea totală, definită de relaţia :
p %
An
A=
→
lim∆
∆
∆*
repreintă reistenţa internă pe care corpul o opune acţiunii solicitărilor exterioare. +u ajutorul
acestei mărimi se defineşte starea de tensiuni din jurul punctului . În mod uual pn se
descompune după direcţia normalei n, la elementul de suprafaţă ∆A şi după direcţia tangentei la
$
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 2/28
suprafaţă, o"ţin'ndu-se tensiunea tangenţială τ şi normală σ. Acţiunea forţelor exterioare, care
tind să deformee corpul, conduce la definirea în orice punct al său a unei stări de tensiune
caracteriată de aceste mărimi ectoriale.
În funcţie de tipul stării de tensiune deformaţiile pot fi : liniare (lungiri sau scurtări)
produse de tensiuni normale şi ung!iulare produse de tensiuni tangenţiale.entru studiul relaţiilor dintre tensiuni şi deformaţii se definesc deformaţiile specifice
astfel :
- deformaţia specifică liniară (. fig. #.# a):
ε = ∆x
x
- deformaţia specifică ung!iulară (. fig. #.# "):
γ =
∆.
x
+omportarea unei piese la acţiunea mecanică depinde de anumite însuşiri specifice
fiecărui material, denumite proprietăţi mecanice.
%ig. #.# Deformaţiile unui element de olum : a- deformaţii liniare/ " - deformaţii ung!iulare
2.1 Proprietăţi mecanicerincipalele proprietăţi mecanice sunt : elasticitatea, plasticitatea şi
comportarea la rupere.
2.1.1 Elasticitatea
&lasticitatea este proprietatea unui material de a se deforma su" acţiunea
sarcinilor exterioare şi de a reeni complet la forma iniţială după încetarea acţiunii
acestora.
#
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 3/28
Deformarea elastică a monocristalului se realieaă prin modificarea
reersi"ilă a distanţei de ec!ili"ru dintre atomi (ioni) şi deci a sc!im"ării
parametrilor reţelei cristaline.
entru realiarea unei deformaţii elastice este necesar ca forţele aplicate să generee
tensiuni σ capa"ile să creee între atomii monocristalului forţe % c, de sens contrar forţelor delegătură interatomică %t (. fig. #.0). +a urmare a interacţiunii forţelor % c şi %t, se modifică
poiţiile de ec!ili"ru ale ionolor, iar reţeaua monocristalului se deformeaă şi işi sc!im"ă parametrii. De exemplu în caul preentat în figura #.0 acţiunea tensiunilor σ ec!ialeaă cucrearea unor forţe interatomice %c. entru păstrarea ec!ili"ruluiatomilor este necesar ca %c + %t
= *, condiţie ce se realieaă dacă distanţa interatomică r * se modifică la r $ = r * + ∆r. 1a dispariţiasolicitărilor monocristalului, tensiunile σ şi forţele interatomice %c se anuleaă, condiţia deec!ili"ru a atomilor deine %t = * şi monocristalul reine la parametrii iniţiali.
Anali'nd în continuare figura #.0 se o"seră că, în caul c'nd tensiunile σ genereaăforţe %c ≥ %cmax ec!ili"rul atomilor nu poate fi resta"ilit şi se produce ruperea monocristalului.%orţa %cmax repreintă forţa de coeiune, iar tensiunea σr , corespunătoare acestei forţe, poartănumele de reistenţă teoretică la rupere.
În caul în care solicitările exterioare produc numai deformaţii elastice, intre
starea de tensiune şi starea de deformaţie există o dependenţă dată de legea lui
2oo3, care are expresia :
σ = & ε pentru solicitarea de întindere4compresiune simplă sau τ = 5γ pentru
solicitarea de forfecare pură, unde & este modulul de elasticitate longitudinal,
respecti 5 - modulul de elasticitate transersal.
2.1.2 Plasticitatea
lasticitatea este proprietatea unui corp de a se deforma su" acţiunea
solicitărilor exterioare şi de a nu mai reeni complet la forma iniţială după
încetarea acestora.
6pre deose"ire de deformarea elastică, deformarea plastică a monocristaluluise poate realia prin alunecare şi maclare cu păstrarea constantă a parametrului
reţelei cristaline. rincipalul mecanism de deformare plastică a monocristalului
este prin alunecarea unor one ale cristalului în lungul unor plane de alunecare, su"
acţiunea tensiunilor tangenţiale. lanele de alunecare şi direcţiile din aceste plane
în care se produc alunecările, sunt planele şi direcţiile cu densitate maximă de
atomi. 7n rol esenţial în realiarea acestor alunecări îl au dislocaţiile. reenţa lor justifică plasticitatea ridicată a materialelor metalice, deoarece deplasarea
0
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 4/28
dislocaţiilor este posi"ilă la sarcini mult mai mici dec't cele necesare ruperii
tuturor legăturilor interatomice dintr-un plan de alunecare (. fig. #.8). rocesul de
deformare plastică prin alunecare nu conduce la micşorarea numărului de dislocaţii
(aşa cum ar reulta din analia preentată în figura #.8, care justifică apariţia pe
suprafaţa mocristalului a liniilor de alunecare a căror ad'ncime este multiplu al
parametrului reţelei cristaline) ci la mărirea numărului acestora. e măsură ce
dislocaţiile se deplaseaă ele interacţioneaă cu alte dislocaţii sau defecte de reţea
şi sunt "locate. Datorită acestui fapt forţa necesară deplasării lor tre"uie să crească
fenomen denumit ecruisare.
Deformarea plastică a agregatelor policristaline se realieaă prin
mecanisme asemănătoare, preent'nd următoarele particularităţi:
- deformarea plastică începe în grăunţii cristalini a'nd planele de alunecare
cel mai faora"il orientate în raport cu solicitarea exterioară/
- limitele grăunţilor sunt "ariere greu de trecut de către dislocaţii/
- mărind solicitările, procesul de deformare poate cuprinde alte cristale, cu
orientare mai puţin faora"ilă/
- onele intergranulare au o comportare diferită la deformare. În timpul
deformării plastice grăunţii se rotesc şi iau poiţii faora"ile în raport cu solicitarea
exterioară. Acest lucru este dependent de proprietăţile acestor one intergranulare.
8
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 5/28
%ig. #.0 Deformarea elastică a monocristalului
- mărind suficient de mult solicitările, se poate o"ţine o deformare plastică
glo"ală a materialului metalic policristalin. 6e o"ţine o structură în care cristalele
or aea aceeaşi orientare cristalografică (textură) şi or fi alungite în direcţia
deformării (.fig. #.9). %iecare cristal în parte fiind ecruisat, reultă că şi
materialul metalic policristalin cu o astfel de structură a aea proprietăţi de
reistenţă mai mari (se a deforma la alori mai ridicate ale sarcinii exterioare) şi o
plasticitate mai scăută.
%ig. #.8 Deformarea plastică a monocristalului prin alunecare (deplasarea deislocaţiilor)
2.1.3 Ruperea; comportarea la rupere
rin rupere se înţelege fenomenul de fragmentare a unui corp în două sau
mai multe părţi şi apare atunci c'nd starea de tensiune determinată de solicitarea
exterioară este incompati"ilă cu capacitatea de deformare a materialului din care
este confecţionat.
rocesul ruperii are trei fae:
- iniţierea ruperii, care constă în apariţia unor microfisuri ca urmare a unor
procese de deformare plastică locală, unirea mai multor microfisuri reult'nd o
macrofisură care constituie amorsa ruperii/
9
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 6/28
- propagarea fisurii/
- oprirea ruperii.
eultă că pentru a apare ruperea unui material tre"uiesc îndeplinite
condiţiile:
+$: σ > e unde σ repreintă mărimea stării de tensiuni din piese din
solicitarea exterioară/ e - mărime caracteristică a materialului la depăşirea căreia
în material au loc deformaţi plastice. eultă deci că această condiţie indică faptul
că starea de tensiuni creată în piesă tre"uie să asigure deformarea plastică a
materialului.
+#: σ > s, unde s este reistenţa la cliaj sau forţa de coeiune în reţeaua
cristalină. eultă că aceasta repreintă condiţia de propagare a fisurii.
%ig. #.9 ;odificarea prin deformare plastică a formei cristalelor:
a - forma iniţială a grăunţilor (ec!iaxiali, cu orientări cristalografice diferite)/
" - textura de deformare
+omportarea la rupere a materialelor poate fi:
- comportare fragilă (+.%.): materialul se rupe fără deformare plastică
sesia"ilă macroscopic, intercristalin/ suprafaţa de rupere are un aspect granular
strălucitor. În acest ca condiţiile +#, de propagare a ruperii apar înaintea
condiţiilor +$, de iniţiere a ruperii. eultă că prima fisură care apare se propagă
"rusc (cu iteă mare) conduc'nd direct la rupere/
- comportare plastică (+..): materialul se rupe cu deformaţii plastice
pronunţate (ii"ile macroscopic), transcristalin/ suprafaţa de rupere are un aspect
fi"ros. +ondiţiile de apariţie a fisurii apar înaintea celor de propagare a fisuri, ca
urmare aansarea ruperii se produce lent şi progresi.
<
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 7/28
+omportarea fragilă sau plastică a unui material metalic este dependentă de
următorii factori :
a) temperatura la care are loc solicitarea/
") itea de solicitare/
c) gradul de triaxialitate al tensiunilor (efect de crestătură).
a) În figura #.< se preintă ariaţia funcţie de temperatură a caracteristicilor
e şi s pentru un material metalic dat. 6olicitarea acestui material la o
temperatură de exploatare mai mare dec't aloarea caracteristică tr (expl > tr ) a
determina depăşirea, mai înt'i (la creşterea solicitării) a condiţiilor +$, de iniţiere a
fisurii, dar procesul ruperii nu se instaleaă deoarece nu sunt îndeplinite condiţiile
de propagare a ruperii (+$). rin creşterea solicitărilor, p'nă la depăşirea
condiţiilor (+#) au loc redistri"uiri ale 'rfurilor de sarcină prin deformări plastice
locale care or conduce la formarea microfisurilor (primul stadiu al procesului de
rupere). În acest domeniu de temperaturi materialul are o comportare plastică la
rupere.
%ig. #.< =ustificarea teoretică a temperaturii de traniţie
În mod similar se poate explica că la solicitarea unei piese din materialul
considerat la temperaturi de exploatare mai mici dec't tr (expl < tr ) materialul se
a comporta fragil la rupere deoarece se depăşesc mai înt'i condiţiile (+#) de
>
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 8/28
propagare a fisurii. rocesul ruperii se instaleaă atunci c'nd sunt îndeplinite şi
condiţiile de iniţiere a ruperii, dar condiţiile (+$) fiind deja atinse, reultă că prima
fisură formată se a propaga cu iteă foarte mare conduc'nd direct la rupere (fără
alte deformaţii plastice).
emperatura tr este o caracteristică foarte importantă a materialelor
metalice cu reţea cristalină +?+ şi poartă numele de temperatură de traniţie
(ductil - fragil).
") +reşterea iteei de solicitare determină modificarea formei cur"ei
conenţionale la tracţiune a unui material (. fig. #.> a) reult'nd deci creşterea
caracteristicii materialului e. +onsider'nd ariaţia cu temperatura a acestei
caracteristici pentru două itee de solicitare (σ,$ > σ,#) reultă din figura #.> " că,
o dată cu creşterea iteei de solicitare, temperatura de traniţie creşte, reult'nd o
extindere a domeniului comportării fragile a materialului considerat. În concluie
creşterea iteei de solicitare măreşte pericolul ruperilor fragile.
%ig. #.> @nfluenţa iteei de solicitarea asupra comportării la rupere:
a - influenţa iteei de solicitare asupra temperaturii de traniţie/ " - influenţa iteei de solicitare, respecti a
preenţei concentratorilor de tensiuni asupra formei cur"ei caracteristice la tracţiune
c) +oncentratorii de tensiune sunt discontinuităţi ale materialului de forma
unor ariaţii "ruşte ale geometriei piesei (treceri de la o secţiune la alta, găuri,
filete etc.) sau urme ale sculei aşc!ietoare, fisuri, incluiuni etc. a'nd dierse
caue, dependente de procesul te!nologic de realiare al acesteia.
Fig. 2.8 Efectulconcentratorilor de tensiuni
asupra st[rii de tensiuni
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 9/28
În jurul acestora starea de tensiuni suferă modificări importante (.fig. #.).
aportul dintre tensiunea nominală în piesa (eprueta) lisă şi tensiunea maximă
σmax pentru piesa (eprueta) cu concentrator, poartă numele de coeficientul de
concentrare al tensiunilor la solicitări statice, α3 . +a urmare, preenţaconcentratorilor de tensiuni are acelaşi efect ca şi itea de solicitare, cu o"seraţia
că, funcţie de acuitatea concentratorului (această mărime este dependentă de raa
de racordare de la fundul concentratorului/ concentratorul are acuitate mai mare
c'nd raa este mai mică) acest efect este mult mai pronunţat.
%ig. #.$&fectul concentrării tensiunilor
Observaţie
@nfluenţă asupra comportării la rupere au şi tipul de solicitare şi factorii te!nologici (tipde semifa"ricat, tratamente termice etc.).
2.2 Încercări mecanice
rin încercări mecanice se o"ţin date calitatie şi alorile unor mărimi fiice
sau conenţionale, denumite caracteristici mecanice cu ajutorul cărora se apreciaă
proprietăţile mecanice şi se definesc anumite stări critice de deformaţie sau
tensiune care nu tre"uiesc depăşite la solicitarea în exploatare a pieselor executate
din materialele respectie.
Încercările mecanice pot fi : distructie (majoritatea) care constau în solicitarea p'nă larupere a unor corpuri de pro"ă a'nd formă şi dimensiune "ine sta"ilite şi standardiate,denumite epruete şi nedistructie, care se pot aplica pieselor finite.
B
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 10/28
+ondiţiile de încercare sunt sta"ilite conenţional si, de asemeni standardiate. Din punct de edere al iteei de solicitare incercările se clasifică în:
- încercări statice, la care itea de solicitare este cel mult egală cu $** C4mm#s/- încercări dinamice, la care itea de solicitare este mai mare de $** C4mm #s (o
solicitare dinamică se poate o"ţine printr-un singur ciclu de solicitare sau prin cicluri repetate).
2.2.1 Încercarea la tracţiune
Deoarece tipurile de solicitări înt'lnite în practică sunt foarte ariate este imposi"ilădeterminarea caracteristicilor mecanice pentru fiecare ca în parte. in'nd cont de faptul că ostare de tensiuni oarecare se poate ec!iala pe "aa unor criterii (teorii de reistenţă) cu starea detensiuni cea mai simplă şi cea mai uşor de realiat practic, aceea de întindere monoaxială,încercarea la tracţiune este încercarea de "aă a materialelor.
În caul solicitării de întindere monoaxială, preentată în figura #.B, starea de tensiuni secaracterieaă prin eforturile unitare normale σ, uniform distri"uite pe secţiunea de diametru d,al piesei, date de relaţia σ = %46 (% este forţa exetrioară, 6 - secţiunea piesei), iar starea de
deformaţii prin deformaţia specifică εx = ∆141 ( ∆ ∆1 dxl= ∫ ( )
( ) ) şi de deformaţia transersală εtr
= (d$-d)4d. 1egătura dintre aceste deformaţii specifice este dată de relaţia εtr = - µεx , unde µ poartă denumirea de coeficientul lui oisson.
A. Principiul încercării; epruvete
Încercarea constă în aplicarea, în
general p'nă la rupere, pe direcţia axei
longitudinale a unei epruete, a unei forţe
crescătoare şi măsurarea (înregistrarea)ariaţiei lungimii acesteia.
?itea de solicitare se alege în funcţie
de caracteristicile de determinat între
limitele $* ... 0* C4mm#s.
%ormele şi dimensiunile epruetelor sunt funcţie de natura materialului şi de tipulsemifa"ricatului din care se preleeaă (. şi lucrarea de la"orator aferentă temei).
În funcţie de aloarea factorului dimensional epruetele utiliate pot fi:- epruete proporţionale normale, n=9/- epruete proporţionale lungi, n = $*.
. !ia"rama încercării la tracţiune; curba caracteristică la tracţiune
Determinarea lungirii epruetei în timpul încercării se poate face în douămoduri: prin măsurarea distanţei între două puncte ale sistemului de prindere alepruetei în maşina de încercat sau prin utiliarea unui extensometru fixat pe
epruetă între secţiunile aflate la distanţa 1* .
$*
Fig. 2.9 Starea de tensiuni şideformaţii la solicitarea de întindere
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 11/28
epreentarea în coordonate rectangulare a ariaţiei sarcinii curente funcţie
de lungirea epruetei, ∆1, poartă numele de diagrama încercării la tracţiune sau
caracteristica epruetei.
epreentarea în coordonate rectangulare a ariaţiei tensiunii σ funcţie dedeformaţia specifică liniară εx, poartă numele de cur"a caracteristică a materialului.
A'nd în edere că trasarea acestei cur"e este dificilă se definesc mărimile
conenţionale şi At (. şi lucrarea de la"orator aferentă temei). epreentarea în
coordonate rectangulare a ariaţiei mărimii funcţie de alungirea totală At poartă
numele de cur"a caracteristică conenţională la tracţiune.
În figura #.$* sunt preentate cele trei caracteristici, sesi'ndu-se faptul căaliura caracteristicii epruetei este identică cu cea a caracteristicii conenţionale la
tracţiune. Diferenţa dintre acestea şi cur"a caracteristică a materialului este numai
în ona @@@, ona deformării locale, care indică faptul că starea de tensiuni este
crecătoarea p'nă la rupere.
#. !efinirea caracteristicilor de elasticitate determinate prin încercarea la tracţiuneÎn ona @ a diagramei caracteristice conenţionale la tracţiune, comportarea materialului
este elastică, fiind ala"ilă legea lui 2oo3. in'nd seama de faptul că în această onă σ ≅ ,deoarece deformaţia transersală a epruetei este mică, panta porţiunii liniare a fi tocmaimodulul de elasticitate longitudinal al materialului.
%ig. #.$* Diagramele încercării la tracţiune : a - caracteristica epruetei/ "- caracteristica materialului/
c - cur"a caracteristică conenţională la tracţiune
$$
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 12/28
În caul materialelor care nu preintă o porţiune elastică liniară (fontele) modulul deelasticitate se exprimă su" forma:
- modulul de elasticitate tangenţial care poate fi curent &γ sau iniţial &* (. fig. #.$$ a)/-modulul de elasticitate secant &s (. fig. #.$$ ")/unctul A (de pe cur"a caracteristică) în care se sf'rşeşte comportarea liniară
(proporţională) sau punctul E care face trecerea la ona deformaţiilor plastice nu au poiţii clar preciate din punct de edere fenomenologic. Din acest moti aceste puncte se definescconenţional, conform 6A6 $*#B*, prin:
-limita de proporţionalitate,σl$*/-limita de elasticitate conenţională, σ p,*,*$ sau limita de elasticitate te!nică, σr*,*$.Aria de su" porţiunea liniară a cur"ei caracteristice conenţionale la tracţiune (sau a
cur"ei caracteristice a materialului) repreintă energia înmagainată în unitatea de olum prindeformare elastică. &ste eident că, pentru un material dat (de exemplu oţel) cu o anumită pantăa cur"ei caracteristice (& - modul de elasticitate) această arie a fi mai mare cu c't limita deelasticitate este mai ridicată. Această caracteristică poate fi influenţată prin tratament termic,reult'nd deci că deşi elasticitatea este dependentă de natura forţelor de coeiune din reţeauacristalină, deci independentă de structură, totuşi există modalităţi te!nologice de influenţareindirectă a cesteia (de exemplu tratamentul termic aplicat oţelurilor pentru arcuri).
%igura #.$$Determinarea modulului de elasticitate iniţial, curent şi secant
!. #aracteristicile de plasticitate şi caracteristicile de rezistenţă
Fona a doua a cur"ei caracteristice poartă numele de ona de ecruisare şi începe, în cauloţelurilor moi, cu un palier denumit palier de curgere. 1a depăşirea punctului E, deformaţiatotală a epruetei are o componentă elastică, εel care se relaxeaă la încetarea acţiunii forţeiexterioare (descărcarea se produce după o dreaptă paralelă cu porţiunea liniară a diagramei) şi ocomponentă plastică, ε pl, deformaţie remanentă.
+aracteristicile de plasticitate definite conform 6A6 #** sunt:- limita de curgere aparentă e, conenţională p*# şi remanentă r*#/- alungirea la rupere An/- g'tuirea la rupere F/De o deose"ită importanţă este caracteristica m - reistenţa materialului, definită ca
aloarea maximă a raportului ( m = %max46*).
$. #riterii de apreciere a comportării la rupere pe baza rezultatelor încercării latracţiune
Fona a treia a cur"ei caracteristice poartă numele de ona deformării locale. Dacă p'năla atingerea maximului deformarea s-a produs aproximati uniform în întreg olumul de material
$#
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 13/28
al epruetei, din acest moment deformarea se localieaă intr-o anumită onă, produc'ndu-seg'tuirea.
%orma cur"ei caracteristice poate fi cu palier de curgere (cur"a a din fig. #.$# - oţel cuconţinut scăut de car"on) sau fără palier de curgere (cur"a " - +u, Al, " ş.a.) pentru materialelecu comportare plastică la rupere şi fără ona a treia (cur"a c) în caul materialelor cu comportarefragilă la rupere (oţel cu conţinut ridicat de car"on, de scule, pentru arcuri etc, fontă ş.a.).
Aprecierea tipului de material (ductil sau fragil) se poate face şi prin:- alorile alungirii şi g'tuirii la rupere/- aria cuprinsă su" domeniul comportării plastice, 7 t/ (măsură a tenacităţii materialului -
capacitatea acestuia de a a"sor"ii energie în domeniul deformării palstice)/- rapotul m4 p*#.
%ig. #.$# Aprecierea comportării la rupere pe "aa formei cur"eicaracteristice conenţionale la tracţiune
2.2.2 Încercarea de încovoiere prin şoc (rezilienţă
+omportarea la rupere a unui material, în condiţiile unei itee mari de
solicitare, a unei temperaturi şi stări de tensiune date se pune în eidenţă prin
încercări dinamice la care aplicarea unui singur ciclu de solicitare se face cu iteă
foarte mare (şoc). Aceste încercări sunt încercări distructie şi constau în ruperea
dintr-o singură dată a epruetelor de către o masă aflată în mişcare de rotaţie sau decădere li"eră şi determinarea energiei consumate pentru ruperea lor.
+ea mai răsp'ndită este încercarea de încooiere prin şoc denumită şi
încercarea de reilienţă.
A. Principiul încercării; epruvete
Încercarea constă în ruperea dintr-o singură loitură, cu un ciocan pendul, aunei epruete preăută la mijloc cu o crestătură, epruetă aşeată li"er pe două
$0
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 14/28
reaeme. entru executarea încercării se utilieaă epruete cu crestătura în 7
(. fig. #.$0) sau în ? (.fig. #.$0) a'nd conform 6A6 $8** şi 6A6 >9$$(. şi
lucrarea de la"orator aferentă temei).
. %tilajul folosit
Încercarea se execută pe o maşină tip pendul (ciocan +!arp) a cărei sc!emă
de principiu este preentată în figura #.$8. 6e poate demonstra uşor , folosind
legea conserării energiei că, energia consumată la rupere, 1 este, cu notaţiile din
figura #.$8, dată de relaţia: 1 = mg (cos α - cos β), unde g este acceleraţia
graitaţională.
Deaantajul principal al ciocanelor de tip pendul constă în faptul că itea
de loire este limitată şi constantă pentru un anumit utilaj.
#. $&primarea rezultatelor
În "aa standardelor rom'neşti, reultatele încercării de încooiere prin şoc
se exprimă astfel :
- la încercarea pe epruete cu crestătura în 7 se defineşte reilienţa (G+7)
prin raportul :
G+7 1
AH ! "* 4 4 = în =4cm#
unde A este aria secţiunii transersale în dreptul crestăturii.
@ndicii repreintă : H* - energia potenţială iniţială a ciocanului pendul, ! şi "
caracteristicile geometrice ale epruetei.
- la încercarea pe epruete cucrestătura în ?, reultatele se exprimă su"forma energiei consumate la rupere G?H*4" în =.
%ig. #.$0 %ormele epruetelor pentru încercarea de reilienţă
$8
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 15/28
Observaţii'$) eultatele încercării de încooiere prin şoc o"ţinute pe cele două tipuri de epruete
sunt diferite, depin'nd de tipul crestăturii. Cu există o metodă generală de conersiune aacestora (de exemplu în 6A6 $**#9 se dă un ta"el comparati reilienţă - energie consumatăla rupere care este ala"il numai pentru oţelurile car"on şi sla" aliate în conformitate cu 6A6 >$>$).
#) Încercarea de încooiere prin şoc dă o caracteristică complexă ( reilienţa, respectienergia consumată la rupere ) care ia în considerare at't tenacitatea c't şi reistenţa materialului.6copul acestei încercări este de a determina comportarea materialului la rupere su" efectulsimultan al unei itee mari de solicitare şi al preenţei concentratorilor de tensiuni. Încercareaeste una dintre cele mai seere şi conenţionale, alorile caracteristicilor o"ţinute neput'nd fiutiliate în calculele de proiectare, dar ele constituind cifre de calitate o"ligatorii pentru unmaterial.
6e apreciaă că :- încercarea pe epruete cu crestătura în ? reflectă capacitatea materialului de a se opune
propagării fisurii/- încercarea pe epruete cu crestătura în 7 reflectă capacitatea materialului de a se opune
iniţierii şi propagării fisurii.0) entru metalele şi aliajele cu reţea cristalină +?+ (oţeluri car"on şi sla" aliate, oţeluri
feritice şi martensitice) încercarea de încooiere prin şoc deine mai semnificatiă în caul încare este condusă dealungul unui domeniu de temperaturi. 1a aceste materiale, cu scădereatemperaturii se o"seră o scădere "ruscă a reilienţei (. fig. #.$9) . e această cale se poatedetermina temperatura de traniţie , folosindu-se drept criteriu de trecere în domeniulcomportării fragile temperatura la care reilienţa scade su" o anumită aloare, sta"ilităexeprimental (de exemplu pentru oţeluri G+7 = 09 =4cm#).
+omportarea la rupere a unui material este dependentă de tenacitatea lui. Apreciind, decitenacitatea unui material se pot o"ţine indicaţii priind suscepti"ilitatea lui la rupere fragilă (c'ndtenacitatea este scăută). +ifrele o"ţinute la încercarea de încooiere prin şoc sunt cifre pa "aacărora se poate ealua tenacitatea materialelor.
endinţa actuală este de a se lua în considerare şi aspectul macroscopic al secţiunii derupere. 1a o epruetă încercată la încooiere prin şoc, secţiunea de rupere preintă două onedistincte (. fig. #.$<) :
- ona +r, centrală, cu aspect cristalin, grăunţos şistrălucitor datorat ruperii de tip fragil/
- ona %", cu aspect fi"ros, mat, datorită deformaţiilor preala"ile ruperi, consecinţă, deci a ruperii plastice.
entru aprecierea tenacităţii, respecti fragilităţii în 6A6$**#< se definesc noţiunile :
- cristalinitate +r, ca raport dintre aria suprafeţei de ruperecu aspect cristalin, strălucitor, Ar , şi aria secţiunii epruetei,A*.
- fi"roitatea %", ca raport dintre aria suprafeţei de ruperecu aspect mat, fi"ros, A ", şi aria secţiunii epruetei, A*.
În acelaşi standard sunt preentate scări etalon pentruaprecierea caracterului tenace al ruperii pe "aa aspectuluisuprafeţei de rupere al unor epruete $* I $* din oţel, cucrestătura în 7 sau în ?, de ad'ncime # mm.
$9
Fig. 2.1!ristalinitatea " !r#
respecti$ %&ro'itateaepru$etei rupte prin
încercarea de înco$oiereprin şoc
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 16/28
%ig. #.$8 7tilajul încercării de reilienţă (pendulul +!arp)/ principiul încercării
%ig. #.$9 ?ariaţia cu temperatura a energiei de rupere respecti a reilienţei/determinarea temperaturii de traniţie pentru materialele +?+
2.2.3 !uritatea materialelor metalice
Duritatea repreintă capacitatea unui corp de a se opune tendinţei de
distrugere a straturilor superficiale de către un alt corp, care acţioneaă asupra sa
cu presiuni localiate pe arii foarte reduse şi care nu capătă deformaţii permanente.
Duritatea unui corp se apreciaă prin aloarea unor caracteristici
conenţionale, o"ţinute în urma unor încercări nedistructie. Aantajele acestor încercări sunt: se pot executa direct asupra pieselor finite, aparatele au o
$<
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 17/28
productiitate ridicată, sunt amplasate direct în atelier şi nu necesită un personal de
înaltă calificare.
+lasificarea metodelor de încercare la duritate se face consider'nd drept
criteriu modul în care are loc acţiunea de distrugere a straturilor superficiale. Din
acest punct de edere metodele de încercare sunt :
- cu aplicare statică a sarcinii (prin g'riere, prin imprimare, prin pendulare,
prin rulare)
- cu aplicare dinamică a sarcinii, care la r'ndul lor pot fi: dinamico-elastice
şi dinamico - plastice.
+ele mai răsp'ndite metode sunt cele cu aplicare statică a sarcinii, prin
imprimarea unui penetrator, a'nd o anumită formă, pe suprafaţa piesei de
încercat. Duritatea se exprimă printr-o cifră dependentă de mărimea amprentei
(urma remanentă lăsată de penetrator pe suprafaţa piesei).
A. (ncercarea de duritate rinell
;etoda Erinell, standardiată prin 6A6 $<9, constă în imprimarea un timpdat cu o forţă % a unei "ile de oţel călit sau din car"ură de Jolfram, cu diametrul
prescris D, perpendicular pe suprafaţa piesei de încercat şi măsurarea diametrului
d, al amprentei (. fig. #.$>).
Duritatea Erinell se exprimă ca o mărime conenţională, prin aloarea
numerică dată de formula:
( )2E %
D D D d= ⋅
⋅ ⋅ − −#
# #π
în care % este forţa aplicată asupra penetratorului, în 3gf.
Determinarea prin acestă metodă a durităţii unui material metalic preintă
următoarele particualarităţi:
- pentru ca cifrele de duritate să fie reproducti"ile, parametrii încercării
tre"uie aleşi astfel înc't să se asigure similitudinea geomertică (α = constant, ceea
$>
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 18/28
ce conduce la condiţia *,#8D<d<*,<*D) şi păstrarea constantă a raportului 3 =%4D#,
numit grad de solicitare/
- timpul de menţinere al forţei tre"uie să fie suficient pentru epuiarea
curgerii materialului şi o"ţinerea unei amprente cu dimensiuni constante (cu
scăderea durităţii timpul de menţinere creşte)/
- grosimea minimă a pro"elor supuse încercării tre"uie să fie a min = !,
pentru a se eita influenţa suportului piesei/
- în ederea eitării influenţelor reciproce între onele ecruisate din jurul
urmelor şi a marginilor piesei se recomandă ca distanţa dintre centrele a două
amprente să fie "min= 8 D iar distanţa de la marginea piesei p'nă în centrul primei
amprente - cmin = 0D.
%igura #.$>Încercarea de duritate Erinell
6im"oliarea durităţii Erinell se face indic'nd diametrul "ilei, D, în mm,
sarcina %, în 3gf şi timpul de menţinere în secunde, în caul în care acestea diferă
de condiţiile normale de încercare care sunt : D = $* mm, % = 0*** 3gf, τ = $9
secunde (de exemplu duritatea perlitei o"işnuite este de #** 2E).
$
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 19/28
+unosc'nd cifra durităţii se poate aprecia aloarea reistenţei la rupere, în
daC4mm#, a materialului cu relaţii de forma: m =K 2E, unde K = *,09 pentru oţel
car"on şi sla" aliat sau m = (2E - 8*)4< pentru fonte cenuşii.
. (ncercarea de duritate )ic*ers;etoda ?ic3ers, standardiată prin 6A6 8B#, constă în imprimarea un timp dat cu o
forţă % a unui penetrator de forma unei piramide pătratice drepte din diamant, perpendicular pesuprafaţa de încercat şi măsurarea diagonalei, d, a urmei remanente (. fig. #.$ a).
Duritatea ?ic3ers se exprimă ca o mărime conenţională, prin aloarea numerică dată deformula :
2? %
d= ⋅$988
#.
5eometria penetratorului, piramidă pătratică dreaptă cu ung!iul diedru a două feţe
laterale opuse de $0<
*
, s-a o"ţinut pornind de la încercarea de duritate Erinell, executată astfelînc't să se o"ţină d = *,0># D (. fig. #.$ "). Această geometrie face ca amprentele să fieintotdeauna asemenea, reult'nd că cifra de duritate o"ţinută nu depinde de sarcină. Ad'ncimeade pătrundere a penetratorului ! = $4> d, face ca metoda să poată fi utiliată la determinareadurităţii straturilor su"ţiri şi a constituenţilor metalografici, put'ndu-se folosi sarcini foarte mici.Din punct de edere al mărimii sarcini, metodele de încercare ?ic3ers se clasifică în :
- Încercare ?ic3ers, cu % = 9/ $*/ #*/ 0*/ 9*/ $** 3gf/-Încercare ?ic3ers cu sarcini mici - % = *,9/ $/ #/ 0/ 8 3gf/-;icroduritate ?ic3ers - % = *.**9/ *.*$*/ *.*#*/ *.*9*/ *.$**/ *.#** 3gf.
a. "
%ig. #.$ 6c!ema încercării de duritate după metoda ?ic3ers/sta"ilirea geometriei penetratorului.
6im"oliarea durităţii se face indic'nd forţa de încercat şi timpul de menţinere în caul încare acestea sunt diferite de cele normale care au alorile % = 0* 3gf, τ = $9 secunde (de exempluduritatea lede"uritei este de aproximati >** 2?9).
#. (ncercarea de duritate +oc*,ell
;etoda oc3Jell constă în împrimarea unui penetrator (con de diamant sau "ilă din oţel)cu o sarcină iniţială %* şi apoi cu o suprasarcină %$ şi măsurarea ad'ncimii urmei remanente de
$B
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 20/28
pătrundere, e, după îndepărtarea suprasarcinii, menţin'ndu-se aplicată sarcina iniţială (. fig.#.$B).
Duritatea oc3Jell se exprimă, ca o mărime conenţională, prin diferenţa dintre oad'ncime conena"ila aleasă & şi ad'ncimea pătrunderii remanente , e:
2+ = & - e
2.3 Influenţa temperaturii asupra proprietăţilor materialelor
metalice deformate plastic
Aşa cum s-a arătat, deformarea plastică conduce la modificări structurale ale
materialelor metalice policristaline care constau în :
- modificarea orientării cristalografice, a formei şi dimensiunii grăunţilor cristalini cu formarea texturii de deformare/
- modificarea structurii interne a fiecărui cristal.
Acestea determină modificarea caracteristicilor fiico - mecanice (fenomen
denumit ecruisare - cresc caracteristicile de reistenţă şi scad cele de plasticitate) şi
aniotropia proprietăţilor.
;etalul deformat plastic se găseşte într-o stare termodinamică metasta"ilă.Aceasta face ca în metalul ecruisat să ia naştere procese spontane ce tind să-l aducă
într-o stare de ec!ili"ru sta"il. Aceste procese, a'nd la "aă difuia, se intensifică
o dată cu creşterea temperaturii şi sunt următoarele:
a- +eastaurarea are loc la încălirea unui material metalic ecruisat la
temperaturi situate în jurul alorii r = (*.# ... *.0 ) t-s. Datorită creşterii
mo"ilităţii atomilor sunt actiate procesele de auto şi eterodifuie, pe "aa cărorase reduce distorsiunea reţelei cristaline deformate şi se deplaseaă, se redistri"uie
#*
Fig. 2.19(ncercareade duritate)oc*+ell
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 21/28
local şi se anuleaă reciproc imperfecţiunile acesteia (acanţe, atomi interstiţiali,
dislocaţii) reali'ndu-se o scădere a densităţii de defecte conţinute în reţea şi în
consecinţă, o refacere parţială a capacităţii iniţiale de deformare plastică a
materialului.
b- +ecristalizarea primară are loc la încălirea unui material metalic
ecruisat la temperaturi situate deasupra alorii rp = (*.0 ... *.8) t-s. Acesta este un
proces de recristaliare secundar, fără sc!im"are de faă şi constă în formarea
germenilor unor cristale ec!iaxiale, în onele materialului preent'nd cea mai mare
insta"ilitate termodinamică. rin creşterea acestor germeni se formeaă o structură
cu grăunţi ec!iaxiali şi se atinge o stare apropiată de ec!ili"rul sta"il.
Dimensiunea grăunţilor recristaliaţi depinde de temperatură şi de gradul de
deformare. Această dependenţă este eidenţiată prin diagramele de recristaliare de
tipul celei preentate în figura #.#*. 6e constată că pentru un anumit grad de
deformare se o"ţine, după încălire la temperaturi peste rp o granulaţie grosolană.
Aceste structuri au proprietăţi de plasticitate scăute. Acest grad de deformare se
numeşte grad critic de deformare, este dependent de tipul materialului şi are alori
cuprinse între 0 ...$9L.
c- #reşterea "răunţilor are loc c'nd materialul metalic ecruisat şi
recristaliat primar este menţinut la temperatura de recristaliare sau este încălit
în continuare.
%ig. #.#* Diagrame de recristaliare
#$
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 22/28
rocesul de creştere a grăunţilor este impus de necesitatea o"ţinerii unei stări
cu energie li"eră minimă ca urmare a uniformiării dimensiunilor grăunţilor la
alori mari, la care suprafeţele de separaţie intergranulară cu niele energetice
ridicate sunt reduse la minim.
d- +ecristalizarea secundară are loc în caul în care materialul metalic
ecruisat şi recristaliat primar este încălit la temperaturi ridicate c'nd are loc un
proces de creştere intensiă, preferenţială a anumitor grăunţi cu dimensiuni
neuniforme.
6tadiile enumerate mai sus, determină transformări structurale care afecteaă
puternic caracteristicile mecanice ale materialelor, aşa cum se preintă în figura
#.#$.
În caul în care deformarea plastică are loc la temperaturi mai mari de rp,
stadiile de transformare preentate se realieaă concomitent cu procesele de
deformare. În acest ca se or"eşte despre deformare plastică la cald.
În caul în care deformarea plastică are loc la temperaturi su" rp se spune că
deformarea plastică are loc la rece.
%ig. #.#$ @nfluenţa temperaturii asupra caracteristicilor mecanice ale materialelor metalice ecruisate
2.4 Fluajul materialelor metalice%luajul este fenomenul de deformare lentă şi continuă în timp, a materialelor metalice,
su" acţiunea unor sarcini constante.
%enomenul de fluaj este influenţat de temperatură, fiind puternic amplificat la temperaturide lucru superioare temperaturii de recristaliare nefaică şi se poate manifesta şi în caul în caresolicitările determină stări de tensiuni care nu depăşesc limita de curgere.
##
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 23/28
+omportarea la fluaj a unui material metalic poate fi redată sintetic prin cur"a de fluaj: ε= f(τ), unde ε este deformaţia specifică, iar τ - timpul. e această cur"ă, preentată în figura#.##, se pot eidenţia cele trei etape de desfăşurare a fenomenului de fluaj:
a) În etapa iniţială su" acţiunea sarcinii constante aplicate iau naştere eforturile unitare σcare determină deformaţia specifică iniţială ε* de natură elastică (dacă σ < p()) sau elasto-
plastică (dacăσ > p()).
%ig. #.## +ur"a de fluaj
") În etapa @, numită fluaj primar sau nesta"iliat (.fig. #.##), se manifestă un fenomen
de creştere continuă a deformaţiei ε, itea de fluaj ( ε ε
τ=
d
d) fiind descrescătoare ( ε
ε
τ=
d
d
#
# < *).
În această etapă sediul principalelor procese ce au loc este interiorul grăunţilor cristalini. În prima parte a acestei etape este predominant un proces de ecruisare a materialului, caredetermină creşterea reistenţei faţă de deformaţii şi în consecinţă micşorarea iteei de fluaj. emăsura desfăşurării procesului de ecruisare au loc şi procese de restaurare - recristaliare (funcţiede temperatură) moti pentru care itea de fluaj, la sf'rşitul acestei etape nu atinge, de o"icei oaloare nulă.
c) Din momentul în care procesele de ecruisare şi de restaurare- recristaliare si-auec!ili"rat reciproc efectele, itea de fluaj deine constantă şi începe o nouă etapă, etapa a @@ - anumită fluaj secundar sau sta"iliat. În această etapă principalele procese ce se desfăşoară suntlocaliate la limitele grăunţilor. Aceste procese conduc la apariţia unor goluri intergranularesu"microscopice (acestea se formeaă prin mecanisme de deplasare şi interacţiune a
dislocaţiilor) care, a'nd posi"ilitatea să se unească între ele, cresc în timp.d) Datorită apariţiei şi creşterii golurilor intergranulare, de la un moment dat, itea defluaj creşte, acest fapt marc'nd intrarea în etapa a @@@ - a , etapa fluajului terţiar sau accelerat carese înc!eie în momentul producerii ruperii.
Din cele preentate reultă că, factorii principali ce influenţeaă comportarea la fluaj aunui material metalic sunt tensiunea de solicitare σ şi temperatura . @nfluenţa acestor factoriasupra desfăşurării fenomenului de fluaj reultă din analia diagramelor preentate în figura#.#0.
1a realiarea construcţiilor te!nice exploatate în condiţii de temperaturi ridicate tre"uieaute în edere :
- pericolul ruperii datorită fenomenului de fluaj/
- apariţia unor deformaţii inadmisi"ile.Din această cauă la proiectarea unor astfel de construcţii te!nice se impune utiliareaunor criterii de dura"ilitate limitată (funcţionarea construcţiei este asigurată un timp limitat luat
#0
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 24/28
în considerare la proiectare). entru aceasta tre"uiesc cunoscute caracteristicile de fluaj, caresunt:
- limita de fluaj conenţională (te!nică) repreintă tensiunea practic constantă care produce după o durată de încercare dată τ, o alungire la fluaj de o aloare prescrisă, la o anumitătemperatură. Această caracteristică se determină conform 6A6 <9B<, şi se sim"olieaă ε4τunde ε = $ L şi τ = $***** ore ( $4$*****).
- reistenţa conenţională de durată, repreintă sarcina statică constantă raportată la ariasecţiunii transersale iniţiale a epruetei care produce ruperea după o durată de timp prescrisă, lao anumită temperatură. Această caracteristică se determină conform 6A6 B8 şi sesim"olieaă r4τ(), unde τ = $***** ore ( r4$*****).
%ig. #.#0 @nfluenţa stării de tensiuni şi a temperaturii asupra fenomenului de fluaj
2. !"oseala materialelor
M"oseala materialelor metalice este fenomenul de rupere al acestora la tensiuni desolicitare aria"ile în timp, ce au alori mai mici dec't m.
De regulă, solicitările aria"ile la care sunt supuse piesele metalice au caracter periodic şise pot caracteria prin ciclul de solicatare, care repreintă ariaţia alorilor tensiunii de solicitareîn timpul unei perioade (. fig.A.$.#8). 7n ciclu de solicitare se defineşte cu ajutorul următorilor
parametrii :
- amplitudinea ciclului, σσ σ
=
−max min
#/
- tensiunea medie, σσ σ
med =
+max min
#/
- tensiunea maximă, σmax/- tensiunea minimă, σmin/
- coeficientul de asimetrie a ciclului, : =σ
σ
min
max
.
%ig. #.#8 +iclul de solicitare la o"oseală
#8
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 25/28
+iclurile de solicitare pot fi :- cicluri ondulante (σminσmax ≥ *)/ un ca important este ciclul de solicitare pulsator ale
cărui caracteristici sunt : σmin = *, σ = σmed = σmax4#, = */- cicluri alternante (σminσmax ≤ *)/ un ca important este ciclul de solicitare pulsator ale
cărui caracteristici sunt : σmax = σ min/ σmed = * / σ = σmax/ = -$.&xperimental se eidenţiaă următoarele aspecte priind comportarea la o"oseală a
materialelor metalice :a) Dependenţa dintre σ - amplitudinea ciclului şi C - numărul de cicluri de solicitare
p'nă la rupere poate aea două forme :- pentru fier şi aliajele fierului, titan şi aliajele titanului etc.(. fig. #.#9 cur"a @@) se
constată că la alori ale amplitudinii ciclului de solicitare mai mici dec't aloarea σ , piesa(eprueta) nu se rupe, teoretic , la un număr infinit de cicluri de solicitare. ?aloarea tensiunii σ
poartă numele de reistenţa la o"oseală a materialului, caracteristică care se determină pentru unnumăr de cicluri de solicitare de $*< ... $*> .
- pentru aluminiu şi aliajele sale şi pentru caul solicitării în medii coroie (. fig. #.#9cur"a @), practic nu se poate or"i despre o reistenţă la o"oseală .
") +ele trei stadii ale ruperii sunt foarte "ine puse în eidenţă de aspectul suprafeţelor derupere la o"oseală al pieselor, suprafeţe care preintă trei one distincte:
- ona de iniţiere a ruperii, de extindere foarte mică/- ona de propagare a ruperii, cu aspect neted şi lucios ca urmare a tasării
microgeometriei la inc!iderea şi desc!iderea repetată a fisurii, în etapa de propagare/- ona ruperi finale prin smulgere, cu aspect cristalin strălucitor.uperile la o"oseală sunt deose"it de periculoase deoarece interin fără un aertisment
preala"il a'nd caracterul ruperilor fragile, fără deformaţii glo"ale importante.Dintre factorii care influenţeaă reistenţa la o"oseală a pieselor, un rol important îl are
preenţa concentratorilor de tensiune, starea structurală, puritatea şi dimensiunile grăunţilor şicalitatea suprafeţei.
%ig. #.#9 Dependenţa σ = f(C)/ cur"a HNller.
#ddenda
♦ tensiune (tangenţială şi normală)/
♦ deformaţie specifică (liniară şi ung!iulară)/
♦ elasticitate/ deformare elastică a monocristalului/
#9
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 26/28
♦ plasticitate/ deformare plastică a monocristalului şi a agregatelore policristaline/
♦ ecruisare
♦ textură
♦ ruperea fragilă şi ruperea plastică/
♦ comportarea la rupere (fragilă şi ductilă)/
♦ factorii care determină comportarea la rupere/
♦ concentratori de tensiuni/
♦ iteă de solicitare/
♦ încercări mecanice/
♦ caracteristici mecanice/
♦ epruetă/
♦ cur"a caracteristică conenţională la tracţiune/
♦ legea lui 2oo3/
♦ modul de elasticitate/
♦ limita de elasticitate/
♦ limita de curgere/
♦ reistenţa materialului/
♦ alungire la rupere/
♦ g'tuire la rupere/
♦ încercarea de încooiere prin şoc/
♦ reilienţa/
♦ energia consumată la rupere/
♦ cristalinitate/
♦ fi"roitate/
♦ temperatura de traniţie/
♦ duritate Erinell/
#<
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 27/28
♦ grad de solicitare (la încercarea de duritate Erinell)/
♦ restaurare/
♦ recristaliare primară/
♦ creşterea grăunţilor/
♦ recristaliare secundară/
♦ defromare plastică la rece/
♦ deformare plastică la cald/
♦ fluaj/
♦ itea de fluaj/
♦ dura"ilitate limitată/
♦ limita de fluaj conenţională (te!nică)/
♦ reistenţa conenţională de durată/
♦ o"oseala materialelor/
♦ ciclu de solicitare/
♦ cicluri ondulante/ ciclu pulsator/
♦ cicluri alternante/ ciclul alternant simetric/
♦ reistenţa la o"oseală.
Teme de casă
$. Definiţi şi explicaţi noţiunile şi termenii din Addenda
#. 1a încercarea de duritate după metoda Erinell a unui oţel car"on, în condiţiile %
= 0*** 3gf, 3 = 0* s-a o"ţinut d = 8 mm.
a) 6ă se întocmească sc!ema încercării şi să se explice modul de lucru şi
particularităţile metodei.
") 6ă se calculee duritatea şi reistenţa la rupere a materialului.
#>
8/18/2019 Tema Nr 2 - Proprietati Mecanice
http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-2-proprietati-mecanice 28/28
c) resupun'nd că o epruetă de tracţiune cu d* = mm, proporţională normală
executată din acelaşi material este solicitată la o forţă de $9** daC, să se
sta"ilească lungimea dintre repere după îndepărtarea sarcinii. 6e cunoaşte &* =#,$
$*9
C4mm#
şi lungirea apruetei la sarcina aplicată ∆l = *,*< mm.0. %iguraţi (în principiu) cur"a caracteristică conenţională la tracţiune pentru două
epruete confecţionate din materialele: a) M1+ 89/ ") %c #9*. +oncluii
8. entru o epruetă de încooiere prin şoc confecţionată din M+6 9#.9a s-a
determinat G?0**4#4$* = 09 = la temperatura de încercare de O 8**+. 6c!iţaţi
eprueta, explicaţi principiul încercării şi trageţi o concluie cu priire la
reultatele încercării.9. 1a încercarea de duritate prin metoda Erinell s-a o"ţinut aloarea #9* 2E. &xplicaţi principiulîncercării şi principalele particularităţi ale metodei. +are este aloarea diametrului urmeiremanenteP<. 1a încercarea de duritate prin metoda ?ic3ers pentru stratul superficial al unei piese din oţeltratate termoc!imic s-a o"ţinut aloarea <** 2?9. &xplicaţi princiupiul încercării şi principalele
particularităţi ale metodei. +are este (aproximati) aloarea reistenţei la rupere a stratuluisuperficialP>. 1a încercarea de duritate prin metoda oc3Jell s-a o"ţinut aloarea 8# 2+. &xplicaţi
principiul încercării şi principalele particularităţi ale metodei. +'t este ad'ncimea urmei
remanenteP