Transcript Преузми
OSOBINE MATERIJALA
KLASIFIKACIJA OSOBINA
Tab. 1. Važnije fizičko-mehaničke, hemijske i tehnološke osobine materijala
F izičko-mehaničke osobine 1. Fizička građa (sklop) 2. Gustina 3. Termo fizičkle osobine 4. Elektromagnetne osobine 5. Tvrdoća 6. Čvrstoća 7. Elastičnost 8. Žilavost 9. Plastičnost Hemijske osobine 1. Atomska težina 2. Afinitet 3. Bazični karakter 4. Kiselinski karakter 5. Otpornost koroziji prema Tehnološke osobine 1. Obradivost (livenjem, presovanjem, rezanjem itd.) 2. Specifične osobine pogonskih materijala (radna sposobnost, br izantnost eksploziva i dr.) 3. Trajnost (postojanost)
FI ZIČKO-MEHANIČKE KARAKTERISTIKE
STRUKTURA
a) Kristalna materija; b) amorfna materija Sl. 1. Građa kristalne i amorfne materije: a) kristalisana materija, b) amorfna materija Najčešće kristalne rešetke kod metala: kubna, heksagonalna i tetragonalna a o –parametar rešetke Sl. 2. Najčešće atomske rešetke metala: a) površinski centrisana kubna, b) prostorno centrisana kubna, c) heksagonalna
GUSTINA
Razlikuju se dve fizičke veličine vezane za gustinu materijala i to:
gustina (apsolutna)
i zapreminska (volumenska) gustina d. Gustina (apsolutna)
određuje se iz odnosa mase matereijala (bez pora i šupljina) prema jedinici njegove zapremine: m ; V kg / m 3 gde je: m
-
masa u kg; V
-
zapremina bez pora i šupljina u m 3 .
Zapreminska (volumenska) gustina
izražava se odnosom mase materijala prema jedinici zapremine materijala zajedno sa porama i šupljinama: d m s V ; kg / m 3 , gde je: m s - stalna masa epruvete u kg; V zapremina sa porama i šupljinama u m 3 .
Poroznost
materijala predstavlja stepen ispunjenja zapremine porama i šupljinama i određuje se na osnovu poznate gustine i zapreminske gustine: p d gde je: - gustina, kg/m 3 ; d- zapreminska gustina, kg/m 3 . 100%
TVRDOĆA
Tvrdoća predstavlja otpor materijala prema prodiranju tvrđeg materijala (utiskivača) u njega. Određuje se: Brinelovom, Vikersovom i Rokvelovom metodom.
ČVRSTOĆA
Čvrstoća (jačina materijala)
je svojstvo materijala da se odupre razaranju pod dejstvom spoljašnje sile. Prema načinu dejstva spoljne sile, zatezanje, pritisak, savijanje, smicanje i uvijanje, razlikuju se
zatezna čvrstoća R m
,
pritisna čvrstoća R c
,
savojna čvrstoća R f,
,
čvrstoća na uvijanje
m , čvrstoća na smicanje
ms
i dr
.
Čvrstoće na
zatezanje, pritisak i smicanje
dobijaju se se iz odnosa maksimalne sile F m koja je proizvela razaranje epruvete i prvobitnog preseka epruvete S O :
Savojna čvrstoća
R m F m ; S o izračunava MPa se iz odnosa maksimalnog momenta savijanja M f i otpornog momenta preseka uzorka W: f M W f ; MPa Sl. 4. Vrste naprezanja pri ispitivanju materijala: 1) zatezanje; 2) pritisak; 3) savijanje; 4) smicanje; 5) izvijanje; 6) uvijanje
MODUL ELASTIČNOSTI
Elastičnost
je osobina materijala da povrati prvobitni oblik posle prestanka dejstva spoljašnje sile koja je izazvala deformaciju.
Modul elastičnosti (E)
predstavlja odnos između naprezanja u elastičnom području i jediničnog izduženja. Određuje se preko izraza: E R S F O ; MPa gde je: R - naprezanje na zatezanje, MPa; S O površina poprečnog preseka epruvete, mm 2 ; jedinično izduženje, %.
Sl. 5. Dijagram istezanja mekog čelika Tab. 3. Modul elastičnosti nekih materijala Materijal Modul elastičnosti MPa Materijal Aluminijum Bakar Sivi liv Čelik 70.300
112.500
100.000
210.000
Beton Krečnjaci Laporci Škriljci Modul elastičnosti MPa 240 11.400
4.000
900
ŽILAVOST
Žilavost je osobina materijala da može podneti razaranje tek posle veće plastične deformacije. Ova osobina materijala dolazi do izražaja kad je materijal izložen naglom i učestalom dejstvu spoljašnje sile. Materijal se može lomiti krto ili žilavo, što zavisi od niza faktora: karaktera naponskog stanja, brzine nanošenja opterećenja, temperature ispitivanja, uticaja okolne sredine i dr. Pod krtim lomom podrazumeva se lom bez prisutnih plastičnih deformacija, a pod žilavim lom sa prisutnim većim plastičnim deformacijama. Značajan napredak u proučavanju problema krtog loma predstavlja određivanje kritičnog koeficijenta inteziteta napona K ic , poznatog u praksi kao
žilavost loma.
Žilavost loma predstavlja meru otpora nekog materijala prema razvijanju krte prskot ine u uslovima ravanske deformacije. Određuje se na epruvetama sa inicijalnom, tzv. “zamornom” prslinom, koje se ispituju zatezanjem ili savijanjem na univerzalnim mašinama za ispitivanje materijala.
PLASTIČNOST
Plastičnost je osobina materijala da se može deformisati pod dejstvom spoljašnje sile u toplom ili hladnom stanju, a da pri tome zadrži oblik posle prestanka dejstva sile. Deformacije su rezultat delovanja unutrašnjeg napona u materijalu elementa, koji dovodi do trajne izmene oblika i dimenzija.
ZAMOR MATERIJALA
Usled dugotrajnog dejstva periodično promenljivih opterećenja nastaje postepeno razaranje materijala. Ta pojava naziva se zamor materijala, a tako izazvan prelom - prelom usled zamora. Za pojavu loma nij e od odlučujućeg značaja samo visina opterećenja, već i učestalost njegovog ponavljanja. Pri učestalom ponavljanju nekog opterećenja mnogi mašinski delovi se lome, iako je to opterećenje znatno manje od statičkog opterećenja potrebnog za lom.
HEMIJSKE OSOBINE
Hemijske osobine
materijala zavise od njihovog hemijskog sastava, odnosno od osobina hemijskih elemenata i načina njihove pojave u vidu smeša i spojeva od kojih se materijali sastoje.
TEHNOLOŠKE OSOBINE
Tehnološke osobine
materijala se zasnivaju kako na fizičko mehaničkim, tako i na hemijskim osobinama materijala. One se odnose na karakteristične sposobnosti materijala da se može obrađivati različitim tehnološkim postupcima, kao i da se može suprostaviti štetnim uticajima pod specijalnim radnim uslovima. U tehnološke osobine spadaju: obradivost, trajnost materijala, specifične tehnološke osobine pogonskih materijala i dr.
Obradivost
materijala je sposobnost konstrukcionih materijala da se mogu obrađivati raznim procesima obrade u prerađivačkoj industriji. Pod ob radivošću podrazumeva se više tehničkih karakteristika materijala koje se uglavnom svode na sledeće osobine: plastičnost, kovnost, livkost, rezivost, zavarivost itd.
Trajnost ili postojanost
je jedna od važnijih osobina kako konstrukcionih tako i pogonskih materijala, kojom se označava otpor materijala prema raznim uticajima, koji utiču na skraćenje veka trajanja materijala, a samim tim i konstrukcije. Trajnost materijala je u funkciji fizičko-mehaničkih, hemijskih i drugih štetnih uticaja. Razaranje materijala pod hemijskim i elektrohemijskim uticajima poznato je pod opštim nazivom
korozija
, dok se razaranje pod čisto mehaničkim uticajima naziva
habanje-abrazija
.
Otpornost na habanje
je sposobnost materijala da se opiru habanju, oštećenju površine ili promeni dimenzija pod dejstvom sila trenja. Pogonski materijali odlikuju se specifičnim tehnološkim osobinama k oje su karakteristične samo za odgovarajuće materijale, kao npr. brzina detonacije, brizantnost radna sposobnost i dr. kod eksploziva, zatim toplotna moć, paljivost i dr. kod goriva, ili pH vrednost, tvrdoća kod rudničkih voda itd.
STANDARDI ZA MATERIJALE
Za upoznavanje osobina materijala i njihovu primenu od velike va žnosti je uvođenje
standarda
za materijale. Standardizacijom je posti gnuta unifikacija u oblasti ispitivanja i kontrole karakteristika materijala. Standardima se definišu: a) karakteristike materijala; b) metode, mašine i aparati za ispitivanje osobina materijala; c) oblik, veličine, stanje isporuke, oblast primene i druge karakte ristike gotovih proizvoda. U našoj zemlji koriste se Srpski standardi ili skraćeno SRPS, koji su usaglašeni sa mađunardnim ISO standardima. Poslednjih godina se susrećemo sa velikom akcijom uvođenja novih
internacionalnih standarda ISO
9000-9004, evropskih standarda
EURONORM EN
29000-29004, kao i srpskih standarda
SRPS ISO 9000 9004
.