1) Tõmbetugevus- max jõule vastav pinge (Rm=Fm/So) 2) Voolavuspiir- Pinge mis vastab voolavusjõule Tinglik voolavuspiir Rp0.2 (kui materjalil voolavus puudub), pinge, mille korral plastiline jääkdeformatsioon on 0.2% 3) Materjali tugevust 4) Katkevenivus- suhteline pikenemine protsentides purunemiseni Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides 5) Materjali plastsust 6) Katkeahenemine ja katkevenivus 7) Reh- (ülemine voolavuspiir) pinge väärtus, mille saavutamisel esmakordselt täheldatakse jõu vähenemist Rel- (alumine voolavuspiir) pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel Rp- tinglik voolavuspiir (2) 8) Kuna tõmbeteimil väheneb koormamise käigus teimiku ristlõikepindala, siis tugevuspiiri Rm väärtused ei kajasta tegelike pingeid. Plastsete materjalide korral võib Rm vaadelda kui vastupanu märgatavale plastsele deformatsioonile. 9)
Töö eesmärk: Tutvuda plastse ja hapra materjali käitumisega tõmbel ja määrata olulisemad tugevuskarakteristikud. Katsekeha Nr. 1: TERAS Tõmbetugevus Rm Rm== = 578,92 MPa Tinglik Voolavuspiir: Rp Rp 0,2=== 549,77 MPa Katkevenivus: A A=*100%= *100%= 9,02% Katkeahenemine: Z Z=*100%= *100%= 58,81% Katsekeha Nr.2 ROOSTEVABA TERAS Tõmbetugevus Rm Rm== = 685,93 MPa Tinglik Voolavuspiir: Rp Rp 0,2=== 367,28 MPa Katkevenivus: A A=*100%= *100%= 51,28% Katkeahenemine: Z Z=*100%= *100%= 70,07% Katsekeha Nr.3 MESSING Tõmbetugevus Rm Rm== = 404,79 MPa Tinglik Voolavuspiir: Rp Rp 0,2=== 349,65 MPa Katkevenivus: A A=*100%= *100%= 30,71% Katkeahenemine: Z Z=*100%=*100%= 73,52% Katsekeha Nr.4 ALUMIINIUM Tõmbetugevus Rm Rm== = 371,32 MPa Tinglik Voolavuspiir: Rp Rp 0,2=== 185,56 MPa Katkevenivus: A A=*100%= *100%= 21,04% Katkeahenemine: Z Z=*100%= *100%= 68,14% Diagrammil toimuvate protsesside kirjeldus
Voolavuspiiriks nimetatakse pinget mis vastab voolavusjõule. Enamiku sulamite tõmbediagrammidel voolavusplatvorm puudub, mistõttu voolavuspiiri asemel kasutatakse tinglikku voolavuspiiri. Tinglik voolavuspiir määratakse jääva deformatsiooni 0,2% juures, s.o. jõu juures mis kutsub esile teimiku jääva pikenemise 0,2% võrra. 3. Missugust materjali omadust iseloomustab tõmbetugevus, voolavuspiir, tinglik voolvuspiir? Materjali tugevust 4. Mis on katkevenivus, katkeahenemine? Katke venivus ja katkeahenemine on plastsusnäitajad. Katkevenivus on suhteline pikenemine A%. A = (Lu-L o/ Lo)*100% Lo teimiku tööosa algmõõtepikkus mm Lu teimiku pikkus pärast katkemist ehk lõppmõõtepikkus mm Lu Lo mõõtepikkuse tööosa jäävpikenemine mm-tes peale teimiku purunemist Katkeahenemine on Z% Z=(So St/ So)* 100% So teimiku tööosa ristlõike algpindala Su teimiku minimaalne ristlõikepindala pärast katkemist (lõpp-pindala) 5
Määratakse tõmbediagrammi abil, mõjuv jõud jagatud keha alg ristlõikepindalaga. 5. Missugust materjali omadust iseloomustab tõmbetugevus, voolepiir ja tinglik voolepiir? 1)Tugevust ja plastsust. Tugevus- materjali võime purunemata taluda koormust. Plastsus on materjali võime muuta purunemata talle rakendatud koormuse mõjul keha kuju ja mõõtmeid. Peale jõu kadumist säilitada oma deformatsioon. 6. Mis on katkevenivus, katkeahenemine? katkevenivus on suhteline detaili pikenemine protsentides , ja ahenemine detaili suhteline ristlõike pindala muutus protsentides. 7. Missugust materjali omadust iseloomustab katkevenivus, katkeahenemine? Plastsust 8. Millised on materjali plastsusnäitajad? Katkevenivus ja katkeahenemine 9. Mis on löökpaindeteim? Mis on selle katse eesmärk? Löökpaindeteim seisneb sisselõikega proovikeha purustamises
2. Materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile. 3. Materjali võime staatiliste jõudude toimel purunemata oluliselt deformeeruda ja pärast jõudude eemaldamist kujumuutused säilitada. 4. Materjali võime purunemata taluda pinget. 5. Materjali võime purunemata taluda dünaamilist koormust. Küsimus 5 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Vali üks või enam: 1. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides 2. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused 3. Katkeahenemine on plastsusnäitaja 4. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaja Küsimus 6 Õige Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Millised väited on õiged katkevenivuse kohta? Vali üks või enam: 1. Katkevenivus on tugevusnäitaja 2
u =maxF/A0 Metalli plastsus Võime omandada olulist jääkdeformatsiooni. Plastsust iseloomustatakse kahe kaudse karakteristikuga: Katkevenivus purunenud katsekeha mingil mõõtepikkusel määratud keskmine suhteline jääkpikenemine: 0 ¿ l 0 x 100 kus u =l-lu on pikkuse muut, mis on mõõdetud purunemise järel. Siin l u on mõõtebaasi lõppikkus. Katkeahenemine katse käigus registreeritud suurim ristlõikepindala muut protsentides algpindalast: 0 - u ¿ A x 100 u kus Au on ristlõikepindala katsekeha kaelas purunemise järel. Katse metoodika: Materjalide mehaanikalised omadused määratakse tavaliselt otsese testimisega, mis sageli lõppevad katsekeha purunemisega. Käesolevas laboratoorses töös testiti kahte materjali tõmbele.
mõõtmetest 0,2% võrra. Määratakse tõmbediagrammi abil, mõjuv jõud jagatud keha alg ristlõikepindalaga. 3.Missugust materjali omadust iseloomustab tõmbetugevus? Tugevust ja plastsust. Tugevus- materjali võime purunemata taluda koormust. Plastsus on materjali võime muuta purunemata talle rakendatud koormuse mõjul keha kuju ja mõõtmeid. Peale jõu kadumist säilitada oma deformatsioon. 4.Mis on katkevenivus, katkeahenemine? katkevenivus on suhteline detaili pikenemine protsentides , ja ahenemine detaili suhteline ristlõike pindala muutus protsentides. 5.Missugust materjali omadust iseloomustab katkevenivus, katkeahenemine? platsust 6.Millised on materjali plastsusnäitajad? Katkevenivus ja katkeahenemine 7.Mida tähistavad tähised ReH, ReL, Rp? Ülemine voolavuspiir, alumine voolavuspiir ja tinglik voolavuspiir 8.Miks tugevusarvutustes sitkete materjalide korral ei sobi tugevuspiir?
Units: % Score: 6/6 7. Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=15 756N ja teimiku ristlõike pindala So=13mm2 Student Response Answer: 1212 Units: N/mm2 Score: 6/6 8. Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response Feedback A. Katkeahenemine on nii plastsus kui ka sitkusnäitaja B. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides C. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. D. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused Score: 6/6 9. Millised väited on õiged katkevenivuse kohta?
pärast purunemist on L1=118.83mm Student Response: 18.83 % Score: 6/6 Küsimus 7 (6 points) Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=12849N ja teimiku ristlõike pindala So=70mm2 Student Response: 183.56 N/mm2 Score: 6/6 Küsimus 8 (6 points) Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides b. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused c. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. d. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaja Score: 6/6
pärast purunemist on L1=125.71mm Student Response: 25.71 % Score: 6/6 Küsimus 7 (6 points) Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=8258N ja teimiku ristlõike pindala So=81mm2 Student Response: 101.95 N/mm2 Score: 6/6 Küsimus 8 (6 points) Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response: Õppija Vastuse variandid vastus a. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides b. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused c. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. d. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaja Score: 6/6
Katsekeha andmed: Algpikkus l0 = 100,4 mm Lõplik pikkus l = 127,57 mm Algläbimõõt d0 = 19,96 mm Lõplik läbimõõt d= 11,54 mm Algristlõike pindala A0 = 312,9 mm2 Ristlõike pindala purunemise järel A = 104,6 mm2 Joonis 1. Terase tõmbediagramm Arvutused: Katkevenivus = (u/l0) * 100% , kus u pikkuse muut, mis on mõõdetud purunemise järel l0 algpikkus = (27,17 / 100,4) *100 = 27.1 % Katkeahenemine = (A0-Au)/A0 *100% , kus A0 - algristlõikepindala Au ristlõike pindala purunemise järel = (312,9-104,6)/312,9 *100 = 66.6 % 2 Joonis 2. Terase moone ja pingete vaheline seos Flõpp 117869 tegelik = A lõpp = 104, 59 = 1126,96 MPa F max 174419 =557,43 tinglik = Ao = 312,9 MPa
6. Arvutada katkevenivus A, kui teimiku esialgne pikkus on Lo= pärast purunemist on L1=113,28mm Answer: Units: Score: 3/3 7. Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=11 So=72mm2 Answer: Units: Score: 2,1/3 8. Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response A. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured v B. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemisko C. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. D. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaja Score: 0/3 9. Millised väited on õiged katkevenivuse kohta? Student Response A. Katkevenivuse mõõtühikuks on N/mm2 (ruudus) ja saa B. Katkevenivus on sitkusnäitaja C
Kasutatud töövahendid: Mikroskoop, materjalide lihvid Materjalide struktuurid: Lihvide kirjeldused: Terased: Lihv 1: Puhas raud. Struktuur koosneb ferriidist. Lihv 2: Väikse süsinikusisaldusega teras. Struktuuri koostis: Ferriit + perliit. Süsiniku sisaldus terases on ligikaudu 0.1%. Terase mark: C10E. Teras C10E tõmbetugevus jääb vahemikku 490-780N/mm2, voolavuspiir 295-390N/mm2, katkevenivus A on 13-16% ja katkeahenemine Z on 40-50%. Lihv 3: Eelmisest mõnevõrra suurema süsinikusisaldusega teras (0.35%). Struktuuri koostis: Ferriit + perliit. Terase mark: C35E. Terase C35E tõmbetugevus jääb vahemikku 550-780N/mm2, voolavuspiir 320-430N/mm2, katkevenivus A on 17-20% ja katkeahenemine Z on 40-50%. Lihv 5: Üleeutektoidteras süsinikusisaldusega 1.1%. Terase mark: C110E. Struktuuri koostis: Perliit + sekundaar tsementiit.
Answer: 24,62 70% 24,62 Units: mm 0.0% % Score: 2,1/3 7. Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=12 pindala So=70mm2 Student Response Value Answer: 183,5571429 70% 184 Units: N/mm2 30.0% N/mm2 Score: 3/3 8. Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response A. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaj B. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused C. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides D. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. Score: 0/3 9. Millised väited on õiged katkevenivuse kohta? Student Response Student Response
Answer: 13,31 Units: % Score: 0,9/3 7. Arvutada tinglik voolavuspiir Rp0,2, kui jõud F0,2=10 966N ja teimiku ristlõike pindala So=80mm2 Student Response Answer: 137,08 Units: N/mm2 Score: 3/3 8. Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Student Response A. Katkeahenemine on nii plastsus- kui ka sitkusnäitaja B. Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides C. Katkeahenemine on plastsusnäitaja. D. Katkeahenemine ja katkevenivus on alati sama suured väärtused Score: 3/3 9. Millised väited on õiged katkevenivuse kohta? Student Response A. Katkevenivus on katsekeha suhteline jäävpikenemine protsentides peale
A. Grafiitmalmide 50% kõvadus, kuna seal on struktuuriosad väga erineva kõvadusega B. Üksikute -50% struktuuriosade kõvaduse määramiseks C. Lõõmutatud 50% terased D. Karastatud -50% terased Score: 10/10 5. Materjali plastsusnäitajateks on? Student Correct Value Feedback Response Answer A. katkeahenemine 50% Z B. HRC -50% C. katkevenivus A 50% D. KV -50% Score: 10/10 6. Millised teimidest on staatilised katsetused? Student Correct Value Feedback Response Answer A. surveteim 34% B. tõmbeteim 33% C. kõvadusteim 33% D. löökpaindeteim -50% Score: 10/10 7. Millised on pingeühikud? Student Correct
A. HRC 60% B. HV 40% C. HRB D. HBS Score: 10/10 5. Materjali plastsusnäitajateks on? Student Correct Value Response Answer A. katkevenivus A 50% B. KV Student Correct Value Response Answer C. katkeahenemine 50% Z D. HRC Score: 10/10 6. Mis on materjali sitkuse näitajaks standardi EVS EN 1004 Student Correct Value Response Answer A. Rm, Re [N/mm2] B. KU, KV 100% [J] C. HRC, HRA D. A, Z [%] Score: 10/10 7. Millised on pingeühikud?
4.1.1 Terase 41Cr4(40X) termotöötlus Gaasiline C ja N - nitrotsementiitimine 830 oC, karastamine õlis ja madalnoolutus 200 oC juures. See parandab materjali kõvadust, kulumiskindlust ja korrosioonikindlust. Mehaanilised omadused peale termotöötlust tabelis 1.1. Materjal 41Cr4(40X) Tinglik voolavuspiir N/mm2 560 Tõmbetugevus N/mm2 675 Katkevenivus A% 14 Katkeahenemine Z% 45 Südamik Pind Kõvadus 187...241HB 48...53HRC Tabel 1.1 4.2 Süsinikteras C40E(40) Teine valik on süsinikteras C40E(40). Sisaldab kuni 0,44% süsiniku ja on väga kulumiskindel. 4.2.1 Terase C40E(40) termotöötlus Karastamine 845 oC, kõrgnoolutus 550 oC juures, hammaste pindkarastus ja seejärel madalnoolutus 200 oC. Mehaanilised omadused peale termotöötlust tabelis 1
suhet tõmbel (survel). 4. Metallide ja sulamite mehaanilised omadused. Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vm. Tugevusnäitajateks on tõmbetugevus, survetugevus ,voolavuspiir tõmbel, voolavuspiir survel. Plastsus on materjali võime muuta purunemata talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse eemaldamist. Plastsusnäitajateks on katkevenivus, katkeahenemine. Sitkus on materjali võime purunemata taluda dünaamilist koormust. Sitkusnäitajateks on löökteimil määratav purustustöö, eriteimiga määratav purunemissitkus. Staatilisel kormamisel määratavad omadused: tõmbeteim, surveteim. Tõmbeteimiga määratakse peamiselt tugevusomadused : voolavuspiir, tõmbetugevus Lisaks plastusnäitajad : katkevenivus ehk suhteline pikenemine, katkeahenemine. Surveteimiga määratakse peamised tugevusomadused : voolavuspiir, survetugevus.
METALLIDE JA SULAMITE OMADUSED Mehaanilise tugevuse näitajad EVS-EN 10002-1 Metallmaterjalid.Tõmbeteim · Tugevusnäitajatest määratakse katsetamisel tõmbele · -Tõmbetugevus Rm maksimaaljõule vastav pinge · Voolavuspiir ReH ReL · Tinglik voolavuspiir RP EVS-EN 10002-1 Metallmaterjalid.Tõmbeteim · Plastsusnäitajatest määratakse katsetamisel tõmbele · -Katkevenivus A% (suhteline pikenemine protsentides purunemiseni) · Katkeahenemine Z% ( ) Tegelikud pinged · Kõik tugevusnäitajad kujutavad endast pinget-jõudu pinnaühiku kohta · Tugevusnäitajaid kasutatakse konstruktsioonielementide arvutamisel · Tugevuse hindamine lubatavate pingete meetodil. Konstruktsiooni töötamine elastsete deformatsioonide piirkonnas. Tegelikud pinged · Plastsetel materjalidel on lubatav pinge tugevusvaru võrra väiksem kui selle materjali voolavuspiir v · Vastavalt detaili vastutusrikkuse astmele
2. Mis on elastus? Materjali võime staatiliste jõudude toimel purunemata oluliselt deformeeruda ja pärast jõudude eemaldamist võtta tagasi esialgne kuju. 3. Mis on plastsus? Materjali võime staatiliste jõudude toimel purunemata oluliselt deformeeruda ja pärast jõudude eemaldamist kujumuutused säilitada. 4. Mis on tugevus? Materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile. 5. Millised väited on õiged katkeahenemise Z kohta? Katkeahenemine on algristlõikepindala ja purunemiskoha ahenenud osa pindala suhe protsentides 6. Millised väited on õiged katkevenivuse kohta? Katkevenivus on katsekeha suhteline jäävpikenemine protsentides peale purunemist võrrelduna algpikkusega. 7. Milline mõju on teimiku mõõtudel ja kujul tugevusnäitajatele? Kuna tugevusnäitajad arvutatakse välja ristlõike ja jõu suhtena, siis tulemused on alati samad. 8. Millist materjali omadust määratakse löökpainde teimiga
2. väike allajahtumisaste 3. suur ülekuumutusaste 4. väike ülekuumutusaste 28. (Points: 2.5) Kuidas seletada temperatuuriseisakuid metallide jahtumise kõveratel? 1. metalli terade eraldumine 2. metalli terade moodustamine 3. kristalliseerumissoojuse eraldumine 4. kristalliseerumiskeskmete moodustamine 29. (Points: 2.5) Millised on metallide põhilised mehaanilised omadused? 1. kõvadus, elastsus, löögisitkus 2. tõmbetugevus, kõvadus, väsimuspiir 3. voolavuspiir, plastsus, katkeahenemine 4. tõmbetugevus, tihedus, katkevenivus 30. (Points: 2.5) Millised mehaanilised omadused määratakse staatilisel koormamisel? 1. tõmbetugevus, löögisitkus, katkevenivus 2. löögisitkus, väsimuspiir, külmhapruslävi 3. voolavuspiir, kõvadus, katkevenivus 4. kõvadus, väsimuspiir, katkeahenemine 31. (Points: 2.5) Milline nimetatud terastest on suurema kõvaduse ja tugevusega (nii lõõmutatult kui karastatult)? 1. eeleutektoidne teras 2. eutektoidne teras 3
Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Kloori kasutatakse Vali üks: a. Cu tootmisel b. terase tootmisel c. Ti ja Mg tootmisel d. Al tootmisel Küsimus 6 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Millised on metallide põhilised mehaanilised omadused? Vali üks: a. kõvadus, elastsus, löögisitkus b. tõmbetugevus, tihedus, katkevenivus c. voolavuspiir, plastsus, katkeahenemine d. tõmbetugevus, kõvadus, väsimuspiir Küsimus 7 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Palju süsiniku on FeFe3C faasidiagrammi eutektilisel sulamil? Vali üks: a. 0,02 % b. 2,14 % c. 6,67 % d. 4,3 % Küsimus 8 Valmis Hinne 1 / 1 Märgista küsimus Küsimuse tekst Milliseid jahutamistingimusi vedelast olekust on vaja metalli jämedateralise struktuuri tekkimiseks?
d. väike allajahtumisaste Question 24 Complete Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text SüsinikusisaIduse suurenemine terases vähendab Select one: a. kõvadust b. tugevust c. rabedust d. löögisitkust Question 25 Complete Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Millised on metallide põhilised mehaanilised omadused? Select one: a. kõvadus, elastsus, löögisitkus b. voolavuspiir, plastsus, katkeahenemine c. tõmbetugevus, tihedus, katkevenivus d. tõmbetugevus, kõvadus, väsimuspiir Question 26 Complete Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Instrumentaalterased sisaldavad süsinikku Select one: a. 0,15 % b. üle 0,8 % c. 4,0 % d. 0,01 % Question 27 Complete Mark 1.00 out of 1.00 Flag question Question text Millisel pulbermetallurgia paagutamise meetodil on kahanemine väiksem? Select one: a
Vali üks: a. nikli ja kobalti baasil b. aluminiumi ja nikli baasil c. raua ja räni baasil d. alumiiniumi ja räni baasil Küsimus 12 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Millised on metallide põhilised mehaanilised omadused? Vali üks: a. kõvadus, elastsus, löögisitkus b. tõmbetugevus, kõvadus, väsimuspiir c. tõmbetugevus, tihedus, katkevenivus d. voolavuspiir, plastsus, katkeahenemine Küsimus 13 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Süsinik satub malmi Vali üks: a. kütusest b. aherainest c. räbustist d. maagist Küsimus 14 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst Terase "keemisel" eraldub Vali üks: a. C b. P c. Si d. Mn Küsimus 15 Valmis Hinne 1,00 / 1,00 Flag question Küsimuse tekst
Kuni temp.727 C koosneb ledeburiit auserniidist ja tsementiidist,alla selle feriidist ja tsementiidist. ' Terased Teras on paljukomponentne sulam,mis peale süsiniku sisadab ka tavalisandeid ja legeerivaid elemente.Terase tugevusomadused sõltuvad eelkõige teraste süsinikusisaldusest.C -sisalduse suurenedes terastes kasvab terase kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir ning tinglik tõmbepinge; vähenevad aga plastsuse näitajad (katkevenivus ja katkeahenemine) ning sitkuse näitajad; kasvab aga vastupanu väsimuspurunemisele kuni C -sisalduseni 0,55... 0,65%. Kõik terased süsinikusisaldusega 0,02% kuni 0,8% koosnevad ferriidist (hele) ja perliidist (tume) ning neid nimetatakse alaeutektoidseteks. Süsinikusisalduse suurenemisega väheneb neis ferriidi kogus ja proprtsionaalselt suureneb perliidi kogus. Teras, mis sisaldab 0,8% C, on eutektoidne ja tema struktuur koosneb ainult perliidist.
Tugevus(MPa- N ruutmillimeetri kohta)- Materjali võime purunemata taluda koormust,ebaühtlast temperatuuri vm. Tõmbetugevus:-Maksimaalne materjali võime taluda mingisugust jõudu enne purunemist Rm Ühik 1 MPa Plastsus(Väljendatakse protsentides)-Materjali võime muuta purunemata talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmed ning säilitada jäävat(plastset) deformatsiooni pärast koormuse eemaldamist. (Katkevenivus A, Katkeahenemine Z - %) 5) Metallide ja sulamite mehaanilised omadused. ÜHIKUD Staatilisel kormamisel määratavad omadused: tõmbeteim- staatilise Tõmbeteimiga määratakse metallide puhul: Voolavuspiir(ReL=1 MPa- maksimaalne tugevus kaduvate deformatsioonide alas, oluline konstruktsioonides), Tõmbetugevus (Rm=1MPa Maksimaalne materjali võime taluda mingisugust jõudu enne purunemist) ja plastsusnäitajad nagu katkevenivus-(A)kui palju keha pikeneb võrreldes esialgse pikkusega enne
Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 b. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) c. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) d. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z e. Materjali kõvadus Rockwell'i C skaalas Score: 0 / 10 Küsimus 10 (10 points) Sild paigutatakse soojuspaisumisega seotud liikumiste kompenseerimiseks malmklotsile (vt joonisel pool sillast, punasega 2 klotsi). Sillal on kokku 4 klotsi ning silla maksimum kogumass on 68 tonni. Ühe klotsi ristlõikepindala on piiratud 1650 mm2. Leidke survepinged klotsis, mille järgi saaks hakata otsima sobivat malmi? Student Response: 100.96 N/mm2
a. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 b. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) c. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) d. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z e. Materjali kõvadus Rockwell'i C skaalas Score: 0 / 10 Küsimus 10 (10 points) Sild paigutatakse soojuspaisumisega seotud liikumiste kompenseerimiseks malmklotsile (vt joonisel pool sillast, punasega 2 klotsi). Sillal on kokku 4 klotsi ning silla maksimum kogumass on 140 tonni. Ühe klotsi ristlõikepindala on piiratud 1650 mm2. Leidke survepinged klotsis, mille järgi saaks hakata otsima sobivat malmi? Student Response: 207.87 N/mm2
2. segakeraamika + 3. mitteoksiidkeraamika + 4. oksiidkeraamika + Küsimus 5 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised materjali mehaanilised omadused on aluseks detaili tugevusarvutustel? Vali üks või enam: 1. Tõmbe või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) + 2. Materjali kõvadus 3. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 + 4. Tõmbe või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) 5. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z Küsimus 6 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Weibulli moodul iseloomustab.... Vali üks: 1. kõvadust 2. üldisi mehaanilisi omadusi 3. omaduste (sh. mehaaniliste omaduste) hajuvust + 4. keraamika termopüsivust Küsimus 7 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised on tehnokeraamika omadused võrreldes terastega? Vali üks või enam: 1. Teraste sitkusnäitajad on madalamad 2. Tehnokeraamika tihedus on enamasti väiksem + 3. Teraste tõmbetugevus on suurem + 4
Student Response A. segakeraamika B. mitteoksiidkeraamika C. kammkeraamika D. oksiidkeraamika Score: 8/8 5. Millised materjali mehaanilised omadused on aluseks detaili tugevusarvutustel? Student Response A. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) B. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z C. Materjali kõvadus Rockwell'i C skaalas D. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 E. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) Score: 8/8 6. Weibulli moodul iseloomustab.... Student Response 1. üldisi mehaanilisi omadusi 2. kõvadust 3. omaduste (sh. mehaaniliste omaduste) hajuvust 4. keraamika termopüsivust Score: 8/8 7.
Küsimus 4 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised maatriksitüübid on peamiselt kasutusel keraamilistes komposiitides? Vali üks või enam: 1. oksiidkeraamika 2. kammkeraamika 3. segakeraamika 4. mitteoksiidkeraamika Küsimus 5 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst Millised materjali mehaanilised omadused on aluseks detaili tugevusarvutustel? Vali üks või enam: 1. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) 2. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z 3. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) 4. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 5. Materjali kõvadus Küsimus 6(3. peaks õige olema) Vale Hinne 0,00 / 8,00 Küsimuse tekst Weibulli moodul iseloomustab.... Vali üks: 1. üldisi mehaanilisi omadusi 2. kõvadust 3. omaduste (sh. mehaaniliste omaduste) hajuvust 4. keraamika termopüsivust Küsimus 7 Õige Hinne 8,00 / 8,00 Küsimuse tekst
Määratakse järgmised tugevus-ja plastsusnäitajad: Tugevusnäitajad: Tõmbetugevus Rm-maksimaaljõule F m vastav pinge. Voolavuspiir ReH(ülemine)ja ReL(alumine) ReH-pinge väärtus,mille saavutamisel esmakordselt täheldatakse jõu vähenemist, ReL-pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel Tinglik voolavuspiir Rp-pinge,mille juures vaasi jäävpikenemine saavutab etteantud väärtuse protsentides. Plastsusnäitajad: Katkevenivus A%(suhteline pikenemine protsentides purunemiseni) Katkeahenemine Z% Löökpaindeteim Konstruktsioonile võib mõjuda löökkoormus,mis võib hapralt purustada detaili.See on üks ohtlikemaid konstruktsioonide purunemise viise.Katsetamine võimaldab otsustada materjali kalduvuse üle haprale purunemisele. Katsetamine seisneb keskelt soonitud ja mõlemast otsast toestatud teimiku purustamises löökpendliga,määrates töö,mis kulub teimiku purustamiseks. Kasutatakse kahe soonekujuga teimikuid:
A. sitkusnäitajad 0% B. kõvadus 0% C. tugevus-ja plastsusnäitajad 100% D. sitkus-ja plastsusnäitajad 0% 8. Tõmbeteimiga määratakse järgmised materjali plastsusnäitajad? Student Response Value Correct Answer A. katkeahenemine Z 50% B. katkevenivus A 50% C. füüsikaline voolavuspiir Re -50% D. löögisitkus KU -50% 9. Konstruktsioonis on detail, mis töötab staatilistel tõmbekoormustel, kuid saab ka löökkoormusi. Detaili töötemperatuur on vahemikus +40...-35 kraadi. Detaili ristlõikepindala on 5 mm2 ja
Tõmbetugevus (tugevuspiir) on maksimaaljõule vastav mehaaniline pinge Rm = Fm / So Voolavuspiir (ülemine, alumine, tinglik), Re=Fe/So, Rpo,2=Fp0,2/So (tinglik). Voolavuspiir on pinge mis vastab voolavusjõule. Fe=Väike painutus tekib plastidel, Fm=Kaela tekkimine plastidel PLASTSUSNÄITAJAD: Katkevenivus A = (L Lo) : Lo x 100 %, kui mitu protsenti on võimeline mingi materjal venima enne purunemist. Lo- Teimiku algmõõtepikkus, L-Teimiku lõppmõõtepikkus pärast purunemist. Katkeahenemine Z = (So S) : So x 100 % So-Teimiku algristlõikepindala, S-teimiku minimaalne ristlõikepindala katkemiskohas. 2.Löökpainde katsega määratavad materjalide purustustöö normeeritud näitajaid, nende seos katsetemperatuuridega. Tähistus. Sitkus on materjali võime purunemata taluda dünaamilist koormust. Plastsus on materjali võime purunemata muuta oma kuju ja mõõtmeid säilitades kujumuutuse ka peale väliskoormuse lõppemist.
oma esialgse kuju. 6. Metallide ja sulamite mehaanilised omadused. Staatilisel kormamisel määratavad omadused: tõmbeteim, surveteim. Staatilised tombeteimiga maaratakse metallide korral jargmised tugevusomadused: - voolavuspiir (yield limit, proof strength) - tombetugevus (tensile strength) Uhik: N/mm2; 1 N/mm2= 1 MPa Varem oli kasutusel kgf/mm2; 1kgf/mm2=9,8*106N/m2 10 N/mm2 Lisaks maaratakse materjali plastsusnaitajad: - katkevenivus (percentage elongation after fracture) - katkeahenemine (percentage reduction of area) Surveteimiga maaratakse metallide korral samad tugevusomadused, mis tombeteimigagi: - voolavuspiir (yield limit, proof strength) - survetugevus (compresion strength) Dünaamilisel koormamisel määratavad omadused: löökpaindeteim. lookpaindeteimiga maaratakse materjali loogisitkus, mida tahistatakse KU voi KV. Tsüklilisel koormamisel määratavad omadused: väsimusteim. Vasimusteim (fatigue test) Metallide vasimusteimid on regelementeeritud:
Tõmbepinge on pinge mis rakendatakse kehale tõmbamisel. Rakendatakse tõmbeteimil voolavuspiiri, tõmbetugevuse, samuti ka materiali plastsusomaduste määramisel, katkevenivuse ja katkeahenemise määramisel. Tugevusomadused antakse pingeühikutes- Mpa. 3. Missugust materjali omadust iseloomustavad tõmbetugevus ja voolavuspiir? Tõmbetugevus iseloomustab tugevusomadusi(voolavuspiir ja tõmbetugevuspiir), ja samuti ka materjali plastsusnäitajaid(katkevenivus ja katkeahenemine). 5. Mida kujutavad detailides pingekontsentraatorid, kuidas mõjutavad need detailide tugevuse ja plastsuse omadustele? Pingekonsentraatorid muudavad metallides pingeolukorda ja tekitavad metallides pinge kondsetratsiooni. Tugevus ja plastsus vähenevad, et neid oleks parem katsetada. 7. Miks tugevusarvutustes sitkete materjalide korral ei sobi tugevuspiir Rm? Rm võib hapra materjali korral pidada tugevuspiiriks. Plastse materjali tõmbeteimil iseloomustab ta
ristlõike pindala S=57mm2 Student Response Answer: 349 Units: N/mm2 Score: 4/4 8. Leida materjali survetugevus Rm kui Fm = 21 590N ja katsekeha ristlõike pindala S=96mm2 Student Response Answer: 225 Units: N/mm2 Score: 4/4 9. Millised materjali mehaanilised omadused on aluseks detaili tugevusarvutustel? Student Response Feedback A. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z B. Materjali kõvadus Rockwell'i C skaalas C. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) D. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) E. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 Score: 6/6 10. Sild paigutatakse soojuspaisumisega seotud liikumiste kompenseerimiseks malmklotsile (vt joonisel pool sillast, punasega 2 klotsi). Sillal on kokku 4 klotsi ning
tugevusarvutustel? Student ResponseFeedback A. Füüsikaline voolavuspiir Re või tinglik voolavuspiir Rp0,2 B. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on suur) C. Tõmbe- või survetugevus Rm (kui Re või Rp0,2 ja Rm vahe on väike) D. Materjali kõvadus Rockwell'i C skaalas E. Plastsusnäitajad katkevenivus A ja katkeahenemine Z Score:6/6 10. Sild paigutatakse soojuspaisumisega seotud liikumiste kompenseerimiseks malmklotsile (vt joonisel pool sillast, punasega 2 klotsi). Sillal on kokku 4 klotsi ning silla maksimaalne kogumass on 61 tonni. Ühe klotsi ristlõikepindala on piiratud 1650 mm2. Leidke survepinged klotsis, mille järgi saaks hakata otsima sobivat malmi? Student Response Answer:90.6 Units:N/mm2 Score:3/3 11.
Mida rohkem terases on süsinikku, seda suurem on kõvadus kuni 0,8%ni. Kui C-d on üle 0,8%, tuleb struktuuri habras faas tsementiit, mille tõmbetugevus on väike. Sellest tulenevalt tasakaaluolekus (me ei räägi termotöödeldud terasest) üle 0,8% C ehk üleeutektoidsete teraste tugevusomadused hakkavad vähenema. Rm tugevuspiir Rp0,2 tinglik voolavuspiir; ReL alumine voolavuspiir; ReH ülemine voolavuspiir. PLASTSUSNÄITAJAD (määratakse tõmbeteimiga) A katkevenivus % Z- katkeahenemine % Nendega on vastupidi. Mida rohkem süsinikku, seda madalamad plastsusnäitajad on. Kui puhtal rahual on A kuskil 30-40%, siis terases 1,5% süsnikusisaldusega, siis A on ainult paar %. Samamoodi katkeahenemine. SITKUSNÄITAJAD Käituvad samamoodi. Puhtal raual 60-70-100 J; aga kui võtta suure süsinikusisaldusega terase, siis see purustustöö on väike. KU purustustöö määratuna u-kujulise sisselõikega katsekehaga KV purustustöö määratuna v-kujulise sisselõikega katsekehaga
1. Metallide omadused ja katsetamine 1.1 . Millised mehaanilised omadused määratakse t6mbeteimiga? Tugevus (Voolavuspiir ja tõmbetugevuspiir), plastsus 1.2. Loetlege materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. Tugevus: tõmbetugevus, survetugevus, voolavuspiir survel/tõmbel jne (konstruktsioonitugevus, väsimustugevus, roometugevus) Plastsus: katkevenivus, katkeahenemine jne 1.3. Millised on materjalide põhilised k6vaduse määramise meetodid? Brinelli (HBW), Rockwelli (HR), Vickersi (HV), Barcoli (komposiitidele) meetodid. 1.4. Millised on materjali sitkusnäitajad? Purustustöö KU või KV (määratakse löökteimil), purunemissitkus (eriteim) 2. Metallide struktuur 2.1. Loetlege metallide põhilised kristalliv6red : Ruumkesendatud kuupvõre K8, tahkkesendatud kuupvõre K12, kompaktne heksagonaalvõre H12
Plastsusnäitajatest määratakse katsetamisel tõmbele: L - Lo a) katkevenivus A% A= 100 , Lo kus Lo teimiku algmõõtepikkus, L teimiku lõppmõõtepikkus pärast purunemist; So - S b) katkeahenemine Z% Z= S 100 , o kus So teimiku algristlõikepindala, S teimiku minimaalne ristlõikepindala katkemiskohas.
L Lo a) katkevenivus A% A= 100 , Lo kus Lo – teimiku algmõõtepikkus, L – teimiku lõppmõõtepikkus pärast purunemist; So S b) katkeahenemine Z% Z= 100 , So kus So – teimiku algristlõikepindala, S – teimiku minimaalne ristlõikepindala katkemiskohas.
Mõnedel metallidel on sõltuvalt temperatuurist enam kui üks kristallivõre t üüp. Metallid on ained, millel on tahkes olekus iseloomulik läige, hea elektri- ja soojusjuhtivus ning tavaliselt ka hea mehaaniline töödeldavus, suur plastsus ja elastsus. Purustavad katsed (teimid) Tõmbeteim. Vastavalt standardile EVS-EN 10002-1 (Metall- materjalid. Tõmbeteim) määratakse tõmbeteimiga materjali tugevus- ja plastsusnäitajad. (Tõmbetugevus,voolavuspiir, tinglik voolavuspiir, katkevenivus,katkeahenemine). Löökpaindeteim Katsetamine löökpaindele on materjali sitkus-näitajate määramise põhiline meetod. Väsimusteim Tegelikkuses esinevad sagedamini vahelduv- korduvad (tsüklilised) koormused, mille tagajärjel tekivad märki muutvad pinged (surve-tõmbepinged), mis põhjustab pragude teket.(väsimuspiir). Mittepurustavad katsed Metalltoodete mittepurustava kontrolli (MPK) meeto- dite ülesanneteks on
kesksulavad metallid ja sulamid - TS =327-1539°C - Mn, Cu, Ni, Ag jt; rasksulavad metallid ja sulamid - TS >1539°C (Fe sulamistemperatuur) – Ti, Cr, V, Mo, W. Plastsusnäitajad Plastsus on materjali võime purunemata muuta talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist. A – katkevenivus ehk suhteline pikenemine pärast katkemist (%). Z – katkeahenemine ehk suhteline ahenemine pärast katkemist (%). Jäikusnäitajad Elastsus on materjali võime omandada oma esialgne kuju peale koormuse eemaldamist E – normaalelastsusmoodul, annab hinnangu materjali jäikusele (GPa;N/mm2). Tugevusnäitajad (ühik kõigil N/mm2 või MPa) Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtlast temperatuuri vms. Voolavuspiir - pinge, mis vastab voolavusjõule. ReH - jõule FeH vastav ülemine voolavuspiir.
Voolavuspiir ReL – alumine voolavuspiir. Pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel. Ühikuks N/mm2. Tinglik voolavuspiir Rp0,2 - pinge, mille juures baasi jäävpikenemine saavutab etteantud väärtuse protsentides, nt. 0,2%. 0,2 = lisaindeks, mis näitab baaspikkuse muutu. Kasutatakse nende sulamite tõmberdiagrammide puhul, millel voolavusplatvorm puudub. Plastsusnäitajad: Katkevenivus A - suhteline pikenemine protsentides purunemiseni. Katkeahenemine Z - teimiku tööosa ristlõike pindala suhteline muutumine katkenemiseni, avaldatud protsentides. Jäikusnäitaja E - elastsusmoodul ehk materjali vastupanu elastsele deformatsioonile. Elastusmoodul määratakse tõmbediagrammi lineaarse osa tõusunurga tangensiga. Materjalide sitkusnäitajad, nende ühikud ja kasutamine. KV - sellega tähistatakse V-soonega teimiku purustamiseks kulutatud tööd - purustustööd. Ühikuks on J (džaul).
a) katkevenivus A% kus Lo – teimiku fosforit, väävlit. algmõõtepikkus,L – teimiku lõppmõõtepikkus C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus, pärastpurunemist; tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu väsimuspurunemisele; a) b) katkeahenemine Z% kus So – teimiku vähenevad aga plastsus- ning algristlõikepindala,S – teimiku minimaalne sitkusnäitajad. ristlõikepindala Süsinik avaldab mõju ka terase külmahapruslävele, katkemiskohas. soodustades terase haprumist madalatel temperatuuridel.
terast üle faasipiiri, leiab aset perliitmuutusele vastupidine muutus FP+TKAS, mille tulemusena tekib austeniit. Sellist muutust nimetatakse austeniitmuutuseks e. austenitisatsiooniks RAAMAT ALATES LK 81 - terased: - süsiniku ja tavalisandite mõju terase struktuurile ja omadustele; Süsinik- C-sisalduse suurenedes kasvab tsementiidi kogus terase struktuuris ning koos sellega terase kõvadus, tõmbetugevus Rm ja voolavuspiir Rp; vähenevad aga plastsus (katkevenivus A ja katkeahenemine Z) ning sitkusnäitajad kasvab aga vastupanu väsimuspurunemisele. Süsinik avaldab mõju ka terase külmahapruse temperatuurile e. külmahapruslävele, soodustades terase haprumist madalatel temperatuuridel iga kümnendik protsent süsinikku tõstab külmahaprusläve T50 20 °C võrra ja laiendab sitkelt purunemiselt haprale purunemisele ülemineku temperatuuri intervalli. C-sisalduse tõusuga kaasneb terase tiheduse vähenemine, kasvab eritakistus, vähenevad soojajuhtivus ja
A= 100 , ReH Lo Voolavuspiir ReL kus Lo teimiku algmõõtepikkus, L teimiku lõppmõõtepikkus pärast purunemist; Pikenemine b) katkeahenemine Z% So - S Z= 100 , So b) kus So teimiku algristlõikepindala, Tõmbepinge S teimiku minimaalne ristlõikepindala katkemiskohas. Kuna tõmbeteimil koormamise käigus teimiku ristlõige väheneb, siis sel teel saadud voolavuspiiri
mehaanilised omadused: tugevus, plastsus, sitkus. Tugevus on materjali võime purunemata taluda koormust, ebaühtalst tmperatuuri vm. Metallide tugevusnäitajateks on tõmbetugevus, survetugevus, väsimustugevus, roometugevus jm. Plastsus on materjali võime muuta purunemata talle rakendatud väliskoormuse mõjul oma kuju ja mõõtmeid ning säilitada jäävat (plastset) deformatsiooni pärast väliskoormuse lakkamist. Metallide plastsusnäitajateks on katkevenivus, katkeahenemine jm. Sitkus on materjali võime purunemata taluda dünaamilist koormust. Metallide sitkusnäitajaiks on löökteimil määratav purustustöö, aga ka eriteimiga määratav purunemisstikus. Elastsuseks nimetatakse metallide omadust muuta oma kuju ja mõõtmeid välisjõudude toimel ja peale jõudude lakkamist need taastada. Kõvaduseks nimetatakse metallide omadust osutada vastupanu välise, kõvema keha sissetungile
annaabi.ee 
