podloge za vježbe

Materijali I

Podloge za vježbe

Student: _____________________________ Grupa: _________

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

Zavod za materijale

Ak. god. 2012./13.

Zavod za materijale akademska godina 2012./2013.

MATERIJALI I

PLAN ODRŽAVANJA VJEŽBI

TJEDAN 2012/2013. NAZIV VJEŽBE

08.10-12.10. VJEŽBA 1: Kristalografija 1 (70 min)

15.10-19.10 VJEŽBA 2: Polimeri (45 min)

22.10.-26.10 VJEŽBA 3: Kristalografija 2 (70 min)

29.10-02.11. K1 (30.10.) – OBA TURNUSA NEMA VJEŽBI

05.11.-09.11. NEMA VJEŽBI

12.11.-16.11. VJEŽBA 4: Opći dijagrami stanja (90 min)

19.11.-23.11. VJEŽBA 5: Fe-C dijagram (90 min)

26.11.-30.11. VJEŽBA 6: Metalografija Fe-C legura (45 min)

03.12.-07.12. VJEŽBA 7: Neravnotežne pretvorbe Fe-C legura (90 min)

10.12.-14.12. K2 (11.12.-2.TURNUS) K2 (13.12.-1.TURNUS)

VJEŽBA 8: Statičko vlačno ispitivanje (90 min)

17.12.-21.12. VJEŽBA 9: Tvrdoća (45 min)

07.01.-11.01. VJEŽBA 10: Udarni rad loma (45 min)

14.01.-18.01. K3 (15.01.-2.TURNUS) K3 (17.01.-1.TURNUS) NEMA VJEŽBI

Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 1: Kristalografija 1

__________________________________________________________________________ Fakultet strojarstva i brodogradnje-Zagreb Zavod za materijale

1

Većina metala kristalizira u KUBIČNOM i HEKSAGONSKOM SUSTAVU. Slaganje atoma može se prikazati jediničnim ćelijama tri kristalne rešetke u kojima kristalizira oko 90 % metala, a to su: - PROSTORNO CENTRIRANOJ KUBIČNOJ (BCC - eng. body-centered cubic) - PLOŠNO CENTRIRANOJ KUBIČNOJ (FCC – eng. face-centered cubic) - GUSTO SLAGANOJ HEKSAGONSKOJ (HCP – hexagonal close-packed). Kristalni sustav se opisuje: - kristalnim osima: x, y, z - parametrima po kristalnim osima: a, b, c - kutovima između kristalnih osi: α, β, γ.

Skica kristalnog sustava:

1. KUBIČNI KRISTALNI SUSTAV: Karakteristike: - kristalografske osi: x, y i z - kutovi: α = β = γ = 90o. - parametri po kristalografskim osima: a = b = c

Skica:

1. 1. PLOŠNO CENTRIRANA KUBIČNA (FCC – eng. face-centered cubic) jedinična

ćelija. Primjeri: Al, Cu, Ag, Au, γ-Fe, Pb, Ni, Pt

Zadatak 1. Za FCC jediničnu ćeliju odredite pripadni broj atoma, koordinacijski broj, te vezu

između parametra a jedinične ćelije i radijusa R atoma koji tvore jediničnu ćeliju.

PRIPADNI BROJ ATOMA (PBA) za FCC jediničnu ćeliju: ____

a

b

c

α β γ

x

y

z

z

x

yaa

a



2

KOORDINACIJSKI BROJ (KB) za FCC jediničnu ćeliju: ______ Parametar a izražen polumjerom atoma R za FCC jediničnu ćeliju.

a = _______ 1.2. PROSTORNO CENTRIRANA KUBIČNA (BCC - eng. body-centered cubic) jedinična

ćelija. Primjeri: Cr, Mo, W, α - Fe , Nb, V, Na, K

Zadatak 2. Za BCC jediničnu ćeliju odredite pripadni broj atoma, koordinacijski broj, te vezu

između parametra a jedinične ćelije i radijusa R atoma koji tvore jediničnu ćeliju. PRIPADNI BROJ ATOMA (PB) za BCC jediničnu ćeliju: _____ KOORDINACIJSKI BROJ (KB) za BCC jediničnu ćeliju: ______ Parametar a izražen polumjerom atoma R za BCC jediničnu ćeliju.

a = _________



3

Označivanje pravaca i kristalnih ravnina za BCC i FCC rešetke: Pravci se u kristalnim rešetkama označuju indeksima. Za kubične rešetke indeksi pravaca (smjera) su komponente vektora uzduž svake kristalne osi svedene na najmanje cijele brojeve. Pravac uvijek polazi iz ishodišta, tako da se određuje koordinata točke gdje pravac probada jediničnu ćeliju. Ti brojevi, bez odvajanja zarezom, stavljaju se u uglatu zagradu: npr. [111]. Slova s, t i v upotrebljavaju se u općem smislu za indekse pravaca u x, y i z smjeru i pišu se [stv]. Svi jednakovrijedni (ekvivalentni) pravci stavljaju se u streličastu zagradu <stv>. Milerovi indeksi kristalne ravnine su omjeri parametara jedinične ćelije i vrijednosti odsječaka koje ravnina čini sa kristalnim osima (x, y, z), svedene na cjelobrojne vrijednosti. Dobiveni brojevi stavljaju se u okruglu zagradu: npr. (110). U općem smislu za indekse se koriste slova h, k i l kao odsječci na osima x, y i z i pišu se (hkl). Indeksi jednakovrijednih ploha stavljaju se u vitičastu zagradu: {hkl}. Ravnina koju označujemo nikada ne prolazi kroz ishodište koordinatnog sustava. Zadatak 3. Ucrtajte sljedeće pravce: [011]; [110]; [111]

Zadatak 4. Ucrtajte sljedeće ravnine: (100); (110); (111)

z

x

y

z

x

y



4

2. HEKSAGONSKI KRISTALNI SUSTAV: Karakteristike: - kristalografske osi: x1, x2, x3 i z - kutovi: α = β = 90o, γ = 120o - parametri po kristalografskim osima: a1 = a2 = a3 ≠ c

Skica:

2.1. JEDINIČNA ĆELIJA GUSTO SLAGANE HEKSAGONSKE KRISTALNE

REŠETKE (HCP – hexagonal close-packed). Primjeri: Ti, Mg, Zn, Be, Co, Zr, Cd.

Zadatak 5. Za HCP jediničnu ćeliju odredite pripadni broj atoma i koordinacijski broj.

PRIPADNI BROJ ATOMA (PBA) za HCP jediničnu ćeliju: ______ KOORDINACIJSKI BROJ (KB) za HCP jediničnu ćeliju: _______ Označivanje pravaca i kristalnih ravnina za HCP rešetku: Za heksagonsku rešetku za obilježavanje pravaca i ravnina obično se koriste četiri Millerova

indeksa. Uvodi se kod pravaca indeks w, a kod ravnina indeks i. Slova s, t, w i v upotrebljavaju

se za indekse pravaca za heksagonsku rešetku u x1, x2, x3 i z smjeru i pišu se [stwv]. Za Milerove

indekse kristalne ravnine za heksagonsku rešetku koriste se slova h, k , i, l kao odsječci na osima

x1, x2, x3 i z i sustav pišu se (hkil).

x1

x2

x3

z

120°

aa

c

a

90°



5

Zadatak 6. Ucrtajte i označite Millerovim indeksima ravnine najveće zaposjednutosti atomima za FCC i HCP jediničnu ćeliju i ravninu relativno najveće zaposjednutosti atomima za BCC jediničnu ćeliju.

z

x

y

z

x

y

x1

x2

x3

z

Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 2: Strukturne karakteristike polimera


1



1

1. OKTAEDARSKA PRAZNINA U FCC JEDINIČNOJ ĆELIJI:

Zadatak 1. Odredite vezu između r (polumjer atoma koji ulazi u prazninu) i R (polumjer atoma

FCC jedinične ćelije). Rješenje: r = _____R

SE

B

CA

F

D

aa

a

aa

ar

R



2

2. TETRAEDARSKA PRAZNINA U BCC JEDINIČNOJ ĆELIJI:

Zadatak 2. Odredite vezu između r (polumjer atoma koji ulazi u prazninu) i R (polumjer atoma

BCC jedinične ćelije). Rješenje: r = _____R

A

B

C

DVS

aa

a

AD

V

SR

r



3

OTOPINE su homogene smjese čistih tvari.

Tvari koje čine otopinu nazivaju se KOMPONENTAMA. OTAPALO je komponenta koja se nalazi u većoj količini, a ostale komponente nazivaju se OTOPLJENIM TVARIMA. Već prema tome u kakvom se agregatnom stanju nalazi tvar koja se otapa i samo otapalo razlikuju se uglavnom četiri slučaja:

1. OTOPINE ČVRSTIH (krutih) TVARI U TEKUĆINAMA, 2. OTOPINE ČVRSTIH (krutih) TVARI U ČVRSTIM (krutim) TVARIMA (ČVRSTE tj.

krute OTOPINE), 3. OTOPINE TEKUĆINA (kapljevina) U TEKUĆINAMA (kapljevinama), 4. OTOPINE PLINOVA U TEKUĆINAMA (kapljevinama).

ČVRSTE (KRUTE) OTOPINE: OTOPINE ČVRSTIH (KRUTIH) TVARI U ČVRSTIM

(KRUTIM) TVARIMA

Legura ili slitina je tvar koju čine dva ili više kemijskih elemenata, od kojih je barem jedan

kemijski element metal, a drugi mogu biti metal(i) i/ili nemetal(i).

Mogu nastupiti sljedeći slučajevi:

1) KRISTALI MJEŠANCI (primarne čvrste tj. krute otopine, elementi tvore zajedničku

kristalnu rešetku, sačuvana je rešetka jednog od njih):

Uvjeti za nastajanje kristala mješanaca:

a) faktor veličine atoma,

b) faktor elektronegativnosti,

c) faktor relativne valencije,

d) kristalna struktura.

Kristali mješanci mogu biti:

1.1. supstitucijski ili zamjenski (npr. Cu-Ni legure: slika 1; Ag-Au-Ni legure; Cu-Zn legure: Zn ima topljivost u Cu do ≈ 40 % Zn; Cr u Fe).

1.2. uključinski ili intersticijski (npr. spojevi karbida, borida i nitrida prijelaznih metala: WC,

TiC, TiN....; čelici: Fe-C legure: slika 2 i 3).

1.3. kombinacija: supstitucijsko – intersticijski odnosno zamjensko - uključinski (npr. Cr i C

u Fe: slika 4).



4

Slika 1: supstitucijski ili zamjenski kristali mješanci, npr. Cu-Ni legure.

Slika 2: intersticijski ili uključinski kristali mješanci, npr. čelici: Fe-C legure.

Slika 3: intersticijski ili uključinski kristali mješanci, npr. čelici: Fe-C legure.

Slika 4: kombinacija: supstitucijsko- intersticijski kristali mješanci, npr. Cr (supstitucijski) i C (intersticijski) u Fe.

Atomi topitelja, Cu

Atomi otopljenog elementa, Ni

Atomi topitelja, γ-Fe

Atom otopljenog elementa, C (u oktaedarskoj praznini)

Atomi topitelja, α-Fe

Atomi otopljenog elementa, C (u tetraedarskoj praznini)

Atomi topitelja, γ-Fe

Atomi otopljenog elementa, Cr

Atom otopljenog elementa, C (u oktaedarskoj praznini)



5

Za nastajanje supstitucijskih kristala mješanca s potpunom topljivošću moraju biti zadovoljeni

sljedeći kriteriji:

1. razlika u radijusu atoma između elemenata (∆R, %) mora biti do ± 8 % , a ako je od ±9 do

±15 % djelomična je topljivost,

2. kristalna struktura mora biti ista,

3. elektronegativnost mora biti slična,

4. valencije moraju biti iste, ili skoro iste.

Zadatak 3. Koji kemijski elementi iz tablice 1 će s Cu (bakrom) tvoriti:

a) supstitucijske kristale mješance s potpunom topljivošću,

b) supstitucijske kristale mješance s djelomičnom topljivošću,

c) intersticijske kristale mješance.

Tablica 1. Radijusa atoma, kristalna struktura, relativna elektronegativnost i valencija za neke

kemijske elemente.

- npr. %,44441000,1278

0,1278-0,071 100(Cu) R

(Cu) R- (C) R Cu)-(C ΔR −=×=×=

- npr. ∆Elektronegativnost (Al-Cu) = 1,5 - 1,9= - 0,4

Kemijski element

R, (radijus atoma, nm)

Kristalna struktura

Elektronegativnost Valencija

Cu (bakar) 0,1278 FCC 1,9 +2 C (ugljik) 0,0710 H (vodik) 0,0460 O (kisik) 0,0600 Ag (srebro) 0,1445 FCC 1,9 +1 Al (aluminij) 0,1431 FCC 1,5 +3 Co (kobalt) 0,1253 HCP 1,8 +2 Cr (krom) 0,1249 BCC 1,6 +3 Fe (željezo) 0,1241 BCC 1,8 +2 Ni (nikal) 0,1246 FCC 1,8 +2 Pd (paladij) 0,1376 FCC 2,2 +2 Pt (platina) 0,1387 FCC 2,2 +2 Zn (cink) 0,1332 HCP 1,6 +2



6

Tablica 2. Razlika u radijusu atoma , kristalnoj strukturi, relativnoj elektronegativnosti i valenciji za neke kemijske elemente.

2. KRISTALI INTERMETALNOG SPOJA (sekundarne čvrste tj. krute otopine, elementni

tvore novu zajedničku rešetku):

- obje komponente metali, nastaju kada koncentracija legirajućeg elementa prijeđe granicu

topljivosti u osnovnom metalu, npr. legure Cu-Zn s ≈ više od 40 % Zn: β–CuZn (21:14),

γ–Cu5Zn8 (21:13) ε–CuZn3(21:12).

Pravilo elektronske koncentracije:

el. konc. = (xa + yb)/ (a+b)

x i y – broj valentnih elektrona elemenata A i B

a i b – broj atoma elemenata A i B.

3. KRISTALI KEMIJSKOG SPOJA (jedna komponenta je nemetal, npr. MnS).

4. KRISTALNE SMJESE (dvije komponente potpuno netopive jedna u drugoj, npr. Cu i Pb).

Kemijski element

∆R, % Kristalna struktura

∆Elektronegativnost Valencija

Cu C H O Ag Al Co Cr Fe Ni Pd Pt Zn



7

Sastav otopine iskazuje se:

a) KVALITATIVNO - od kojih se komponenata (tvari) sastoji otopina tj. smjesa.

b) KVANTITATIVNO tj. količinski– koliko ima pojedinih komponenata (tvari) u otopini tj.

smjesi.

ISKAZIVANJE SASTAVA OTOPINE KVANTITATIVNO tj. količinski: 1. UDJELI: to su omjeri neke veličine (mase, množine, volumena) za određenu komponentu

smjese (otopine) prema toj veličini za smjesu svih komponenata. Najčešće se sastav otopine iskazuje masenim i volumnim udjelom.

a) MASENI UDIO neke komponente A u smjesi jest omjer mase komponente A i zbroja masa

svih komponenata u smjesi.

∑=

i

(A) (A) m

mw

b) VOLUMNI UDIO komponente A u smjesi jest omjer volumena komponente A i zbroja

volumena svih komponenata koje ulaze u sastav smjese.

∑=

iV(A) V (A) ϕ

Općenito kod svih udjela u omjeru se nalaze istovrsne veličine, zato su njihove jedinice 1, obično se iskazuju u:

- postocima, % = 1/100 - promilima, ‰, 1/1000 - ppm = 1/106 - ppb = 1/109

Zadatak 4. Koliki je maseni udio C u Fe3C. Ar (C) = 12,01; Ar (Fe) = 55,845.

RELATIVNA ATOMSKA MASA: ar 12

a

mA = m ( C)/12

RELATIVNA MOLEKULSKA MASA: fr 12

a

mM = m ( C)/12

; Mr = Σ Ar

UNIFICIRANA ATOMSKA JEDINICA MASE: u = mu = 1/12 ma (12C) = 1,6605 ◌ּ10-27 kg

Materijali I (AK. GOD 2012./2013.) Vježba 4: Dijagrami stanja

Fakultet strojarstva i brodogradnje Zavod za materijale

1

ZADACI IZ EUTEKTIČKOG DIJAGRAMA STANJA (OPĆI OBLIK DIJAGRAMA)

1 mm = 1% B

%B

temperatura

1 mm = 10 Co

A -B

1. ZADATAK Za leguru sustava A-B koja sadrži 30% elementa B na temperaturi 400°C, potrebno je:

a) odrediti sastavne dijelove strukture b) odrediti njihov sastav (%B) c) izračunati njihove masene udjele d) skicirati mikrostrukturu







Materijali I (AK. GOD 2012./2013.) Vježba 4: Dijagrami stanja


2

ZADACI IZ EUTEKTOIDNOG DIJAGRAMA STANJA (OPĆI OBLIK DIJAGRAMA)

temperatura

1 mm = 10 Co

1 mm = 1% B

%B

A - B







Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 5: Fe-C dijagram


1

1. ZADATAK

Čelik s 2% C nalazi se na temperaturi 1300oC. a) Odredite sastavne dijelove strukture b) Odredite njihov sastav (%C) c) Izračunajte njihove masene udjele d) Koliki su udjeli pojedinih sastavnih dijelova u masi od 60 kg čelika?

2. ZADATAK

Izračunajte maseni udio austenita u ledeburitu na 1147oC. 3. ZADATAK

Lijev s 6% C nalazi se na temperaturi 1200oC. a) Odredite sastavne dijelove strukture b) Odredite njihov sastav (%C) c) Izračunajte njihove masene udjele

4. ZADATAK

Čelik s 0,2% C nalazi se na temperaturi 800oC.

a) Odredite sastavne dijelove strukture b) Odredite njihov sastav (%C) c) Izračunajte njihove masene udjele

5. ZADATAK

Za čelik s 1,7% C treba odrediti: a) Masene udjele sastavnih dijelova na temperaturi 800oC b) Masene udjele perlita i cementita (sekundarnog) na 20oC

6. ZADATAK

Za podeutektički bijeli lijev s 4% C treba odrediti: a) Masene udjele austenita i cementita na 1000oC b) Masene udjele perlita i slobodnog konstituenta na 20oC c) Masene udjele ferita i cementita na 20oC

Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 5: Fe-C dijagram


2

Fe-C DIJAGRAM ZA METASTABILNU KRISTALIZACIJU

Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 6: Metalografija Fe-C legura


1

Metalografija je dio znanosti o materijalima koji se bavi razvojem i usavršavanjem

postupaka izradbe uzoraka, te analizom i boljim razumijevanjem mikro i makrostrukture

materijala. Time se dobiva bolji uvid u međusobnu povezanost dijagrama stanja metala i legura,

njihove strukture i svojstava.

Danas se pojam metalografija sve više gubi i zamjenjuje ga naziv materijalografija. Razlog

tome je sve veća primjena nemetalnih konstrukcijskih materijala kod kojih također postoji

potreba analize strukture. Stoga pojam materijalografija obuhvaća analizu strukture svih

materijala: metala, keramike, polimera i kompozita.

Makrostrukturu možemo analizirati s povećalom odnosno stereomikroskopom, dok se

mikrostruktura materijala analizira pomoću svjetlosnog ili elektronskog mikroskopa.

Postupak pripreme uzoraka obuhvaća:

Izrezivanje uzorka

Ulijevanje u polimernu masu

Brušenje

Poliranje

Nagrizanje

Zadaci za vježbu Zadatak 1: Na slici 1 prikazana je mikrostruktura podeutektoidnog čelika koji sadrži ~ 0,2 % C.

Slika 1 – Mikrostruktura čelika s ~ 0,2% C, povećanje 500:1

a) Skicirajte mikrostrukturu čelika i označite dijelove strukture. b) Koji konstituenti čine koje faze odnosno pseudofazu? Naznačite koji su

konstituenti vezani a koji slobodni. c) Koliki su maseni udjeli perlita i primarnog ferita?



2

Zadatak 2: Na slici 2 prikazana je mikrostruktura čelika koji sadrži oko 0,4 % C.

Slika 2 – Mikrostruktura čelika s ~ 0,4% C, povećanje 500:1

a) Skicirajte mikrostrukturu čelika i označite dijelove strukture. b) Koji konstituenti čine koje faze odnosno pseudofazu? Naznačite koji su

konstituenti vezani a koji slobodni. c) Koliki su maseni udjeli perlita i primarnog ferita?

Zadatak 3: Na slici 3 prikazana je mikrostruktura eutektoidnog čelika (0,8 % C).

Slika 3 – Mikrostruktura čelika s 0,8% C, povećanje 500:1

a) Skicirajte mikrostrukturu čelika i označite prisutne konstituente. b) Naznačite koji su vezani a koji slobodni konstituenti. c) Izračunajte masene udjele konstituenata.



3

Zadatak 4: Na slici 4 prikazana je mikrostruktura nadeutektoidnog čelika koji sadrži ~ 1,2 % C.

Slika 4 – Mikrostruktura čelika s ~1,2% C, povećanje 1000:1

a) Skicirajte mikrostrukturu čelika i označite dijelove strukture. b) Naznačite koji su vezani a koji slobodni konstituenti. c) Izračunajte masene udjele perlita i sekundarnog cementita.

Zadatak 5: Na slici 5 prikazana je mikrostruktura bijelog tvrdog lijeva koji sadrži oko 3 % C.

Slika 5 – Mikrostruktura bijelog tvrdog lijeva s ~3% C, povećanje 500:1

a) Skicirajte mikrostrukturu lijeva i označite dijelove strukture. b) Naznačite koji su vezani a koji slobodni konstituenti. c) Izračunajte masene udjele perlita i slobodnog cementita.

Uzorak 1 Uzorak 2 Uzorak 3 Uzorak 4 Uzorak 5

% C

naziv

struktura

maseni udjeli

Materijali I - AK.GOD. 2012/2013. Vježba 7: TTT dijagrami

__________________________________________________________________________ Fakultet strojarstva i brodogradnje-Zagreb Zavod za materijale 1

ZADATAK 1 Pomoću Fe-C dijagrama prikažite tijek promjena mikrostrukturnih faza pri sporom hlađenju:

a) ugljičnog čelika s 0,44 %C od 820 oC do 20 oC, b) ugljičnog čelika s 1 %C od 780 oC do 20 oC.

%C u čeliku Mikrostrukturne faze na temperaturi austenitizacije Mikrostrukturne faze nakon sporog hlađenja na 20 oC

0,44 1

ZADATAK 2 Pomoću Uptonovog dijagrama odredite koje bi se faze postigle u mikrostrukturi nakon vrlo brzog hlađenja:

a) ugljičnog čelika s 0,44 %C od 820 oC do 20 oC, b) ugljičnog čelika s 1 %C od 780 oC do 20 oC.

%C u čeliku Mikrostrukturne faze na temperaturi austenitizacije Mikrostrukturne faze nakon brzog hlađenja na 20 0,44

1



ZADATAK 3 Na donjoj slici prikazan je TTT dijagram za kontinuirano hlađenje podeutektoidnog čelika s označenim mikrostrukturnim fazama i karakterističnim krivuljama hlađenja. Skicom prikažite TTT dijagram za kontinuirano hlađenje nadeutektoidnog čelika i u njemu označite mikrostrukturne faze i krivulje donje i gornje kritične brzine gašenja. Shematski prikaz TTT dijagrama za kontinuirano hlađenje podeutektoidnog čelika

Shematski prikaz TTT dijagrama za kontinuirano hlađenje nadeutektoidnog čelika

Oznake mikrostrukturnih faza: Ap ...pothlađeni austenit, M ... martenzit, B ... bainit, P .... perlit, F ... ferit ZADATAK 4

Za nelegirani čelik s 0,44 % C austenitiziran na temperaturu ϑa = 820 ºC odredite:

a) najmanju brzinu gašenja kojom će se postići potpuno martenzitna mikrostruktura, b) brzinu hlađenja kojom će se upravo izbjeći pojava martenzita u mikrostrukturi.

Kako se nazivaju krivulje hlađenja pomoću kojih se određuju ove brzine gašenja?

TTT-dijagram kontinuiranog ohlađivanja nelegiranog čelika s 0,44 % C



ZADATAK 5

Za nelegirani čelik s 1 % C austenitiziran na temperaturu ϑa = 780 ºC odredite:

a) gornju kritičnu brzinu gašenja (vkg), b) očekivanu tvrdoću prema krivulji gašenja iz kontinuiranog TTT dijagrama, c) mikrostrukturne faze nakon nadkritičnog gašenja do temperature 20 ºC.

Što treba učiniti da bi se potpuno završila austenitno-martenzitna pretvorba? Prikažite tijek ove toplinske obrade u dijagramu postupka.

TTT-dijagram kontinuiranog ohlađivanja nelegiranog čelika s 1,0 % C

ZADATAK 6

Treba provesti pokus ugrijavanja dva ispitna uzorka od istog zakaljivog čelika na temperaturu austenitizacije. Prvi uzorak treba gasiti u vodi, a drugi na zraku i potom odrediti njihovu tvrdoću.

a) Koje se faze mogu očekivati u strukturi uzorka gašenog u vodi, a koje kod uzorka ohlađenog na zraku ?

b) Usporedite tvrdoće ispitnih uzoraka s tvrdoćom u polaznom stanju i objasnite dobivene rezultate.

Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 8: Statičko vlačno ispitivanje


Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 9: Tvrdoća


Materijali I AK. GOD. 2012./2013. Vježba 10: Udarni rad loma


1

Slika 1. Shematski prikaz Charpyevog bata

Slika 2. Položaj epruvete na osloncima

Epruveta h 1

Oslonac

h 2

Oslonac

Oslonac

Visina ispitnog uzorka

Širina ispitnog uzorka

Duljina ispitnog uzorka

Pomoćni oslonci

Os udara bata

Ispitni uzorak

KU(V) = G • (h1 –h2), Nm=J



2

Tablica1. Rezultati ispitivanja udarnog rada loma

Materijal Dimenzije epruvete

mm

Temperatura °C

Udarni rad loma J

a) b) Slika 3. Normirane epruvete

a) s U-utorom i b) s V-utorom



3

PRILOG: Zadatci za kolokvij (ispit) iz područja mehaničkih svojstava materijala 1. Izvedite kolika će biti elastična deformacija čeličnog štapa u odnosu na aluminijski uz

jednako naprezanje. 2. Izračunajte produljenje i istezanje normalne (d0= 20 mm) duge čelične epruvete pri vlačnom

naprezanju od 630 N/mm2 u elastičnom području. 3. Izračunajte produljenje i istezanje normalne (d0= 20 mm) duge bakarne epruvete vlačno

napregnute sa 145 N/ mm2 u elastičnom području. 4. Prilikom statičkog vlačnog pokusa aluminijska normalna (d0=20 mm) epruveta opterećena je

silom od 2,9 kN. Izračunajte naprezanje i istezanje u tom času, ako je nakon ispitivanja utvrđeno da se epruveta nije trajno produljila.

5. Na dugoj bakarnoj epruveti promjera d0= 20 mm utvrđeno je istezanje ε = 0,001 mm/mm u

elastičnom području. Izračunajte pripadno naprezanje i produljenje! 6. Kratka čelična epruveta promjera d0= 20 mm produljila se za 0,12 mm. Kolikim naprezanjem

je bila napregnuta ako je po rasterećenju produljenje iščezlo?

podloge za vježbe

Documents