Materialenes mekaniske egenskaper

Presentasjon om: "Materialenes mekaniske egenskaper"— Utskrift av presentasjonen:

1 Materialenes mekaniske egenskaper
Per-Einar Rosenhave Kjenner du eksempler på mekaniske egenskaper for materialer? Start summegrupper. Oppgave: Hvilke mekaniske materialegenskaper er det nyttig for en maskiningeniør å få kartlagt ?

2 Prøvemetoder for mekaniske egenskaper
Strekkprøving Hardhetsmåling Slagseighetsprøving Sigeforsøket

3 Strekkprøving Viktigste prøvemetode for måling av mekaniske egenskaper som styrke, elastisitet og duktilitet Prøvestaven spennes opp i en strekkprøvemaskin og påføres en stadig økende aksialkraft inntil staven ryker.

4 Prøvestaven 9: Opprinnelig tverrsnittsareal S0
5: Opprinnelig målelengde L0 10: Minste tverrsnittsareal etter brudd Su

5 Kraft - forlengelsesdiagram
Måler vi kraften F og forlengelsen l som prøvestaven får, kan vi lage kraft- forlengelsesdiagram

6 Proporsjonalitet Den første delen av kurven er en rett linje. Det betyr at forlengelsen er proporsjonal med kraften F. Prøvestaven oppfører seg som en spiralfjær. Når kraften øker, blir prøvestaven lengre. Dersom kraften avtar, blir prøvestaven kortere igjen.

7 Stive og myke materialer
Danner den rette linjen i starten av diagrammet en stor vinkel med horisontalaksen, er materialet stivt. Er linjen mindre steil, er materialet mykt

8 Duktilitet = formbarhet
Materialer som skal formes plastisk, må kunne tøyes langt uten å ryke. De må være duktile Kontraksjonen Z og bruddforlengelsen A angir duktiliteten

9 Måling av duktilitet

10 Teknologisk spenning - tøyningskurve
X – aksen viser nominell tøyning  Y – aksen viser nominell spenning  Gir sammenlignbare kurver Interessante størrelser: Re, Rp0,2, Rm, E

11 Flytegrensen Re Bestemmes for materialer som har markert overgang mellom elastisk og plastisk deformasjon Mykt stål er mest aktuelt eksempel

12 Rp0,2 Beregnes for materialer uten markert flytegrense, som for eksempel aluminium

13 Strekkfastheten Rm

14 E-modul E-modulen er vikkelkoeffisienten til den rette linjen i spenning-tøyningsdiagrammet E – modulen brukes når vi skal beregne nedbøyning E – modulen endrer seg praktisk talt ikke ved legering eller herding

15 Oppsummering teknologisk spenning - tøyningskurve

16 Forskjellige kurver Metall-formerens drømme-kurve
Dreierens drømme-kurve Konstruk- tørens drømme-kurve

17 Sann spenning - tøyningskurve
Sann spenning er kraft delt på virkelig areal Sann tøyning er summen av lengdeendringen delt på momentan lengde Kan brukes matematisk Den teknologiske kurven viser ikke korrekt spenning, fordi tverrsnittet hele tiden reduseres under forsøket Kurven viser ikke korrekt tøyning. Etter at toppunktet er passert, konsentreres tøyningen om et svært lite område Kurven er vanskelig å utnytte matematisk i beregninger

18 Hardhetsmåling etter Vickers metode
En diamantpyramide trykkes inn i materialet med en bestemt kraft Diagonalene til avtrykket måles, arealet av avtrykket beregnes og Vickers-hardheten regnes ut

19 Hardhetsmåling etter Brinells metode
En stålkule presses inn i overflaten på et polert prøvestykke HB=F/A F=Kraften i kg A = Projiser areal av kulesegmentets inntrykning i mm²

20 Prøving av slagseighet

21 Praktisk nytte av slagseighetsdata
Prøver gjøres ved forskjellige temperaturer og plottes i diagram Kurven blir S-formet. Vendepunktet kalles omslagstemperatur Brukstemperaturen til materialet bør være høyere enn omslagstemperaturen

22 Utmatting Mikrosprekk Sprekkvekst Restbrudd

23 Utmatting

24 Oppsummering Strekkforsøket er viktigste målemetode for metallenes mekaniske egenskaper. Teknologisk kurve viser nominelle verdier Brinell til innhomogene, myke materialer, Vickers til harde og homogene materialer Sann spenning-tøyningskurve kan brukes matematisk i beregning av formgivningsprosesser Utmatting blir stadig viktigere i dimensjonering