Incercarea la tractiune la temperatura ambianta

TEMA

"INCERCAREA LA TRACTIUNE LA TEMPERATURA AMBIANTA"

MATERIAL

Tabla laminata la cald g=4.5mm

RAPORT DE INCERCARE

1. Se va preciza orientarea, pozitia si directia prelevarii epruvetei;

2. Se va desena epruveta de tractiune, cu toate cotele necesare;

3. Se va trasa diagrama corespunzatoare diagramei F - Δl anexate;

4. Se va calcula urmatoarele caracteristici: Rm, Rp , Rt , Agt, At, Ag.

1.Epruveta

Forma si dimensiuni.

Generalitati.

Forma si dimensiunile epruvetelor depind de forma si dimensiunile produselor metalice ale caror caracteristici mecanice trebuiesc determinate. 

Epruveta se obtine in general prin prelucrarea unei probe dintr-un semifabricat turnat. Totusi produsele cu sectiuni constante (profile, bare, sarme, etc.) precum si epruvetele brute turnate (de ex. fonte, aliaje neferoase ) pot fi supuse incercarii fara a fi prelucrate.

Sectiunea transversala a epruvetelor poate fi circulara, patrata, dreptunghiulara, inelara sau in cazuri speciale de alta forma.

Epruvetele pentru care lungimea initiala in repere este raportata la aria sectiunii initiale prin relatia:

L₀ = K×√S₀

Se numesc proportionale. Valoarea coeficientului "K" - utilizata pe plan international este : 5.65.

Lungimea initiala intre repere nu trebuie sa fie mai mica de 20 mm.

Cand aria sectiunii transvesale a epruvetei este prea mica, pentru ca, aceasta conditie sa fie satisfacuta cu valoarea 5.65 a coeficientului "K", se poate utilize fie o valoare "K" superioara (de regula : K = 11.3), fie o epruveta neproportionala.

Epruvete prelucrate

Epruvetele prelucrate trebuie sa aiba o zona de racordare, intre capetele de prindere si portiunea calibrata, cand acestea sunt de dimensiuni diferite.

Dimensiunile acestei zone pot fi importante si se recomanda ca ele sa fie diferite in specificatiile materialelor, daca acestea nu sunt prezentate in anexa repectiva. Capetele de prindere pot avea orice forma - adaptata la dispozitivele de fixare ale masinii.

Lungimea portiunii calibrate (L_c) sau in cazul in care epruveta nu are zona de racordare longimea libera intre falci, trebuie sa fie totodata superioara lungimii initiale intre repere (L₀).

Epruvete neprelucrate

In cazul in care epruveta este constituita dintr-un tronson brut de produs sau dintr-o bara de incercare neprelucrata, lungimea libera intre falci trebuie sa fie suficienta pentru ca reperele sa fie la o distanta convenabila fata de aceste falci.

In cazul epruvetelor brute turnate, acestea trebuie sa aiba o zona de racordare intre capetele de prindere si portiunea calibrata. Dimensiunile acestei zone sunt importante si se recomanda ca ele sa fie diferite in standardele de produs. Capetele de prindere pot avea orice forma adoptata la dispozitivele de prindere ale masinii. Lungimea portiunii calibrate (L_c) trebuie sa fie intotdeauna mai mare decat lungimea initiala intre repere (L₀).

Tipuri de epruvete

Principalele tipuri de epruvete, in functie de forma si tipul produsului, se indica in tabelul nr.1

Pregatirea epruvetelor

Epruvetele trebuie sa fie prelucrate si prelevate conform prescriptiilor standardelor europene pentru diferite materiale.

Epruvete utilizate in cazul tablelor si benzilor cu grosimi mai mari sau egale cu 3mm, sarmelor, barelor si profilelor cu diametrul sau latura egale sau mai mari de 4mm

In acest caz epruveta se prelucreaza si portiunea calibrata trebuie sa fie racordata prin raza de curbura cu capetele de prindere care pot avea orice forma adoptata la dispozitivele de fixare ale masinii de incercare. Raza de racordare trebuie sa fie cel putin egala cu:

2 mm - pentru epruvete cilindrice.

1.2 mm - pentru epruvete cu sectiune dreptunghiulara.

Pentru determinarea sectiunii initiale se utilizeaza relatia :

L₀ = K×√S₀

unde : K=5.65 iar L₀=80mm

=>S₀ = (L₀/K)² = (80/5.65)² = 200.485 mm²

Latimea portiunii calibrate a epruvetei se determina din aria sectiunii initiale:

S₀ = b×g

b = S₀/g = 200.485/4.5 = 35.48 mm

unde g = 4.5 mm

Pentru epruvetele cu sectiune dreptunghiulara se recomanda san u se depaseasca raportul de 8:1 intre latimea "b" si grosimea "g".  b : g = 8 : 1

In cazul de fata 35.48 : 4.5 = 7.88 : 1

Lungimea portiunii calibrate a epruvetei prelucrate L_c, trebuie sa fie egala cu:

a)      In cazul epruvetelor cu sectiune circulara :

L₀+(d/2)

b)      In cazul epruvetelor cu sectiune prismatica :

L₀ + 1.5×√S₀

In cazul epruvetelor prismatice :

L_c = L₀ + 1.5×√S₀ = 1.5×√200.485 = 101.238 mm

Lungimea totala a epruvetei este data de relatia:

L_t ≥ L_c +2×g = 101.238 mm

Se adopta L_t = 160 mm

Diagrama corespunzatoare diagramei F - ΔL

Se utilizeaza formulele:

F/S₀; = (ΔL/L₀)×100

Se adopta S = 200.5 mm²

Tabel 2

= F/S₀ = 36000/200.48 => = 179.56 [N/mm²] Δl/L₀×100 = 1.32/80 ×100 = 1.65%

Diagrama F - Δl

Diagrama

4. CALCULUL CARACTERISTICILOR: Rm; Rp_0.2; Rt_0.5; Agt; At.

L₀ = K×√S₀ => S₀ = L₀² /K² [mm²]

S₀ - aria sectiunii initiale

K = ct = 5.65

S₀ = 80²/5.65² = 6400/31.92 = 200.48 [mm]

L_c = L₀ + 1.5×√S₀ = 80+1.5×√200.48 = 80+1.5×14.15 = 80+21.23 = 101.23 [mm]

L_c - lungimea portiunii calibrate

L_t ≥ L_c + 2×g [mm]

L_t ≥ 101.23+2×4.5 => L_t ≥110.23 [mm]

Rm = Fmax/S = 36000/200.48 = 179.56 [N/mm²]

Rp = Fp_0.2/S₀

Δ_Lp = (0.2/100)× L_c

Din diagrama F - Δl => pentru Δ_Lp =0.202 => Fp_0.2 = 20000 [N]

Rp_0.2 = 20000/200.48 = 99.76 [N/mm²]

Rt_0.5 = Ft_0.5 /S₀

Δ_Lt = (0.5/100)× L_c = (0.5/100)×101.23 = 0.506 [mm]

Din diagrama F - Δl => pentru Δ_Lt = 0.5mm × Ft_0.2 = 22400 [N]

Rt_0.5 = 22400 /200.48 = 111.72 [N/mm²]

Ag = [(Lu - Lo)/Lo] × 100 = [(80.8625 - 80)/80] × 100 = (0.8625/80)×100 = 1.098%

Agt = [(Lg - Lo)/Lo] × 100 = [(80.9 - 80)/80] × 100 = 1.125%

At = Agt

unde: Rm - rezistenta la tractiune;

Rp_0.2 - limita de curgere conventionala pentru alungirea la 0.2%;

Rt_0.5 - limita de extensiune conventionala;

Agt - alungirea partiala totala sub forta maxima;

At - alungirea totala procentuala.