predavanja 2-materijali
TRANSCRIPT
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
1/68
1
MATERIJALI
A G R O M
E D
I T E R
A N S K I F A K U L T E T
-
M O S
T A R UNIVERZITET DEMAL BIJEDI
- MOSTAR AGROMEDITERANSKI FAKULTET
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
2/68
Mehanizacija u poljoprivredi 2
1. Mainski
materijali,
2. Gra evinski materijali i
3. Elektrotehni ki
materijali.
Mainski
materijali
su
dominantni
materijali
poljoprivredne
tehnike (traktor,
kombajn, suara, muzni
ure aj
i sl.)
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
3/68
Mehanizacija u poljoprivredi 3
METALNI MATERIJALI
Metalni
materijali
su
najzastupljeniji
mainski
materijali. Ovi
materijali
su
tehni ki
isti
metali(hemijski
elementi) ili, naj e e, smjee
metala, njihovih
jedinjenja
i nekih
nemetalnih
materijala.
Metali
su
kristalne
gra e, dobri
su
provodnici
toplote
i elektri ne
struje,
mogu
se plasti no deformisati
(kovati, gnje iti
i sl.) i neprozirni
su.
Metali
se prakti no
u prirodi
ne
nalaze
u elementarnom
obliku. Hemijska
jedinjenja
metala
koji
se ekonomi no
mogu
eksploatisati
iz
prirode
i naknadno
prera ivati
nazivaju
se metalne
rude.U
metalurkim
postrojenjima
rude se prera uju
sa
ciljem
da
se dobiju
metalni
materijali
upotrebljivi
za
izradu
dijelova
raznih
maina
i ure aja. U metalurkim
pogonima
naj e e seproizvode
poluproizvodi
koji
odlaze
u fabrike
i radionice
na
dalju
preradu
u kona ne
proizvode.
Metali
se naj e e
koriste
kao
smjee. U smjei
u estvuju
metali, ali
mogu
biti
zastupljena metalna
jedinjenja
ili
nemetalni
materijali. Ovakve
smjee
nazivaju
se
legure . Legure
se
daleko
vie
koriste
u praksi
u odnosu
na
tehni ki
iste
metale.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
4/68
Mehanizacija u poljoprivredi 4
eljezo
i legure
eljezaTehniki
isto
eljezo
se ne
koristi
kao
materijal.
eljezo
je
najvanija
komponenta
legura
eljeza.
Rude iz
kojih
se dobijajueljezni
materijali
su: magnetit, hematit, limonit,
siderit
i pirit. Ove
rude se
prera uju
u visokim
peima, gdje se pored njih, dodaje
krenjak
i koks. Pri
vrlovisokim
temperaturama
dolazi
do hemijskih
reakcija,
koje, prije
svega, redukujueljezne
okside, tako
da
se kona no
dobija
sirovo
gvoe,
koje, pored eljeza, u
sebi
sadri
ugljenik, silicijum, managan
i primjese
(sumpor,
fosfor...). Sirovogvoe
je
osnova
za
proizvodnju
legura
eljeza.
Legure
eljeza
su:
elik, liveno
gvo e .
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
5/68
Mehanizacija u poljoprivredi 5
elik
se dobija
preradom
sirovog
gvoa
u Simens-Martinovim
peima,
konvertorima ili elektrinim peima. Koji postupak e se koristiti zavisi od vrsteelika
koje
eli
da
se proizvede.
Liveno
gvoe
se dobija
od
sirovog
livenog
gvoa. Prerada
se,
najee,obavljau kupolnim
ili
elektrinim
peima.
Sirovo
gvoe
se dijeli
prema
formi
ugljenika, koji
se nalazi
u njemu, na:
1.
Bijelo
sirovo
gvoe,2.
Sivo
sirovo
gvoe i
3. Polusivo sirovo gvoe.Bijelo
sirovo
gvoe
se karakterie
po
tome to
je
ugljenik, koji
ulazi
u njegov
sastav, u formi
jedinjenja
eljeza
i ugljenika. To jedinjenje
se naziva
cementit (Fe3
C). Cementit
je
bijele
boje, te
se ovo
sirovo
gvoe
zbog
toga tako
i naziva.
Bijelo
sirovo
gvoe je sirovina za dobijanje elika
i bijelog
livenog
gvoa.U sivom
sirovom
gvou
ugljenik
se nalazi
u elementarnoj
formi
grafitu, to
mu
u prelomu
daje
sivu
boju. Ono je
sirovina
za
dobijanje
sivog
livenog
gvoa.
Polusivo
sirovo
gvoe
u sebi
sadri
ugljenik
u obje forme
(cementit
i grafit). Slui
za
dobijanje
nekih
vrsta
elika
i livenih
gvoa.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
6/68Mehanizacija u poljoprivredi 6
elik
je
legura
eljeza
koja
sadri
manje
od
2,14% ugljenika. Ugljenik
se u
elikumoe
nai
u elementarnoj
formi
(grafit) i u formi
cementita. Pored ugljenika u
eliku
su
redovno
prisutni
i drugi
elementi. Fosfor, sumpor, azot
i kiseonik
loeutiu
na
osobine
i zbog
toga se nazivaju
tetnim
primjesama. Mangan
i silicijum
su,
takoer, uvijek
prisutni
u eliku, ali
nisu
tetni.
Ako
u eliku
pored tetnih
elemenata
ima
manje
od
0,6% mangana
i manje od0,6% silicijuma, a nema
drugih
namjerno
dodatih
(legirajuih) elemenata
tada je
re
o ugljeni nom
eliku.
Ugljenini
elici
su
najee
koritena
vrsta
elika
zbog
njihove
nie
cijene.
Oni sedijele
na:
- konstrukcione elike
ako
je
sadraj
ugljenika
manji
od
0,8% i- alatne elike
ako
je
sadraj
ugljenika
vei od 0,8%.
Konstrukcioni
elici
su
meki
i lake
se prera uju. Ovo
su
najjeftniji
elici
i koristese za
opte
konstrukcione
namjene.
Alatni
elici
su
vri i tvri, pa im
ove
osobine
odreuju
namjenu. Treba
napomenutu
da
na
osobine
ugljeninih
elika,
pored sadraja
ugljenika, zna ajno
utiu naini
termike
i mehanike
obrade.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
7/68Mehanizacija u poljoprivredi 7
Ako se eliku namjerno dodaju elementi, da bi se poboljale njegove osobine, dobijaju
se legirani
elici. Elementi, koji
se dodaju, nazivaju
se legiraju i
lementi.U zavisnosti
od
toga kakve
se osobine
od elike
ele
dobiti, dodaju
se slijede i
elementi:silicijum
-
Si, mangan
Mn, hrom
Cr, nikl
Ni, volfram
W, molibden
Mo,
vanadijum
V, kobalt
-
Co, titan
Ti itd. Svaki
od
ovih
elemenata
utie naodreene
mehanike, hemijske
ili
druge
osobine. U zavisnosti
od
koliine
i vrstelegirajuih
elemenata
dobijaju
se slijede i legirani elici:
-
elici
za
opruge,-
elici
otporni
na
habanje
(elici
otporni
ne
velike
povrinske
pritiske),-
vatrootporni
elici
(elici
predvieni
za
rad
na
visokim
temperaturama),
-
elici
za
poviene
temperature,- nehr ajui
elici,
-
alatni
legirani
elici,-
magnetni
elici,-
elici
za
mjerne instrumente
itd.
Legirani
elici
se dijele
na:-
niskolegirane
(manje
od
5% legiraju ih
elemenata) i
-
viskolegirane
(vie
od
5% legiraju ih
elemeneta).
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
8/68Mehanizacija u poljoprivredi 8
Liveno
gvo e
je
legura
eljeza
koja
sadri
vie
od
2,14% ugljenika. Ova legurase iskljuivo
oblikuje
livenjem. Liveno
gvoe se dijeli na:
-
bijelo
liveno
gvoe,- sivo liveno gvoe,-
temperovani
liv
i
- nodularni
liv.
Bijelo
i sivo
liveno
gvoe
se razlikuju
po
tome u kakvoj
formi
je
ugljenik
unjemu
(cementit
ili
grafit).
Temperovani
i nodularni
liv
se karakteriu
po
tome to
su
specijalnim
postupcima
postignuti posebni rasporedi ugljenika u strukturi materijala.Liveno
gvoe
moe
biti
legirano. Najee
se legiranje
obavlja manganom
i
silicijumom. Liveno
gvoe je znatno jeftiniji materijal od elika.Zbog
ove
osobine, ali
i zbog
toga to
ovaj
materijal
ima
odreenu
vrstou i
tvrdou liveno gvoe je najrasprostranjeniji mainski materijal. Pored navedenihosobina
treba
istai da su livena gvoa
otpornija
na
koroziona
dejstva
od
elika.
Veoma
vana
osobina
sivog
livenog
gvoa
je
dobro
amortizovanje
vibracija. Ovaosobina
i niska
cijena
odredili
su
da
se ve ina
postolja
maina, blokovi
motora
i sl,
izrauju od ovog materijala. Npr., traktor je sainjen od 60-70% livenog gvoa, aostatak
su
ostali
mainski
materijali.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
9/68Mehanizacija u poljoprivredi 9
OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE
U obojene
metale
svrstavaju
se svi
metali
koji
se upotrebljavaju
u tehniciosim
eljeza. U dananje
vrijeme
upotrebljava
se veoma
veliki
broj
razliitih
metala.Meutim, veoma
malo
obojenih
metala
se upotrebljavaju
kao
isti
(tehni ki).
Uglavnom se upotrebljavaju smjee ovih metala (legure).Metali
koji
se upotrebljavaju
u tehnici
kao
tehniki
isti
su:
-
bakar,-
aluminijum,
- kalaj,-
olovo
i- cink.
Ima
jo
metala
koji
se upotrebljavaju
kao
isti, ali
u veoma
specifinim
sluajevima.Bakar
(Cu)
je
jedan
od
nastarijih
metala
koje
je
ovjek
upotrebio. Meutimnjegova
mala
vrstoa
je
u sadanjem
vremenu
veoma
ograniila
njegovu
upotrebu. Ali, njegova
izuzetno
dobra provodljivost
elektrine
struje
i veoma dobraotpornost
na
koroziju
su
odredili
da
se ovaj
metal neprikosnoveno
upotrebljava
kao
elektrini
provodnik
(elektrotehni ki
materijal). Bakar
je
veoma
vaan
metalza
izradu
velikog
broja
raznih
legura.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
10/68Mehanizacija u poljoprivredi 10
OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE
Aluminijum
(Al)
je
metal koji
se, posle
eljeznih
materijala
najvieupotrebljava. Njegova
vana
osobina
je
mala
gustina. Konstrukcije
odaluminijuma
ili
njegovih
legura
su
mnogo
lake
od
elinih
konstrukcija.Oekivalo
se da
e
cijene
aluminijuma
opadati
tokom
vremena, te
tako
ugroziti
elik, ali
se to nije
desilo. Aluminijum
se, kao
tehniki
ist
metal, upotrebljava
zarazne konstrukcije i druge namjene, gde je osnovni uslov to manja masa.Aluminijum
ima
i dobru
otpornost
na
koroziju, a solidan
je
provodnik
elektrine
struje. U nekim
sluajevima
se upotrebljava
i za
elektrine
provodnike.Aluminijum
se veoma
mnogo
upotrebljava
kao
osnovni
materijal
za
izradualuminijumskih
legura.
Kalaj
(Sn)
se retko
upotrebljava
kao
tehniki
ist
metal. On se upotrebljavakao
dodatni
materijal
za
meko
lemljenje. Meutim, treba
imati
u vidu
da
se kalaj
esto
upotrebljava
kao
komponenta
za
legure.Olovo
(Pb)
je
ranije
imalo
eu primjenu kao tehni ki
ist
metal. Njegove
osobine
su: veoma
dobra plasti nost, otpornost
na
koroziju
i velika
masa. Oveosobine
mu
i odreuju
primjenu. Kao tehni ki
ist
metal ranije
se esto
upotrebljavao
za
kanalizacione
cevi. U danjanje
vreme
se upotrebljava
uakumulatorima, tegovima, protivtegovima
itd. Koristi
se kao
komponenta
za
izradu
legura.Cink
(Zn)
se prakti no
ne
upotrebljava
kao
ist
metal. Izuzetak
je
sluaj
kada
se ovaj
metal koristi
za
galvansko
presvlaenje
drugih
materijala, naj ee
elika, jer
ima
veoma
dobru
otpornost
na
koroziju. Pocinkovani
elini
lim
je
upravo
ovakav
materijal. Njegova
povrina
je
prekrivena
tankim
slojem
cinka
u svrhuzatite
od
korozije. Cink
se esto
upotrebljava
kao
legirajui element.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
11/68
Mehanizacija u poljoprivredi 11
Mesing
je legura bakra u kojoj je glavni legiraju i element cink. U mesingu,moe biti i drugih legiraju ih elemenata, ali manje nego cinka. Postoje razne vrstemesinga, ali se svi oni odlikuju dobrom korozionom postojano u i solidnomvrstoom i tvrdo om. Mesing se u tehnici upotrebljava za cijevne armature, puneprenosnike i druge dijelove gdje su njegove osobine bitne.
Bronza
je legura bakra i legiraju ih elemeneta, s tim to cink nije glavnilegirajui element. U tehnici se upotrebljava veliki broj raznih vrsta bronzi. Ovelegure su tako e otporne na koroziju, lako se liju i mogu se plasti no deformisati.Bronze se koriste za izradu kliznih leajeva, cijevi i za druge namjene. Premaglavnom legiraju em elementu bronze se dijele na:
-
kalajne bronze,-
olovne bronze,
-
aluminijumove bronze,- berilijumove bronze itd.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
12/68
Mehanizacija u poljoprivredi 12
Aluminijumove legure
se odlikuju malom gustinom, odnosno malom masom dijelovaizraenih od ovih legura. Savremene letjilice su nezamislive bez ovih legura.Pored toga legure alumijuma se koriste za gra evinske konstrukcije, klipovemotora, razne dijelove komplikovanog oblika itd. Generalno, aluminijumove legurese razvrstavaju u dve grupe:
-
legure namenjene za obradu livenjem i- legure namenjene za obradu deformisanjem.
O legura nemjenjnih za obradu livenjem treba ista i poznatu leguru silumin, aod legura namjenjenih za obradu deformisanjem optepoznat je duralumnijum.Veliki je broj ostalih legura koji se koriste u tehnici:
-
legure za leajeve,-
lake legure na bazi titana,
-
lako topljive legure,-
teko topljive legure,
-
litografske legure,-
tvrde legure,
-
niklove legure,-
super legure itd.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
13/68
Mehanizacija u poljoprivredi 13
NEMETALNI MATERIJALI KERAMIKI MATERIJALI POLIMERNI MATERIJALI KOMPOZITNI MATERIJALI
OSTALI MATERIJALI
(STAKLO, DRVO, ZAPTIVNI
MATERIJALI, TEKSTIL, KOA I DR)
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
14/68
Mehanizacija u poljoprivredi 14
KERAMIKI MATERIJALI
KERAMIKI MATERIJALI SU NEORGANSKI MATERIJALI KOJI SE SASTOJE OD NEMETAL
METALNIH ELEMENATA VEZANIH PRETENO JONSKIM I (ILI) KOVALENTNIM VEZAMA
KERAMIKI MATERIJALI SU U OPTEM SLUAJU TVRDI I KRTI SA MALOM ILAVOU IPLASTINIU. DOBRI TOPLOTNI I ELEKTRINI IZOLATORI.
VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA. DOBRA HEMIJSKA STABILNOST. TRADICIONALNI KERAMIKI MATERIJALI - GRAEVINARSTVO.
TEHNIKI KERAMIKI MATERIJALI (TEHNIKA KERAMIKA)
MAINSTVO I OSTALETEHNIKE PRIMJENE
PODJELA1. KONSTRUKCIONI MATERIJALI,2. VATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALI,3. KERAMIKI ABRAZIVNI MATERIJALI,4. TVRDI METALI ZA REZNE ALATE,5. ALATNA KERAMIKA
6. SUPERTVRDI MATERIJALI
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
15/68
Mehanizacija u poljoprivredi 15
KERAMIKI MATERIJALIKONSTRUKCIONI MATERIJALIIZRAUJU SE NA BAZI: ALUMINIJUM-OKSIDA, CIRKONIJUM-OKSIDA lSILICIJUM-KARBIDA, VISOKA TVRDOA I VRSTOA, NISKAILAVOST, PROBLEM OBRADE I SPAJANJA SA METALOM.UPOTREBA: DIJELOVI MOTORA, RADNA KOLA SPECIJALNIHKOMPRESORA, VASIONSKA TEHNIKA...
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
16/68
Mehanizacija u poljoprivredi 16
KERAMIKI MATERIJALIVATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALIVATROSTALNI KERAMIKI MATERIJALI DIJELE SE NA:KISELE (SiO2, AI2O3) I BAZNE (MgO, CaO I Cr2O3).NISKA TOPLOTNA PROVODNOST, DOBRE MEHANIKEOSOBINE NA VISOKIM TEMPERATURAMA.OBLIK PROIZVODA: OPEKE, MASA ZA NABIJANJE I BRANOUPOTREBA: IZOLACONI l VATROSTALNI MATERIJAL ZALOITA KOTLOVA I PEI,VASIONSKA TEHNIKA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
17/68
Mehanizacija u poljoprivredi 17
KERAMIKI MATERIJALIKERAMIKI ABRAZIVNI MATERIJALITOPLJENI ALUMINIJUMOKSID I SILICIJUM-KARBID.ESTICE KERAMIKE GRUPIU SE POMOU VEZIVNIH SREDSTAVA.VEZIVNA SREDSTVA: PEENA KERAMIKA, ORGANSKE SMOLE, GUMA...ESTICE IMAJU VEOMA OTRU I TVRDU IVICU (MIKROTVRDOA)TEMPERATURA UPOTREBE 900 -
2000 C.OBLICI PROIZVODA: BRUSNI PAPIR, BRUSNE TRAKE I BRUSNI KAMEN.NAMJENA: ALATI ZA BRUENJE I POLIRANJE.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
18/68
Mehanizacija u poljoprivredi 18
KERAMIKI MATERIJALITVRDI METALI ZA REZNE ALATEIZRAUJU SE OD FINO USITNJENIH TVRDIHESTICA (PRAHA)METALNIH KARBIDA VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA.KAO VEZIVNO SREDSTVO NAJEE SE KORISTI KOBALT (Co), ARIJETKO Ni I Fe.OSNOVNI JE VOLFRAM-KARBID (WC), A PONEKAD SE DODAJU UMANJIM KOLIINAMAKARBIDI TITANA, TANTALA I NIOBIJUMA.
OBLIKUJU SE SINTEROVANJEM.KOBALT SE PRAKTINO NE RASTVARA U VOLFRAM-KARBIDU,RASTVORLJIVOST DO 1%.KOBALT POPUNJAVA MEUPROSTOR.Fe i Ni SE RASTVARAJU U VEOJ MERI U WC.
1) TVRDI METALI WC-Co -
REZNI ALAT ZA LIVENA GVOA INEMETALE.2) TVRDI METALI: WC, TITAN-KARBID, TANTAL-KARBID
REZNIALAT ZAELIK.TVRDOA DO 93 HRA.TVRDOA NA POVIENIM TEMPERATURAMA ZAVISI OD KOLIINEVEZIVA (Co)
TO MANJE Co TO JE TVRDOA VEA.VIE Co VEA SAVOJNA, A MANJA PRITISNAVRSTOA.TiC SA VEZIVOM Ni IMA MANJU TVRDUU ALI DOBU DINAMIKUOTPORNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU I OTPORNOST NA UDAR.PORED UPOTREBE ZA ALATE KORISTI SE I ZA DRUGE NAMJENEGDJE SE TRAI DOBRA OTPORNOST NA HABANJE.
OBLICI PROIZVODA: PLOICE SA VE
FORMIRANOM REZNOM
IVICIOM. PLOICE SE PRIVRUJU TVRDIM LEMLJENJEM ILIMEHANIKOM VEZOM.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
19/68
Mehanizacija u poljoprivredi 19
KERAMIKI MATERIJALI
ALATNA KERAMIKAVEOMA FINI PRAH ALUMINIJUM-OKSIDA. SINTEROVANJE.DODAVANJE DRUGIH KERAMIKIH MATERIJALA VEOMA MALO.VISOKA TVRDOA, HEMIJSKA OTPORNOST, OTPORNOST NA HABANJE.OBLIK PROIZVODA: PLOICE (KAO KOD TVRDIH METALA).
SUPERTVRDI MATERIJALI1) DIJAMANT: PRIRODNI I VJETAKI -
NAJTVRI REZNI ALAT.2) KUBNI BOR-NITRID - NAJTVRI POSLIJEDIJAMANTA. OBINO SE NANOSI NA PLOICETVRDOG METALA, POSTUPKOM SINTEROVANJA.VISOKA TVRDOA, VISOKA OTPORNOST
NA HABANJE, DOBRE OSOBINE NA VISOKIMTEMPERATURAMA (DO 1300).OVIM ALATIMA MOE SE ZAMJENITI OPERACIJABRUENJA.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
20/68
Mehanizacija u poljoprivredi 20
POLIMERNI MATERIJALI POLIMER
-
MNOGO DIJELOVAORGANSKI MATERIJALI -
VELIKI BROJ HEMIJSKI VEZANIH ORGANSKIH GRUPA.
PODJELA:
1)PLASTIKE
2)ELASTOMERI (GUME)PLASTIKE1)TERMOPLASTI-
ZAGRIJVANJE RADI OBLIKOVANJA.MOGUE JE PONOVNOZAGRIJVANJE I OBLIKOVANJE BEZ BITNIJIH PROMJENA OSOBINA.2)TERM0REAKTIVNE PLASTIKE-
OBLIKOVANE U TRAJNI OBLIK HEMIJSKOM REAKCIJOMNE MOGU SE PONOVO OBLIKOVATI.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
21/68
Mehanizacija u poljoprivredi 21
POLIMERNI MATERIJALI
TERMOPLASTI OPTE NAMENE:POLIETILEN (PE) -
REZERVOARI, BOCE, FOLIJE ITD.
POLIVINILHLORID (PVC) -
NAMETAJ, UNUTRANJE OBLAGANJEVOZILA, OBLAGANJE EL. PROVODNIKA, NEPROMOIVA OBUA I ODEA ITD.POLIPROPILEN, POLISTIROL ITD.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
22/68
Mehanizacija u poljoprivredi 22
POLIMERNI MATERIJALI
TERMOPLASTI ZA TEHNIKE NAMJENE:POLIAMID (NAJLON) -
ZUPANICI BEZ PODMAZIVANJA, LEITA, ITD.
TERMOPLASTINI POLIESTRI
REZERVOARI, KOMORE, ROTORI PUMPI,ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA ITD.TERMOPLASTI SE MOGU DEFORMACIONO OJAAVATI -
HEMIJSKA REAKCIJA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
23/68
Mehanizacija u poljoprivredi 23
POLIMERNI MATERIJALI
TERMOREAKTIVNE PLASTIKE:-FENOLNE SMOLE -
PRVI GLAVNIPLASTINI MATERIJAL KOJI JE NAAOPRIMJENU U INDUSTRIJI -
BAKELIT.NISKA CIJENA.DOBRA ELEKTRINA I TERMIKASVOJSTVA (IZOLATOR). OTPORNOST NAPOVIENIM TEMPERATURAMA.PRIMJENA: ELEKTROTEHNIKA,KOMPONENTE ZA KOENJE
NEMETALNI MATERIJALI-EPOKSIDNE SMOLEDOBRA OTPORNOST PREMAHEMIKALIJAMA, DOBRO PRIJANJANJE ZADRUGE MATERIJALE. DOBREMEHANIKE OSOBINE, DOBRA
ELEKTRINA IZOLACIONA SVOJSTVA.PRIMJENA: PREVLAENJE DRUGIHMATERIJALA RADI HEMIJSKE ZATITE,ELEKTROTEHNIKA, KOMPOZITNIMATERIJALI.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
24/68
Mehanizacija u poljoprivredi 24
POLIMERNI MATERIJALIELASTOMERI (GUMA)GLAVNA OSOBINA ELASTINOST.PRIRODNA GUMA
MANJE OD 30% UKUPNEPOTRONJE GUME.DOBIJA SE OD DRVETA HEVEA. ZASJECASE DRVO I SKUPLJA SE MLIJENI SOK -
LATEKS.
OVAJ SOK OVRSNE I DOBIJE SE SIROVAGUMA (TVRD I NEELASTIAN MATERIJAL).VULKANIZACIJA (1839, Charles Goodyear)-
DOBIJANJE GUME OD SIROVE GUME(KORISTI SE SUMPOR IOLOVOKARBONAT).
SINTETI KE GUME -STIREN-BUTADIJEN GUMA.JEFTINIJA OD PRIRODNE GUMEZA PNEUMATIKE. NEDOSTATAK:APSORBOVANJE ORGANSKIHRASTVARAA (BENZIN, ULJE ISL.) I BUBRENJE.
-
NEOPREN. POVEANA OTPORNOST NAHEMIKALIJE, TOPLOTNI IZOLATOR,SLABIJA ELASTINOST NA NIIMTEMPERATURAMA.-
SILIKONSKE GUME (SILIKON). IROKTEMPERATURSKI INTERVAL UPOTREBE(-100 DO 250C). U TEHNICI ZAZAPTIVANJE I SL.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
25/68
Mehanizacija u poljoprivredi 25
KOMPOZITNI MATERIJALISU MATERIJALI KOJl SE SASTOJE OD SMJEE ILIKOMBINACIJE DVA ILI VIE KONSTITUENATA KOJI SERAZLIKUJU PO OBLIKU I HEMIJSKOM SASTAVU I KOJI SU
PRAKTINO NERASTVORLJIVI JEDAN U DRUGOM.DOMINANTNI SLUAJ KOMPOZITNOG MATERIJALA JEKOMBINACIJA VLAKANA I OSNOVNOG MATERIJALA(OSNOVE ILI MATRICE).
VLAKNA1. STAKLENA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTINIHSMOLAOSOBINE: DOBRE MEHANIKE OSOBINE, OTPORNOSTPREMA KOROZIJI I PROMJENAMA TEMPERATURE. JEFTINMATERIJALOBLIK: KONCI, SNOPOVI, TKANINE
2. UGLJENINA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTIKEIZRAUJU SE IZ TEKIH UGLJOVODONIKAKARBONIZACIJOM (1000 -1500 C) I GRAFITIZACIJOM(1800 C).OSOBINE: VISOKA ZATEZNAVRSTOA I MODULELASTINOSTI.OBLIK: VLAKNA 7 -10m, UAD -
NEKOLIKO HILJADAVLAKANA.
3. ARMIDNA VLAKNA ZA OJAAVANJE PLASTINIH SMOLAAROMATNA POLIAMIDNA VLAKNA. KEVLAR -
TRGOVAKINAZIV.OSOBINE: NAJVIA ZATEZNAVRSTOA.VISOK MODUL ELASTINOSTI.UPOREDNA SVOJSTVA U STANJU KONCA ZA VLAKNASTEOJAIVAE PLASTIKA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
26/68
Mehanizacija u poljoprivredi 26
MATRICE -
OSNOVE
1. POLIESTERSKE SMOLE OJAANE STAKLENIM VLAKNIMAVISOK ODNOSVRSTOE PREMA GUSTINI, DOBRA DIMENZIONALNASTABILNOST, DOBRA OTPORNOST NA PROMJENE TEMPERATURE IKORZIJU, VODONEPROPUSNOSTPRIMENA: REZERVOARI, GRAEVINARSTVO,AMCI...
2. EPOKSIDNE SMOLE OJAANE UGLJENINIM VLAKNIMAPRIMENA: LAKI NOSAI VISOKEVRSTOE, VASIONSKA TEHNIKA.
3. PLASTIKE OJAANE ARMlDNIM VLAKNIMAUPOTREBA: SLINO KAO PRETHODNI KOMPOZIT
OBLIKOVANJEOTVORENI KALUPI:1. RUNO OBLIKOVANJE -
POSTAVE SE TKANINE PA SE PREMAZUJUILI NALIVAJU SMOLOM.2. PRSKANJEM -
POSTAVE SE VLAKNA ILI TKANINA PA SE POMOUSPECIJALNOG PITOLJA PRSKANJEM NANOSI SMOLA.3. POSTUPAK NAMOTAVANJA -
IZRADA CIJEVASTIH PROIZVODA.NAMOENA VLAKNA SE NAMOTAVAJU NA CILINDAR-KALUP.
ZATVORENI KALUPI:1. PRESOVANJE I BRIZGANJE -
SLINO KAO KOD TERMOPLASTA S
TIM TO SE VLAKNA POSTAVE U KALUP PRE PRESOVANJA ILIBRIZGANJA.OSTALI SPECIFlNI POSTUPCI ZA IZRADU TRAKA I PROFILA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
27/68
Mehanizacija u poljoprivredi 27
STAKLOKERAMIKI PROIZVOD. STAKLO JE PROIZVOD KOJI SE DOBIJA OVRAVANJEM BEZKRISTALIZACIJE SiO2
.MREASTA STRUKTURA TETRAEDARA KVARCA.DODAVANJEM DRUGIH OKSIDA KORIGUJU SE OSOBINE.GLAVNE OSOBINE: PROZIRNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU, VISOKA TVRDOA NASOBNOJ TEMPERATURI.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
28/68
Mehanizacija u poljoprivredi 28
DRVODRVO JE JEDAN OD NAJZNAAJNIH TEHNIKIH MATERIJALA.
U MAINSTVU SE MANJE UPOTREBLJAVA.ANIZOTROPNOST OSOBINA.VELIKI BROJ VRSTA DRVETA.SIROVO DRVO: IZNAD w = 40%ZA OPTU UPOTREBU: w = 13%ZA UPOTREBU PRI KOJOJ NE TREBA DA DOE DO PROMJENA DIMENZIJA I DEFORMACIJA(NAMETAJ I SL.) w = 8-9%.PROIZVODI (ZA UPOTREBU U MAINSTVU):REZANA GRAALISTOVI (DO 11 mm), DASKE (DO 47 mm) I FOSNE (IZNAD 47 mm)a/b < 2: LETVICE, GREDICE I GREDE.FURNIR 0,65-2 mm -
ZA OBLAGANJE I IZRADU PERPLOAPERPLOE I PANEL PLOE -
SMANJENJE ANIZOTROPNOSTI.LESONIT PLOE -
PRESOVANJEM DRVENIH VLAKANACA.LIGNOSTON (PRESOVANO DRVO) OBINO BUKOVINA. VISOKA TEMPERATURA I VISOKIPRITISAK. DOBRE OSOBINE (ZUPANICI, LEAJEVI ITD).
PLOE-IVERICE SLIJEPLJIVANJEM KOMADIA DRVETA, STRUGOTINE I SL.SLOJEVITO DRVO -
FURNIR SLEPLJEN POMOU BAKELTA ILI SL. AVIONSKE ELISE,ZUANICI I DRUGE NAMENE.DRVO SE TITI UGLJENISANJEM, PARENJEM PREMAZIMA I BOJAMA.SPECIJALNI PREMAZ PROTIV POARA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
29/68
Mehanizacija u poljoprivredi 29
Koa se koristi za izradu kaieva, kop i, luksuzno opremanjeautomobila i sl.
Zaptiva i se izra uju od plastike, gume, platna, papira, bakra,azbestnih materijala i dr. Za zaptivanje se koriste i namazi kojinaknadno o vravaju (silikonska guma i razni hermetici).
Tekstil za tehni ke potrebe izra uje se od lana, konoplje i vjeta kihmaterijala. Tekstilne tkanine koriste se za izradu traka zatransportere, oja avanje kaia, plastificirana platna za prekrivanje i sl.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
30/68
Mehanizacija u poljoprivredi 30
OSOBINE MATERIJALA
FIZIKE OSOBINE (gustina materijala, temperaturatopljenja, koeficijent toplotnog irenja, elektri na itoplotna provodljivost, magnetne osobine i dr. )HEMIJSKE OSOBINE (hemijska otpornost premadejstvu korozije i hemijski afinitet prema drugimamaterijalima)MEHANIKETEHNOLOKE
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
31/68
Mehanizacija u poljoprivredi 31
MEHANIKE OSOBINE MATERIJALA
vrstoa materijala je otpor koji prua materijal pri djelovanju spoljnih sila.Zavisno od na ina i smjera djelovanja vanjskih sila vrstoa moe biti: na
zatezanje, pritisak, na savijanje, smicanje, uvijanje i izvijanje. U stru nimprirunicima i svakodnevnoj praksi kao karakteristika materijala naj ee senavodi njegova zatezna vrstoa. Zatezna vrsto a je maksimalno optere enje,po jedinici povrine prvobitnog presjeka normalnog na silu zatezanja, kojematerijal moe da izdri.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
32/68
Mehanizacija u poljoprivredi 32
Elasti nost je osobina materijala da nakon prestanka djelovanjaspoljanih sila koje su izazvale odre enu promjenu oblika i
dimenzija primi ponovo svoj prvobitni oblik i dimenzije.Deformacija u materijalu koja nestaje kada prestanu da djelujusile koje su je izazvale naziva se elasti na deformacija .Deformacija koja ostaje u materijalu i nakon prestankaoptere enja naziva se plasti na deformacija . Naprezanje koje leina granici elasti nosti i plasti nosti naziva se granica elasti nosti .
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
33/68
Mehanizacija u poljoprivredi 33
Plasti nost je svojstvo materijala da pod se dejstvom spoljnih silatrajno deformie, a da pri tome ne nastupi kidanje ili lom materijalailavost materijala je otpor koji materijal prua pri udarnomoptere enju. Za materijale koji ne posjeduju ilavost, tj. kod kojih
se prelom javlja skoro bez plasti nih deformacija, kaemo da su krtiTvrdo a materijala je otpor kojim se jedno tijelo suprostavljaprodiranju drugog tijela kroz njegovu povrinuKoeficijent trenja . Na dodirnoj povrini izme u dva tijela koja serelativno kre u jedno prema drugome javlja se sila trenja ili otportrenja. Smjer joj je uvijek suprotan smjeru kretanja tijela.Eksperimentalni putem je utvr eno da je sila trenja proporcionalnanormalnoj sili i koeficijentu trenja. Koeficijent trenja je neimenovanbroj i kre e se od 0 do 1
Otpornost na habanje je sposobnost materijala da se opirehabanju, razruavanju povrine ili promjeni dimenzije pod dejstvomsile trenja
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
34/68
Mehanizacija u poljoprivredi 34
TEHNOLOKE OSOBINE MATERIJALALivkost podrazumijeva sposobnost metala i legura da u rastopljenomstanju pri livenju ispune upljinu u kalupu, a nakon o vravanja da napovrini odlivka obezbijede otre konture reljefa kalupaKovnost je osobina metala i legura da se mogu, u ve oj ili manjoj mjeri,oblikovati platinom deformacijomZavarljivost je sposobnost materijala da podvrgnut postupku
zavarivanja ostvari takav spoj zavarenih dijelova, da bude obezbije ennjihov kontinuitet, a da pri tome zavareni dijelovi zadovoljavaju uslovepostavljene za taj stepen zavarljivostiObrada rezanjem strugotine je osobina materijala da se moeobraivati rezanjem strugotine na alatnim mainama uz minimalnetrokove i dobar izgled povrine
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
35/68
Mehanizacija u poljoprivredi 35
VRSTE TERMIKE OBRADE
Termikom obradom mijenjamo materijalu mehani ke, fizike
i hemijske, osobine, kao iolakavanje obradivost i(li) smanjivanje unutranjih napona nastalih predhodnomobradom. Ovo moemo posti i na dva na ina: bez promjene hemijskog sastava i sapromjenom hemijskog sastava povrinskog sloja, tj. termi ku obradu moemo podijelitina:-
istu termi ku obradu-
termo-hemijsku obradu
Kod iste termi ke obrade zagrijavanjem i hla enjem dajemo materijalu eljene osobine.istu termi ku obradu moemo podijeliti na:-
kaljenje-
otputanje
- poboljanje-
normalizovanje- arenje- starenje
Kod termo-hemijske obrade difuzijom uvodimo metale ili nemetale u povrinski sloj imepostiemo eljene osobine. Termo-hemijsku obradu moemo podijeliti prema elementu,koji uvodimo difuzijom u povrinski sloj na:- cementaciju-
nitriranje-
karbonitriranje-cijanizaciju-
hromiranje
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
36/68
Mehanizacija u poljoprivredi 36
ISPITIVANJE MATERIJALA
Prema osobinama koja se utvr uju, sva ispitivanja moemopodijeliti na:Hemijska
FizikaMehanikaTehnolokaStrukturna
DefektoskopskaPrema na inu djelovanja optere enja u toku ispitivanja sva
ispitivanja moemo podijeliti na:
Statika ispitivanjaDinamika ispitivanja
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
37/68
Mehanizacija u poljoprivredi 37
U grupu stati kih ispitivanja spadaju i najvanije metode ispitivanjatvrdoe:Ispitivanje tvrdo e po BrineluIspitivanje tvrdo e po RokveluIspitivanje tvrdo e po Vikersu
Zavisno od vrste naprezanja koje izaziva optere enje, stati kaispitivanja mogu biti:Ispitivanje na zatezanje
Ispitivanje na pritisakIspitivanje na smicanjeIspitivanje na savijanjeIspitivanje na torziju
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
38/68
Mehanizacija u poljoprivredi 38
ISPITIVANJE MATERIJALA ZATEZANJEM
Epruveta za ispitivanje (standardna)
Maina za ispitivanje zatezanjem-kidalica
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
39/68
Mehanizacija u poljoprivredi 39
Dijagram naprezanje-izduenje
Granica proporcionalnosti pr Granica elasti nosti eModul elasti nosti E Granica razvla enja v Zatezna vrsto a m
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
40/68
Mehanizacija u poljoprivredi 40
ISPITIVANJE TVRDO E Ispitivanje tvrdo e po Brinelu
Za ispitivanje tvrdo e po Brinelu koristimo se utiskiva em u oblikueline kuglice, koja se utiskuje odre enom silom u povrinupredmeta. Mjerilo tvrdo e je veli ina otiska koji ostavi kuglica upovrini ispitivanog materijala. Tvrdo a po Brinelu se moe izraziti:
=2cm
kN
h D
F HB
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
41/68
Mehanizacija u poljoprivredi 41
Ispitivanje tvrdo e po Rokvell-u
Po Rokvelu mjerilo tvrdoe je dubina otiska koji ostavi specijalni utiskiva na koji djeluje odre ena sila. Kao utiskiva
slue eline kugliceodgovaraju eg pre nika ili dijamanstski konus sa uglom konusa 120 0 i
poluprenikom zaobljenja r=0,2 mm. Po JUS-u standardizovana su dvapostupka mjerenja tvrdo e po skali B (kuglica) i C (konus-na slici).
002,0100 13
hh HRC
=
Ispitivanje tvrdo e po Vikersu
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
42/68
Mehanizacija u poljoprivredi 42
Ispitivanje tvrdo e po Vikersu Ova metoda odlikuje se nizom preimu stava: mogu se ispitivati i najtvr i
materijali, ote enje povrine je minimalno, moe se odrediti tvrdo a
tankih slojeva (cementirani, nitrirani, hromirani), moe se odredititvrdoa pojedinih mikro-struktura koje ulaze u sastav legure
22 8544,12/sin2
d
F
d
F
HV =
=
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
43/68
Mehanizacija u poljoprivredi 43
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
44/68
Mehanizacija u poljoprivredi 44
DINAMIKO DEJSTVO SILE
Mnogi mainski dijelovi u toku rada su izloeni promijenljivom optere enju(npr. elementi klipnog mehanizma)Ispitivanja pokazuju da pri promjenljivim naprezanjima, poslije izvjesnogbroja promjena optere enja, dolazi do loma, iako pri stati kom dejstvu istogtakvog naprezanja ne bi dolo do bilo kakvih trajnih deformacija
Broj promjena pri kome dolazi do loma zavisi od veli ine napona i mijenja seu veoma irokim granicama. Ako su naprezanja velika, dolazi poslije 5 do 10promjena napona do loma. Sa smanjenjem naprezanja pove ava se brojpromjenaNa ponaanje materijala pri dinami kom optere enju uti e i dejstvo sile.Prema na inu dejstva, sva dinami ka optere enja moemo podijeliti na:
PromjenljivaUdarna
Promjenljivo optere enje je prikazano sinusoidom. Pri tome se naponi sanekom u estalo u mijenjaju izme u maksimuma i minimuma. Ispitivanjematerijala pod dejstvom promjenljivog optere enja naziva se ispitivanjezamarenjemIspitivanje promjenljivim optere enjem moe da se izvodi zatezanjem,pritiskivanjem, savijanjem, uvijanjem ili kombinovano
ZAMOR MATERIJALA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
45/68
Mehanizacija u poljoprivredi 45
ZAMOR MATERIJALA
Posmatranjem preloma uslijed zamora mogu se uo iti dvije zone: zona
nasilnog loma i zona uslijed zamora. Zona nasilnog loma je hrapava i imasjajnu boju, dok zona uslijed zamora ima glatku povrinu mat bojeUzroci preloma uslijed zamora mogu biti vidljivi i nevidljivi. Vidljivi uzrocisu greke u materijalu (gasni mjehurovi, zaostala ljaka, pore, mikropukotine) i povrinske greke nastale u procesu obrade ili eksploatacije
(zarezi, koorodirana mjesta, udarena mjesta...). Konstruktivni detalji(otvori, otri prelazi, ljebovi, zavojnice...) mogu biti uzroci prelomauslijed zamora. Sve ove greke i konstruktivni detalji su uzroci kojiizazivaju koncentraciju naprezanja, a ova potpomae prelom uslijedzamoraNevidljivi uzroci preloma uslijed zamora su posljedica unutranjih naponakoji su uneseni u materijal prilikom livenja, kovanja, termi ke obrade,zavarivanja... Ovi naponi poti u od heterogenosti strukture materijalaNaponi izazvani od spoljnih sila slau se sa unutranjim naponima upojedinim metalnim zrnima. U metalnim zrnima koja imaju visokeunutranje napone spoljanji naponi mogu izazvati takva naprezanja kojaprelaze granicu ja ine materijala na kidanja. Uslijed toga javlja sepukotina koja se postepeno iri u metalnom zrnu i napada susjedno zrno.Spajanjem pukotina u susjednim zrnima dolazi do irenja pukotine. Utrenutku kada pukotina, uslijed zamora, oslabi povrinu popre nogpresjeka u tolikoj mjeri da u preostalom dijelu naponi porastu preko
jaine materijala, dolazi do nasilnog loma
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
46/68
Mehanizacija u poljoprivredi 46
ISPITIVANJE I PRIKAZIVANJE DINAMI KE VRSTOEMATERIJALA
Dinamika ja ina materijala zavisi samo od gornjeg i donjeg napona, a ne zavisi odzakona promjene napona unutar toga intervalaNaponi, isti po veliini pri stati kom optere enju izazvali bi neznatne deformacije,
dok bi pri dinamikom optere enju, poslije izvjesnog broja promjena, izazvalizamor i prelom usljed zamora materijala
Ispitivanja su pokazala da se odnos izme u dinamike vrstoe materijala D
izatezne vrstoe M
kree u granicama od 0,4 do 0,6 za elik, dok se kod drugihmaterijala kre e od 0,25 do 0,35
Dinamika vrstoa odre uje se ispitivanjem zamarenjem silama promjenljivevrijednosti. Ispitivanje se izvodi na standardnim epruvetama. Broj epruveta
zavisi od eljene ta nosti.Svaka epruveta izlae se razli itom promjenljivom optere enju i utvr uje se brojpromjena optere enja do preloma. Pri slijede em ispitivanju smanjuje seoptere enje. Smanjenjem optere enja pove ava se broj promjena do preloma.Rezultati ispitivanja unose se u koordinatni sistem kod koga se na ordinatunanosi napon a na apcisu broj promjena optere enja. Unoenjem podataka udijagram dobijamo ta ke ijim spajanjem dobijamo kontinualnu liniju koja sezove Velerova kriva
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
47/68
Mehanizacija u poljoprivredi 47
Na Velerovoj krivoj razlikujemo dva dijela: u prvom dijelu, koji
seodnosi na vie napone, prelomi dolaze pri manjem broju promjena.to je ve i napon to je broj promjena optere enja do preloma manji
Drugi dio dijagrama predstavlja pravu liniju koja se asimptotski pribliava jednom naponu. Napon koji odgovara horizontalnom dijelu
krive zove se dinami ka vrstoa materijalaDinamika vrstoa materijala je najve i promjenljivi napon koji jedan
materijal moe da izdri bez preloma i bez pojave nedozvoljenihdeformacija
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
48/68
Mehanizacija u poljoprivredi 48
Na osnovu odre ene dinami ke vrstoe konstruiu se dijagrami vrstoe kojidaju podatke o gornjem i donjem grani nom naponu, pri kome ne dolazi dopreloma ni poslije velikog broja promjena optere enja. Najpoznatiji dijagramdinamike vrstoe je Smitov dijagram
Na apcisi i na pravoj liniji povu enoj kroz koordinatni po etak pod uglom od 45 0,nanesene su vrijednosti srednjeg napona sr
Linija a-b-c zove se linija gornjeg grani nog napona, a linija c-d-e-f linija donjeggraninog napona. Ako naponi ostaju u podru ju ograni enom linijamagraninih napona, do preloma ne e doi ni poslije beskona nog brojapromjena optere enja
Smitov dijagram ima primjenu samo do granice razvla enja o,2 .
. Zbog toga jepovuena linija granice razvla enja o,2
i dobijena ta ka c. Isprekidane linije do
take b odgovaraju stvarnim naponima do preloma. Linija c-d konstruie sena osnovu simetri nosti u odnosu na liniju b-c i pravu pod ugloma od 45 0 kojaprolazi kroz koordinatni po etak
METODE POVEANJE DINAMIKE VRSTOE
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
49/68
Mehanizacija u poljoprivredi 49
METODE POVEANJE DINAMIKE VRSTOE
Na poveanje otpornosti materijala protiv zamora moe se uticati navie na ina:Pravilnim oblikovanjem i dimenzionisanjem dijelova kako bi sesmanjila koncentracija naprezanjaSpreavanjem korozijeOjaavanjem povrinskih slojeva
Povrinsko ojaavanje materijala moemo posti i:Hladnim ojaavanjemPovrinskim kaljenjemNitriranjemCementacijom
ISPITIVANJE ILAVOSTI MATERIJALA PO ARPIJU
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
50/68
Mehanizacija u poljoprivredi 50
ISPITIVANJE ILAVOSTI MATERIJALA PO ARPIJUIspitivanje ilavosti materijala vri se udarnim optere enjem. Epruveta odre enog oblika i
dimenzija lomi se jednim udarcem. Pri udaru epruveta je izloena savijanju. Cilj ispitivanja je
da se odredi sklonost materijala ka pove anju krtosti u toku eksploatacije.ilavost materijala ili vrstoe na udar pri savijanju je utroeni rad za lom epruvete sveden na jedinicu popre nog presjeka epruvete
= N/A [J/m 2]
Za ispitivanje ilavosti materijala postoji vie metoda. Naj ee se vri na arpijevom klatnuarpijevo klatno
Epruveta
ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
51/68
Mehanizacija u poljoprivredi 51
ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA(DEFEKTOSKOPIJA)
Jedan od najvanijih nedostataka ispitivanja razaranjem je ote enjeuzorka koji prakti no postaje neupotrebljivDrugi je da rezultati ispitivanja ne daju vjernu sliku o materijaluugraenom u konstrukciju, ve samo o uzorku
Mora se posjedovati veoma skupa oprema za ispitivanje i uzorci semoraju fino obraditi
Cilj ispitivanja materijala bez razaranja je da se u materijalu utvrdigreka i u unutranjosti (lunkeri, gasni mjehurovi, troska, pukotine idr.)Ovim ispitivanjem mogu se uo iti greke, odrediti njihov poloaj,veliina i prirodaIspitivanjem bez razaranja ne mogu se odrediti mehani ke osobineDefektoskopske metode moemo podijeliti ispitivanje:
Ultrazvunim talasimaProzraavanjemElektromagnetnim talasimaPenetrantima (kapilarnim) metodama
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
52/68
Mehanizacija u poljoprivredi 52
ISPITIVANJE ULTRAZVUNIM TALASIMA
Ultrazvuk je treperenje materijalne sredine sa u estalo u od 20 000 Hz, pa ivie. Treperenje sa takvom u estalo u su neosjetljiva za ovjeije uho, aimaju veliku sposobnost prodiranja kroz vrste, te ne i gasovite materije.Brzina prostiranja ultrazvuka zavisi od vrste sredine, a u prvom
redu od
elastinih svojstava te sredine i njene gustine.Pri prolazu ultrazvuka iz jedne akusti ne sredine u drugu dolazi do
djeliminog odbijanja od granica tih sredina, a djelimi nog prolaza saizvjesnim prelamanjem. Ova osobina odbijanja i prelamanja ultrazvu nih
talasa pri prolazu kroz dvije razli ite sredine slui za utvr ivanje greakaunutar materijala i gotovih proizvoda.Ultrazvuni talasi koji padaju normalno na jednu povrinu odbijaju se u
suprotnom smjeru (nazad), tj. ugao odbijanja jednak je nuli. Ako ultrazvuni talasi padaju pod nekim uglom na povrinu, tada je odbojni
ugao jednak upadnom. Zna i ultrazvuni talasi se ponaaju isto kao isvjetlosni zraci, samo to je mo
prodiranja kroz vrste materijale ve a.Ultrazvuk se koristi za ispitivanje greaka u vrstim materijalima (najbolji
rezultati se postiu kod elika i aluminija).
D f kt k k i iti j lt k b lj ti
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
53/68
Mehanizacija u poljoprivredi 53
Defektoskopska ispitivanja pomo u ultrazvuka mogu se obavljatina tri na ina, i to:
-
metodom prolaza -
metodom odbijanja (eho)
-
metodom rezonance
Shema ispitivanja ultrazvukomprolaznom metodom:
1-predajna
sonda, 2-predmet, 3-prijemenasonda, 4-grekaKroz homogeni materijal ultrazvu ni
talasi prolaze bez smetnji, dok kodmaterijala sa grekom dolazi doodbijanja ultrazvu nih talasa ismanjenja intenziteta
Generator impulsa emituje ultrazvu ne talase koji se preko predajne sonde G
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
54/68
Mehanizacija u poljoprivredi 54
Generator impulsa emituje ultrazvu ne talase koji se preko predajne sonde G 1
prenose kroz materijal. Ultrazvu ni talasi, prolaze i kroz materijal, nailaze narazliite prepreke i poslije odbijanja dolaze u prijemnu sondu G 2
. Iz prijemne
sonde ultrazvu ni talasi dolaze u poja iva, a odatle u osciloskopski indikator gdjese registruju na ekranu. Predajna sonda daje uzak snop ultrazvu nih talasa kojinailazei na razliite gustine imaju razli ito odbijanje. Tako talas 1, koji se odbijaod povrine predmeta na ulazu u predmet, registruje se na mjestu 1 na ekranu, azrak 3 koji se odbija na mjestu izlaza iz materijala, ozna en je na ekranu sa 3. Svi
ostali zraci koji se odbijaju unutar materijala bi e registrovani u intervalu od 1 do3. Talas 2 koji na prolazu kroz materijal nailazi na greku. Odbija se i dolazi uprijemnu sondu prije talasa 3 koji se odbija od donje povrine predmeta.
Shema impulsnog
defektoskopa-eho metoda
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
55/68
Mehanizacija u poljoprivredi 55
Na ekranu se nalazi skala koja nam omogu ava o itavanje dubine na kojojse nalazi greka. Da bi se odredila dubina greke, ultrazvuk se alje u
materijal periodi no, a ne kontinualno. Pomo u ultrazvuka nije mogu etano odrediti prirodu greke (troska, pukotina, gasni mjehur i dr.)
O itavanje dubine greke
ISPITIVANJE PROZRA AVANJEM
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
56/68
Mehanizacija u poljoprivredi 56
ISPITIVANJE PROZRA AVANJEM
Ispitivanje prozra avanjem vri se pomo u elektromagnetnih talasa, koji imaju malu talasnu
duinu a veliku u estalost. Ovi talasi su sposobni da prodiru kroz vrste materijale,djeluju na film, joniziraju neke gasove i izazivaju fluorescenciju nekih materijala. Napravac kretanja ovih zraka nemaju uticaja ni magnetna ni elektri na polja, to zna i daoni nisu nosioci elektri nog naboja. Naj e e se primjenjuju X -zraci ili rendgen zraci i -zraci. Ovi zraci imaju slijede e karakteristike:
energija zraka se smanjuje pri prolazu kroz materije, (to je ve a gustina materije time sevie smanjuje energija),sposobni su izazivati fotohemijske reakcije, to omogu ava da se registruje greka unutar materijala,sposobni su da izazivaju fluorescenciju nekih materijala, npr., ZnS, CaWO4,CdS i druge.Ovo svojstvo omogu ava vizuelno posmatranje kvaliteta materijala na ekranu,
sposobni su da joniziraju gasove iimaju tetno dejstvo na ive organizme.
Poto ovi znaci imaju tetno dejstvo na ive organizme, moraju se preduzeti posebne mjere
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
57/68
Mehanizacija u poljoprivredi 57
j j g , j p p jzatite na radu sa X -zracima i -zracima. Jedan od veoma efikasnih na ina zatite odzra enja je udaljavanje od izvora ovih zraka, poto intenzitet zra enja opada sakvadratom rastojanja. Da bi smo otkrili prisustvo ovog zra enja, koristimo se raznimdetektorima zra enja, kao npr. Gajger-Milerovim broja em.Za otkrivanje i registraciju greaka u materijalima pomo u X
zraka i -zraka koristimo se
sljede im metodama:fotografski metodfluorescentni metod imetod jonizacije
Naj e e se koristimo fotografskim metodama. Specijalni film na kome je
emulzija nanesenasa obje strane, postavlja se sa jedne strane predmeta, a sa druge se vri prozra avanje.Ako je ispitivani materijal homogen, tj. bez greke, tada e izlazni snop zraka imati istiintenzitet, pa e i osvjetljenje filma biti ravnomjerno. Pri prolazu ovih zraka kroznehomogeni materijal dolazi do razli ite apsorpcije. Zahvaljuju i razli itoj apsorpciji imamorazli ito ozra enje filma postavljenog iza ispitivanog materijala. Zavisno od prirode greaka(gasni mjehur, troska, pukotina itd.), tj. od njene gustine ima emo ve e ili manje zacrnjenjefilma. to je gustina materijala manja, to e vie zraka pro i kroz predmet i ima emo ve ezacrnjenje filma.
Da bi pove ali intenzitet zra enja na film, koristimo se folijama za poja anje. Mogu biti:-
fluorescentne ili slane folije i
-
olovne folijeKad fluorescentnih ili slanih folija, na tankoj podlozi nanesene
su fluorescentne materije, koje
pod dejstvom zra enja po inju emitovanje svjetlosti. Ovo dopunsko zra enje djeluje na filmi na taj na in dobijamo sliku boljeg kvaliteta.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
58/68
Mehanizacija u poljoprivredi 58
Olovne folije imaju slabiji efekat. Uzimaju se olovne folije debljine 0,1 do 0,25mm. Pod dejstvom X - i -zraka na olovne folije, dolazi do emitovanja
elektrona koji dejstvuju na film.Fluorescentnim metodom se koristimo za neposredno posmatranje predmeta nafluorescentnom ekranu. X -zraci, poslije prolaza kroz ispitivani materijal,padaju na ekran sa kojeg se slika reflektuje na ogledalo za posmatranje.
Metod jonizacije zasnovan je na osobini X -zraka da izazivaju jonizaciju gasova.Prolaskom X -zraka kroz gas dolazi do djelimi ne apsorpcije i pojave foto-elektrona koji se mogu registrovati u jonizacionim komorama. Ovommetodom mogu e je posmatrati manje povrine predmeta a posti u se veomadobri rezultati.
Ispitivanje X -zracima naziva se rendegenografija, a ispitivanje -zracima,gamagrafija.
ISPITIVANJE RENDGENSKIM ZRACIMA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
59/68
Mehanizacija u poljoprivredi 59
ISPITIVANJE RENDGENSKIM ZRACIMA
Rendgenski ili X -zraci su jedan od vidova elektromagnetnih talasa, vrlomale talasne du ine, a veoma velike u estanosti. Rendgenski zraci sedobijaju u rendgenskim cijevima. Na slici prikazana je shemaispitivanja pomo u rendgenskih zraka.
U ij i j k d (2) i d (5) K d j i d lf d d
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
60/68
Mehanizacija u poljoprivredi 60
U cijevi su smjetene katoda (2) i anoda (5). Katoda je izra ena od volframa a anoda odbakra. Na vrhu anode smjetena je volframova plo ica (6). Izvor napajanja (1) zagrijavakatodu do usijanja kada postaje sposobna da emituje elektrone. Unutar cijevi vladavakum 10-5
do 10-6
Pa. Izme u katode i anode vlada veoma visok napon koji ostvarujevisoko-naponski transformator (4). Zbog velike razlike napona na katodi
i anodi dolazi
do velikog ubrzanja elektrona. Elektroni velikom brzinom bombarduju anodu pri emuizazivaju njeno zagrijavanje i osloba anje X -zraka. Ukupna energija kojom raspolaeelektron u trenutku udara u anodu, najve im dijelom pretvara se u toplotu, a samoneznatnim dijelom, oko 0,1%, u energiju X -zraka. X -zraci se kroz zaslon (7) usmjeravajuna povrinu predmeta (8) prolaze kroz predmet i padaju na film (9), daju i ja e ili slabijezacrnjenje. Veli ina zacrnjenja zavisi od intenziteta zra enja na izlazu iz ispitivanogmaterijala.
Pod intezitetom zra enja X -zraka podrazumijevamo koli inu energije koja u jednoj sekundi pro ekroz povrinu od 1 cm2.
S obzirom da rendgenski zraci djeluju tetno na ive organizme i da bi se izbjegla sekundarna
zra enja, iza filma se postavlja olovna plo a (10) koja apsorbuje X -zrake.Poto materijali imaju razli itu gustinu, to e i razli ito apsorbovati X -zrake. Na mjestima gdje jegustina manja (troska, gasni mjehur, pukotina itd.) smanjuje se mo
apsorpsije X -zraka, i
pova ava zacrnjenje filma. Dijagram intenziteta zra enja (11), tako e zavisi od gustinematerije.
ISPITIVANJE GAMA ZRACIMA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
61/68
Mehanizacija u poljoprivredi 61
ISPITIVANJE GAMA ZRACIMAOvo ispitivanja imaju za cilj otkrivanje greaka u unutranjosti predmeta, kao to su: odlivci,
otkivci, zavareni spojevi, rezervoari itd. Princip je sli an kao i pri ispitivanju s rendgen
zracima. Ispitivanje se sastoji od ozra
avanja predmeta iza kojeg se postavlja film, nakojem dobijamo sliku unutranjosti predmeta.Gama zraci nastaju spontanim raspadanjem prirodnih radioaktivnih
elemenata ili vjeta kihradioaktivnih izotopa. Gama zra enje se ne mo e regulisati izvana i ono je konstantno zaodreeni period vremena koji je razli it za razli ite elemente. Vremenski interval u komese raspada polovina atoma naziva se periodom poluraspada. Period
poluraspada za razne
radioaktivne elemente se mjenja u veoma irokim granicama. Tako, npr. za radijum(88
Ra226) iznosi 1590 godina, za torijum ( 90
To232) je 1,39 1010
godina, za iridijum ( 77
Ir92)svega 74 dana.
Zahvaljuju i maloj talasnoj du ini a veoma velikoj u estalosti (0,25 do 0,60)
1010
Hz, ovitalasi imaju svojstvo da prodiru kroz vrste materije u ve oj mjeri nego rendgenski zraci.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
62/68
Mehanizacija u poljoprivredi 62
Na slici
prikazana je shema ispitivanja pomo u gama zraka. Radioaktivni elemenat
(2) smjeten je u komoru (1) i kroz konian otvor emituje gama zrake, kojipadaju na povrinu predmeta (4). Prolaze i kroz predmet zraci prolaze i kroz
film (5). Zavisno od gustine predmeta ima emo ve e ili manje zacrnjenje slike.Iza filma postavljena je olovna plo a, koja apsorbuje zrake koji prolaze krozpredmet i kroz film, da bi se izbjegla sekundarna zra enja.
Na slici doleprikazane su sheme prozra avanja pomo u gama zraka.
MAGNETNA ISPITIVANJA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
63/68
Mehanizacija u poljoprivredi 63
MAGNETNA ISPITIVANJA
Magnetnim ispitivanjima utvr
ujemo greke na povrini ili neposredno ispod povrine predmeta. Mogu seispitivati samo magneti ni materijali, kao to su:eljezo, nikl, kobalt, ugljeni ni, niskolegirani i nekilegirani elici.
Pri magnetnim ispitivanjima, predmeti se prvo namagnetiu (a kod predmeta jedne dimenzije samo jedandio). Namagnetisavanje predmeta moe se izvoditi prije ili u toku ispitivanja. Prije ispitivanjamagnetiu se oni predmeti kod kojih je zaostali magnetizam dovoljan da omogu i ispitivanje. U tokuispitivanja magnetiu se predmeti kod kojih je zaostali magnetizam nedovoljan da se izvede ispitivanjei predmeti velikih dimenzija i sloenog oblika.
Magnetna ispitivanja zasnovana su na rasipanju magnetnog polja iznad defektnog mjesta u predmetu. Uhomogenom predmetu magnetne silnice su prave linije. Kad silnice nai u na neki defekt savijaju seoko njega i obrazuju magnetno polje rasipanja. Veli ina rasipanja i skretanja silnica zavisi od dimenzijai dubine efekta, kao i od pravca prostiranja defekta u odnosu na
magnetne silnice. Najve e odstupanjenastaje kad greka stoji normalno na pravac magnetnih silnica. Da bi se pravilno
odredila veli inagreke, u praksi se ispitivanje izvodi u dva me usobno normalna pravca.
S obzirom da su magnetne silnice nevidljive, a da bi greka bila uo ljiva, povrina predmeta se posipaferomagnetnim prahom pomjeanim sa transformatorskim uljem ili petrolejem. Magnetni prah je crnimagnetit Fe2
O3
. U izvjesnim slu ajevima uzimaju se obojene suspenzije i fluoroscentne magnetnesuspenzije, ije svijetle e estice olakavaju kontrolu na
teko pristupa nim mjestima.
Feromagnetne
estice, kada se nau u magnetnim polju, orijentiu se u pravcu silnica. Tamo gdjemagnetne silnice skre u, dolazi do njenog grupisanja i skupljanja feromagnetnog praha.
Na taj na inmjesto greke postaje uo ljivo.
Predmeti koji se ponaaju kao meki magneti ispituju se u polju jakog elektromagneta.Aparati kojima se vre magnetna ispitivanja nazivaju se ferofluks ili magnetofluks aparati.Poslije zavrenog ispitivanja namagnetisani dijelovi se moraju razmagnetisati. Razmagnetisanje predmeta
vri se u posebnim aparatima ili je u ferofluks aparatu ugra en poseban ure aj za demagnetizaciju.
ISPITIVANJE PENETRANTNIM METODAMA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
64/68
Mehanizacija u poljoprivredi 64
Penetrantne (kapilarne) metode primjenjuju se pri odre ivanju povrinskih greaka, kao tosu naprsline, zarezi, pore i sli no. Ove metode su zasnovane na primjeni kapilarnih sila.Mogu se konstatovati greke ija je irina ve a od 0,001 mm i dublje od 0,01 mm.Naj e a su sljede a ispitivanja:
ispitivanje petrolejom ili uljemispitivanje fluorescentnim te nostima iispitivanje obojenim teku inama.
Prije ispitivanja predmeti se dobro o iste od svih ne isto a. Kod ispitivanja petrolejom ili uljempredmeti se urone u vru i petrolej ili ulje i dr e izvjesno vrijeme. Pod uticajem kapilarnihsila dolazi do prodiranja te nosti u sitne pore i pukotine. Poslije brisanja vika te nosti sapovrine, a hla enjem dolazi do skupljanja pukotine i istiskivanja ulja na povrinu. Napovrini se pojavljuju mrlje i mjesto gdje se nalazi greka postaje uo ljivo.
Fluorescentna ispitivanja tako a su zasnovana na primjeni kapilarnih sila. Za ispitivanje seuzimaju fluorescentne te nosti. To su takve te nosti koje kad se osvijetle ultra-ljubi astomsvjetlo u imaju svojstvo emitovanja sopstvene svjetlosti. Ova sposobnost
materija
naziva se fluorescencija. Svojstva fluorescencije imaju mnoga mineralna ulja kao:transfomatorsko, avionsko itd.
Predmeti koji se ispituju
prethodno se dobro o iste od svih ne isto a, a zatim urone u posudusa fluorescentnom te no u i dre nekoliko minuta ili se te nost nanosi pomo u kista napovrinu predmeta. U novije vrijeme se radi prskanjem.
Poslije toga predmeti se peru mlazom hladne vode a zatim sue u struji toplog
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
65/68
Mehanizacija u poljoprivredi 65
Poslije toga predmeti se peru mlazom hladne vode, a zatim sue u struji toplogvazduha. Osuene povrine se posipaju prahom koji ima veliku mo
apsorpcije, kao, npr. magnezijum oksid, silicijum oksid itd. Praak izvla i napovrinu fluorescentnu te nost, a djelimi no prodire i u pukotine. Suhi praakse sa povrine predmeta uklanja strujom vazduha ili lakim udarcima popredmetu, tako da se zadr ava samo na ovla enim mjestima. Postupakfluorescentnog ispitivanja prikazan je na slici dole.
Predmeti se unose u zamra enu prostoriju i
osvjetljavaju ultra-ljubi astomsvjetlo u. Mjesta na kojima se zadr ala fluorescentna te nost po inju dasvijetle. Prema veli ini greke imamo ja u ili slabiju fluorescentnu svjetlost.Pri ispitivanju zavarenih spojeva od kojih se zahtijeva nepropustivost za te nosti igasove koristi se fluorescentni metod. Fluorescentna te nost se nanosi sa
jedne strane a osvetljavanje sa druge. Ako je av porozan, tada efluorescentna te nost pro i kroz pore, a pri osvjetljavanju sa ultra-ljubi astomsvjetlo u dolazi do fluorescencije.
Najve u primjenu nalo je ispitivanje obojenim te nostima. Princip rada jepotpuno isti kao i kod prethodnih metoda. Prednost ove metode je
to segreka mo e otkriti i pri dnevnom osvetljenju.
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
66/68
66
METODE MJERENJA NAPONSKO-
DEFORMACIONIH STANJA
ODREIVANJE PRAVCA GLAVNIH NAPREZANJA
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
67/68
Mehanizacija u poljoprivredi 67
ODRE IVANJE PRAVCA GLAVNIH NAPREZANJA-METOD KRTIH LAKOVA-
Specijalni lak se nanese nakonstrukciju i pusti da se osui, zatimse konstrukcija opteretiKada izduenje pre e odre enugranicu lak prska po linijamanormalnim na pravac izduenja,zatim nanesemo tenzometar iizmjerimo naprezanjeOsnovne prednosti niska cijena i
jednostavnost
MJERNE TRAKE
-
8/8/2019 Predavanja 2-Materijali
68/68
MJERNE TRAKE
Lord Kelvin je dokazao da se el. otpor bakrene ili ice od gvo amijenja kada se ica izduuje. Tom prilikom on je upotrebioWheatstonov most i galvanometar kao instrumenatJednaina daje ono to je za tenziometrisanje od osnovnog interesa,a to je veza koja omogu ava da se sra una izduenje provodnika naosnovu poznatog podatka za k -faktor trake i izmjerene promjeneotpora R, kada je poznat prvobitni otpor R
R
R
k
=
1