MEKAANINEN AINEENKOETUS

Samankaltaiset tiedostot
Valetun valukappaleelle on asetettu usein erilaisia mekaanisia ominaisuuksia, joita mitataan aineenkoestuksella.

BK10A3500 Materiaalitekniikka

CHEM-A1410 Materiaalitieteen perusteet

CHEM-A1410 Materiaalitieteen Perusteet Luento 3: Mekaaniset ominaisuudet Ville Jokinen

KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Ratkaisut 3. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET

Laskuharjoitus 2 Ratkaisut

A on sauvan akselia vastaan kohtisuoran leikkauspinnan ala.

SISÄLTÖ 1. Veto-puristuskoe 2. Jännitys-venymäpiirros 3. Sitkeitten ja hauraitten materiaalien jännitysvenymäkäyttäytyminen

Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi

KJR-C2004 materiaalitekniikka. Harjoituskierros 2

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Mika Lassila AINEENKOETUSKONEEN KÄYTÖN KEHITTÄMINEN OPETUS- JA TUTKIMUSKÄYTTÖÖN

Työ 3: STAATTISET ELPYMISMEKANISMIT JA METALLIEN ISKUSITKEYS

Tarkastusmenetelmät. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Polarputki kumppanina takaa korkean laadun pyöröteräsvalinnoissa Polarputki on toimittanut pyöröteräksiä suomalaisille

Materiaalinkoestuslaboratorio

UDDEHOLM DIEVAR 1 (7) Yleistä. Ominaisuudet. Suulakepuristustyövälineet. Kuumataontatyövälineet. Työvälineensuorituskykyä parantavat ominaisuudet

Murtolujuus, Rm, MPa (=N/mm ) Myötöraja, Re, MPa

METALLIT KUPARI KUPARI Levyt Nauhat Tangot Langat Tekniset tiedot Tuotantopalvelut...

Poijukettingit ja sakkelit LAATUVAATIMUKSET

10. Jännitysten ja muodonmuutosten yhteys; vaurioteoriat

Alumiinin ominaisuuksia

Lastuavat työkalut A V A 2007/2008

TUOTELUETTELO PYÖRÖTERÄKSET

Tuukka Yrttimaa. Vaurioituminen. Sitkeä- ja haurasmurtuma. Brittle and Ductile Fracture

Ratkaisut 2. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016. Tehtävä 1 Selitä käsitteet kohdissa a) ja b) sekä laske c) kohdan tehtävä.

Kon Teräkset Harjoituskierros 6.

Vapaataontapuristimien puristusvoima on 80/100, 55 ja 20 meganewtonia. Niillä voidaan takoa jopa 160 tonnin painoisia kappaleita.

MIG 350 DIN 8555: MSG 2 GZ 350 kovahitsaus, koneistettavaa MIG 600 DIN 8555: MSG 6 GZ 60 iskut, hankauskuluminen. 3-3

Työ 4B8B S4h. AINEEN PITUUDEN MUUTOKSISTA

LUJUUSOPPI. TF00BN90 5op. Sisältö:

Liite A : Kuvat. Kuva 1.1: Periaatekuva CLIC-kiihdyttimestä. [ 1 ]

Hitsaustekniikkaa suunnittelijoille koulutuspäivä Hitsattujen rakenteiden lujuustarkastelu Tatu Westerholm

7. Kuumavetokoe standardin SFS-EN mukaan

Terästen lämpökäsittelyn perusteita

UDDEHOLM MIRRAX ESR 1 (5) Yleistä. Ominaisuudet. Käyttökohteet. Fysikaaliset ominaisuudet. Vetolujuus huoneenlämpötilassa.

Tuotelehdet löytyvät myös varsinaiselta sivustoltamme kyseisten teräslajien muiden tuotetietojen yhteydestä.

HYDRAULIIKKATUOTTEET

CHEM-A1410 Tulevaisuuden materiaalit, 2. luento, ominaisuuksista

Sisällysluettelo. Kierretapit Kierretappien valintajärjestelmä ja symbolien merkitys Metrinen kierre M 56-74

PORAHOLKIT SUORA, DIN 179 (SMS 718) TUOTERYHMÄ 0700 / 0701

Murtumismekaniikka III LEFM => EPFM

POIJUKETTINGIT JA SAKKELIT LAATUVAATIMUKSET

strategiset metallit Marjo Matikainen-Kallström

Murtumismekaniikka. Jussi Tamminen

HYDRAULIIKKATUOTTEET

HITSAUSMENETELMÄKOKEEN TARKASTUS JA TESTAUS SFS-EN ISO A1+A2:2012

OMEGA kovametalliviilat

Kon Luento 12 -Säteilyhaurastuminen -Mikrorakenteen vaikutus murtumiseen -Yhteenveto -CASE: Murtumismekanismien yhteisvaikutukset

SYLINTERIPUTKET JA KROMATUT TANGOT

KOVAJUOTTEET Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet.

LIIKENNEVIRASTON OHJEITA

UDDEHOLM UNIMAX 1 (5) Yleistä. Käyttökohteet. Mekaaniset ominaisuudet. Ominaisuudet. Fysikaaliset ominaisuudet

Laskuharjoitus 3 Ratkaisut

Kaikki hinnat ilman Alv. 162

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

Kon Kokeelliset menetelmät. Koesuunnitelma. 3D-tulostetun muovin materiaaliominaisuuksien mittaus. Janica Aula. Qiongge Tai.

Vapaataontapuristimien puristusvoima on 80/100, 55 ja 20 meganewtonia. Niillä voidaan takoa jopa 160 tonnin painoisia kappaleita.

BUDERUS EDELSTAHL. Buderus Edelstahl GmbH l P.O l D Wetzlar

P U T K I PA L K I T H O L L OW SECTIONS

Sisällysluettelo Kierretapit UNC Kaikki hinnat ilman Alv.

Lämpötila 20 C 200 C 400 C. Tiheys kg/m * Lämmönjohtavuuden mittaaminen on vaikeaa. Hajonta saattaa olla 0,3

Sulametallurgia (Secondary steelmaking)

Luento 1 Rauta-hiili tasapainopiirros Austeniitin hajaantuminen perliittimekanismilla

(HM) Kovametallijyrsimet E leikk. lyhyt 212. E leikk. pitkä 213. E leikk. lyhyt 214. E leikk.

Korjaushitsauskäsikirja

Jänneterästen katkeamisen syyn selvitys

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita.

FMT-ProgSys WIN 8 TIETOKONEJÄRJESTELMÄ VERSION 8 YLEINEN KÄYTTÖ STAATTISET KOKEET DYNAAMISET KOKEET SEKÄ SIMULAATIOT

Säteilijät - aallonpituusnormaalit Stabiloidut laserit rel. 543,5 nm λ 0

MESSINGIT SISÄLLYSLUETTELO

3. SUUNNITTELUPERUSTEET

KEMI-TORNION AMMATTIKORKEAKOULU

Ultralujien terästen särmäys

Uutta PFERD iltä: Ohuet katkaisulaikat Täydellinen ohjelma

KON-C3002. Tribologia. Kosketusjännitykset

Luento 5 Hiiliteräkset

Harjoitus 10. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

SUORITUSTASOILMOITUS

Kaikki hinnat ilman Alv.

CCT -diagrammi. Austeniitti. Lämpötila. Martensiitti. Aika Hiiliekvivalentti kasvaa (CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15) Hitsattavuus huononee

Optinen venymämittaus ultralujien terästen särmäys- ja vetokokeessa sekä taivutusvoimien laskenta

Tarkastuksen ja testauksen tavoite

Materiaaliryhmien taksonomia

Sulatto valimoprosessin osana

Mekaaniset ominaisuudet

UUDET TUOTTEET Kovuusmittari Rockwell / Super Rockwell / Brinell Malli Durotwin Digital

MATERIAALIEN KÄYTETTÄVYYS

B8 Tarkastus ja testaus

3. VÄLJENTIMET, KALVAIMET

Johdatus materiaalimalleihin

Tasakiilan mitoitus SFS 2636 mitottuksen mukaan. Peruspaineeksi saadaan Po navan paine onpa = 0,8 Po

Lujat teräkset seminaari Lujien terästen hitsauksen tutkimus Steelpoliksessa

SUOJAKAASUN VAIKUTUS FERRIITTISEN RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN LASERHITSIN OMINAISUUKSIIN

465102A Konetekniikan materiaalit, 5op

Murtumismekaniikka II. Transitiokäyttäytyminen ja haurasmurtuma

Transkriptio:

MEKAANINEN AINEENKOETUS KOVUUSMITTAUS VETOKOE ISKUSITKEYSKOE 1 Kovuus Kovuus on kovuuskokeen antama tulos! Kovuus ei ole materiaaliominaisuus samalla tavalla kuin esimerkiksi lujuus tai sitkeys Kovuuskokeen antama tulos korreloi kuitenkin materiaalin (metallin) tilan kanssa joissakin tapauksissa kovuus korreloi metallin murtolujuuden kanssa 2

Moshin asteikko mineraalien kovuusvertailu Mosh esimerkkimineraali Rosiwall 1 talkki 0,33 2 kipsi 1,25 3 kalkkisälpä 4,50 4 fluorisälpä 5,00 5 apatiitti 6,50 6 maasälpä 37,00 7 kvartsi 120,00 8 topaasi 175,00 9 korundi 1 000,00 10 timantti 140 000,00 LN (ROSIWALL) 15 12 9 6 3 0-3 0 2 4 6 8 10 MOHS 3 Kovuuskokeet Ei ole universaalia koetta, joka kattaisi koko kovuusalueen riittävän tarkalla jaotuksella => pehmeille materiaaleille oma koe, koville oma VICKERSIN KOVUUSKOE (SFS-EN ISO 6507) BRINELLIN KOVUUSKOE (SFS-EN ISO 6506) ROCKWELLIN KOVUUSKOE (SFS-EN ISO 6508) helppo, nopea ja halpa koe 4

Vickersin kovuuskoe SFS-EN ISO 6507 Timanttipyramidi painetaan tietyllä kuormituksella koekappaleeseen ja kuormituksen poistumisen jälkeen mitataan pintaan jääneen painauman lävistäjä Vickers-kovuus HV on kuormituksen ja painauman pinta-alan lukuarvojen suhde 5 d (mm) HV = 0, 1891 F d 2 160 HV 30 6

Brinellin kovuuskoe SFS-EN ISO 6506 Kovametallipallo (W) painetaan tietyllä kuormalla koekappaleeseen Pintaan syntyneestä painaumasta mitataan halkaisija Brinell-kovuus HBW on kuormituksen ja painaumakalotin pinta-alan lukuarvojen suhde Pehmeiden metallien kovuusmittaukseen 7 350 HBW 5/750/20 5 mm:n pallo 70 kp kuorma 20 s vaikutusaika 8

Rockwell-kovuuskoe SFS-EN ISO 6508 Kartio tai pallo painetaan tietyllä kuormituksella koekappaleen pintaan kahdessa vaiheessa ja pysyvän painauman syvyyden lisäys mitataan Kartio (HRC) 98 N (10 kp) + 1373 N (140 kp) - coville metalleille Pallo (HRB) 98 N (10 kp) + 883 N (90 kp) - behmeille metalleille 9 98 N (10 kp) + 1373 N (140 kp) e HRC = 100 - e/0,002mm (HRB = 130 - e/0,002mm) 45 HRC 71 HRB 10

Yhteenveto kovuusmittauksista Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., table 6.5 11 muista: kovuusmittari(kin) on instrumentti, jonka toimintaa on helppo häiritä => mittausvirhe kasvaa 12

Vetokoe Koesauvaa vedetään sen pituusakselin suuntaisella voimalla sauvan katkeamiseen saakka Kokeen suoritus on standardisoitu - koesauvan muoto, mitat, pinnanlaatu,.. - vetonopeus, mittausärjestelmien tarkkuus,... - koetulosten ilmoittaminen,... 13 Vetokone Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 6.3 voima-anturi mittaa kuormaa ekstensometri mittaa pituuden muutosta ( l) vetosauva liikkuva palkki 14

Vetosauva Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 6.2 Sauvan poikkileikkaus voi ympyrä (pyörösauva), neliö (neliösauva) tai suorakaide Gauge length = mittapituus L0 mittapituus = 5 x halkaisija - lyhyt suhdesauva mittapituus = 10 x halkaisija - pitkä suhdesauva 15 Jännitys (R) - kuorma jaettuna sauvan poikkipinta-alalla (stress, σ) R = F S 0 käsitteitä F - kuorma (N) S0 -sauvan (alkuperäinen) poikkipinta-ala (mm 2 ) Venymä (e) - mittapituuden suhteellinen kasvu (strain) e = L R L 0 L 0 LR - mittapituus jännityksen arvolla R L0 - alkuperäinen mittapituus e = L R L 0 L 0 100% Muista: 1 N/mm 2 = 1 MPa 16

tasavenymän kimmoinen alue alue Murtokurouman alue Jännitys venymä 17 Hollomon: σ = K ε n p K - kerroin n - muokkauslujittumisexponentti murtolujuus jännitys σ = Eε myötöraja venymä 18

Vetokokeella määritetään: Myötöraja (Re, Rp) - jännitys, jossa myötö (pysyvä Yield Strength (σy) eli plastinen muodonmuutos) alkaa Murtolujuus (Rm) - jännityksen suurin arvo kokeen aikana Tensile Strength Murtovenymä (A5, A10) - katkenneen koesauvan venymä lyhyelle, pitkälle suhdesauvalle A = L u L 0 Lu - mittapituus koesauvan katkettua 100% L 0 Murtokurouma (Z) - katkenneen koesauvan poikkipintaalan suhteellinen pieneneminen Z = S 0 S u S 0 100% Su - pienin poikkipinta-ala sauvan katkettua 19 Korostunut myötöraja Murtolujuus Ylempi myötöraja Alempi myötöraja Rm ReH ReL jännitys venymä Tyypillinen teräksille, sekä myös muille tkk-metalleille 20

Rp0,2 (Rp0,5) Rp0,2 jännitys 0,2% venymä venymä Tyypillinen pkkmetalleille (Cu, Ni,..) 21 Mittauslämpötilan vaikutus Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 6.14 22

23 Esimerkkilujuuksia (pehmeäksi hehkutettuina) metalli myötöraja MPa murtolujuus MPa Venymä % alumiini 35 90 40 kupari 69 200 45 messinki (70Cu-30Zn) 75 300 68 rauta 130 262 45 nikkeli 138 480 40 teräs (1020) 180 380 25 titaani 450 520 25 molybdeeni 565 655 35 24

Todellinen jännitys, todellinen venymä Edellä esitetyt laskentakaavat antavat ns. insinöörivenymän ja insinöörijännityksen kaavat eivät huomioi koesauvan ohenemista vetotokeessa Todellinen venymä: ε T = ln LR L 0 = ln (1 + e) Todellinen jännitys: R T = R (1 + e) 25 laskuesimerkki Vertaa todellisen ja insinöörivenymän eroa teräksen myötörajalla. E = 210 GPa, Re = 210 MPa. σ = E ε ε = σ E Myötörajalla: e = R e E = 210 210000 = 0, 001 Todellinen venymä: ε = ln (1 + 0, 001) = 0.0009995 Ero: 0.001 0.0009995 0.001 100 % 0, 005 % 26

Todellinen vs. insinööri Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 6.16 koneinsinöörin tuntema osa vetokäyrää 27 Hollomon: σ = K ε n materiaali n K (MPa) niukkahiilinen teräs (hehkutettu) 4340 seosteräs (päästetty) 304 ruostumaton teräs (hehkutettu) kupari (hehkutettu) merimessinki (hehkutettu) seostettu alumiini (lämpökäsitelty -T3) magnesiumseos (hehkutettu) 0,21 600 0,12 2650 0,44 1400 0,21 530 0,17 585 0,17 780 0,16 450 28

Cu:n jännitys-venymä -käyrä Rm Rp0,2 σ = K ε n p Rp0,2 69 MPa Rm 200 MPa A5 45 % jännitys 0,2% venymä σ = E venymä A5 E = 110 GPa K 530 MPa n 0,21 29 SFS-EN 10 045 Iskusitkeysmittaus CHARPY-V -kokeella Keskeltä lovettua ja molemmista päistä tuettua koesauvaa isketään iskuheilurilla. Iskussa kulunut energia eli iskutyö määritetään jouleina. Tätä käytetään materiaalin iskusitkeyden mittana Koe ei mittaa materiaaliominaisuutta! Se antaa vain vertailuarvoja Helppo, nopea ja halpa koe 30

Callister: Materials Sciece and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 8.12 E = mgh KV = 65 J 31 Mittauslämpötilan vaikutus KV sitkeä murtuma hauras murtuma Laatuvaatimus: KV > 20 J kun T = - 21 Transitiolämpötila 0 lämpötila 32

Mittauslämpötilan ja C- pitoisuuden vaikutus Callister: Materials Science and Engineering- An Introduction, 7th ed., fig. 8.16 33 Callister: Materials Science and Engineering - An Introduction, 7th ed., fig. 8.15 34

35