Propietats I Assaigs De Materials

T6-MATERIALS: PROPIETATS I ASSAIGS
TRACCIÓ
σ= F / A  esforç unitari, esforç (també tensió o tensió normal)
Ɛ = ΔL / L0 = (Lf – L0 )/ L0  Allargament unitari  s’utilitza per a mesurar la ductilitat dels materials
Ɛ (%) =( ΔL / L0 )•100 =( (Lf – L0 )/ L0 )•100 percentatge d’allargament unitari

Diagrama de tracció
Zona elàstica o proporcional: Les deformacions desapareixen quan deixad’aplicar-se la tensió.
σp = Límit de proporcionalitat
Es compleix la Llei de Hooke  ( F=-K•x  σp = E•Ɛ )
E = mòdul de Young o mòdul elàstic  dóna una idea de la rigidesa del material : quan més gran és el mòdul de young, més rígid és el material  menor és la deformació elàstica porduïda.
E=σp/Ɛ ; Ɛ=σp/E
Zona plàstica
Límit elàstic: És l’esforç unitari que pot experimentar unmaterial sense patir una deformació permanent. S’admet que l’esforç del límit elàstic, σe, és aquell que produeix una deformació permanent del 0,2% de la llargària calibrada. σe indica l’elasticitat del material
Tensió màxima de treball, σt  Esforç unitari màxim que s’utilitza en el disseny d’una peça.
σt=(σe )/n , on n= coeficient de seguretat.
Zona de fluència
El material s’allarga gairebésense incrementar l’esforç. La deformació és permanent.

Zona d’enduriment
Es produeix un enduriment del material a causa de la deformació

Estricció i trencament
El punt on es trenca la proveta es coneix com l’esforç de trencament, σr. És l’esforç màxim que pot suportar la proveta abans de trencar-se
Quan en un assaig de tracció s’obté un valor de σr. menor a l’esperat pel material, voldir que aquest té porus o defectes greus.
σr  Dóna idea de la resistència mecànica del material

FER EXERCICI EXEMPLE PG 185/ EXEMPLE PG 186/ EX 5 PG 186/EX 6PG 187/EX 7 PG 187

DURESA

Per a mesurar la duresa d’un material s’utilitzen diferents tipus d’assaigs, la majoria dels quals consisteixen a forçar la penetració d’un objecte de material molt dur (el penetrador) sobre el material aassajar ( la mostra o la proveta). Un dels més utilitzats és l’assaig Brinell (regulat per la norma UNE-EN ISO 6506-1).
Els assaigs de duresa es fan en unes màquines especials anomenades duròmetres.

Assaig de duresa Brinell

Penetrador  Esfera de Tungstè. D1 = Diàmetre penetrador [mm]
D2  diàmetre de la marca de l’assaig [mm]
F = Càrrega aplicada [N]
A= Superfície de la marca aplicada[mm2]
HBW : Grau de duresa Brinell ( adimensional)

HBW=0,102•F/A
A=(π•D_1 [D_1-√(D_1^2-D_2^2 ) ])/2
Per a acers i materials metàl•lics en general, s’utilitzen els següents valors:
D1 = 10mm
F=29,42 kN
t= 15s ( temps d’aplicació de la càrrega)

Els valors resultants de l’assaig de duresa s’expressen de la manera següent:

XX HBW (D/C/t) on:
XX: grau de duresa Brinell (adimensional)D = diàmetre del penetrador [mm]
C= 0,102•F ( F = càrrega aplicada[N])
t= temps d’aplicació de la càrrega

Tant els valors de duresa com de resistència a la tracció indiquen la oposició del material a ser deformat plàsticament. Aquests dos valors són proorcionals a les forces de cohesió dels àtoms del material i, per tant, proporcionals entre ells. Per a acers, es compleix:
σr (MPa) =3,45•HBW
(és molt més senzill i econòmic realitzar assaigs de duresa que de tracció)
ACTIVITATS: 8/9/10/11 PG 190


TENACITAT

La tenacitat es defineix com la resistència al xoc. Parlem de xoc quan els esforços s’apliquen de manera sobtada, instantània, violenta...
La tenacitat és la propietat contrària a la fragilitat
La fragilitat sol estar associada a la duresa  els materials molt dursacostumen a ser fràgils.

Assaig de resiliència ( o assaig de resiliència al cop)

Es sotmet al material a un esforç instantani i dinàmic

Resiliència: energia necessària per trencar un material amb un sol cop.
Material tenaç = Bona resistència a la tracció + bona resiliència
Tipus d’assaig de resiliència:
Izod
Charpy:
m: massa pèndol = 22 kg.
h: Alçària inicial del pèndol [m]...