Twardość – cecha ciał stałych świadcząca o odporności na działanie sił punktowych (skupionych). Efektami oddziaływania sił skupionych mogą być odkształcenia powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanieMetoda Brinella- Polega na wciskaniu w pow. kulki o odpowiednio dobranej średnicy, twardość brinella to stosunek siły obciążającej F do pow. czaszy kulistej odcisku trwałego S. HB=F/S*0,102 a) zalety- możliwość pomiaru twardości stopów niejednorodnych (dzięki dużym odciskom mierzymy średnią twardość) b)wady- długotrwałość pomiaru, nie nadaje się do pomiarów twardości małych przedmiotów i warstw utwardzonych, wyniki pomiarów nie zawsze są porównywalne, możliwość stosowania jedynie do badania materiałów o ograniczonej twardości.Metoda Rockwella- Polega na dwustopniowym wciskaniu wgłębnika w pow. badanego materiału. Przebieg: 1.najpierw obciążamy wgłębnik obciąeniem wstępnym F₀(aby zlikwidować luzy w aparaturze, spowodować przylegnięcie próbki do stolika,by przebić wgłebnik przez obszar chropowatości i warstę naskórkową-h₀2.Przykładamy obciążenie główne F podczas narastania siły (od 2 do 3sekund) głębnik zagłębia się do wielkości h_s. 3.Po upływie czasu działania obciążenia głównego odciążamy wgłębnik do obciążenia wstępnego i wgłęgnik cofa się do wysokości h a)zalety- stosowanie do badania materiałów zarówno o małej, jak i o dużej twardości, duża szybkość i prostota pomiaru, łatwość prystosowania do pomiarów masowych b) wady- wiele źródeł powstawania błędów pomiarowych (luzy między: stolikiem a przedmiotem,stolikiem i śrubą, śrubą a nakrętką, w osadzeniu samego wgłębnika), duża ilość skal umownych, nierównomierność skal

Metoda Vickersa- Polega na wciskaniu w pow. materiału prawidłowego czworokątnego ostrosłupa diamentowego o kącie wierzchołkowym dwuściennym, równym 136⁰, dla określenia pow odcisku mierzymy przekątne za pomocą mikroskopu HV = 0, 1891 * F/d² a) zalety- jednoznaczność wyników z metodą Brinella w pewnym zakresie, jedna skala twardości porównywalna i równomierna w całym zakresie, wyniki niezależne od obciążenia, stosowana do badania materiałów o małej i dużej twardości, możliwość pomiarów bardzo małych przedmiotów i cienkich warstw utwardzonych, duża dokładność pomiarów, stosowana do pomiarów makro- i mikrotwardości, pomiary twardości praktycznie nie niszczące powierzchni b)wady- konieczność bardzo starannego oczyszczania powierzchni, nie nadaje siędo pomiarów twardości materiałów niejednorodnych

Udarność - odporność materiału na obciążenie dynamiczne. Udarność określa się jako stosunek pracy potrzebnej do złamania znormalizowanej próbki z karbem do pola powierzchni przekroju poprzecznego tej próbki w miejscu karbu.Metoda Charpiego polega na udarowym zginaniu prostopadłościennej próbki z karbem lub bez karbu, podpartej na dwóch podporach i określeniu pracy potrzebnej do jej złamania. Badanie przeprowadza się stosując młot Charpiego.Zastosowanie wyników próby udarności- Dostarcza nam informacji natemat struktury metalu, ujawnia mikro pęknięcia oraz pozwala na ujawnienie błędów wp rocesach technologicznych( kucia,odlewania, obróbki cieplnej). Poza wartości udarności K złamana próbka po analizie i obserwacji charakteru złomu próbki może ujawnić nam dodatkowe informacje i tak rozróżniamy trzy charakterystyczne rodzaje złomów: a)złom rozdzielczy- pęknięcie próbki nastąpiło przy znacznych odkształceniach trwałych b) złom kruchy- pęknięcie nie wykazuje śladów występowania odkształceń plastycznych c)złom z rozwarstwieniem- sposób pękania próbki wskazuje na duży stopień anizotropowości materiału – zazwyczaj jest to wynikiem nieprawidłowej przeróbki plastycznej lub występowania pasm zanieczyszczeń.

Granica sprężystości- to takie naprężenie, po przekroczeniu którego ciało nie powraca do pierwotnego kształtu po usunięciu naprężenia. E = σ/ε=tgα=constGranica plastyczności- to wartość naprężenia przy którym zaczynają powstawać nieodwracalne odkształcenia plastyczne

Wytrzymałość na rozciąganie- to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F_m uzyskanej w czasie statycznej próby rozciągania, odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego tej próbki.Wyraźna granica plastyczności- to naprężenie pozorne, po osciągnięciu którego występuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki bez wzrostu lub nawet przy spadku obciążeniaGórna granica plastyczności- pierwsze maksimum podczas płynięciaDolna granica plastyczności- ostatnie minimum podczas płynięciaPłynięcie materiału- zjawisko przemieszczania się względem siebie cząstek materiału pod wpływem obciążenia, dające w efekcie trwałe odkształceniaNaprężenie rozrywające- naprężenie rzeczywiste występujące w przekroju poprzecznym próbki w miejscu przewęźenia bezpośrednio przed rozerwaniemNaprężenie graniczne- naprężenie pozorne wywołujące w próbce określone wydłużenie trwałe, równe x% pierwotnej długości pomiarowej R_x = F_x/S₀

Umowna granica sprężystośći- to naprężenie pozorne wywołujące w próbce wydłużenie trwałe równe 0,05% jej pierwotnej długości pomiarowej

Umowna granica plastyczności- to naprężenie pozorne wywołujące w próbce wydłużenie trwałe równe 0,2% pierwotnej długości

Wydłużenie względne A_pto przyrost długości pomiarowej próbki po jej zerwaniu w odniesieniu do jej pierwotnej długości pomiarowej

Przewężenie Z- zmniejszenie powierzchni przekroju poprzecznego próbki w miejscu rozerwania w odniesieniu do pow jej pierwotnego przekroju

Zalety póby rozciągania metali- możliwość uzyskania jednoosiowego i jednorodnego pola naprężeń w dużym stosunku zakresie obciążeń, możliwość łatwego wyznaczania szeregu wielkości charakteryzujących mech. Własności metali, możliwość obserwacji przebiegu procesu rozciągania od początku obciążenia aż do zniszczenia próbki, łatwość przeprowadzania próby

***Celem próby pełzania materiałów jest- krzywych pełzania dla różnych poziomów naprężeń, krzywych relaksacji dla różnych pozimów odkształceń, krzywych naprężeniowo-odkształceniowych, prędkość pełzania jako fukncję czasu i naprężenia, moduł pełzania, współczynnik pełzania poprzecznego

Krzywa pełzania- zależność odkształcenia od czasu t w warunkach stałego naprężenia. Wyróżnia się trzy charakterystyczne okresy pełzania: pierworzędowe (odkształcenie maleje), drugorzędowe (odbywa się ze stałą prędkością i nosi też nazwę pełzania ustalonego), trzeciorzędowe(odkształcenie wzrasta aż do zerwania próbki)Mechaniczny model reologiczny- model taki nazywamy zespół parametrów połączonych ze sobą, obrazujących własności sprężystości i lepkości.Sprężyna – model doskonałej sprężystości: ciało Hooke’a. Tłumik-model lepkości: ciało Newtona.Model Voigt-Kelvina- model dwuparametrowy, parametr lepkości i sprężystości jest połączony równolegle

Model Maxwell’a- model dwuparametrowy, parametr lepkości i sprężystości jest połączony szeregowoModel Burgers’a- model sześcioparametrowy, składa się z dwóch parametrów sprężystych, dwóch parametrów lepkości i dwóch parametrów opóźnienia czasowego. E1,E2 itd. – parametry zespolone (różnica między nimi)

Krzywa WOhlera: 1)obciążenie Sigma[max] i [min] o wsp. asymetrii cyklu R-const. dla każdej próbki2) I-próbka Sigma~=0,7Rm,notujemy cykle N

3) Sigma2[max]<Sigma, notujemy N...3+n) Sigma[max] dla której N>=Ng 4) wykres funkcji Sigma(N). Rodzaje wytrzymałości zmęcz.:(symb. "j" - jednostronne), Zrj - rozciąganie, Zcj - ściskanie Zsj - skręcanie, Zgj – zginanie (Oscylujące): Zrc - symetryczne rozciąganie i ściekanie, Zso - obustronne skręcanie, Zgo - obustronne zginanie.N-trwałość zmęczeniowa próbki- liczba cykli naprężeń, którą wytrzymuje próbka do chwili zniszczenia przy założonym napr. Sigma[max], (wskaźnik do badania wpływu różnych czynników na żywotność)Wytrzymałość zmęczeniowa(Zg), granica zmęczenia lub wytrzymałość trwała na zmęczenie to najwyższy poziom cyklicznego naprężenia który nie powoduje zniszczenia próbek poddanych badaniu do umownej, granicznej liczby cykli Ng. (Ng1 = 5*10^6 - stal węglowa, Ng1*2-stal stopowa, Ng1*6 - stopy lekkie)Metoda (kontrolna) LEHRA (wyznaczanie Zgo dla stal.niskowęgl.):Zg jest związana z odkszt. plastycz. pojawiającymi po przekroczeniu Zgo w poszczególnych ziarnach, dla całości materiału granica plastycz. NIE musi być przekroczona1) po określonej ilości cykli zwiększamy napręż i notujemy pomiary Momentu(moc pobieraną), Temp. i Strzałkę ugięcia (f) 2)W pobliżu Zgo zmniejszamy skok obciąż, gdy odczytu zaczynają rosnąć 3) krzywa M,T,f(N)Złomy (strefy) :

1) strefę zniszczenia zmęczeniowego –wygładzona powierzchnia, często o kształtach muszlowych, z widocznymi niekiedy liniami czoła, świadczącymi o nierównomiernym, skokowym pogłębianiu się szczeliny. Strefa ta jest tym większa i gładsza im mniejsze działały naprężenia,

2) strefę zniszczenia doraźnego (strefa resztkowa) –wizualnie bardziej gruboziarnista i powstaje nagle w ostatnim okresie pracy elementu (złom doraźny, podobny do wyglądu przełomu przy obciążeniu statycznym). (Złomy rodzaje-gładki silnie lub słabo obciąż, z małymi msc napręż(silnie/słabo obciąż), z dużymi msc napręż (silnie/słabo obciąż)Czynniki wpływ. na Zg:1) napręż własne, 2) amplit. obicąż, 3)chropowatość, 4)niejednor. strukt., 5) wewnętrzne defekty,6) Temp., 7) jednorodne umocnienie przez zgniotDekohezja - zerwaniu ulegają wiązania wew. MateriałuPowstawanie złomu - 1.poślizg wzdłuż płaszczyzn sieciowych i ziaren, 2. drobne pęknięcia, 3.rozrost, 4.pęknięcia widoczne, 5.łączenie pęknięć, 6 złom.

***Tensometr PLUSY1) czujnik osobno od rejestratora2)duża czułość, + pomiary dynam i statycz.3) min. bezwładność mechaniczna 4)badanie odkszt. w trudnych msc-achMinusy 1) czuły na zabrudzenia, - jednorazowy2)delikatna budowa, - możliwość odklejenia

3) nieodporny na temp. i wilgoć Wężykowaty - drucik oporowy(~0,025mm) + podkładka izolująca(papier/celuloid) + drut miedziany (~10x0,025mm)

Kratowy - druciki oporowe + odcinki taśmy miedzianejUkład pomiarowy: tensometr + mostek pomiarowy (Wheatstone'a) + wzmacniacz + urządz. RejestrująceZasada działania :przenoszące odkształcenia zmieniają oporność drucika (w zakresie sprężystym proporcjonalna do odkształceń)

mostek Wheatstone'a mierzy zmianę R. deltaR/R=k*epsilon [k-wsp, czułości zależny od oporności właściwej drucika, k~1,6-3,6)

mostek Wheatstone'a:(Powszechnie stosowane mostki z wielopunktowymi wejściami - pomiar w wielu msc - przełącznik wielopozycyjny)
warunek równowagi: Rc * R2 = Rk * R1 1 - opór regulowany, 2 - opór stałyc - czujnik czynny, k - czujnik kompensacyjny

Metoda wychyłowa: Po obciążeniu zmiana Rc (galwanometr wychyli się)o wartość proporcjonalną do odkształcenia jeśli był wyskalowany. Metoda zerowa: przy zmianie Rc, potencjometrem R1 dokonujemy zerowania galwanometru. Różnica odczytów na potencjometrze w zrównoważonym mostku daję wartość zmiany oporności lub wprost odkształcenie. Tensometr kompensacyjny Rk 1.kompensuje wpływ temp. otoczenia w czasie pomiaru.2.posiada takie same parametry jak Rc.3.naklejony na obiekt z tego samego materiału lub o podobnej bezwładności cieplnej4.wolny od naprężeń5.wzrost temp. w czasie pomiaru spowoduje równy wzrost oporności w obu czujnikach