KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
τ = G γ , kus G – nihkemoodul (G ≈ 0,4 E).<br />
Suuremal osal metallidel esineb elastne deformatsioon kuni väärtuseni 0,005 (0,5%). Vastavat<br />
pinget nimetatakse elastsuspiiriks – punkt P joonisel 5-4. Seda punkti on katseliselt raske määrata.<br />
Kui deform<strong>ee</strong>rida materjali üle selle piiri, siis ei ole δ enam võrdeline σ-ga ja tekib plastiline<br />
deformatsioon (voolamine). Plastilise deformatsiooni käigus katkevad osakestevahelised sidemed,<br />
toimub aatomite libisemine üksteise suhtes ja s<strong>ee</strong>järel uute sidemete tekkimine.<br />
Pinge <strong>ee</strong>maldamisel säilib nn jääkdeformatsioon. Jääkdeformatsioonile 0.002 vastavat pinget σ y<br />
nimetatakse voolamistugevuseks (piiriks).<br />
Täielik δ – σ sõltuvus on esita<strong>tud</strong> joonisel 5-5. Pärast voolamise tekkimist kasvab pinge kuni<br />
maksimumpunktini M, millele vastavat pinget TS nimetatakse tõmbetugevuseks. S<strong>ee</strong>järel tekib<br />
katsekehale „kael“, pinge hakkab vähenema kuni katkemiseni (p F). Metallide tõmbetugevused ja<br />
plastilise voolamise piirkonnad on küllalt erinevad (joon 5-6). Materjale, millel on väike plastilise<br />
voolamise piirkond, nimetatakse rabedateks.<br />
Venitatavus on materjali suhteline pikenemine enne katkemist:<br />
l l<br />
Ve f −<br />
= 0 ⋅100<br />
[%], kus l f – pikkus katkemisel.<br />
l0<br />
Suuremal osal metallidest on Ve vahemikus 30 – 45 %.<br />
Venitatavus ja rabedus sõltuvad temperatuurist. Temperatuuri tõusul Ve suureneb ja rabedus<br />
väheneb.<br />
5.3 Materjalide kõvadus<br />
Materjali kõvadus on materjali võime avaldada vastupanu pinna deformatsioonile.<br />
Kõige varasemad tugevuse skaalad saadi materjalide võrdlemisel selle järgi, kas materjal kriimustas<br />
teist või mitte (kõvem kriimustab pehmemat, vastupidi mitte). Nii saadi näit Mohs’i skaala, mis<br />
omab väärtusi 1 – 10. Kõige pehmem oli talk (1), kõige tugevam t<strong>ee</strong>mant (10).<br />
Hiljem võeti kasutusele kvantitatiivsed kõvaduse määramise m<strong>ee</strong>todid, mille käigus surutakse kindla<br />
kujuga keha uuritava materjali pinna sisse ja uuritakse tekkinud süvendi mõõtmeid. Kasutusel on<br />
mitu skaalat.<br />
Vaatleme lähemalt Brinelli kõvaduse määramist. Materjali pinna sisse surutakse terasest või W-<br />
karbiidist sfäär diam<strong>ee</strong>triga D, rakendades erineva kõvadusega materjalide korral erinevat jõudu.<br />
Mõõdetakse tekkiva süvendi läbimõõtu d (joon 5-7). Brinelli kõvadus HB arvutatakse valemist:<br />
2F<br />
HB =<br />
π D(D −<br />
2 2<br />
D − d )<br />
Saadakse skaala 5 – 10000.<br />
Mohs’i ja Brinelli skaalade, aga ka Rockwelli B ning C skaalade võrdlus on esita<strong>tud</strong> joonisel 5-8.<br />
Toodud on ka mõnede materjalide asukohad skaaladel.<br />
Kuna kõvadus ja tõmbetugevus iseloomustavad mõlemad vastupanu plastilisele deformatsioonile,<br />
siis peab nende vahel olema seos. Ligikaudne seos on: TS (MPa) = 3,45 HB.<br />
Kuna kõvaduse mõõtmine on lihtsam ja ei purusta materjali, kasutatakse seda sagedamini.<br />
20