• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Les propietats dels materials i els assaigs d'estudi
 

Les propietats dels materials i els assaigs d'estudi

on

  • 6,584 views

Es classifiquen les propietats dels materials: físiques, mecàniques, ecològiques i tecnològiques. S'expliquen els principals assaigs mecànics que es realitzen per estudiar les propietats ...

Es classifiquen les propietats dels materials: físiques, mecàniques, ecològiques i tecnològiques. S'expliquen els principals assaigs mecànics que es realitzen per estudiar les propietats mecàniques dels materials: assaig de tracció, de duresa, de resiliència, de fatiga i diferents assaigs no destructius.

Statistics

Views

Total Views
6,584
Views on SlideShare
6,228
Embed Views
356

Actions

Likes
4
Downloads
37
Comments
1

10 Embeds 356

http://mestecno.es.tl 217
http://www.mestecno.es.tl 60
http://agora.xtec.cat 30
http://www.slideshare.net 14
http://www.symbaloo.com 9
http://hipolit2.xtec.cat 8
http://www.iesvalltenes.cat 8
http://moodle.pedagogiainteractiva.com 7
http://www.moodle2.terresdeponent.com 2
http://carlosbrunlain.wordpress.com 1
More...

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

11 of 1 previous next

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
  • Esta MB!!!!! M'encantaa sta molt currat,
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Les propietats dels materials i els assaigs d'estudi Les propietats dels materials i els assaigs d'estudi Presentation Transcript

    • LES PROPIETATS DELS MATERIALS I ELS SEUS ASSAJOS
    • ÍNDEX
      • Evolució històrica dels materials
      • Classificació dels materials
      • Classificació de les propietats dels materials
        • Esquema de classificació de les propietats
        • Propietats sensorials
        • Propietats físiques
          • Propietats elèctriques
          • Propietats tèrmiques
          • Propietats magnètiques
        • Propietats químiques
        • Propietats tecnològiques
          • Maquinabilitat
          • Colabilitat
        • Propietats mecàniques
          • Elasticitat i plasticitat
          • Duresa
          • Fragilitat i resiliència
          • Tenacitat
          • Fatiga
    • ÍNDEX
          • Acritud
        • Propietats ecològiques
      • Concepte d'esforç
      • Tipus d'esforç
        • Tracció
        • Compressió
        • Vinclament
        • Flexió
        • Torsió
        • Cisallament
      • Què és un assaig i objectius ?
      • Assaigs mecànics
        • Assaig de tracció
        • Assaig de duresa
        • Assaigs dinàmics
          • Assaig de resiliència o pèndol de Charpy
          • Assaig de fatiga
        • Assaigs no destructius
          • Assaigs macroscòpics
          • Assaigs òptics
          • Assaigs magnètics
          • Assaig raig X
          • Assaig raig gamma
          • Assaig ultrasons
    • ÍNDEX
      • Criteris per la selecció de materials
      • Residus dels materials
    •  
    •  
    • Els materials i els processos industrials
      • En qualsevol procés industrial són necessaris:
        • Energia
        • Maquinària
        • Materials
      • S’utilitzen criteris de selecció dels materials:
        • Les propietats
        • Les qualitats estètiques
        • El procés de fabricació
        • El cost
        • La disponibilitat
        • L’impacte ambiental
      • bicicleta ecològica
      • aluminis bicicletes
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    • Conductivitat tèrmica
      • Recordar diferència energia tèrmica, calor i temperatura.
      • Recordar hi ha diferents escales de temperatures.
        • Escala Celsius o centígrada
        • Escala Kelvin: T(K)=T(ºC)+273,15
      • Càlcul de la transmisió de calor per conducció:
      • Q=  ·A·t·(T f -T o )/l Q=quantitat de calor (J)
      •  =conductivitat tèrmica (W/mºC)
      • A=superfície de contacte (m2)
      • Potència tèrmica: P=Q/t t=temps (s)
      • T=increment temperatura
      • l= gruix material o distància
    •  
    • Dilatació tèrmica
      • La dilatació depèn:
        • Material
        • Increment de temperatura
      • Tipus:
        • Dilatació lineal: es considera la longitud del cos.
        • Dilatació superficial
        • Dilatació cúbica: es considera el volum del cos.
      • Càlcul de la dilatació lineal:
      • (l f -l o )=  ·(T f -T o )  =coeficient de diltació lineal (ºC-1)
      • l=increment de longitud
      • T=increment temperatura
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
      • Les propietats mecàniques dels materials tenen els seu origen en les forces de cohesió entre els àtoms o les molècules. Aquestes forces de cohesió depenen de com s’ordenen els àtoms i dels tipus de xarxes formen i alhora aquestes depenen de les condicions de formació del material a l’escorça terrestre o al laboratori.
      • Si els materials tenen forces de cohesió fortes fan que no es deformin quan estan sotmesos a forces externes. Recordem que les force de cohesió mantenen l’estat sòlid dels materials.
      PROPIETATS MECÀNIQUES
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
      • És la resistència al trencament d’un material sotmès a esforços de magnitud o sentit variable.
      • Exemples : en la construcció de peces que formen part d’una màquina que estan sotmeses a esforços de magnitud variable com els eixos dels motors que estan sotmesos a esforços de torsió variables.
      Fatiga
    •  
    •  
      • És la força per unitat de superfície aplicada a un material. És també anomenat tensió :
      •  =F/A (N/mm 2) (MPa)
      • La força es pot aplicar de forma diferent respecte la secció o superfície:
        • Forces perperdinculars: tracció i compressió i donen deformacions lineals.
        • Forces paral·les o tangencials: forces tallants o de cisallament i causen deformacions angulars.
      CONCEPTE D’ESFORÇ
      • Una força és una acció capaç de produir o modificar l'estat de repòs o de  moviment d'un cos o de produir-hi deformacions. La unitat N .
      • Anomenem resistència la capacitat que té un  material de resistir forces sense deformar-se excessivament ni trencar-se.
      CONCEPTE DE FORÇA
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
      • Es una combinació d’esforços tracció i d’esforcos de compressió. (bigues).
      • línia neutra
      ESFORÇ DE FLEXIÓ
    •  
    •  
      • Aplicació de dues forces tangencials amb punts d’aplicació molt propers i originen desplaçaments angulars.
      ESFORÇ DE CISALLAMENT
    •  
      • Són proves normalitzades que es fan en un laboratori i que permeten estudiar les propietats dels materials.
      • Objectius:
        • Conèixer propietats nous materials.
        • Avaluar del comportament de peces fetes amb determinats materials.
        • Determinar les possibles causes d’errada en el funcionament d’una peça.
        • Seleccionar els materials més adients per un determinat ús.
      Què és un assaig i objectius?
    • . RIGUROSITAT NATURALESA FORMA DE REALITZAR-LOS VELOCITAT ESFORÇ
      • CIENTÍFICS
      • TECNOLÒGICS
      • ESTÀTICS
      • DINÀMICS
      • QUÍMICS
      • FÍSICS
      • METAL·LOGRÀFICS
      • MECÀNICS
      • DESTRUCTIUS
      • NO DESTRUCTIUS
      Classificació dels assajos
      • Són assajos científics i destructius generalment:
        • Assajos estàtics:
          • Assaig de tracció.
          • Assaig de duresa:
            • Assaig Brinell.
            • Assaig Vickers
            • Assaig Rockwell
        • Assajos dinàmics:
          • Assaig de fatiga.
          • Assaig de resiliència.
      ASSAJOS MECÀNICS
      • S’utilitzen provetes normalitzades (dimensions concretes) a les que s’aplica un esforç de tracció estirant dels dos extrems. Es registra en un gràfic com varia l’allargament de la proveta respecte l’esforç aplicat fins que es trenca.
      ASSAIG DE TRACCIÓ
    • Màquina de tracció
    •  
    •  
    • Diagrama de tracció  P A  E B  F F
      • Zona de proporcionalitat (O  A) : Es cumpleix la Llei de Hooke , es a dir,  =E.  E= mòdul d’elasticitat (E=tg  ). Podem definir:
        • Límit real d’elasticitat (  E ): Més gran esforç que, al deixar d’actuar, no produeix cap deformació permanent.
        • Límit de proporcionalitat (  P ): Esforç per sobre del qual les deformacións deixen de ser proporcionals als esforços aplicats.
    • Diagrama de tracció  P A  E B  F F 
      • Informació que s’obté :
      • El valor d’E està relacionat amb la naturalesa dels enllaços interatòmics:
      • Els materials amb E elevat tenen una gran rigidesa (poca deformació sota forces) i poca elasticitat.
      • Els materials amb E baixa s’utilitzen quan és necessari absorbir treballs de xoc (elevada deformació abans del trencament).
    • Diagrama de tracció  P A  E B  F F 
      • Zona de deformacions permanents(A  F) : Quan acaba l’esforç la proveta no recupera la longitud inicial. Per sobre de B el material es comporta de forma plàstica (conserva la deformació permanent) i comença la fluència (el material s’allarga encara que no augmenti l’esforç o decreixi). Podem definir:
        • Límit de fluència o límit elàstic aparent (  F ): Esforç a partir del qual les deformacions es fan permanents.
    • Diagrama de tracció  P A  E B  F F 
      • Zona de estricció i trencament (F  H) : Es produeix una disminució important de la secció (estricció). Amb l’augment de l’estricció l’esforç disminueix. Podem definir:
      • Esforç de trencament (  R ): Esforç màxim que soporta la proveta abans de trencar-se.
      • Informació que s’obté:
      • Quant més gran és la diferència entre  R y  F millor soporta el material les deformacions plàstiques sense trencar-se.
    •  
      • Esforç unitari:  =F/A (N/mm 2 )
      • Allargament unitari:
      •  =L f -L o /L o No té unitats.
      • Llei de Hooke:
      •  =  /E E=mòdul elàstic (GPa)
      • Tensió màxima de treball:
      •  t =  e /n n= coeficient de seguretat (1,2-4)
      •  t = tensió màxima de treball
      •  e = límit elàstic del material
      Recull fòrmules assaig tracció
    •  
      • Hi ha molts tipus i tots consisteixen a forçar la penetració d’un objecte de material molt dur (penetrador) sobre el material a assajar (proveta o mostra). Quan més penetració s’aconsegueix, aplicant la mateixa força, més tou serà el material.
      • Els assaigs es realitzen en unes màquines especials duròmetres .
      • Els diferents assaigs es diferencien en la forma del penetrador, la càrrega aplicada i la forma d’expressar els resultats.
      ASSAIGS DE DURESA
      • Assaigs de duresa
      ASSAIGS DE DURESA Penetració: Brinell Rockwell Vickers Dinàmics: Shore IRC Ratllat: Mohs Willborn
    • DURESA BRINELL HB
        • HB = F/A
        • Identador bola d’acer
        • Deformació de la bola
      DURESA BRINELL HB
    • DURESA BRINELL HB
        • Limitacions en el gruix.
        • Limitacions en la mida.
        • Limitacions en la duresa: amb dureses >400 Kp/mm 2 no dóna bons resultats i >600 Kp/mm 2 la bola es deforma.
        • Assaig lent.
      DURESA BRINELL HB
    • DURESA VICKERS HV
        • HV = F/A
        • Identador punta de diamant quadricular
        • Microdureses: es poden mesurar materials de duresa més elevada (fins 1000 kp/mm 2 ).
        • Mesures més precises però és lent.
      DURESA VICKER HV
    • DURESA VICKERS HV DURESA VICKER HV
      • Inconvenient principal és que es necessita d’un sistema òptic que projecti l’empremta per poguer mesurar-la.
    • DURESA VICKERS HV
        • Avantatge que és un assaig dinàmic que no deixa empremta i per tant no és destructiu i s’utilitza sobre peces ja acabades.
        • Assaig ràpid amb aparells portàtils.
        • Menys precís i sensible.
        • Es pot aplicar a materials com el cautxú.
      ASSAIG SHORE
      • En funció de l’altura que assoleix en el rebot un martell molt lleuger i petit amb punta de diamant rodona al caure d’una alçada fixe sobre el material d’assaig.
      • L’aparell s’anomena escleroscopi .
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS DINÀMICS
      • Les peces que constitueixen les màquines o les estructures no tan sols suporten esforços o càrregues estàtiques, sinó que també estan sotmese a cops, canvis bruscos en les càrregues que soporten...
      • Per tal de conèixer el comportament dels materials en aquestes situacions cal sotmetre’ls a assaigs dinàmics com: el de resiliència o resistència al xoc o el de fatiga.
    •  
    • ASSAIG PÈNDOL CHARPY
        • El pèndol de 22 kg es deixa caure a una altura h fixa, quan es trenca la proveta per l’impacte segueix el seu recorregut fins assolir una altura h’.
        • Es fa servir una proveta amb una entalla en forma V perquè es trenqui en el punt desitjat.
        • La diferència h’-h és directament proporcional a la resiliència. Es a dir l’energia consumida en el trencament equival a la diferència d’Ep inicial i final.
      K=Ec/A
    •  
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG DE FATIGA
      • Trencament d’un material amb càrregues variables, inferiors al  r i inclús inferior al  e .
      • Límit de fatiga és el màxim esforç que no produeix trencament després que s’apliqui un nombre infinit de vegades.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG DE FATIGA
      • De tracció-compressió altern amb provetes secció rectangular.
      • De flexió rotativa amb provetes cilíndriques.
      • De torsió amb provetes secció cilíndrica.
    • DURESA VICKERS HV DIAGRAMA DE WÖHLER
      • El mètode per presentar les dades de fatiga és la corba de Wöhler o corba S-N (Stress-Number of cicles). Representa la duració de la proveta, expressada en nombre de cicles fins la seva ruptura, N, per la màxima tensió aplicada.
      • Per sota del límit de fatiga el material durarà un nombre infinit de cicles sense trencar-se.
      • La resistència a la fatiga és el valor de l’amplitud de l’esforç que provoca el trencament després d’un nombre cicles.
    • DURESA VICKERS HV DIAGRAMA DE WÖHLER
    • DURESA VICKERS HV DIAGRAMA DE WÖHLER
      • La vida a la fatiga és el nombre de cicles de treball que pot suportar un material per a una determinada amplitud de l’esforç aplicat i es representa per Nf .
      • Hi ha dos comportaments dels materials davant la fatiga:
        • A un determinat esforç acaben trencant-se.
        • Si no es supera un determinat valor d’amplitud d’esforç no es trenquen encara que passin molts cicles. Per tant tenen límit de fatiga . (titani i acers)
    •  
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG DE FATIGA
      • El trancament per fatiga s’inicia sempre a la superfície dels materials.
      • El disseny d’una peça pot influir en les característiques de fatiga. Per això, un material altament resistent a la fatiga pot reduir la seva resistència si el disseny no és l’adequat.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG DE FATIGA
      • Per augmentar la resistència a la fatiga s’ha de tenir en compte:
        • Evitar els canvis bruscos de secció, forats...
        • Evitar rugositats a la superfície.
        • Evitar l’atac químic dels ambients corrosius.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS NO DESTRUCTIUS
      • S’apliquen a peces ja fabricades perquè es vol comprovar la no presència de defectes que poden alterar les propietats mecàniques d’aquesta (esquerdes, porus...) i provocar accidents.
      • Aquests defectes poden estar produïts per:
        • Errors en el procés de conformació de la peça: emmotllament, extrusió...
        • Errors en el procés de mecanitzat.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS NO DESTRUCTIUS
        • Defectes d’unió a les soldadures.
        • Defectes en els tractaments tèrmics.
        • Defectes en l’estructura cristal·lina del material.
      • Tots aquests defectes fan que l’estructura interna d’un material deixi de ser homogènia i tinguin una estructura interna alterada.
      • Ensayos de Materiales - Distintos tipos
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS NO DESTRUCTIUS
      • Assaigs macroscòpics.
      • Assaigs òptics.
      • Assaigs magnètics.
      • Assaigs per raigs X i raigs gamma.
      • Assaigs per ultrasons.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MACROSCÒPICS
      • S’analitzen les irregularitats de les peces a primer cop d’ull o amb lupes (<15 augments).
      • La localització d’esquerdes i porositats es duu a terme amb líquids penetrants: olis, petroli, lìquid fluorescent, isòtops radiactius...).
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS ÒPTICS
      • S’analitzen les irregularitats de zones petites de la peça mitjançant microscopia (<15 augments).
      • S’utilitza el microscopi metal·logràfic que permet veure la forma i el tamany del gra que té el material, els porus i les fissures microscòpiques.
    • Microfotografia aliatge de Fe
    • Microfotografia acer
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MAGNÈTICS
      • Es basen en analitzar la variació de les propietats magnètiques dels materials ferromagnètics que tenen defectes estructurals.
      • Si la peça no té cap defecte tindrà una estructura interna homogènia i la seva permeabilitat magnètica (  ) serà constant.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MAGNÈTICS
      • Es a dir si hi ha esquerdes o porus hi hauran variacions en les línies de força del camp magnètic.
      • Procediement: (magnetoscòpic)
        • S’aplica un camp magnètic de gran intensitat a la peça.
        • El defecte es detecta quan s’empolvora sobre la peça alguna pols amb propietats magnètiques (magnetitat o pols de ferro).
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG RAIG X
      • Els raigs X són unes radiacions que es transmeten en forma d’ones electromagnètiques de  molt curta i freqüència molt elevada.
      • Són molt penetrants poden travessar materials opacs.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MAGNÈTICS
      • Procediment:
        • Es llança radiació de raigs X a través del material d’assaig.
        • Aquesta radiació després de travessar la peça ha d’impressionar una pel·lícula fotogràfica per obtenir una radiografia.
        • Si la peça no té irregularitats la radiografia serà uniforme.
      ASSAIG RAIG X
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MAGNÈTICS
        • Si hi ha esquerdes la radiació serà absorbida amb més o menys intensitat en funció de la densitat de la irregularitat. La radiografia queda impressionada de diferents tonalitats.
        • L’inconvenient és que els equips de treball necessiten una elevada tensió, per analitzar peces d’hacer de 50 mm de gruix es necessita tensió de 150kV.
      ASSAIG RAIG X
    • DURESA VICKERS HV ASSAIGS MAGNÈTICS ASSAIG RAIG X
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG RAIG GAMMA
      • Són radiacions electromagnètiques de longitud d’ona molt més petita per tant són més penetrants.
      • Amb els assajos de raigs X es poden treballar peces dins 100 mm i en canvi amb raigs gamma fins als 250 mm.
      • Raigs gamma s’obtenen per la fissió d’elements radioactius (radi).
    • DURESA VICKERS HV Comparació RAIG GAMMA
      • Avantatges:
        • Es poden aplicar a peces més gruixudes.
        • L’equip és més senzill i facilita el seu transport.
      • Inconvenients:
        • Perill dels isòtops radioactius.
        • La sensibilitat no és bona per gruixos petits.
        • El temps d’exposició ha de ser superior varies hores.
    • DURESA VICKERS HV ASSAIG ULTRASONS
      • Les ones sonores es propaguen en línia recta a través d’un medi material, però no en el buit.
      • Són les ones amb freqüència superior als 20000 Hz i no són perceptibles per a l’oïda humana.
      • Els assajos ultrasònics es basen en la diferència de transmissió dels ultrasons a través d’un material que té errors en la seva estructura.
    • DURESA VICKERS HV Comparació RAIG GAMMA
      • Les ones que s’utilitzen tenen una freqüència entre 105 i 107 kHz i poden travessar capes d’hacer d’un quants metres de gruix.
      ASSAIG ULTRASONS
    • DURESA VICKERS HV Comparació RAIG GAMMA ASSAIG ULTRASONS Emissor Receptor Peça Transmissió Emissor Receptor Peça Defecte Reflexió
      • Quan les ones troben un defecte de continuïtat en el material no es propaguen i el sistema receptor transforma el senyal rebut en un senyal òptic o elèctric.
      • S’aplica a peces de poc gruix
      • Quan les ones troben un defecte estructural són reflectides i captades pel receptor que les transforma en un senyal òptic o elèctric.
      • S’aplica a peces gruixudes.
    •  
    •  
    •