3.FIZIKALNE OSNOVE OBLIKOVANJA DEFORMIRANJEM 1.)Objasniti pojam kvaziizotropije polikristaličnog tijela! -kada nastaje kristalni agregat,ukoliko ne postoje naročite okolnosti,kristali su slučajno orijentirani,te u takvom slučaju postoje samo prosječna svojstva i materijal se ponaša kao izotropno tijelo pa se polikristalno tijelo naziva kvazi-izotropnim(anizotropija mehaničkih svojstava kao posljedica različitog međusobnog položaja atoma u kristalnoj rešetki unutar pojedinih kristalnih zrna i nadalje postoji) 2.)Objasniti i skicirati deformaciju monokristala(elastičnu i plastičnu)! -elastična:deformacije koje se zadržavaju ispod granice elastičnosti,odnosno ne prelaze u plastično područje.sl 3.2b -plastična:je gibanje dislokacija kroz rešetku izazvano smičnim naprezanjem i odvija se na dva načina-klizanjem i blizančenjem. (ako vanjske sile pređu određenu stanovitu granicu,atomi se pomiču prema položajima odakle ih kohezivne sile nastoje pomaknuti na nove položaje u rešetki i s obzirom na to da su novi položaji ravnotežni kada dolazi do rasterećenja nastaje plastičana deformacija. ) sl3.2c 4.)Shematski prikazati ravnine i pravce klizanja za neke tipične kristalne strukture u kojima kristalizira željezo! -stranica 18,slika 3.5 5.)Objasniti pojam kliznih ravnina i deformiranje klizanjem i blizančenjem! -klizne ravnine su određene kristalografske ravnine u monokristalu gdje se dešava klizanje i to su ravnine sa najgušće raspoređenim atomima. -blizančenje je gibanje atoma u rešetki,koje dovodi do dijeljenja rešetki u dva simetrična dijela koji su različito orijentirani -deformiranje klizanjem je paralelno pomicanje tankih slojeva monokristala u odnosu na susjedne slojeve 6.)Objasniti i skicirati deformaciju polikristala! -kada na polikristaličan materijal djeluju sile dolazi do klizanja u onim ravninama koje imaju najpovoljniju orijentaciju za deformaciju, i to kada sila klizanja dosegne kritičnu vrijednost. Rotacija koja prati klizanje dovela je druge kristale koji su manje povoljno orijentirani da se mogu deformirati. Deformacijom tih kristala dolazi do daljne rotacije (povoljna rotacija). Stranica 19, slika 37. 7.)Navesti bitnu razliku deformacije monikristala i polikristala! -kristaliti su kod polikristala slučajno orijentirani. 8.)Objasniti kakve promjene nastupaju u materijalu uslijed hladne plastične deformacije! -S povećanjem stupnja deformacije povećava se otpor smicanju τs, granica elastičnosti, proporcionalnosti, razvlačenja, vlačna čvrstoča i tvrdoća,električni otpor, dok se smanjuje istezljivost, kontrakcija i udarna žilavost, otpornost na koroziju. Najvažnija promjena je očvršćenje materijala. 9.)Što je to hladna plastična deformacija, i što je granica tople i hladne deformacije? -Hladna plastična deformacija je kada se postupak deformiranja obavlja na temperaturi koja je niža od 0.3T,gdje je T temperatura taljenja deformirajućeg materijala u °C. 10.)Navesti i objasniti pojedine teorije očvrščenja materijala kojima se objašnjava pojava povećanja čvrstoće u tijeku hladne plastične deformacije! -teorija dislokacija-interakcija među defektima unutar ravnina.a posebno dislokacija dovodi do pojave mikropukotina, a to sve smanjuje plastičnost i uzrokom je efekta očvršćenja materijala -teorija amorfnog sloja-distorzija na kliznim ravninama dovoljno velika da se stvori film od amorfnog materijala.Taj nekristaličan materijal nema kliznih ravnina i djeluje kao barijera klizanju u ostalom kristalnom dijelu materijala.
- teorija fragmentacije-uslijed deformacije se kristal razbija na mnoštvo sitnijih dijelova i tako povećava broj granica zrna,što uzrokuje otpor daljnjem klizanju i povećava otpor deformaciji 11.)Kakove se promjene dešavaju u deformiranom materijalu ako ga podvrgnemo postupku zagrijavanja(žarenja)? -Odstranjuje se distorzija rešetke izazvana plastičnom deformacijom, snižava se tvrdoća, vlačna čvrstoća, granica razvlačenje, a povećava se električna vodljivost, istezljivost i veličina zrna. Str 22,slika 3.9 12.)Objasniti pojmove rekristalizacije,prekristalizacije i oporavka! -rekristalizacija- proces kod kojega započinje gibanje atoma, te se atomi mogu razmjestiti u nedistordiranu rešetku,zbog toga što metal koji je bio podvrgnut plastičnoj obradi u hladnom stanju ne nalazi se u stanju ravnoteže jer je rešetka distordirana. -prekristalizacija-mijenja se faza kod metala i slitina koje prolaze kroz temperaturu faznih promjena -oporavak- ukupan broj dislokacija se ne smanjuje, već se mijenja raspored i time omogućava snižavanje unutarnjih naprezanja. 13.)Što je potrebno da bi nastupila rekristalizacija i čemu ovisi temperatura rekristalizacije? -za rekristalizaciju je potrebna energija dovedena rešetki koja može svladati otpor gibanja atoma. Temperatura rekristalizacije ovisi o talištu (viša talište, viša rekristalizacija), te na temp. rekristalizacije utječu primjese i legirni dodaci. 14.)Postupkom rekristalizacije moguće je postići finu sitnozrnatu strukturu.Koji uvjeti moraju biti ispunjeni da bi do rekristalizacije moglo doći?Dijagramski prikaz njihovog uzajamnog djelovanja! -iz zadatka ranije te tri najvažnija faktora koja utječu na veličinu zrna kod rekristalizacije su ranija deformacija,temperatura i vrijeme-----str.24, slika 3.12
4.OSNOVNI POJMOVI OBLIKOVANJA DEFORMIRANJEM 1.)Dokaz da je stupanj deformacije maksimalan u smjeru djelujuće sile!Kako se ova spoznaja koristi u konkretnom tehnološkom procesu? -h0 * a0 * b0 = h1 * a1 * b1 =const φh = -( φa + φb) str31 i slika4.2 2.)Objasniti detaljno pojam logaritamskog stupnja deformacije i njegovu vezu sa relativnim stupnjem deformacije! -logaritamski stupanj deformacije --- suma je jednaka nuli(φh + φa + φb=0) i to znači da postoje pozitivne i negativne deformacije te da za logaritamski stupanj deformacije vrijedi svojstvo aditivnosti. 3.)Što je to brzina deformacije i kako je definiramo? -Brzina deformacije je promjena deformacije u jedinici vremena formula,str34 4.)Objasniti detaljno pojam i bit plastične deformacije.Kako se definira te kako zavisi od strukture i tipa kristalne rešetke?Skicirati klizne ravnine za dva tipična slučaja u kojima kristalizira željezo? -skica:stranica 5.)Objasniti detaljno pojmove brzina alata,brzine čestica i brzine deformacije.Da li je brzina deformacije konstantna tijeko deformiranja?Obrazložiti dijagramima koji se odnose na tipične strojeve na kojima se oblikovanje provodi? -brzina alata je brzina kojom se predmet deformira -brzina čestice je brzina kojom se pojedine čestice materijala premještaju relativno vrlo različitim brzinama
-brzina deformacije je promjena deformacije u jedinici vremena str.33,dijagram sl4.4 i 4.5 6.)Navesti i tablično prikazati red veličine brzina alata i brzina deformacije za neke tipične kovačke strojeve na kojima se oblikovanje provodi! Sustav stroja Početna brzina alata(malja) Brzina deformacije Vala m/s w(φ) s-1 Batovi 5-7 50-160 Tarne(vretenaste) preše 0.5-2 10-25 Hidrauličke preše 0.1-0.3 1-5 7.)Kako se na osnovi poznatog naprezanja plastičnog tečenja može odrediti idealan rad plastične deformacije? -idealan rad plast. deformacije je rad potreban za ostvarenje odgovarajućeg stupnja deformacije w -on se dobiva iz dijagrama plastičnog tečenja gdje je prikazana zavisnost naprezanja plast.tečenja od stupnja deformacije 8.)Kako glasi opći matematički izraz kojim se definira naprezanje plastičnog tečenja kao funkcija temperature,brzine i stupnja deformacije?(objasniti korištenje matematičke statistike za ustanovljavanje naprezanja plastičnog tečenja) -kf=C*φ -matematička statistika nam omogućava da se korištenjem odgovarajućih statističkih metoda pronađe krivulja koja će biti najbolje prilagođena svim točkama(metoda kvadratnih odstupanja).Bit ove metode je da se traži takova zavisnost u matem. obliku da suma kvadrata odstupanja bude od provučene krivulje bude minimalna. 10.)Objasniti detaljno pojam naprezanja plastičnog tečenja i bitnu razliku u odnosu na naprezanje iz Hook-ovog dijagrama!dijagram -naprezanja plast. tečenja je vlačno ili tlačno naprezanje potrebno da u deformirajućem materijalu nastanu trajne plastične deformacije i to u nekom idealnom procesu preoblikovanja bez trenja, te je ono funkcija materijala, stupnja deformacije, brzine deformacije i temperature. Plastična deformacija je proces klizanja, gibanje dislokacija kroz rešetku, proces smicanja. 11.)Objasniti utjecaj brzine deformacije na naprezanje plastičnog tečenja,posebno u hladnom,a posebno u toplom stanju!dijagram -utjecaj brzine deformacije na naprezanje plast. tečenja je viši kod viših temp. nego kod nižih. te ona zavisi od svojstva plastičnosti i temp. oblikovljiva metala.Porastom brzine povećava se čvrstoća, te ona još utječe na granicu popuštanja, produljenje i kontrakciju presjeka. 12.)Objasniti detaljno metodu mjerenja naprezanja plastičnog naprezanja tlačnim testom!Koji uvjeti moraju biti ispunjeni da bi metoda dala korisne i upotrebljive podatke? -tlačnim testom se određuje naprezanje plast. tečenja u uvjetima sabijanja pod pretpostavkom jednoosnog napregnutog stanja,mjerenje se obavlja suponirajući izostanak djelovanja kontaktnog trenja. Dvije teorije postoje u znanosti o čvrstoći plastomehanike: teorija Tresce-ado deformacije dolazi u slučaju kada vrijednost najvećeg smičnog naprezanja u složenom stanju dostigne vrijednost (tau-max) u jednoosnom napregnutom stanju; teorija HMH-teorija distorzijske energije koja kaže da do deformacije dolazi kada je energija plastične deformacije akumulirana pri promjeni oblika u složenom stanju jednaka energiji pri promjeni oblika u jednoosnom stanju opterećenja, a kod kojeg nastupa trajna deformacija) - da bi se došlo do dobrih podataka treba održati napregntuo stanje jednoosnim 15.)Na koji se način određuje naprezanje plastičnog tečenja tlačnim pokusom utiskivanja žiga u traku?
-određuje se obostranim utiskivanjem odgovarajućih žigova uz istovremeno dobro podmazivanje – u cilju odražavanja mora biti b/h > 6 i postoji homogena deformacija ako je h/a <1 -stranica39,sl.4.11crtež i formule 16.)Objasniti i navesti način mjerenja naprezanja plastičnog tečenja vlačnim testom prema Siebel-Schwaigereru!Koje su pretpostavke ovakvog načina mjerenja te kakova se ograničenja pri tome postavljaju? -u području jednolikog istezanja moguće je suponirati jednolik raspored naprezanja po presjeku(sl. 4.12, str40).Gornja granica jednolikog istezanja je pojava Fmax u Hook-ovom dijagramu. Nakon toga dolazi do kontrakcije presjeka i lokalizacije deformacije u području vrata epruvete gdje nastupa troosno napregnuto stanje. kf=F/(Amin*(1+(dt/2)/4ro) i φ=ln(A0/Amin) - pretpostavke su da u momentu pojave kontrakcije pretpostavka jednolikog rasporeda naprezanja nije više ispunjena i očvršćenje vanjskog sloja je drugačije od unutarnjeg. 17.)Objasniti i navest način mjerenja naprezanja plastičnog tečenja metodom torzionog testa na plastomeru!Koje su bitne prednosti,ali i ograničenja ove metode mjerenja? -prednosti-moguće je varirati osim stupnja deformacije i brzinu,temp. deformacije(u prethodna dva nije moguće15,16) – za velike stupnjeve deformiranja -ograničenja -princip rada plastomera svodi se na mogućnost mjerenja momenta torzije i broja zakreta epruvete do pojave loma u zavisnosti od temp, brzine i stupnja deformacije -kt=2.6Mt/π*r, φ= γ*r/√3 18.)Skicirati i objasniti način mjerenja naprezanja plastičnog tečenja hidrauličkim udubljivanjem lima. -nastoji se računati sa onim vrijednostima naprezanja plast. tečenja koje su dobivene u uvjetima stanja što bliskijim onim šta postoje u konkretnom postupku oblikovanja. - kf=p*(r/2s+0.5), φ=ln(s/s0),slika str.42, slika 4.14 19.)Objasniti detaljno pojam specifičnog rada deformacije i stupnja dobrote ili djelovanja postupka. -specifični rad deformacije je jednak umnošku sile(naprezanja σ) i puta(deformacije ε) površina u Hook-ovom dijagramu w=σ* ε -gubici koji se javljaju usred trenja i dopunskog smicanja čestica izražava se preko stupnja dobrote η=wid/w=Wid/W=(V* wid)/W=(V*k* φ)/W 20.)Izvod uvjeta plastičnog tečenja za jednoosno napregnuto stanje!Koje su pretpostavke pri tom uvađaju i što slijedi iz ovog uvjeta? -W1=(σ1 * ε1)/2 rad -izvod sa skicom str 46. 21.)Izvod uvjeta plastičnog tečenja za dvoosno napregnuto stanje.Koje su pretpostavke pri tom izvođenju uvađaju? - W2=(σ1 * ε1)/2 +(σ2 * ε2)/2 izvod sa skicom str.47 22.)Izvod uvjeta plastičnog tečenja za opći slučaj troosno napregnutog stanja.Objasniti uvedene pretpostavke i način korištenja ovog uvjeta u realnom rješavanju inženjerskih problema. -- W3=(σ1 * ε1)/2 +(σ2 * ε2)/2+(σ3 * ε3)/2 izvod sa skicom str 48,49 23.)Objasniti i skicirati za slučaj provlačenja aksijalno simetrične šipke,pojam bilance rada plastične deformacije.Na koji dio rada se može utjecati i što slijedi na osnovi ove spoznaje?
-bilanca rada plastične deformacije rad koji je potreban da se obavi odgovarajući stupanj deformacije troši se na savladavanje kontaktnog trenja , na onaj potreban da se obavi odgovarajuća deformacija te rad potreban na promjenu smjera čestica materijala. bilanca rada plastične deformacijerad trenja,čestice i stupnja deformacije -može se utjecati na na rad trenja(dio rada koji se troši na savladavanje kontaktnog rada) i rad čestice(dio rada potreban na promjenu smjera čestice materijala) i iz toga slijedi da se može izborom alata optimirati postupak deformacije obzirom na utrošak rada.
5. TRENJE I PODMAZIVANJE U POSTUPCIMA OBLIKOVANJA DEFORMIRANJEM 1.)Objasniti kako se u oblikovanju deformiranja objašnjava pojava trenja! Dokaz da trenje postoji, kakve su posljedice trenja i kako se nastoje smanjiti? Pojava i svladavanje otpora koje pružaju dvaju tijela u međusobnom dodiru njihovom relativnom gibanju naziva se kontaktnim trenjem. Uzrok je povišenja potrebnih sila deformiranja, uzrokom je nejednolikog tečenja metala i zaostalih naprezanja, utječe na kvalitetu i izgled površine. Dokaz da trenje postoji: a)oštećenje alata b)oblik bačvice tlačenog punog cilindra c)različita tvrdoća u uzdužnom presjeku tlačenog valjka 2.)Navesti i objasniti pravce trenja! a)geometrijski pravac-objašnjava trenje kao posljedicu postojanja mikroneravnina b)molekularni pravac- -||- rezultat djelovanja molekularnog privlačenja frikcionog para c)deformacijski pravac- -||- rezultat međusobnog prodiranja ispupčenja dvaju tijela d)adhezijsko-deformac. pravac- -||- s jedne strane uzimajući u obzir postojanje mikroneravnina i njihove elasto-plastične deformacije, a s druge strane i postojanje međumolekularnih sila privlačenja. 3.)Skicirati i detaljno objasniti model kojim u oblikovanju deformiranjem objašnjavamo trenje! (slika 5.2-str.59) Za objašnjavanje trenja koristi se Bowden-Taborova metoda čija je prednost ta da nam daje uvid u prirodu trenja i varijacije veličine trenja u zavisnosti od stanja površina i primjenjenih maziva.Da bi moglo postojati tečenja materijala,neophodno između ova dva frikciona para mora postojati relativno gibanje, što znači da se mjesta zavara moraju raskinuti. Na taj način prema B-T sila trenja tumači se kao suma svih smičnih sila potrebnih za prekidanje mjesta kontakta. Po ovoj teoriji trenje je posljedica elastoplastične deformacije i adhezijskog međumolekularnog privlačenja. 4.)Kako se rangira trenje?Navest red veličine faktora kontaktnog trenja za svaki slučaj? U svezi međuslojeva maziva tijekom trenja dijelimo trenje na a)suho trenje – kod čistih metalnih površina; μ=0.557 b)granično trenje-kod monomolekularnih slojeva maziva (vrlo tanki sloj) μ=0.3;ovaj se sloj na nekim mjestima zbog velikih lokalnih pritisaka prekida i dolazi do slijepljivanja čestica frikcionog para c)mješovito trenje- μ=0.1 d)hidrodinamsko trenje-unutrašnje trenje maziva μ=0.001 5.)Što je to mješovito trenje? Javlja se kad u šupljinama odnosno međuprostoru koji postoji između frikcionog para postoji sloj maziva, redovito kapljevitog. U ovom slučaju odlomljena čestica nakon što je mjesto zavara tečenjem materijala prekinuto i čestica se odlomila, pliva u mazivu i nema mogućnost ponovnog dodira sa alatom i obratkom; μ=0.1 6.)Objasni trenje u hladnoj plastičnoj deformaciji!Vrijednost faktora kontaktnog μ!!
Prisutni su veliki pritisci. Općenito postoji mješovito trenje μ=0.1. (vidi 10.pitanje) 7.)Objasni trenje u oblikovanju u toplom stanju !Vrijednost faktora kontaktnog μ!!Koji slučaj trenja može u postupku oblikovanja u toplom stanju postojati i zašto? Vrlo visoke temperature (850-1200oC).U tom stanju ulje izgori, a voda ispari no koristi se grafit koji je temp.postojan i to u ulju ili vodi. U vodi ima pozitivan naboj (metal ima negativan) pa je korištenje te koloidalne otopine u aspektu efikasnosti podmazivanja veća. Molibdendisulfid je također u uljnoj otopini negativnog polariteta ali pritisci koji redovito postoje su dovoljne da eliminiraju taj efekt. Radi se o graničnom trenju μ=0.3. 8.)Objasni Schmaltzovu shemu presjeka površinskog sloja metala?Što je to monomolekularni sloj i kako i zašto ga se nastoji realizirati? (slika 5.4 str.61)Detaljno objašnjava šta se sa trenjem i primijenjenim mazivom stvarno dešava u procesu plastičnog tečenja.Monomoleklularni sloj je granični sloj maziva između kontaktnih površina koji je teoretske debljine jedne molekule koji sprječava direktni kontakt alat-materijal. 9.)Što je to efikasno podmazivanje i koje uvjete mora ispuniti mazivo da bi ono bilo uspješno? Na vanjskom dijelu metala uvijek postoji granični sloj (oksidi) koji predstavlja nosioc maziva i adhezijski sloj.Ako je sloj oksida veći veća je i adhezijska sposobnost.To je i razlog zbog čega se nekad vrši fosfatiranje materijala gdje i sam fosfat djeluje kao mazivo.Što je adsorpcijski sloj otporniji to će i efekat podmazivanja i smanjenja trenja biti veći.Efikasnim se podmazivanjem smanjuje broj lokalnih zavara (monomolekularni sloj) 10.)Koje uvjete ispunjava mazivo u hladnoj plastičnoj deformaciji?Vrste maziva navedi! Monomolekularni međusloj mora ispunjavati uvjete: a)mora se stvarati brzo b)mora biti žilav i otporan na raskidanje c)mora imati antikorozivna svojstva d)velika sposobnost razmazivanja e)velika adhezija prema metalu f)ujednačenost svojstava podmazivanja g)lako odstranjivanje nakon obrade. Maziva koja se koriste u slučaju hladne deformacije: a)maziva mješana s vodom b)maziva ne mješana s vodom c)filmovi, folije d)grafit, molibdensulfid i teflon 11.)Koje uvjete ispunjava mazivo u toploj plastičnoj deformaciji?Vrste maziva navedi! (vidi 7.pitanje)Kod postupka kovanja se koristi drvena piljevina kao mazivo jer se ono kad izgori pretvori u pepeo koji stvara granični sloj. Još su se nekoć koristila stakla i soli. 12.)Što je koloidalna otopina grafita i kako grafit kao mazivo djeluje? (vidi 7.pitanje) jeftin je,ima svojstvo kalavosti,u obliku listića,u koloidnoj otopini je toliko sitna čestica grafita da ne teži gravitaciji i nema taloženja. 13.)Objasni podmazivanje koloidnom otopinom i molibdensulfadom u toplom stanju! (vidi 7.pitanje) vrlo skup 14.)Skiciraj i objasni varijaciju kontaktnog trenja u Stribeck-ovom dijagramu! (slika 5.6 str.64)Dijagram pokazuje zavisnost veličine faktora kontaktnog trenja od viskoziteta maziva, brzine klizanja površina frikcionog para i specifičnog pritiska površina. Trenje sadrži mehaničke, kemijske i termodinamičke odlike. 15.)Skicirati i objasniti Male-Cocroftov način određivanja faktora trenja! (slika 5.8 str.65) Metoda prstena.Osnovna značajka je da se mjerenjem promjena unutrašnjeg promjera i visine sabijenog prstena dolazi do vrijednosti faktora trenja. Ako je trenje manje, unutrašnji je promjer prstena veći i obrnuto.
6. SPOSOBNOST OBLIKOVANJA (DEFORMABILNOST) 1.)Objasni pojmove plastičnosti, duktilnosti i deformabilnosti! Duktilnost-sposobnost materijala da se deformira bez pojave loma, a mjeri se ili izduženjem ili kontrakcijom ili nekom drugom metodom Plastičnost-svojstvo materijala da se deformira bez pojave loma ali je samo fizikalni pojam i ne mjeri se. Deformabilnost- materijala da se deformira bez pojave loma ali u sebi uključuje i
tehnološke uvjete u kojima se deformacija odvija (stupanj def.,brzina def.,temp.,shema naprezanja) 2.)Kako na deformabilnost metalnih materijala utječe temperatura i brzina deformacije? Utjecaj temp.-kod vrlo krhkih materijala doći će do pojave pukotine već kod male mjerljive plastične deformacije. Vrlo plastični materijali rade obrnuto.Jedna od poteškoća je održavanje odgovarajućih temp. U pećima za zagrijavanje sirovina.Ova je opasnost posebno izražena kod visokolegiranih čelika gdje je mali temperaturni interval oblikovanja. Što je količina legirnih elemenata veća to je temp.interval manji.Temp.područja deformabilnosti čelika: hladna deformacija, plavi lom, polutopla obrada, crveni lom i topla obrada. Na previsoke temp. se ne ide ne samo zbog suboptimalne deformacije već zbog intezivnog oksidiranja.(slika 6.3 str.71) Utjecaj brzine deformacije-povećanjem brzine naprezanje plastičnog tečenja raste a istodobno otpada deformabilnost. Brzi postupak naime ima veću čvrstoću i bolje mehanička svojstva. Sporim tlačenjem postižemo veće stupnje deformacije. (slike 6.9,6.10 str76) 3.)Kako na deformabilnost utječe shema napregnutog stanja? Skiciraj 7 naprezanja! Materijal bolje podnosi tlačna naprezanja nego vlačna i napregnut tlačnim naprezanjima će biti deformabilniji. Udjelom vlačnih naprezanja deformabilnost se smanjuje. Tlačnim naprezanjem se zrna usitnjuju a vlakom se stvaraju mikropukotine koje pod djelovanjem naprezanja se širi i na kraju dolazi do loma. (slika 6.5 str74) 4.)Kako na deformabilnost utječe kemijski sastav materijala? Silicij-dezoksidant,u većim količinama povećava prokaljivost i otpornost oksidaciji,snižava deformabilnost Mangan-dezoksidant i desumporator,povećava prokaljivost,smanjuje deformabilnost Sumpor i fosfor-nečistoće,zajedno max.0.07% Krom-povećava prokaljivost i otpornost na habanje,antikorozivan,smanjuje deformabilnost Nikal-povećava otpornost udarnom opterećenju,povećava deformabilnost Molibden-veliki afinitet prema ugljiku, povećava se čvrstoća,opada deformabilnost Vanadij-usitnjuje zrno Volfram-veliki afinitet prema ugljiku,opada deformabilnost. 5.)Skiciraj prikaz mjerenja deformabilnosti postupkom uvijanja,u zavisnosti od temp.deformacije. (slika 6.2 str70) 6.)Na koji način na deformabilnost utječe temp.deformacije?Dijagram i prikaz plavog i crvenog loma! (vidi 2.pitanje) 7.)Koji su razlozi da materijal bolje podnosi tlak? Nacrtaj slučaj ekstruzije šipke (vidi 3.pitanje) (slika 6.6 str 74) 8.)Prikaži razliku u deformabilnosti,u zavisnosti od oblika ukovnja a time i sheme napregnutog stanja. (slika 6.7,6.8 str75) 9.)Prikaži i objasni razliku utjecaja stupnja i brzine deformacije! (slika 6.9,6.10 str 76) (vidi 2.pitanje) 10.)3 moguća slučaja shema deformacija i navedi pojedine postupke oblikovanja u kojima su odgovarajuće sheme deformacija pritisnute! (slika 6.11 str77) Glavne deformacije se podudaraju s glavnim naprezanjima. Na temelju inkompresibilnosti sve tri moguće deformacije ne mogu biti istog predznaka. D2 deformacija je ravninska dok su I i III volumenske Pri slobodnom valjanju i tlačenju materijalu se reducira visina (D1) dok provlačenje i istiskivanje je prema D3.
7. PRIPREMA MATERIJALA I ZAGRIJAVANJE POSTUPCIMA OBLIKOVANJA DEFORMIRANJEM
1.)Objasni osnovne probleme vezane uz zagrijavanje sirovca i pripremu materijala za oblikovanje u toplom stanju Zagrijavanje se može vršiti na nekoliko načina: kovačke peći, elektrokontaktno i indukcijsko. Najveći problem je taj što sirovac treba što prije i kvalitetnije zagrijati. Najsporiji i najneekonomičniji proces ja kovački. Treba pazit da gubitak materijala ne bude velik (<1.5%) i paziti na vrstu čelika koju želimo zagrijati (legirani ili nelegirani), paziti da nema pretjerane oksidacije ili prevelike količine CO2 jer to razugljičuje element,stupanj iskorištenosti. 2.)O čemu ovisi vrijeme zagrijavanja sirovca u kovačkoj peći? Slika! Ovisi o faktoru položaja u prostoru za zagrijavanje tj. faktor nejednolikog dotjecanja topline sa raznih strana sirovca.Ovisi o temperaturnoj vodljivosti čelika (ugljični i visokolegirani čelici) te ovisi i o promjeru sirovca. (forumula str81) 3.)Dijagramski prikaži razlike u režimu zagrijavanja običnih ugljičnih i legiranih čelika. Kako se konstrukcijom peći mogu odgovarajući režimi relativno jednostavno realizirati? Najviše ovisi o strukturi čelika. Kod običnih ugljičnih čelika zagrijavanje ne treba biti postepeno kao kod visokolegiranih koji kod različitih temp. imaju različite fazne pretvorbe koje imaju različite volumene (napetosti uzrokuju pukotine) (slika7.4 str82.). Peći koje se koriste imaju razne izvedbe kao npr. s rotirajućim podom i peć za brzo zagrijavanje. 4.)Skicirat dijagram utjecaja atmosfere plamene kovačke peći posebno obzirom na sadržaj oksidanta i reduktanta peći.Područje preporučljivo za provođenje zagrijavanja! (slika 7.6 str84)Područje preporučljivo za provođenje zagrijavanja je desno donje područje s obzirom na sadržaj oksidansa i reduktanta i težnji da se nađe na graničnoj krivulji kada će utjecaj atmosfere biti neutralan.Blago oksidirajući sloj može biti poželjan jer štiti materijal od naugljičenja(CO-peć je mutna,reduktant) ili razugljičenja(CO2-peć je bistra,oksidant). Kisik vrši oksidaciju.Ukoliko ima sumpora on prvi visokoj temp. reagira s vodenom parom i pretvara se u sulfatnu kiselinu.Ako je omjer CO/CO2=1 najmanji je gubitak mase) 5.)Objasni utjecaj atmosfere -||- (isto pitanje----vidi pitanje 4.) 6.)Objasni utjecaj pojedinih sastojaka dimnih plinova na zagrijavani materijal! (vidi 4.pitanje) O2, CO, CO2, S 7.)Što je rekuperator zraka i čemu služi?Skiciraj! (slika 7.9 str86.)To je vrsta izmjenjivača topline koji služi za povećanje stupnja iskorištenja podizavanjem temp. predgrijavanja uzduha. Dimni plinovi sa još visokom temperaturom ulaze u donji dio rekuperatora, a izlaze s gornje strane. Strujanje hladnog zraka je u suprotnom smjeru i to u kružnom toku. Ukoliko se gorivo predgrijava moguće je podići stupanj iskorištenja na 20%. 8.)Navedi moguće načine zagrijavanja sirovca. Zagrijavanje se može vršiti na nekoliko načina: kovačke peći (izgaranjem goriva), elektrokontaktno (propuštanje struje malog napona a velike jakosti direktno kroz materijal) i indukcijsko (induktor i visokofrekventni konverter). 9.)Navedi prednosti i ograničenja indukcijskog zagrijavanja!Dijagram za izbor frekvencije s obzirom na promjer sirovca). Ovakvo zagrijavanje je izuzetno brzo,ekonomično,kvalitetno i uz točno postizanje temperature,zahtjevaju manje prostora,automatizirane.Činjenica da promjer induktora smije biti najviše 5mm veći od promjera sirovca je glavni nedostatak.U suprotnom slučaju gubici električne energije postaju preveliki. Za svaki promjer sirovca potrebno imat određeni induktor.Što je manji promjer sirovca mora biti veća frekvencija induktora. Frekvencija od 50Hz je neuporabljiva. (slika 7.13 str88) 10.)Objasni princip induk.zagrijavanja sirovca,optimalna temp. i pad temperature! Indukcija zavojnica je izvedena od šupljih profila. Struja ide po površini i gustoća je max (skin efekt) upravo na površini. Ovo je i razlog što se za zagrijavanje većih sirovca koriste po 3 zavojnice kroz koje protječe struja različitih frekvencija.Temp. rada je oko 1200oC.
11.)Dijagramska usporedba o vremenu svih 3 načina zagrijavanja (slika 7.15 str90.)
