Próba udarności 3 - Sprawozdanie z laboratorium. PDF

Preview

Summary

Sprawozdanie z laboratorium....

Description

POLITECHNIKA WARSZAWSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Laboratorium: Metody badań materiałów Temat: Próba udarności

Zbigniew Nowak Łukasz Celiński Marcin Chmielewski

1.Cel ćwiczenia: Wykonanie próby udamości metali w temperaturze otoczenia i w temperaturach niskich, służącej do oceny zachowania się metali w warunkach sprzyjających kruchemu pękaniu, wywołanemu w próbce obecnością karbu i odkształceniami o dużej szybkości, powstałymi w wyniku udarowego działania siły. Zapoznanie się z różnymi rodzajami próbek do badań udarności i z młotem wahadłowym typu Charpy'ego, przeznaczonym do łamania próbek podpartych swobodnie na obu końcach. Określenie progu kruchości stali niestopowej.

2.Wstęp teoretyczny Udamością nazywa się odporność materiału na działanie obciążeń dynamicznych, wyrażającą się stosunkiem pracy K zużytej do złamania określonej, próbki do powierzchni jej przekroju poprzecznego w miejscu złamania S0: KC=K/S0 [J/mm2] Próba udarności polega na złamaniu jednym uderzeniem młota wahadłowego próbki z karbem, podpartej swobodnie na obu jej końcach, i pomiarze pracy odpowiadającej energii zużytej na jej złamanie. Próbę udarności metali przeprowadza się na młotach wahadłowych typu Charpy'ego. Młoty muszą być odpowiednio sztywne, ciężkie i trwale przymocowane do fundamentu. Początkowa energia uderzenia młota Kmax powinna wynosić 300, 150, 100, 50, 10, lub 5 J, a straty energii na skutek tarcia nie powinny przekraczać 0,5% tej wartości. Prędkość ostrza wahadła w chwili uderzenia winna wynosić V = 5,0-5,5 m/s, Do próby udarności metali stosuje się standardowe próbki o długości 55mm i przekroju poprzecznym kwadratowym o boku 10mm. W połowie długości próbki powinien znajdować się karb w kształcie litery V o kącie wierzchołkowym 45, głębokości 2mm i promieniu zaokrąglenia jego dna 0,25mm.

3.Wyniki pomiarów. Tabela wyników przeprowadzanych prób udarności. 1 2 3 4

Materiał próbki

Typ próbki

Stal 45 wyżarzana

KCV

a mm 8,15 8,15 8,15 8,15

Wym. prób. W miejscu karbu B S0 Mm Cm2 10 0,81 10 0,81 7,75 0,632 7,4 0,6

Temp. [°C] 22 4 -1 -24

Praca K

3,2 2,34 3,5 1,5

31,37 23 34,3 14,7

Udarność J/cm2 3,93 2,88 5,54 2,5

38,49 28,27 57,2 24,5

Średnie straty energii młota na skutek tarcia wynoszą 0,06

4.Wnioski. Próba udarności pozwala wyznaczyć temperaturę poniżej której udarność gwałtownie maleje. Temperatura ta jest zależna od składu chemicznego a zwłaszcza zawartości zanieczyszczeń. Dla stali mieści się on w granicach od – 15C do -100C. Im stal ma niższą temperaturę zwaną progiem kruchości, tym jest bardziej przydatna jako materiał konstrukcyjny, zwłaszcza w przypadku oddziaływania na niego warunków atmosferycznych. Z wykresu zależności temperatury kruchości stali od zawartości węgla wnioskujemy, że wraz ze wzrostem zawartości węgla maleje udarność, a próg kruchości wzrasta. Ze względu na różne rozmiary otrzymanych próbek niemożliwe było narysowanie wykresu zależności temperatury kruchości stali od zawartości węgla i wyznaczenie z niego progu kruchości....