Monika Wiśniewska

Inżynieria Materiałowa, semestr V.

„Statyczna próba ściskania metali”

1.Cele ćwiczenia

Celem ogólnym jest zapoznanie się ze sposobem przeprowadzania próby ściskania, sposobem przeprowadzenia pomiarów, nabycie umiejętności wyznaczania wielkości charakterystycznych dla badanego materiału.

Cele szczególne:

1. Wyznaczenie granicy plastyczności R_e

2. Wyznaczenie dla żeliwa szarego wytrzymałości na ściskanie R_c

3. Wykonanie dla próbki żeliwnej wykresu F(Δl₀)

2. Definicje i wielkości charakterystyczne

Granica plastyczności

gdzie:

F_e - siła w momencie, kiedy próbka ulega skróceniu bez wzrostu obciążenia

S₀ - początkowe pole przekroju poprzecznego próbki

Granicę plastyczności wyznacza się tylko dla materiałów plastycznych, które je posiadają, zaś granice wytrzymałości na ściskanie dla materiałów kruchych tzn. takich, które w czasie próby ściskania ulegają zniszczeniu.

Materiały plastyczne przy ściskaniu posiadają również granicę plastyczności, podobnie jak podczas próby na rozciąganie. Obliczanie tej granicy przy ściskaniu polega na wyznaczeniu siły, przy której próbka ulega skróceniu bez wzrostu obciążenia. Zjawisko to daję się zauważyć na tarczy siłomierza (wskaźnik zatrzymuje się na moment) lub na wykresie ściskania wykonywanego przez urządzenie samosterujące ( następuje zagięcie wykresu ściskania). Dla materiałów plastycznych próbę na ściskanie przeprowadza się do momentu „płynięcia”, gdyż dalsze ściskanie nie ma praktycznego zastosowania.

Granica wytrzymałości:

gdzie:

F_c - największa siłą występująca w próbce, po przekroczeniu granicy plastyczności

S₀ - początkowe pole przekroju poprzecznego próbki

Materiały kruche podczas ściskania nie wykazują granicy plastyczności, lecz ulegają zniszczeniu.

Wielkość występujące w (1÷2) są naprężeniami (umownymi), odpowiadającymi charakterystycznej wartości siły, odniesionej do początkowego przekroju poprzecznego próbki.

Ćwiczenie te przeprowadziliśmy na 2-óch próbkach: jednej wykonanej ze stali i drugiej z żeliwa. Obie próbki były w kształcie walca.

3. Wyniki pomiarów

Wyniki pomiarów zostały zestawione w tabeli:

Lp.	Materiał	Rodzaj próby	L0	d0	S0	Fe	Fc	Re	Rc
-	-	-	[mm]	[mm]	[mm^2]	[kN]	[kN]	[MPa]	[MPa]
1	Stal nr2	ściskanie	25,90	13,10	134,71	50	-	371,17	-
2	żeliwo	ściskanie	26,10	12,95	131,64	-	96,5	-	733,06

Obliczenia dla stali nr.2:

Obliczenia dla żeliwa:

Charakterystyka złomów:

Próbka stalowa - długość uległa skróceniu, a przekrój poprzeczny zwiększył się.

Próbka z żeliwa - uległa zniszczeniu pod kątek ≈45° do kierunku naprężeń głównych.

4.Wnioski

Po wykonaniu tego ćwiczenia możemy śmiało stwierdzić, że metale kruche- w naszym przypadku żeliwo, mają znacznie lepszą wytrzymałość na ściskanie w porównaniu do metali plastycznych. Wnioskować to można po porównaniu wyników R_e i R_c, bowiem R_c >R_e .

Po wykonaniu tego ćwiczenia: próbka stalowa po przekroczeniu granicy plastyczności uległa deformacji plastycznej „spłaszczeniu”, zaś próbka żeliwna po przekroczeniu granicy plastyczności uległa zniszczeniu. Wytrzymałość próbki żeliwnej jest prawie 2-u krotnie większa od próbki stalowej, co spowodowane jest znikomą plastycznością.

---