Politechnika Śląska 9.XI.2000r.

Wydział Mechaniczny Technologiczny

Mechanika i Budowa Maszyn

Grupa 6

Podstawy nauk o materiałach.

Temat ćw.: Statyczna próba rozciągania.

Wykonał:

Roman Zawisz

1. Cel ćwiczenia.

Zapoznanie się z metodami wyznaczania wskaźników wytrzymałościowych R_m i R_e oraz wskaźników plastyczności A i Z na podstawie statycznej próby rozciągania.

Próba ta polega na rozciąganiu próbki, na ogół aż do momentu rozerwania i wyznaczeniu jednej lub wielu własności mechanicznych. Próbę tą przeprowadza się w temperaturze pokojowej od 10° C do 35° C. lub w temperaturze podwyższonej od 35° C do 1200° C lub obniżonej od 10° C do - 150° C. Kształt i wymiary próbek zależą od kształtu i wymiarów wyrobów metalowych, których własności mają być określone. Próbka wykonuje się z wyrobu lub półwyrobu przez obróbka mechaniczną, prasowanie lub odlanie. Przekrój próbki powinien być okrągły, kwadratowy, prostokątny lub pierścieniowy. Próbki których początkowa długość pomiarowa jest związana z początkowa, powierzchnia przekroju poprzecznego i jest obliczona na podstawie zależności
, są określane jako proporcjonalne, k wynosi 5,65. Jeśli początkowa długość próbki jest mniejsza niż 20 mm k należy przyjąć 11,3. Jeżeli przekroje poprzeczne próbek obrobionych mechanicznie zmieniają się, powinny one mieć łagodne przejście między długością roboczą a główkami. Próbki odlane powinny mieć łagodne przejście miedzy główkami a długością roboczą. Kształt główek może być dowolny, odpowiednio przystosowany do uchwytów maszyny wytrzymałościowej. Początkowa długość pomiarowa powinna być oznakowana drobnymi znakami liniowymi lub rysami. Znaki te nie powinny działać jak karby, gdyż mogłyby spowodować przedwczesne zerwanie próbki. Próbki powinny być zamocowane w odpowiednich uchwytach. Mocowanie próbek powinno zapewnić osiowe działanie siły.

• wytrzymałość na rozciąganie R_m

naprężenie normalne w próbce obliczone jako stosunek największej siły rozciągającej F_m uzyskanej w czasie przeprowadzanej próby do pola powierzchni przekroju początkowego próbki S_o

• granica plastyczności R_e

naprężenie rozciągające w próbce przy osiągnięciu którego następuje wyraźny wzrost jej wydłużenia przy ustalonej lub nieco zmniejszonej sile rozciągającej

• górna granica plastyczności R_eH

wartość naprężenia w momencie kiedy następuje pierwszy spadek siły

• dolna granica plastyczności R_eL

W przypadku braku wyraźnej granicy plastyczności wyznacza się naprężenie graniczne przy nieproporcjonalnym R_px

• umowna granica plastyczności R_px

naprężenie powodujące w próbce umowne wydłużenie trwałe x

• umowne wydłużenie trwale x

ułamek długości początkowej próbki L_o

gdzie L_x to wydłużenie bezwzględne odpowiadające założonemu wydłużeniu trwałemu, np. x=0,2%

• wydłużenie procentowe A

stosunek trwałego wydłużenie bezpośredniego próbki po rozerwaniu ΔL do długości pomiarowej L_o wyrażony w procentach

A bez indeksu oznacza, że próbę wykonano na próbkach proporcjonalnych, dla których początkowa długość pomiarowa L_o jest związana z początkowa powierzchnią przekroju S_o zależnością

i k =5,65.

Jeśli k≠5,65 to współczynnik ten podaje się w indeksie, np.: A_11.3 . Dla próbek nieproporcjonalnych oznaczenia A uzupełnia się w indeksie wartością początkowej długości pomiarowej L_o, np.: A_50mm dla L_o = 50 mm. Można także obliczyć wydłużenie równomierna A_r, niezależne od długości pomiarowej próbki i mierzone poza obszarem wpływu przewężenia. Dla próbek okrągłych

gdzie:

d_o - początkowa średnica próbki,

d_r - średnica próbki zmierzona po zerwaniu na dłuższej części próbki, w połowie odległości między miejscem zerwania i końcem długości pomiarowej próbki.

• przewężenie procentowe Z

stosunek zmniejszenia pola powierzchni przekroju poprzecznego próbki w miejscu zerwania S_u do pola powierzchni jej przekroju początkowego S_o wyrażony w procentach

• dla próbek okrągłych do obliczeń przyjmuje się średnią arytmetyczną pomiaru średnicy d_u w miejscu największego zwężenia w szyjce, wykonanych w dwóch prostopadłych kierunkach,

• dla próbek płaskich pole powierzchni S_u oblicza się jako iloczyn najmniejszej szerokości b_u i najmniejszej grubości a_u próbki w miejscu zerwania

2. Zadania.

1. Zapoznać się z warunkami przeprowadzania statycznej próby rozciągania w temperaturze pokojowej.

2. Zapoznać się z cechami geometrycznymi próbek i ich przygotowaniem do próby.

3. Na podstawie wykresu siła - wydłużenie otrzymanego w statycznej próbie rozciągania wyznaczyć R_m, R_e, A, Z.

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA
Przełożenie				1		2
								1: A		1:B
WYMIARY PRÓBEK OKRĄGŁYCH
Przed badaniem				Po badaniu
Próba	l		1	Próba	1	2
Do	6		4	Du	3,5	2,5
So	28,26		12,56	Su	9,62	4,91
Lo	30		20	Lu	42,25	27,55
SIŁY DZIAŁAJĄCE NA PRÓBKI
Fm [N]	26400
Fe [N]	19600
FeH [N]
FeL [N]
WYZNACZONE WIELKOŚCI
Rm	934,18	2101,91		2744,28		5376,78
Re	693,559	1560,51		2037,42		3991,85
ReH
ReL
A	40,8%			37,75%
Z	65,95%			60,9%

Zestaw A B

I 200 100

II 300 150

III 400 200

3

---