Sprawozdanie

Ćwicznie nr 1	Statyczna próba rozciągania metali
Wykonali:

Statyczna próba rozciągania jest najpowszechniej stosowaną próbą wytrzymałościową przy doborze materiałów na konstrukcje. Jest to próba łatwa do wykonania, dość dokładna i wszechstronna. Statyczną próbę rozciągania metali przeprowadza się zgodnie z normą PN-EN ISO6892-1: 2009, tworzyw sztucznych zgodnie z normą PN-EN ISO 527-1: 1998, a kompozytów ceramicznych według normy PN-EN 658-1:2001.

Do dyspozycji mamy 3 próbki metali: mosiądz, stal i aluminium, obrabiane mechanicznie o okrągłym przekroju poprzecznym. Każdą próbkę odpowiednio pomierzyliśmy i opisaliśmy. Wyniki podane są w Tabeli pomiarów wstępnych. Maszyna, na której będziemy dokonywać pomiaru jest to zrywarka ZD-10 zmodernizowana w taki sposób alby wykresy mogły być drukowane z komputera.

Tabela pomiarów wstępnych.

	d0	L­0	S­0
MOSIĄDZ	8,0 mm	40 mm	50,24 mm^2
STAL	8,0 mm	40 mm	50,24 mm^2
ALUMINIUM	8,0 mm	40 mm	50,24 mm^2

S₀ obliczyliśmy ze wzoru na pole powierzchni koła, gdyż mamy próbki o przekroju okrągłym

P = πr²

P – pole powierzchni równe S

π = 3,14

Tabela pomiarów po zerwaniu.

	dU	L­U	SU
MOSIĄDZ	6,9 mm	50 mm	37,37 mm^2
STAL	4,2 mm	55,3 mm	13,85 mm^2
ALUMINIUM	4,8 mm	49 mm	18,09 mm^2

Próbka mosiężna

L₀=40 mm L_u=50 mm

d₀=8 mm d_u=6,9 mm

S₀=50, 24 mm² S_u=37,37 mm² ,

Własności plastyczne:

1. Maksymalne względne wydłużenie próbki mosiądzu wyznaczone w oparciu o:

• pomiary %

• dane odczytane z wykresu ∆L=11,9 mm

%

1. Maksymalne przewężenie (szyjka)

%

Własności wytrzymałościowe:

Zostały wyznaczone na podstawie danych otrzymanych z wykresu

1. Wytrzymałość na rozciąganie (R_m.)

F_m=25,23 kN MPa

1. Naprężenie rozrywające (R_u)

F_u=24,10 kN MPa

1. Umowna granica plastyczności (R_0,2)

F_0,2=20,5 kN MPa

Tabela wyników końcowych prób rozciągania materiałów

Lp.	d0	S0	L0	dU	SU	LU	Z	A	RU	Rm	Ro,2­	Fm	FU	F0,2
	mm	mm^2	mm	mm	mm^2	mm	%	%	MPa	MPa	MPa	kN	kN	kN
	8	50,24	40	6,9	37,37	50	26	25	645	502	408	25,37	24,10	20,5

Próbka stalowa

L₀=40 mm L_u=55,3 mm

d₀=8 mm d_u=4,2 mm

S₀=50,24 mm² S_u=13,85 mm²

Własności plastyczne:

1. Maksymalne względne wydłużenie próbki wyznaczone w oparciu o:

• pomiary %

• dane odczytane z wykresu ∆L=14,9 mm

%

1. Maksymalne przewężenie (szyjka)

%

Własności wytrzymałościowe:

1. Wytrzymałość na rozciąganie (R_m.)

F_m=24,42 kN MPa

1. Naprężenie rozrywające (R_u)

F_u=17,09 kN MPa

1. Wyraźna granica plastyczności (R_e)

Zbadana próbka stalowa ma:

• górną granicę plastyczności (R_eH)

F_eH=19,78 kN MPa

• dolną granicę plastyczności (R_eL)

F_eL=18,79 kN MPa

Tabela wyników końcowych prób rozciągania materiałów

Lp.	d0	S0	L0	dU	SU	LU	Z	A	RU	Rm	Fm	FU	FeH	F­eL	ReH	ReL
	mm	mm^2	mm	mm	mm^2	mm	%	%	MPa	MPa	kN	kN	kN	kN	MPa	MPa
	8	50,24	40	4,2	13,85	55,3	72	38	1234	486	24,42	17,09	19,78	18,79	394	374

Próbka aluminium

L₀=40 mm L_u=49 mm

d₀=8 mm d_u=4,8 mm

S₀=50, 24 mm² S_u=18,09 mm²

Własności plastyczne:

1. Maksymalne względne wydłużenie próbki wyznaczone w oparciu o:

• pomiary

• dane odczytane z wykresu ∆L=13 mm

1. Maksymalne przewężenie (szyjka)

Własności wytrzymałościowe:

Zostały wyznaczone na podstawie danych otrzymanych z wykresu

1. Wytrzymałość na rozciąganie (R_m.)

F_m=11,22 kN MPa

1. Naprężenie rozrywające (R_u)

F_u=7,95 kN MPa

1. Umowna granica plastyczności (R_0,2)

F_0,2=9,77 kN MPa

Tabela wyników końcowych prób rozciągania materiałów

Lp.	d0	S0	L0	dU	SU	LU	Z	A	RU	Rm	Ro,2­	Fm	FU	F0,2
	mm	mm^2	mm	mm	mm^2	mm	%	%	MPa	MPa	MPa	kN	kN	kN
	8	50,24	40	4,8	18,09	49	64	22,5	439	223	194	11,22	7,95	9,77

Wnioski

Statyczna próba rozciągania pozwoliła nam porównać właściwości 3 różnych próbek na siły rozciągania. W ten sposób możemy dostrzec, że aluminium jak i mosiądz nie posiadają wyraźnej granicy plastyczności, a stal tak. Siła F_m w próbce aluminium nie była duża, zaledwie 11.22kN w porównaniu do mosiądzu, gdzie F_m = 25.23kN. Na wykresie stali możemy bardzo prosto dostrzec dolna i górną granice plastyczności. Najbardziej kruchą próbka okazał się mosiądz. Na wykresie widzimy jak funkcja rośnie do F_m, a następnie delikatnie opada i pęka. Możemy również bardzo prosto ocenić twardość próbek przez obejrzenie miejsc pęknięć. Na próbce mosiądzu widać delikatną szyjkę lecz przewężenie to nie jest tak duże jak w próbce aluminium. Z wykresów możemy również odczytać, że wydłużenie wszystkich próbek różni się. Względne wydłużenie dla stali wyniosło 38%, dla mosiądzu 24%, a dla aluminium 22%.