wydział budoWNICTWA	laboratorium materiałów budowlanych SZKŁO I METALE	Data wykonania: 15.04.01	NUMER ĆWICZENIA: 3.
GRUPA LAB.: 1.	WYKONAWCY: JOANNA WAŁĘGA ANNA CHOMIAK NATALIA BERDZIK PRZEMYSŁAW CHOMICZEWSKI	DATA ODDANIA: 28.04.01	OCENA:

PODSTAWOWE WIADOMOŚCI O SZKLE I METALACH

Szkło:

Szkło jest bezpostaciową, przeźroczystą substancją otrzymaną w wyniku stopienia, a następnie ostudzenia mieszaniny składników szklarskich ( głównie piasku z dodatkiem wapieni, dolomitów, sodu, potasu i innych ).

Właściwości szkła i wyrobów szklarskich zależą od składu chemicznego masy szklarskiej oraz technologii produkcji. Stosowane do celów budowlanych szkło sodowo-wapienne ma gęstość 2500 - 2700 kg/m*, odznacza się znaczną wytrzymałością na ściskanie wynoszącą powyżej 400 Mpa, małą wytrzymałością na rozciąganie, dużą kruchością, dobrą przepuszczalnością światła (65 - 90%) oraz odpornością na wpływy atmosferyczne.

Podstawowymi wyrobami ze szkła dla budownictwa są: szkło płaskie okienne ciągnione, szkło płaskie walcowane, szkło płaskie pochłaniające podczerwień, szyby zespolone, szkło płaskie refleksyjne, szkło hartowane, szkło barwne nieprzejrzyste, kształtki szklane, szkło piankowe i inne wyroby izolacyjne ze szkła.

Metale:

Metale są to substancje charakteryzujące się szeregiem specyficznych właściwości: krystaliczną budową wewnętrzną, bardzo dobrą przewodnością elektryczną i cieplną, połyskiem, nieprzeźroczystością, wysoką wytrzymałością i sprężystością.

Spośród metali najszersze zastosowanie w budownictwie znajduje stal. Zakres jej stosowania jest bardzo duży: konstrukcje różnych obiektów, ścian osłonowych, drzwi, okna, balustrady, pomosty, pokrycia dachów, przewody, instalacje i inne. Asortyment wyrobów ze stali obejmuje m.in. pręty, kształtowniki, blachy, śruby, rury stalowe itp.

OPIS ĆWICZENIA I WYKONANIE:

1)Szkło:

Badanie mikrotwardości szkła metodą Vickersa:

Zasada oznaczenia polega na wgniataniu w badaną część próbki skła, prostopadle do jej powierzchni, pod działaniem siły P, prawidłowego ostrosłupa diamentowego o podstawie kwadratowej i kącie 136* między przeciwległymi ścianami oraz na mierzeniu (po odciążeniu) długości przekątnej d kwadratowego odcisku.

Próbkę szkła należy umocować na stoliku twardościomierza tak, aby w czasie badania nie zmieniała swojego położenia. Następnie należy wybrać obciążenie, takie które dawałoby odcisk o wielkości przekątnej około 10 ၭm i wykonać odcisk z zachowaniem warunków podanych w instrukcji obsługi twardościomierza, przy czym czas narastania obciążenia powinien wynosić 10 Ⴑ 2 sek, a czas trwania pełnego obciążenia 15 sek.

Pomiar przekątnej odcisku należy przeprowadzić w jasnym polu mikroskopu z dokładnością nie mniejszą niż 0,5 ၭm.

Wartość liczbową mikrotwardości szkła (ၭHvi) obliczać należy w N na 1 mm*

wg wzoru:

gdzie:

P- siła obciążająca, N

d- przekątna odcisku zmierzona po odciążeniu, mm

Za wynik oznaczenia mikrotwardości przyjmuje się średnią arytmetyczną z 3 pomiarów po zaokrągleniu do wielkości całkowitych. Siła obciążająca wynosiła 49N. Do wykonania badania mikrotwardości użyliśmy trzech próbek szkieł, nr: 3, 7, 9.

POMIARY:

Lp	Próbka	Przekątna odcisku[mm]			Średnia wartość przekątnej odcisku [mm]	Mikrotwardość [N/mm^2]
1	Nr.3	0127	0,244	0,292	0,221	1854
2	Nr.7	0,289	0,313	0,325	0,309	956
3	Nr.9	0,294	0,247	0,236	0,259	1355

Obliczenia:

Dla pr.nr.3
N/mm²

Dla pr.nr.7
N/mm²

Dla pr.nr.9
N/mm²

2)Metale:

Oznaczenie twardości metodą Brinella:

Pomiar twardości metali sposobem Brinela polega na wciskaniu w określonym czasie w badaną próbkę pod działaniem siły obciążającej, przyłożonej prostopadle do jej powierzchni, twardej kulki stalowej lub z węglików spiekanych. Twardość tym sposobem określa się na podstawie średnicy odcisku kulki, zmierzonej po jej odciążeniu.

Badany przedmiot ustawia się w twardościomierzu Brinella tak, aby jego dolna powierzchnia szczelnie przylegała do stolika. Po ustawieniu próbki dobiera się ciężary, którymi obciąża się wieszak powodując nacisk na kulkę. Należy pamiętać, że zdejmowanie lub nakładanie ciężarów na wieszak twardościomierza powinno być jednoczesne, w przeciwnym bowiem przypadku trzpień wchodzący do aparatu może ulec wygięciu.

Kulkę wraz z oprawką nakłada się na trzpień dolny. Badany przedmiot dosuwamy do kulki poprzez odpowiednie pokręcenie pokrętłem, zamykamy zawór twardościomierza i wolno, jednostajnie, aż do uzyskania pełnego nacisku pompujemy olej. Po odpowiednim czasie odkręca się zawór spustowy, aż ciśnienie oleju spadnie do zera i wyjmuje się próbkę.

Wielkość siły obciążającej F należy obliczyć wg wzoru:

F = 9,807 KD*

Wielkość K należy dobrać a w zależności od spodziewanej twardości badanej próbki lub materiału aby uzyskać odcisk średnicy d zawartej w przedziale od 0,24 do 0,6 D.

Stała obciążenia K przyjmuje wartość dla stali K=30, dla aluminium K=10.

Kulkę należy obciążać równomiernie bez wstrząsów do żądanej siły w ciągu od 2 do 8 sek., licząc czas od chwili zetknięcia kulki z próbką. Czas działania całkowitej siły obciążającej powinien wynosić:

- dla stali i staliwa 10 - 15 sek

- dla metali o twardości od 35 do 100 HB - 30 sek.

- dla metali o twardości od 10 do 35 HB - 120 sek.

- dla metali do 10 HB - 180 sek.

Należy wykonać co najmniej trzy odciski.

Średnicę odcisku należy mierzyć w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach.Średnia arytmetyczna obu pomiarów stanowi podstawę do obliczenia twardości Brinella HB.

Twardość Brinella oblicza się zgodnie ze wzorem:

gdzie:

F - siła obciążająca, N

D - średica kulki, mm

d - średnica odcisku

POMIARY:

Badania przeprowadzono na próbkach stali i aluminium, wciskając w nie kulkę stalową o średnicy d=10mm przez około 15 sekund. Siła obciążająca wynosiła :

Dla stali, gdzie K=30 -
. Dla aluminium, gdzie K=10 -
.

Tabela pomiarowa:

Stal nr1:					Śred. wartość średnicy
K:	F [N]:		Średnica odcisku:[mm]
30	29420		3,5			3,8
30	29420		3,5
30	29420		4,0
Aluminium:						Śred. Wartość średnicy
K:	F[N]:		Średnica odcisku:
10	9807		3,0			3,0
10	9807		3,0
10	9807		3,0
Stal nr2:						Śred. Wartość średnicy
K:	F[N]:			Średnica odcisku:
30		29420		4,5		4,3
30			29420			4,0
30			20420			4,5

Obliczenia dla stali:

Próbka nr 1, śred.3,8mm:

Twardość według normy:

K=30: HB= 0,102*2025=206,6 HB=207

Próbka nr 2, śred.4,3mm:

K=30: HB= 0,102*2179=222,3 HB=222

Obliczenia dla aluminium:

śred. 3,0mm: Twardość według normy:

K=10: HB= 0,102*1681=171,5 HB=171

WNIOSKI:

Do badania twardości metali użyto próbek stali i aluminium.

Otrzymane wartości twardości tych materiałów są prawie identyczne z wartościami podawanymi w normach. Świadczy to o prawidłowym przebiegu pomiarów.

-

---