POLITECHNIKA OPOLSKA
Wydzia Budownictwa
Rok akademicki 1999/2000
SPRAWOZDANIE Z WICZENIA
W LABORATORIUM
WYTRZYMAOCI MATERIAÓW
wiczenie nr 7
Temat : Badanie wasnoci reologicznych metali :
- próba na pezanie .
KATARZYNA KONOWSKA
GR.3
1. CEL WICZENIA.
Celem wiczenia jest:
wyznaczenie czasowej granicy pezania Rx/T/t ,
okrelenie czasowej wytrzymaoci na pezanie Rz/T/t ,
zaznajomienie si z budow i obsug urzdze sucych do badania pezania metali.
2. CZ TEORETYCZNA:
Pezaniem nazywamy zjawisko polegajce na wyduaniu si w miar upywu czasu niezmiennie obcionej próbki w staej temperaturze. Granica pezania jest to warto staego obcienia, podzielonego przez pocztkowe pole przekroju próbki, które po upywie okrelonego czasu dziaania w danej temperaturze spowoduje trwae wyduenie próbki o pewn okrelon warto.
Wytrzymao na pezanie jest to warto staego obcienia, podzielonego przez pocztkowe pole przekroju, które po upywie okrelonego czasu w danej temperaturze spowoduje zerwanie próbki. Dla wikszoci materiaów w temperaturach normalnych naprenia wywoujce pezanie s wiksze od napre wywoujcych granic plastycznoci w próbach doranych. W miar podwyszania temperatury obnia si zarówno granica plastycznoci jak i granica pezania. Dlatego przy konstruowaniu elementów maszyn pracujcych w podwyszonych temperaturach o stosowaniu bezpiecznych wartoci napre decyduje pezanie ,a nie granica plastycznoci.
Sporzdzajc wykres pezania (rys.1),mona stwierdzi, e kad krzyw cechuj trzy dajce si wyodrbni okresy.
l I II III
Czas t
Okres I cechuje malejca prdko pezania, w okresie II prdko pezania jest staa, okres III wykazuje gwatowny wzrost prdkoci pezania, a do zniszczenia próbki.
W zastosowaniu praktycznym najwiksze znaczenie maj okresy I i II, poniewa bezpieczna eksploatacja urzdze moe by prowadzona tylko w tych dwóch okresach.
3. PRZEBIEG PRÓBY:
Wielkoci wiczeniowe
Wedug PN-76/H-04330
* PEZARKA
ZSE 2/6 -1200
* TEMP. BADANIA
T = 873 K (600oC)
* PRÓBKA
Materia : stal 1H18N9T
rednica nominalna : d0 =10mm
Dugo pomiarowa : l0 =100mm
Granica plastycznoci : ReT=190 MPa
Re = 294 MPa
Rm = 606 MPa
* ZAWARTOCI PIERWIASTKÓW
0.05 % C, 1.47 % Mn, 0.32 % Si, 17.5 % Cr, 9.5 % Ni, 0.18 % Cu, 0.33 % Ti, pozostay pierwiastek to elazo. Jest to stal wysokostopowa, bardzo droga, aroodporna i kwasoodporna; stosowana do budowy aparatury chemicznej i urzdze elektrowni, np. turbiny parowe.
Pezarka
ZSE 2/6-1200
Badania procesów reologicznych przeprowadza si w specjalnych urzdzeniach zwanych pezarkami,o schemacie dziaania pokazanym poniej.
Próbk 1 umieszcza si w specjalnej komorze 2(piecu) umoliwiajcej przeprowadzenie dowiadczenia w odpowiednich temperaturach. Stae obcienie statyczne próbki realizuje si przez zespó ciarów 3 przenoszonych za porednictwem dwigni 4.Temperatura w piecu kontrolowana jest za pomoc termopar. Wyduenie próbki przekazywane jest za pomoc rurek kwarcowych, umieszczonych w uchwytach mocujcych, na czujnik zegarowy.
Tabela pomiarów
Nr |
Obcienie |
Naprenie |
Czas |
Odksztacenie |
1 |
11000 |
140.48 |
1000 |
0.01 |
|
S 170700 |
S 2180.07 |
S 2871.2 |
|
* Odksztacenie odpowiadajce granicy pezania etR1 = 1%
* Granica plastycznoci Rc=190 [MPa]
4. OBLICZENIA:
Wyznaczenie granicy pezania Rx/T/t
gdzie: x -umowna warto wzgldnego wyduenia
trwaego w %,
T -temperatura w oK,
t -czas w godzinach.
Wartoci dowiadzczlne szukanej funkcji R1/T/t
w ukadzie pólogarytmicznym ukadaj si wokó prostej typu:
gdzie : 
Wspóczynniki a i b wyznacza si metod najmniejszych kwadratów:
Zestawienie oblicze statystycznych
Nr próbki |
Yi |
Yi2 |
Xi |
Xi2 |
XiYi |
(Xi-Yi) |
1 |
140.48 |
19734.63 |
3.00 |
9.00 |
421.44 |
0.5625 |
|
S.2180.1 |
S 370999 |
S 22.45 |
S 49.43 |
S 3529.33 |
S 177.17 |
Otrzymujemy:
a = 205,7443
b = -22,0042
Celem stwierdzenia, czy prost regresji mona stosowa oblicza si wspóczynnik korelacji .
Podstawiajc dane liczbowe otrzymamy:
r =-1,017"-1
Istnieje idealna korelacja ujemna, co oznacza, e wzrost jednej zmiennej pociga za sob spadek drugiej.
Znajc wartoci a i b moemy wyznaczy odchylenia standardowe Sa ,Sb tych wielkoci na podstawie wzorów:
Sy2 =19,9734
Wartoci estymatorów wynosz:
Sa2 =2,5335[Mpa] ! Sa=1,5917 [MPa]
Sb2 =0,1742[MPa] ! Sb=0,4174 [MPa]
Funkcja granicy pezania ma posta:
R1/T/873= 205,7443-22,0042 x [MPa]
Uwzgldniajc wartoci estymatorów Sa ,Sb oraz wspóczynniki a i b krzywa regresji ma posta
y=(205,7443±1,5917)-(22,0042±0,4174) x
Granica pezania dla okrelonych czasów:
100 h R1/100/873=184,36 [MPa]
1000 h R1/1000/873=162,56 [MPa]
10000 h R1/10000/873=118,96 [Mpa]
5. WNIOSKI:
Pomimo tego, e wyznaczenie granicy pezania oparte zostao tylko na jednej serii próbek, otrzymana granica pezania zostaa okrelona w miar poprawnie. W celu uwiarygodnienia wyników naleaoby uwzgldni kolejne serje bada, zmniejszajc tym samym warto bdu. Wyznaczona funkcja granicy pezania jest bardzo przydatna w zrozumieniu zjawiska pezania oraz pomocna przy projektowaniu wszelkich elementów konstrukcyjnych pracujcych pod dziaaniem staego obcienia w podwyszonych temperaturach. Jak wida z wykresu, zjawisko pezania zdecydowanie wpywa na obnienie granicy plastycznej. Na przykadzie badanego materiau, jakim bya stal 1H18N9T widzimy ,e granica plastycznoci w temperaturze T=873K wynosi ReT=190 MPa.
Wyznaczona krzywa pezania pozwala okreli czas przydatnoci danego elementu, po przekroczeniu którego naley element wymieni.Jest to bardzo wana informacja zarówno dla konstruktora jak i uytkownika, która powinna by kategorycznie przestrzegana w celu uniknicia awarii.
Wykres funkcji pezania R 1/t/873
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
RIMPLER szkoa
Geodezja wysza skrypty
Szkoa jako organizacja, pedagogika
RIMPLER szkoa
SZKOA
P Kaleta W obronie czci biskupa Piotra Wysza Zamach Mroczka z Åopuchowa na biskupa Wojciecha Jastr
werber bernard szkoa bogw 01 szkoa bogw
Geodezja wysza zad
wysza 4 w MOJE
wiÄcej podobnych podstron