Michał Sobaszek

IM. Sem V. gr. Pon.

„Statyczna próba rozciągania metali”

Cele ćwiczenia.

Cele szczególne:

1. Wyznaczanie wielkości charakteryzujących stal pod względem wytrzymałościowym (górnej granicy plastyczności R_eH, dolnej granicy plastyczności R_eL i wytrzymałości na rozciąganie R_m) oraz plastycznym ( wydłużenia procentowego po zerwaniu próbki A i przewężeniu Z)

2. Wyznaczanie dla żeliwa szarego wytrzymałości na rozciąganie R_m

3. Wykonanie wykresów dla stali i żeliwa szarego wykresów
   i
   

Definicje.

Granica plastyczności:

Wyróżnia się dwie granice plastyczności:

- górną granicę plastyczności:

- dolną granicę plastyczności

gdzie:
F_eH - siła w momencie, kiedy następuje jej pierwszy spadek

F_eL - najmniejsza siła podczas płynięcia z pominięciem ewentualnego efektu przejściowego

S₀ - początkowe pole przekroju poprzecznego próbki

Wytrzymałość na rozciąganie:

gdzie:
F_m - największa siła występująca w próbce, po przekroczeniu granicy plastyczności.

Wydłużenie procentowe:

Wydłużenie procentowe po rozerwaniu jest to trwałe wydłużenie długości pomiarowej po rozerwaniu, wyrażone w procentach początkowej długości pomiarowej.

gdzie:

L₀ - początkowa długość pomiarowa [mm]

L_u - długość pomiarowa po zerwaniu

Przewężenie procentowe:

Przewężenie procentowe jest to największa zmiana powierzchni przekroju poprzecznego, która następuje podczas próby, wyrażano procentach początkowej powierzchni przekroju poprzecznego S₀

gdzie:

S_u - jest najmniejszą powierzchnią przekroju poprzecznego próbki po rozciąganiu. Pole powierzchni S_u jest równa:

Próbki zastosowane w doświadczeniu:

W próbie rozciągania stali zastosowaliśmy próbkę okrągłą, dziesięciokrotną.

Wyniki pomiarowe:

Tabela pomiarowa 1

Lp.	Materiał	Rodzaj próby	L0	d0	S0	Fe (FeL,FeH)	Fm	Lu	Re (ReL,ReH)	Rm	A	Z
-	-	-	[mm]	[mm]	[mm^2]	[kN]	[kN]	[mm]	[MPa]	[MPa]	[%]	[%]
1	Stal	rozciąganie	100	9,96	77,91	26,646 29	34,801	128,72	342,01 372,22	466,67	28,72	76,78
2	Żeliwo	rozciąganie	-	10	78,54	-	16,096	-	-	204,94	-	-

Obliczenia:

Średnica d_u - w przewężeniu - 4,8mm

Tabela pomiarowa 2

L0/d0	2	3	4	5	6	7	8	9	10
L0 [mm]	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Lu [mm]	23,96	36,03	48,21	60,72	73,52	91,85	104,81	117,18	128,72
	19,8	20,1	20,52	21,44	22,53	31,21	31,01	30,2	28,72

Tabela pomiarowa 3

i nr jednostki pomiarowej	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
L0i [mm]	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
Lui [mm]	11,98	11,98	12,07	12,18	12,51	12,80	18,33	12,96	12,37	11,54
	19,8	19,8	20,7	21,8	25,1	28	83,3	29,6	23,7	15,4

Wnioski:

Porównując F_m i R_m dla stali (materiał plastyczny) i żeliwa szarego (materiał kruchy) dla próby na rozciąganie zauważamy, że F_m-stali> F_m-żeliwa oraz R_m-stali>R_m-żeliwa. Uzyskane F_m i R_m stali są dwukrotni większe niż żeliwa szarego.
Materiał plastyczny poddany próbie rozciąganie ulega wydłużeniu i rozerwaniu, a materiał kruchy praktycznie tylko rozerwaniu gdyż wydłużenie jest znikome.

Porównując wykresy rozciągania i ściskania stali i żeliwa szarego możemy dostrzec symetrie u materiałów plastycznych i jej brak dla materiałów kruchych. Przypadku materiałów plastycznych R_e-ściskania≈R_{e-rozciągania} są prawie równe, a w przypadku materiałów kruchych R_c>R_m

Te doświadczenie pokazują gdzie i jakie materiały stosować w zależności od przenoszonych obciążeń. Materiały kruche bardzo dobrze przenoszą obciążenia ściskające, a materiały plastyczne obciążenia rozciągające.

---