Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Wydział Inżynierii Lądowej

Instytut Materiałów i Konstrukcji Budowlanych

Katedra Niezawodności i Podstaw Konstrukcji Metalowych

LABORATORIUM NR 4

Grzegorz Cieślikowski

III rok KBI

Gr. 2

1.Badanie twardości stali .

1. Aparat Brinella

Próba twardości Brinella polega na wgniataniu twardej kalibrowanej kulki stalowej o średnicy D w płaską część powierzchni próbki pod naciskiem P , prostopadłym do tej powierzchni i działającym przez określony czas.

Mierzy się średnicę d docisku pozostałego na powierzchni materiału . Twardość Brinella HB w Mpa jest to stosunek nacisku P do powierzchni kulistego wgłębienia A [mm²] .

Badanie:

D=10 mm

P=29,43 kN

czas badania t=10 s

d₁=5,6 mm

d₂=5,7 mm

d=5,65 mm

2. Młotek Poldi'ego

Próba twardości młotkiem Poldi'ego jest próbą dynamiczną . Polega na wgniataniu kulki stalowej w badany przedmiot za pomocą uderzenia . W przyrządzie Poldi'ego kulka stalowa , zamocowana w odpowiedniej oprawie , opiera się jedną stroną na pręcie wzorcowym o znanej twardości , przeciwna natomiast strona kulki przylega do badanego przedmiotu . Przez uderzenie młotkiem kulka wgniata się jednocześnie w pręt wzorcowy i badany przedmiot .

Po zmierzeniu i porównaniu średnic odcisków wartość liczbową twardości oblicza się w jednostkach Brinella według wzoru .

gdzie :

d_w −średnica odcisku w próbce o znanej twardości

d −średnica odcisku na powierzchni badanego przedmiotu

HB_w −twardość Brinella próbki wzorcowej

Badanie:

D=10 mm

d₁=2,4 mm

d₂ =2,6 mm d=2,5 mm

d_w1=2,2 mm

d_w2=2,3 mm d_w=2,25 mm

HB_w=150 Mpa

2.Badanie wytrzymałości na rozciąganie R_m i granicy plastyczności R_e .

Przeprowadza się na próbkach określonych normami . Próbki te rozciąga się na maszynie wytrzymałościowej i zapisuje zależność między odkształceniami a naprężeniami lub siłą rozciągającą .

gdzie :

A_0­−pierwotny przekrój próbki

A₁−przekrój próbki przewężonej

F_e−siła powodująca uplastycznienie próbki

F_m−siła powodująca zerwanie próbki

Badanie:

h₀=2,97 cm

b₀=0,8 cm

A₀=h₀×b₀=2,97 cm×0,8 cm=2,376 cm²=0,0002376 m²

h₁=1,94 cm

b₁=0,41 cm

A₁=h₁×b₁=1,94 cm×0,41 cm=0,7954 cm²=0,00007954 m²

F_e=62 kN

F_m=88 kN

3.Wydłużalność.

Miarą ciągliwości stali jest jej wydłużenie , które wyraża się zwykle w %.

gdzie:

l₁ −długość próbki po zerwaniu

l −długość próbki przed zerwaniem

Wydłużalność określa się na próbkach A₅ (pięciokrotność średnicy) lub A₁₀ (dziesięciokrotność średnicy) mierząc długość bazy przed i po zerwaniu.

gdzie:

l₁ −długość próbki po zerwaniu

l₀ −długość próbki przed zerwaniem

Badanie:

Zerwanie próbki nastąpiło poza bazą −nie można określić wydłużenia.

4.Badanie udarności stali.

Próba udarności polega na złamaniu próbki o normowym kształcie i wymiarach , z karbem w środku , po jednorazowym uderzeniu młota wahadłowego . Udarność U określa się jako stosunek pracy wykonanej przez młotek do pola przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu .

Próbę udarności przeprowadza się młotem Charpy'ego na próbkach o przekroju 10×10 mm i długości 55 mm , z karbem o głębokości 2 mm .

Badanie:

A=8 mm×10 mm=80⋅10^-6m²

L=24,2 kgm⋅9,81=237,4 kNm

Przy złamaniu próbki wystąpił złom plastyczny.

---