L3

Próba statyczna rozciągania metali

1. Wstęp teoretyczny

Statyczna próba rozciągania metali- jest to podstawowa próba badań własności mechanicznych metali (wytrzymałościowych i plastycznych), ujęta normą PN-91/H-04310. Próba polega na osiowym rozciąganiu próbki przy wykorzystaniu maszyn wytrzymałościowych zwanych zrywarkami. W czasie próby rejestruje się zależność przyrostu długości próbki (Δl ) od wielkości siły rozciągającej (F), co przedstawić można na wykresie rozciągania.

Własności wytrzymałościowe metali określane są przez:

a) R_e- granica plastyczności, jest to naprężenie, po osiągnięciu którego występuje wyraźny wzrost wydłużenia próbki bez wzrostu siły. R_e opisuje wzór:

[MPa] F_e- siła rozciągająca; S₀-powierzchnia przekroju

Wyróżnia się także górną i dolną granice plastyczności tj. R_eH i R_eL, które są wyrażone wzorami:

[MPa] F_eH i F_eL- siła odpowiadająca górnej i dolnej granicy plastyczności

[MPa]

b) R_m- wytrzymałość na rozciąganie, jest to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F_m odniesione do powierzchni S₀

[MPa] F_m- max siła rozciągająca

c) R_u- naprężenie rozrywające, jest to naprężenie rzeczywiste występujące w przekroju poprzecznym próbki w miejscu największego przewężenie w chwili zerwania

[MPa] F_u- siła rozciągająca w chwili zerwania próbki

Własności plastyczne metali określa:

a) A_p- wydłużenie względne próbki, które oblicza się ze wzoru:

, gdzie ΔL=L_u-L₀ Lu- długość pomiarowa próbki przed badaniem

L₀- długość pomiarowa próbki po zerwaniu

b) Z- przewężenie względne

c) A_r - wydłużenie równomierne

2. Cel ćwiczenia

- zapoznanie się z normą: „Próba statyczna rozciągania metali” oraz z norma materiałową (stal St3)

- wyznaczenie własności wytrzymałościowych R_m i R_u

- wyznaczenie własności plastycznych A₅

3. Dane

p=5 (wskaźnik wielokrotności)

L_e=15,03

d₁= 11,8 mm

d₂= 7 mm

AB= 16,97 mm

BC= 21,82 mm

Wg obliczeń L_u wynosi:

Zmierzona L_u= 61,21mm

Wartość średnia wynosi: L_u=60,91mm

S₀=78,108mm²

Tabela sił:

Lp.	Fu [dN]	Fm [dN]	d0 [mm]	L05[mm]	Lu[mm]	A5[%]	Rm[MPa]	Ru[MPa]
1	3200	4640	9,975	50	60,91	21,82	594,05	409,69

4. Niepewności

Δd₀= 0,01mm

ΔF_m=10dN

5. Wnioski

Próbka wykonana była ze stali niskowęglowej, świadczy o tym pośredni rodzaj złomu (nazywany inaczej złomem rozdzielczym). Długość początkowa wynosząca 50mm uległa zmianie w czasie trwania statycznej próby rozciągania, po jej zakończeniu długość ta wyniosła 60,91mm. W wyniku przeprowadzonego doświadczenia doszło do wydłużenia próbki o 10,91mm, zatem A₅= 21,82%.

Wytrzymałość na rozciąganie (RM) badanej stali wynosi 594,05 MPa, natomiast naprężenie rozrywające Ru wynosi 409,69Mpa.

---