Ja

L3

PRÓBA UDARNOŚCI

1.Wstęp teoretyczny

Miarą udarności zgodnie z na PN jest stosunek energii zużytej złamanie próbki za pomocą jednorazowego uderzenia do pola przekroju poprzecznego próbki w miejscu karbu:

K - praca uderzenia [J]

S - powierzchnia początkowa przekroju w miejscu karbu cm2

Próby udarowe wykonuje się w celu określenia wpływu prędkości obciążenia i odkształcenia na własności mechaniczne materiałów przy obciążeniach dynamicznych. Wzrost prędkości obciążenia powoduje podwyższenie granicy plastyczności i wytrzymałości materiału oraz zmniejszenie odkształceń plastycznych. Materiał staje się bardziej kruchy.

Do wykonywania tych badań wykorzystuje się urządzenia umożliwiające przyłożenie dużej siły w krótkim czasie, zwane najczęściej młotami udarowymi. Najczęściej spotykanym urządzeniem jest młot Charpy'ego.

Stosowane są następujące próby udarowe:

• próba rozciągania

• próba ściskania

• próba zgninania

• próba skręcania

Typy przełomów:

• plastyczny (rozdzielniczy) - gdy pęknięcie nastąpiło przy znacznych odkrztałceniach plastycznych, ma wygląd matowy i włóknisty

• kruchy - gdy pęknięcie nastąpiło bez widocznego odkrztałcenia plastycznego, ma wygląd błyszczący i ziarnisty

• z rozwarstwieniem - wskazujący na anizotropowość materiału spowodowaną przeróbką plastyczną, ma pasma zanieczyszczeń lub inne wady materiałowe, posiada nieregularną, zygzakowatą linię przełomu

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie średniej wartości udarności dla przyjętego materiału próbek, określenie skłonności badanego materiału do przejścia w stan kruchości pod wpływem obciążęń udarowych oraz zapoznanie się z budową i obsługą urządzeń służących do badania udarności.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Wszystkie próbki wykonane były ze stali żeliwnej

Próbka 1

5,5cmx1cm; wysokość w miejscu karbu 0,8cm

Próbka 2

5,4xmx1; wysokość w miejscu karbu 0,8cm

Próbka 3

5,4cmx1cm; wysokość w miejscu karbu 0,7cm

Próby wykonywane były na biegu jałowym oraz posiadały karb prostokątny

Parametry młotu

waga młotu 9,375kg

długość wahadła 82,5cm

Próbka	Maksymalne wychylenie	Energia	Rodzaj przełomu
1	93°	136J	z rozwarstwieniem
2	98°	122J	z rozwarstwieniem
3	95°	130J	z rozwarstwieniem

Obliczenia

Wyznaczanie udarności:

Próbka 1

S=0,7cmx1cm=0,7cm²

K=136J

KC=1,94 J/mm³

Próbka 2

S=0,7cmx1cm=0,7cm²

K=122J

KC=1,72 J/mm³

Próbka 3

S=0,7cmx1cm=0,7cm²

K=130J

KC=18,6 J/mm³

Dokładność odczytu pomiaru:

∆K=2J, ∆h=1mm, ∆B=1mm

stąd

Próbka 1

(KC)₁= 0,024 + 0,021 + 0,027 = 0,072 [J/mm² ]

Próbka 2

(KC)₂ = 0,024 + 0,023 + 0,028 = 0,075 [ J/mm²]

Próbka 3

(KC)₃ = 0,024 + 0,024 + 0,031 = 0,079 [J/mm²]

Odchylenie standartowe wyników :

_{1C36/70=1,94 [J/mm pomiaru:"}

Wnioski

Podczas wykonywania ćwiczenia poznaliśmy zasady działania młotu Charpy'ego.

Próbki zastosowane w doświadczeniu wykonane były ze stali konstrukcyjnej. Podczas każdej z trzech prób uzyskaliśmy przełom z rozwarstwieniem, co może wskazywać na anizotropowość materiału. Prawdopodobnie spowodowane jest to wadami materiału bądź zanieczyszczeniami, jakie posiadały. Duży wpływ na miarę udarności ma pole przekroju, temperatura, kształt próbki stan próbki oraz prędkość obciążenia.

Literatura

Praca zbiorowa pod redakcją Grzegorza Gasiaka, Skrypt uczelniany nr 168 „Ćwiczenia labolatoryje z wytrzymałości materiałów”, Opole 1994r.

---