|
|
|
||||
Laboratorium wytrzymałości materiałów |
|
|
||||
|
|
|
||||
Wydział Budowy Maszyn |
Kierunek i rok: Mechanika rok III |
Grupa M-3 |
||||
Wykonawca: _______________________ _______________________
|
Ćwiczenie nr 12 Temat: Defektoskopia ultradźwiękowa. Ocena skłonności stali do kruchego pękania za pomocą próby udarności.
|
|
||||
Data wykonania ćwiczenia:
|
Data oddania sprawozdania:
|
Ocena: |
I. Defektoskopia ultradźwiękowa.
1. Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wykrycie nieciągłości w stalowym słupie za pomocą defektoskopii
ultradźwiękowej z wykorzystaniem metody echa.
2. Informacje o aparaturze.
Defektoskop ultradźwiękowy typ 520M jest aparatem uniwersalnym o bardzo szerokim
zakresie zastosowań w dziedzinie badań nieniszczących za pomocą metod
ultradźwiękowych ręcznych i półautomatycznych. Stosunkowo niski ciężar, małe
gabaryty, zasilanie bateryjne oraz parametry techniczne nie ustępujące parametrom
większości aparatów o przeznaczeniu laboratoryjnym umożliwiają stosowanie
defektoskopu typ 520M do badań laboratoryjnych przemysłowych i polowych.
Aparat może być stosowany do :
- wykrywania wad w materiałach , półfabrykatach i w gotowych częściach maszyn
podczas procesu produkcyjnego,
- wykrywania rozwijających się pęknięć i innych wad zmęczeniowych w częściach
maszyn i konstrukcjach podczas ich eksploatacji ,
- kontroli spoin ,
- pomiaru grubości ścian jednostronnie dostępnych ,
- wykrywania rozwarstwień i pęknięć w blachach i innych wyrobach walcowanych ,
- wykrywanie wad i nieciągłości w odlewach żeliwnych , staliwnych , aluminium ,
mosiężnych oraz w tworzywach sztucznych ,
- oceny jakości metali (struktury odlewów , odkuwek , gotowych części maszyn po
obróbce cieplnej) ,
- kontroli połączeń lutowanych i klejonych .
Dane techniczne:
1. Zespół nadawczo-odbiorczy
a) zakres częstotliwości 0,5 - 15 Mhz
b) regulacja mocy nadajnika dwustopniowa
c) wyjście na głowice 2 głowice współosiowe BNC przełączenie systemu pracy z
jedną głowicą na system pracy z 2 oddzielnymi głowicami.
3. Przebieg ćwiczenia
Po przeskalowaniu urządzenia , pokryliśmy badany materiał cienką warstwą oleju ,
następnie obserwując echa na ekranie oscyloskopu zlokalizowaliśmy nieciągłości w
materiałe . Współrzędne nieciągłości wynoszą :
początek 110 [mm] 205 [mm] koniec
badanego badanego
materiału materiału
110
[mm]
205
[mm]
Wnioski:
Jak widać na załączonym wykresie i rysunku nieciągłości w badanym materiale występują w środkowej części próbki materiału. Nieciągłość w odległości 205mm od powierzchni przyłożenia głowicy przebiega w znacznym obszarze przekroju badanego materiału. Druga zauważona nieciągłość , o mniejszym obszarze przebiega w przekroju odległym od czoła próbki o 110 mm.
II. Ocena skłonności stali do kruchego pękania za pomocą próby udarności |
.
1. Charakterystyka młota wachadłowego .
Młot spadowy
Prędkość uderzania bijaka w próbkę : ; g = 9,807
R = 825 mm , m = 18,750 kg , ,
2.Rysunek próbki.
8 10
55 10
3. Warunki próby.
Prędkość maksymalna bijaka podczas uderzania w próbkę.
Praca złamania próbki.
m - masa wahadła młota sprowadzona do środka uderzenia,
R - odległość od osi wahadła do środka próbki,
g - przyspieszenie ziemskie,
- położenie wahadła przed próbą,
- położenie wahadła po próbie.
Wzór określający udarność.
- praca zużyta na złamanie próbki,
- przekrój próbki pod karbem
4. Tabela wyników.
Lp. |
Temp.
|
a [mm] |
b [mm] |
h [mm] |
So=bh
|
R [m] |
m [kg] |
|
|
Lu J |
KCU/300/2 |
1 |
23 |
10 |
10 |
8 |
0,8 |
0,825 |
18,75 |
160 |
97 |
124,1 |
155,1 |
2 |
-18 |
10 |
10 |
8 |
0,8 |
0,825 |
18,75 |
160 |
122 |
62,18 |
77,72 |
5. Rysunek złamanej próbki.
Po wykonaniu ćwiczenia można zaobserwować , że próbki uległy deformacji , a także
nastąpiły zmiany wymiarów przekroju poprzecznego . Oznacza to , że próbki były
wykonane z materiału plastycznego. Powierzchnie przełomów próbek są
drobnoziarniste i matowe.
6.Wnioski
Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia widać , że obniżenie temperatury wywołuje
kruchośc stali . Wartość pracy potrzebnej do złamania próbki przy temperaturze
jest w przybliżeniu dwukrotnie mniejsza . Próbka złamana przy temperaturze pokojowej
posiada wyższą udarność niż próbka złamana przy temperaturze poniżej zera.
Oznacza to, że wpływ temperatury na skłonność stali do kruchego pękania jest duży.
Poza temperaturą ma tutaj także znaczny wpływ rodzaj stali tj. zawartość węgla w
materiale. Im wyższa jest zawartość węgla , tym kruchość stali wzrasta szybciej ze
spadkiem temperatury.