Politechnika Śląska

Wydział Mechaniczny Technologiczny

Kierunek MiBM

Semestr IV

Grupa VI

Sekcja 2

LABORATORIUM Z WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

TEMAT: Próby udarowe

Skład sekcji:

I. CEL ĆWICZENIA

1. Zapoznanie się ze sposobami przeprowadzania i opracowania wyników udarowej próby zginania (próby udarności).

2. Rozpoznanie i określenie rodzajów złomów.

II. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

W zależności od rodzaju wywołanego w badanej próbce stanu naprężenia wyróżnia się próby udarowe:

• zginania,

• rozciągania,

• ściskania,

• skręcania.

Wynikiem próby jest zniszczenie próbki mające charakter złomu.

Złomy klasyfikuje się na:

• rozdzielcze,

• plastyczne,

• mieszane.

Na rodzaj złomu ma wpływ sposób obróbki badanego materiału. Próby udarowe prowadzi się najczęściej dla określania ciągliwości stali i odlewów staliwnych, nadają się do kontroli jakości obróbki cieplnej i wykrywania skłonności do kruchego pękania, a także do badania spoin czołowych. W szczególności decydujący wpływ na wyniki prób ma kształt i wymiary próbki.

Próba udarowego zginania (udarności)

Próba udarności polega na złamaniu jednokrotnym uderzeniem młota wahadłowego próbki z karbem, podpartej swobodnie obydwoma końcami na podporach młota oraz pomiarze pracy uderzenia, odpowiadającej energii zużytej na złamanie próbki. Według obowiązującej normy PN-79/H-04370 udarność KC oblicza się w [J/ cm²] wg wzoru:

KC =

S₀

gdzie:

1[kGm] = 9,806[J]

K - praca uderzeniowa

S₀ - powierzchnia początkowa przekroju próbki w miejscu karbu

III. STANOWISKO POMIAROWE

Rys. 1: Schemat młota wahadłowego firmy Losenhausen: 1.Podstawa, 2.Kolumny, 3.Wahadło, 4.Ramię wahadła, 5.Tarcza, 6.Zapadka, 7.Podpory, 8.Próbka, 9.Wskazówka,

10. Dźwignia, 11.Tarcza pomiarowa, 12.Dźwignia hamulca, 13.Hamulec

IV. OPRACOWANIE WYNIKÓW

Do próby udarności zastosowano próbkę o wymiarach: 55 x 10 x 10 mm z karbem w kształcie litery V o głębokości 2,5 mm.

Największy wpływ na wartość udarności ma kształt i głębokość karbu. Im karb jest głębszy i ostrzejszy, tym udarność mniejsza oraz większy jest wzrost naprężeń przy podstawie karbu.

Próbę udarności przeprowadza się na młotach wahadłowych typu Charpy (rys. 1), przeznaczonych do badań próbek podpartych swobodnie na obu końcach.

Pracę uderzenia, odpowiadającą energii zużytej na złamanie próbki określa wzór:

K=mgR(cosβ-cosα)

m.- masa wahadła młota ,

R- odległość od osi wahadła młota od środka próbki ustawionej na podporach,

β- kąt wychylenia wahadła młota po złamaniu próbki,

α- kąt wychylenia wahadła młota w położeniu początkowym.

Tabela 1:

Rodzaj próby	Typ i rodzaj młota	Rodzaj próbki
Próba udarności	Wahadłowy młot udarowy PSWO 15 typu Charpy z piezoelektrycznym urządzeniem mierniczym firmy Losenhausen	Próbka o wymiarach 55x10x10 z karbem w kształcie litery V o głębokości 2,5 mm

Wyniki próby:

Wymiary
Długość próbki [mm]	Wysokość próbki [mm]	Wysokość próbki w miejscu karbu [mm]	Szerokość próbki [mm]	S0 [cm^2]	K [J]	KC [J/cm^2]	złom
55	10	7,5	10	0,75	12,58	16,7333	mieszany

V. WNIOSKI

Po zakończeniu próby na podstawie zniszczonej próbki określono rodzaj złomu - jest to złom mieszany. Praca uderzenia młota bez próbki wynosi 0,52 [kGm] a praca uderzenia przy złamaniu próbki 2,79 [kGm], ponieważ młot przy złamaniu próbki uzyskuje mniejszy kąt wychylenia. Próby udarowe prowadzi się najczęściej dla określenia ciągliwości materiału i wykrywania skłonności do kruchego pękania (im bardziej kruchy materiał, tym mniejsza udarność).

K

---