Sprawko z mechanicznych NR1, Badanie Własności mechanicznych materiałów


Nr ćwiczenia:

1

Data wykonania ćwiczenia: 03.04.09

Temat ćwiczenia:

Pomiary twardości i wyznaczanie odporności na pękanie materiałów kruchych

Prowadzący:

dr inż. Magdalena Rozmus

Wydział, rok, grupa laboratoryjna:

IMiIP:IM,2,III

Nazwisko i Imię:

Jarosław Gacek

Ocena:

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z metodami pomiaru twardości (statycznymi: Brinella, Vickersa,Rockwella oraz dynamicznymi: Poldi, Shore`a) oraz z wyznaczaniem pomiaru odporności na pekanie materiałów kruchych.

2. Przebieg ćwiczenia

Pomiar twardości:

Podczas ćwiczeń wykonano pomiar twardości na maszynie uniwersalnej (mogącej mierzyć metodą Vickersa oraz Brinella) metodą Vickersa. Próbki obciążono siłą 49 N (5 KG). Następnie zmierzono przekątne ,przy pomocy mikroskopu wbudowanego w urządzenie obciążające, i na ich podstawie odczytano dane wartości twardości HV z tabeli.

Pomiar odporności na pękanie materiałów twardych:

Próbkę Nb15Al15Ti obciążono siłą 49 N (5 KG),98,1 N (10 KG),147,1 N (15KG), wgłębnikiem o kształcie piramidy o kącie wierzchołkowym 136 stopni. Przy pomocy mikroskopu zmierzono długości odcinków pęknięć biegnących od naroży odcisku na zewnątrz i je zsumowano(0,1mm odpowiadało 10-u kreską w obiektywie mikroskopu). Wartość odporności na pękanie KIc wyznaczono metodą opracowaną przez Palmquista i rozwiniętą przez Petersa.

3. Wyniki

Pomiary Twardości:

Próbka nr 1- Stal austenityczna wyżarzona w temp. 1100 ˚C przez 1 godzinę.

Przekątna:

  1. 0,335 mm= HV 73,6

  2. 0,343 mm= HV 77,9

Próbka nr 2- Stal szybkotnąca

Przekątna: 0,127 mm= 585 HV

Próbka nr 3- Aluminium

Przekątna: 0,642 mm= 22,6 HV

Pomiary i obliczenia odporności na pękanie materiałów twardych:

Dla obciążenia 49 N (5 KG)

Sumaryczna długość peknieć L=0,29

Dla obciążenia 98,1 N (10 KG)

Sumaryczna długość pęknięć L= 0,39

Dla obciążenia 147,1 N (15KG)

Sumaryczna długość pęknięć L=0,58

N [N]

L [mm]

49

0,29

98,1

0,39

147,1

0,58

0x01 graphic

Wyznaczanie odporności na pękanie KIc:

0x01 graphic

E- moduł Younga

v- współczynnik Poissona

GIc= intensywność uwalniania energii sprężystej

W= α*GIc => GIc=W/α

W- parametr W

α-stała

α=4,9*103

v=0,38

E=120 [GPa]=120000 [MPa]

W=1/a => „a” z funkcji liniowej y = 0,003x + 0,130

a=0,003

W=1/0,003=333,33

GIc=333,33/4,9*103=0,068 [N/mm]=68 [N/m]

0x01 graphic
=9,623776389*1012 0x01 graphic

0x01 graphic
]

4. Dyskusja wyników i wnioski

Ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z metodami pomiaru twardości materiałów, a także

metodą wyznaczenia odporności na pękanie materiałów kruchych. Z otrzymanych wyników

można wywnioskować, że stop Nb-15Al-15Ti charakteryzuje się bardzo dużą twardością. Odporność na pękanie w porównaniu z innymi materiałami jest bardzo niska, metale o dużej wytrzymałości odporność na pękanie 0x01 graphic
mieście się w przedziale 50-154, stal maraging 175, a ceramika np. Si3N4 0x01 graphic
4-5.



Wyszukiwarka