Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

Zakład Podstaw Budowy Urządzeń Transportowych

MATERIAŁOZNAWSTWO

Rok akademicki 2009/2010

Nazwisko i imię	Grupa / podgrupa	Ocena
Michał Czarnecki	T2 / A

Ćwiczenie nr: 1 i 2

Temat: 1) Badanie twardości metali

2) Rozpoznawanie tworzyw sztucznych

Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania
5.10.2009r. 19.10.2009r.	2.11.2009r.

Badanie twardości metali

1. Celem ćwiczenia było wykorzystanie wiedzy teoretycznej zdobytej na pierwszej godzinie w laboratorium. Poznałem w praktyce trzy metody badania twardości materiałów. Były to próby Brinella, Rockwella i Vickersa.

2. Metoda Brinella

W laboratorium możemy znaleźć dwa urządzenia pozwalające na wykonanie prób twardości metali metodą Brinella. Oba te urządzenia mają stałą K = 30. Różnią się siłą z jaką mogą oddziaływać na materiał (7,5 kN i 30 kN) oraz średnicą penetratora, którym jest stalowa kulka (odpowiednio 5 i 10 [mm]).

Wybraną próbkę ustawiłem pod wgłębnikiem tak aby znalazł się dokładnie nad oczyszczonym i wygładzonym miejscem na próbce oraz dokręciłem śrubą do oporu. Zakręciłem zawór wgłębnika hydraulicznego i powoli pompowałem, aż jarzmo w tylnej części urządzenia podniesie się. Odczekałem około 15 sekund. Zwolniłem zawór do zerowego ciśnienia i odkręcając śrubę opuściłem próbkę do początkowego położenia. Wyciągnąłem próbkę i za pomocą soczewki z podziałką zmierzyłem średnicę wgłębienia.

Próbę tę wykonałem trzy razy aby mieć pewność, że wynik jest powtarzalny i prawdziwy. Urządzenie to posiadało wgłębnik o średnicy 10 mm. Przy pierwszej próbie średnica odcisku wynosiła 5,5 mm, natomiast w drugiej i trzeciej 5,7 mm. Z tabeli odczytałem odpowiednie twardości w stopniach Brinella i następnie odczytałem odpowiednie wartości w skali Vickersa.

Całość wykonanych prób przedstawia tabelka:

Średnica d [mm]	Skala Brinella	Skala Vickersa
d1= 5,5	116 HBS 30/10/15	brak
d2= 5,7	107 HBS 30/10/15	113 HV
d3= 5.7	107 HBS 30/10/15	113 HV

3. Metoda Rockwella

Pomiar twardości metodą Rockwella dokonałem na urządzeniu w którym penetratorem jest stożek diamentowy o kącie wierzchołkowym równym 120°. Aby dokonać pomiaru, umieściłem próbkę na stoliku a następnie dokręcałem śrubę podnośnika do momentu aż wskaźnik się wyzeruje. Następuje to w momencie gdy na małym wskaźniku wskazówka wskaże czerwoną kreskę. Następnie wolno dokręcałem śrubę do chwili gdy duża wskazówka wskaże 0 na skali czarnej. Odczekałem chwilę aby siła się ustabilizowała i następnie zwolniłem obciążenie główne wynoszące F=1471N. Odczekałem około 15 sekund, zdjąłem obciążenie główne i odczytałem wynik ze skali czarnej. Ćwiczenie powtórzyłem trzykrotnie. Na koniec przekształciłem wyniki na skalę Vickersa.

Wyniki przedstawia tabelka:

Skala Rockwella	Skala Vickersa
57 HRC	633 HV
57 HRC	633 HV
57 HRC	633 HV

4. Metoda Vickersa

Metoda pomiaru twardości Vickersa polega na położeniu próbki na stoliku, obciążeniu materiału czworobocznym ostrosłupem diamentowym o kącie wierzchołkowym równym 136°. Praktyczny pomiar sprowadzał się do ustawienia miarek w urządzeniu, odczytaniu przekątnych i wciśnięciu przycisku START. Urządzenie samo wykonało pomiary i podało wynik. To ćwiczenie przeprowadziłem tylko raz.

Wynik przedstawia tabelka:

Przekątne	Skala Vickersa	Skala Rockwella
d1=2,26 , d2= 2,28	520 HV	50,5 HRC

Rozpoznawanie tworzyw sztucznych

1. Celem ćwiczenia było zbadanie własności jednego wybranego tworzywa sztucznego i na ich podstawie określenie za pomocą tabelki co to za tworzywo. Do rozpoznania tworzywa wykorzystałem metody nielaboratoryjne takie jak: określenie postaci za pomocą dotyku i wzroku, własności mechanicznych typu twardość (próba zarysowania powierzchni paznokciem), odkształcalności, dźwięku jaki wydaje przy upadku na twarde podłoże, gęstości oraz własności cieplnych: zmiana postaci po ogrzaniu, wygląd płomienia, zmiany po wyjęciu z płomienia a także zapach jaki wydziela tuz po zgaszeniu.

Badałem próbkę nr 4 a wyniki obserwacji przedstawia tabela oraz kartka dołączona na końcu sprawozdania:

Barwa	Dowolna
Przezroczystość (bez pigmentu)	Przezroczystość
Powierzchnia	Błyszcząca, gładka
Dotyk	Śliski
Twardość - rysowania paznokciem	Niemożliwe
Odkształcalność	Duża, powrót opóźniony
Dźwięk przy upadku na twarde podłoże	Bardzo niski
Gęstość	>1, topi się
Zmiany po ogrzaniu	Topi się, mięknie
Wygląd płomienia	Żółty, kopcący
Zmiany po wyjęciu z płomienia	Gaśnie po chwili
Zapach po zgaszeniu	Kwaśny, gryzący

Po tych obserwacjach stwierdziłem za pomocą tabeli, że badanym tworzywem był zmiękczony polichlorek winylu (9).

2. Informacje na temat zmiękczonego polichlorku winylu (PVC).

Zmiękczony polichlorek winylu znany jest pod nazwami handlowymi jako polwinit i igelit.

Wzór jego cząsteczki wygląda następująco: [-CH₂-CHCl-]_n

Powstaje w wyniku reakcji polimeryzacji monomeru chlorku winylu i jest termoplastyczny.

W zależności od rodzaju i ilości zmiękczacza (ftalany, fosforan trójkrezylowy, estry kwasu adypinowego i sebacynowego) charakteryzuje się określoną elastycznością, twardością (45-95° wg Shore'a), udarnością i wydłużeniem przy rozerwaniu. Formuje się go przez wytłaczanie, prasowanie, kalandrowanie, wtrysk i odlewanie. Można go zgrzewać i kleić. Niektóre rodzaje polichlorku winylu miękkiego w celu obniźenia ceny zawierają do 50% napełniaczy (kaolin, kreda, mączka kwarcowa). Jednak własności tworzyw napełnianych są gorsze od własności tworzyw nienapełnianych o tej samej twardości.

Zastosowanie:

• węże o średnicy 1-80 mm i grubości ścianek 0,3-10 mm, stosowane w przemyśle chemicznym, spożywczym, elektrotechnicznym (węże samoobkurczające się do izolacji drutów), motoryzacyjnym i w medycynie.

• poręcze, listwy wykończeniowe, uszczelki okienne obrzeża stołów i drzwi itd.

• płyty służą do wyrobu uszczelek odpornych na korozję i jako wykładziny wanien galwanicznych

• z folii wykonuje się wykładziny dachowe i uszczelnienia budowlane, odzież ochronną, płaszcze przeciwdeszczowe i worki

• z folii wzmacnianych tkaniną siatkową - plandeki, osłony, przenośne nadmuchiwane hale, garaże, cieplarnie, ciężką odzież ochronną

• z folii przezroczystych - odzież, opakowania, pokrowce, osłony, taśmy klejące, izolujące itd.

---