84563 skanuj0049 (46)

50 Rozdział 4.

Można zauważyć znaczne obniżanie się wytrzymałości na obciążenia udarowe w zakresie ujemnych temperatur. Na podstawie badań można stwierdzić, że materiały, które w próbie statycznej ujawniają wyraźną granicę plastyczności i stosunkowo niewysokie R_m (stale niskowęglowe, stopy aluminium, stopy miedzi) charakteryzują się wysoką udarnością. Natomiast materiały o wysokim R_m, niewykazujące wyraźnej granicy plastyczności, charakteryzują się niską udarnością. Istnieją materiały, jak np. stale stopowe, zawierające do 0,9% manganu, które charakteryzują się wysoką wytrzymałością na rozciąganie i jednocześnie wysoką udarnością. Są specjalne gatunki stali zawierające jako dodatki stopowe mangan, krzem, chrom i nikiel, które charakteryzują się bardzo wysokim R_m ⁼ 1650 MPa, jak również wysoką udarnością KC. Materiały te wysokie parametry wytrzymałościowe uzyskują po obróbce cieplnej (ulepszanie cieplne). Do takich stali zaliczamy np. 30HGSNA, używaną na węzły konstrukcyjne nośne w lotnictwie. Analizując rys. 4.1, można stwierdzić spadek wytrzymałości na udarność związany ze spadkiem temperatury, który jest znaczący w temperaturze poniżej zera w skali Celsjusza. Badanie udamości w tych zakresach temperatur staje się niezbędną koniecznością. Szczególnie jest to ważne w technice lotniczej i rakietowej, gdzie występują gwałtowne zmiany temperatur eksploatowanych części konstrukcyjnych.

4.2. Cel i opis ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie badań udarności stali na młocie wahadłowym typu Charpy’ego, przedstawionym na rys. 4.2.

Próba udarności polega na złamaniu niszczącym próbki jednorazowym uderzeniem bijaka młota. Badana próbka powinna posiadać odpowiedni kształt i wymiary określone przez normy PN-EN/10045-1 oraz PN-EN/10045-2. Do badań udamości próbka ma przekrój kwadratowy, w części środkowej ma nacięcie, które pełni rolę karbu, czyli koncentratora naprężeń. Podparcie próbki oraz kształt bijaka młota i kierunek uderzenia przedstawia rys. 4.3.

Energia K potrzebna do złamania próbki wyrażona jest w dżulach [J]. Energia K odniesiona do pola przekroju próbki osłabionej karbem jest udarnością i oznaczamy ją przez KC:

W młotach starszego typu energia K jest wy skalowana w [kG-m], w takim przypadku należy odczyty pomiarowe zamieniać na dżule [J].