Bez nazwy'

48

48

.'W-***.

Do przeprowadzenia badań udamości w temperaturze innej niż pokojowa próbka powinna być zanurzona w ośrodku ogrzewającym lub oziębiającym przez czas wystarczający, aby wymagana temperatura została osiągnięta w całej objętości próbki. Złamanie próbki powinno nastąpić w ciągu 5 s od czasu wyjęcia jej z ośrodka. Próba udamości metali \v podwyższonej temperaturze (do 1000°C) jest objęta normą PN-74/H-04372, która przewiduje nagrzewanie i wygrzewanie próbek w wodzie, jeśli temperatura badania nie przekracza 100°C. Przed próbami w wyższej temperaturze próbki należy podgrzać w piecach muflowych, w oleju lub w innych obojętnych względem badanego materiału cieczach grzewczych. Temperatura wygrzewania powinna być wyższa od wymaganej temperatury badania próbki w zależności od różnicy temperatury próbki i otoczenia, szybkości przenoszenia próbki i innych czynników wpływających na jej stygnięcie. Odpowiednie poprawki są podane w normie i mieszczą się w granicach od 5°C (w temperaturze badania do 200°C) do 45°C (w temperaturze badania do 1000°C).

Sposób przeprowadzania próby udamości w obniżonej temperaturze (od 0°C do -190°C) jest opisany w normie PN-79/H-04371. Do oziębiania próbek do temperatury -30°C dopuszcza się stosowanie zamrażarek, chłodziarek itp., natomiast ośrodkiem chłodzącym w niższej temperaturze badania rnoże być mieszanina alkoholu etylowego ze stałym dwutlenkiem węgla lub ciekły azot. Uwzględniwszy nieuniknione nagrzanie się próbki po wyjęciu z ośrodka oziębiającego, należy ją oziębić o 2-^6°C poniżej temperatury badania.

4.4.2. Budowa młota wahadłowego

Urządzeniem służącym do przeprowadzania próby udamości jest młot wahadłowy Charpy'ego, którego budowę i zasadę działania wyjaśniono na rysunku 4.2. Umożliwia on wyznaczenie energii potrzebnej do udarowego złamania (pracy łamania K) próbki podpartej końcami na dwóch podporach za pomocą uderzającego w nią środkowo wahadła.

Praca łamania K [J] jest różnicą energii potencjalnej młota w położeniu początkowym K_mlx i końcowym K_mm. Do ich obliczenia, przy danej masie wahadła m i długości ramienia R, konieczna jest znajomość kątów a i fi, określających położenie wahadła przed i po złamaniu próbki.

Młot Charpy'ego składa się z podstawy 1 i dwóch słupów 2, w których łożyskowane jest wahadło 3 z bijakiem 4. Do słupów są przymocowane podpory 5, na których umieszcza się próbkę 11 w taki sposób, aby karb usytuowany był od strony przypór 6 (rys. 4.1). Po zwolnieniu zaczepu 10 wahadło z bijakiem opada z najwyższego położenia określonego kątem a, zamieniając swą początkową energię potencjalną K_mjx na kinetyczną. Uderzając próbkę w najniższym swym położeniu, młot osiąga maksymalną prędkość

gdzie: g - przyspieszenie ziemskie,

R - odległość od osi wahadła do środka próbki, a - kąt spadania wahadła młota.

Rys. 4.2. Miot wahadłowy Charpy'cgo: I - podstawa, 2 -slup, 3 - wahadło, 4 - bijak, 5 - podpora, 6 - przypora, 7 - wskazówka, 8 -skala, 9    - zabierak, 10    - zaczep, 11    - próbka,

12 - hamulec

Po złamaniu próbki reszta energii kinetycznej młota zamienia się w energię potencjalną, której wartość jest proporcjonalna do wysokości, jaką osiągnęło wahadło po próbie. Kąt wychylenia wahadła po próbie fi określa wskazówka 7 na skali 8, popychana przez zabierak 9, który obraca się wraz z wahadłem.

Za pomocą hamulca 12 zatrzymuje się wahadło po złamaniu próbki.

Początkowa energia młota (w górnym położeniu) jest postaci:

^K«u* =mgR(\-cos a),

(4.3)

a po próbie

Ajnm = mgR{ 1 - cos fi),    (4.4)

gdzie m jest masą wahadła młota sprowadzoną do środka uderzenia. Praca łamania próbki

K =    - K_m,„ = mgR(cosfi - cosa).    (4.5)

Zgodnie z normą PN-EN 10045-1 standardowe warunki badania przewidują stosowanie młotów o początkowej energii    300 ± 10 [J], chociaż dopuszcza się

także używanie młotów o innej energii początkowej (150, 100, 50, 10 lub 5 J) Charakterystyczne wymiary młota są określone w powyższej normie.