CCF20091007000

Ćwiczenie 4

PRÓBA UDARNOŚCI METALI

4.1. WPROWADZENIE

Elementy konstrukcji w czasie pracy narażone są bardzo często na obciążenia dynamiczne. Z tego powodu konieczna jest znajomość własności charakteryzujących zachowanie się materiału w przypadku wystąpienia nagłych zmian obciążenia. Do określenia tych własności stosuje się próby udarowe, pozwalające zbadać odporność na uderzenie i jednocześnie pozwalające skontrolować jakość obróbki cieplnej, stwierdzić skłonność materiału do starzenia, zbadać kruchość na zimno i gorąco itp.

Stosowane są następujące próby udarowe:

—    próba rozciągania,

—    próba ściskania,

—    próba .skręcania,

—    próba zginania.

W praktyce najczęściej stosuje się udarową próbę zginania, która może być wykonana na próbkach bez karbu lub na próbkach z karbem. W tym ostatnim przypadku nosi ona nazwę próby udarności. Cechą charakterystyczną badań udarowych jest fakt, że pozwalają onfe na dokładniejsze określenie zmian własności wytrzymałościowych materiału poddanego procesom technologicznym, niż na to pozwalają próby statyczne. W przypadku na przykład określania udarności blachy walcowanej otrzymuje się różne wyniki zależności od położenia próbki względem kierunku walcowania.

Zgniot obniża udarność stali w temperaturze pokojowej i to tym bardziej, im większy jest jego stopień.

Wzrost zawartości węgla w stalach podeutektoidalnych gwałtownie obniża udarność w temperaturze pokojowej zarówno w stanie wyżarzonym, normalizowanym, jak i ulepszonym cieplnie. Odwęglenie powierzchni stali powoduje podwyższenie udarności, nawęglanie zaś — jej obniżenie.

Na ogół udarność materiałów obniża się wraz ze spadkiem temperatury Każdą stal charakteryzuje tzw. temperatura krytyczna, poniżej której wartość udarności gwałtownie spada. Próba udarności łatwiej pozwala wykryć wady strukturalne powstałe w materiale wskutek nieprawidłowej obróbki cieplnej niż próba statyczna badania metali.

4.2. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z próbą udarności stali, przeprowadzenie próby, a następnie określenie udarności badanego materiału.

Próba udarności polega na złamaniu — jednym uderzeniem młota wahadłowego — próbki z karbem o przepisanym kształcie i wymiarach, podpartej na obu końcach, w warunkach określonych normą PN-79/H-04370 i pomiarze pracy zużytej na jej złamanie (rys. 4.1).

Rys. 4.1

t U.ii ność wyraża się stosunkiem pracy zużytej na złamanie próbki do pola pnwici/i lilii jej przekroju poprzecznego w miejscu karbu:

KC =

K

S~o

J

cm²’

t<> I i. I I |i 'il pracą zużytą na złamanie próbki (pracę tę określa się mierząc ulu 1.1. i ni i (Hi potencjalnej młota, patrz rys. 4.6); S₀ cm² — polem powierzchni pi/i I i. >|ii popi /ocznego próbki w miejscu karbu mierzonym przed próbą.