MG!44

c)    następnie kontynuuje się obciążanie próbki, aż krzywoliniowa część wy. kresu przetnie naniesioną na wykres prostą (punkt (3) na rys. 2.12). p₀ nieznacznym przekroczeniu tego punktu, np. dojściu do punktu (4), zdejmuje się z próbki ekstensometr. Próbę prowadzi się dalej aż do zerwania próbki, zapamiętując z siłomierza wartość maksymalnej siły F_n dla próby;

d)    dalszą analizę przeprowadza się po zdjęciu wykresu z maszyny. Nanosi się zgodnie z rys. 2.12 układ współrzędnych. Na osi odciętych odkłada się odcinek OB, odpowiadający wartości trwałego wydłużenia dla umownej granicy sprężystości, mianowicie

OB = 2*?5r x [mml.    (2.25)

Prowadząc z punktu B prostą równoległą do prostoliniowego odcinka wykresu znajduje się punkt (5). Rzędne punktów (5) i (3) określają poszukiwane wartości sił: F₀₀₅ i Siły te oblicza się następująco

p | pip jg H1 *,(ojg gj    S

gdzie:

QF_00S, OF^ - odpowiednie odcinki na wykresie [mm],

x    — skala wykresu dla sił odpowiednia do przyjętego zakresu

siłomierza.

Skala wykresu może być wyznaczona na podstawie znanej wartości siły maksymalnej F_m (odczytanej z siłomierza) jako

x = —— [N/mml.    (2.27)

^0Fm

Po określeniu obciążeń granicznych oblicza się naprężenia umowne ze wzorów

= Om [MP»],    • % [MP»],    (2.28)

^ao    ^ao

Uzyskany wykres pozwala obliczyć moduł Younga E. Na prostoliniowym odcinku wykresu odkłada się punkty C i D i znajduje się odpowiadające im siły F_c i F_d. Różnica między tymi siłami powinna być możliwie duża (wg normy siła F_c powinna odpowiadać 10% siły F₀₀₅, a siła F_D 90% siły F_nnil). Znajdujemy również punkt H. Odcinek CH = AJ jest miarą całkowitego wydłużenia próbki, odpowiadającego przyrostowi siły F_g = F_D- F_c, mianowicie: A/ = A/,x. Kąt a jest miarą modułu Younga. Wzór na moduł Younga przyjmuje postać

E =

(F_D-F_c)L_t

S₀A/_rx

[MPa].

(2.29)

Przedstawiony sposób określania granic umownych i modułu Younga jest sposobem wykreślno-analitycznym i wnosi do wyników błędy metod wykreśl-nych. Istotne jest dokładne odmierzanie odpowiednich odcinków na wykresie, a także zachowanie równoległości poszczególnych linii.

Współcześnie, przy wykorzystaniu np. maszyny wytrzymałościowej INSTRON 1115, wszystkie opisane operacje mogą być zautomatyzowane przez odpowiednie wyposażenie maszyny, a obróbka wyników następuje przy użyciu komputera.

2.2. Badania twardości

2.2.1. Pojęcie twardości i metody pomiarów

Twardość jest umowną cechą umożliwiającą porównanie odporności różnych materiałów na mechaniczne uszkodzenia powierzchni. Porównanie to jest możliwe zasadniczo w zakresie jednej tylko metody badania twardości. Ze względu na dużą różnorodność metod i sposobów pomiaru, twardość można zdefiniować tylko bardzo ogólnie jako miarę odporności materiału na powstanie odkształceń trwałych pod wpływem siły działającej na małą powierzchnię ciała.

Współczesne metody badania twardości można podzielić ogólnie na trzy grupy:

1)    ryskowa,

2)    statyczna, polegająca na wciskaniu w badane materiały twardego elementu, zwanego wgłębnikiem lub penetratorem,

3)    dynamiczna, polegająca na uderzeniowym oddziaływaniu twardego elementu na powierzchnię badanego ciała.

Najstarszą metodą ryskową badania twardości jest metoda Mohsa, stosowana jeszcze obecnie do badania twardości minerałów. Polega ona na zarysowaniu powierzchni ciała badanego innymi ciałami o znanej twardości. Istnieje 10 stopni twardości Mohsa; pierwszym jest twardość talku, ostatnim - diamentu. Do najbardziej rozpowszechnionych metod statycznych należą metody: Brinella, Rockwella i Vickersa. Z metod dynamicznych można wyróżnić: dynamiczno-plastyczną i dynamiczno-sprężystą.

Ponadto istnieje wiele metod, które trudno zaliczyć do jednej z powyższych trzech grup, np.: magnetyczna, wahadłowa Herberta, Knoopa i metody pomiarów mikrotwardości. Szczegółowy opis wszystkich przedstawionych metod można znaleźć w cytowanych pozycjach literatury [1], [5], [16].

49