Nazwisko i Imię
Laboratorium z Metaloznawstwa
Temat:
Badanie udarności .
Grupa:
Data:
Ocena
Podpis:
Miarą odporności metali i stopów na pękanie przy obciążeniach dynamicznych jest udarność, którą definiuje się jako stosunek pracy K, potrzebnej do złamania znormalizowanej próbki pod wpływem uderzenia, do jej przekroju poprzecznego S0 w miejscu złamania :
lub pracy J potrzebnej do złamania próbki o znormalizowanym przekroju K .
Do badania udarności używa się znormalizowanych próbek :
Próbkę umieszcza się na urządzeniu do łamania, które jest zbudowane w kształcie wahadła i jest nazwane młotem Charpy’ego . Mierząc kąt wychylenia wahadła po złamaniu próbki można łatwo obliczyć energię, jaka pozostała po złamaniu .Oprócz kształtu próbki i karbu, znaczny wpływ na udarność wykazuje temp. badania .W stalach spadek ten nie występuje w sposób łagodny, lecz nagle, w wąskim zakresie temp. Zjawisko to nazywa się przejściową temp. kruchości . Leży on a zwykle w zakresie temp. ujemnych .
Istotnym elementem badania udarności materiałów jest obserwacja przełomów, przełom kruchy jest trans krystaliczny i cechuje się płaskimi powierzchniami z szeregiem uskoków, podczas gdy przełom ciągliwy jest bardzo rozwinięty i między krystaliczny .
Badanie udarności przy obniżonej temperaturze :
Stanowisko do schładzania próbek :
1. Badana próbka
2. Spirytus skażony z lodem
3. Pojemnik
4. Termometr cyfrowy
Pole przekroju pod karbem : 0,8 cm2
Temperatura próbki
[° C]
Energia zużyta na złamanie próbki [kGm]
Obliczona udarność
J/cm2
-45
6
73,545
-35
7,4
90,705
-29
8
98,06
10
10,8
132,381
Udarność materiału zależy od wielu czynników , w czystych metalach udarność jest wyższa niż w ich stopach . Udarność rośnie w miarę zmniejszania wielkości ziarna, gdyż granice ziarn utrudniają rozprzestrzenianie się pęknięcia . Zmniejszenie udarności powoduje obecność w stopie faz kruchych .Temperatura przejściowa kruchości zależy od rozdrobnienia ziarna i zostaje ona wtedy obniżona, ulepszenia cieplnego, wprowadzenia niklu do stali, natomiast podwyższona na skutek obecności domieszek H, S, P, O, N, i ziarn miękkich faz np. ferrytu oraz karbów .W dokonanym badaniu zostało stwierdzone że próbka stali 20 posiada przejściową temp. kruchości w przedziale -35 do -29 °C .W pierwszej próbce o temp. -45 °C wyraźnie jest widoczny przełom szklisty w ilości 90 %, zaszły zmiany plastyczne oraz powstało zniszczenie rozdzielne . Można powiedzieć że próbka jest w stanie kruchym, ponieważ przełom jest trans krystaliczny i cechuje się płaskimi powierzchniami .Dla próbki o temp. 10 °C powstał przełom szklisty w ilość 20 % , widoczne było silne przewężenie i nie nastąpiło zniszczenie rozdzielne , można powiedzieć że przełom jest ciągliwy i bardzo rozwinięty oraz międzykrystaliczny .
SUB