lwm_c01.pdf

Ę wiczenie 1

Opracował: dr in Ň . Marek Gontarczyk

Statyczna próba rozci Ģ gania metali (zwana dalej prób Ģ rozci Ģ gania) jest jedn Ģ z podsta-

wowych prób stosowanych dla okre Ļ lenia własno Ļ ci mechanicznych metali. Z próby tej wy-

znacza si ħ własno Ļ ci wytrzymało Ļ ciowe i plastyczne (technologiczne) badanego materiału.

Z badanego materiału (w postaci elementu, wyrobu hutniczego itp.) pobiera si ħ próbki, które

po zamocowaniu w maszynie wytrzymało Ļ ciowej, poddaje si ħ rozci Ģ ganiu – a Ň do zerwania.

Prób ħ wykonuje si ħ według Polskiej Normy: PN–EN 10002 – 1: 2004 Metale. Próba rozci Ģ -

gania. Metoda badania w temperaturze otoczenia.

eee

Celem ogólnym jest zapoznanie si ħ ze sposobem przeprowadzenia próby rozci Ģ gania,

sposobem prowadzenia pomiarów, nabycie umiej ħ tno Ļ ci wyznaczania wielko Ļ ci charaktery-

stycznych dla badanego materiału.

eeee

Celami szczególnymi s Ģ :

1. Wyznaczenie wielko Ļ ci charakteryzuj Ģ cych stal pod wzgl ħ dem wytrzymało Ļ ciowym

(górnej granicy plastyczno Ļ ci R eH , dolnej granicy plastyczno Ļ ci R eL i wytrzymało Ļ ci

na rozci Ģ ganie R m ) oraz plastycznym (wydłu Ň enia procentowego po rozerwaniu A i

przew ħŇ enia Z ),

2. Wyznaczenie dla Ň eliwa szarego wytrzymało Ļ ci na rozci Ģ ganie R m ,

3. Wykonanie dla próbki stalowej wykresów: s(e), s rz (e),

, e i ( i ),

4. Wykonanie dla próbki Ň eliwnej wykresu: s(D L ).

Wyró Ň nia si ħ dwie granice plastyczno Ļ ci:

− górn Ģ granic ħ plastyczno Ļ ci:

[MPa = 10 6 N/m 2 ],

(1)

− doln Ģ granic ħ plastyczno Ļ ci:

[MPa],

(2)

gdzie: F eH − siła w momencie, kiedy nast ħ puje jej pierwszy spadek [N]; F eL − najmniejsza siła

podczas płyni ħ cia z pomini ħ ciem ewentualnego efektu przej Ļ ciowego (rys. 1), [N]; S 0 − po-

cz Ģ tkowe pole przekroju poprzecznego próbki [m 2 ].

[MPa],

(3)

gdzie: F m – najwi ħ ksza siła wyst ħ puj Ģ ca w próbce, po przekroczeniu granicy plastyczno Ļ ci.

Wielko Ļ ci wyst ħ puj Ģ ce w (1÷3) s Ģ napr ħŇ eniami (umownymi), odpowiadaj Ģ cymi charaktery-

stycznej warto Ļ ci siły, odniesionej do pocz Ģ tkowego przekroju poprzecznego próbki.

eeeee

Wydłu Ň enie procentowe po rozerwaniu jest to trwałe wydłu Ň enie długo Ļ ci pomiarowej po

rozerwaniu, wyra Ň one w procentach pocz Ģ tkowej długo Ļ ci pomiarowej

−

100

(4)

gdzie: L u – długo Ļę pomiarowa po rozerwaniu [mm]; L 0 – pocz Ģ tkowa długo Ļę pomiarowa

[mm], która dla próbki proporcjonalnej jest obliczana z zale Ň no Ļ ci

L =

(5)

k = . Wtedy

oznaczenie wydłu Ň enia procentowego po rozerwaniu ma posta ę A 11,3 . Dla próbek niepropor-

cjonalnych, gdy zale Ň no Ļę (5) nie jest spełniona, wydłu Ň enie procentowe po rozerwaniu trze-

ba uzupełni ę indeksem, który jest pocz Ģ tkow Ģ długo Ļ ci Ģ pomiarow Ģ , np. dla L 0 = 80 mm po-

daje si ħ w oznaczeniu: A 80 mm .

eeeee

Przew ħŇ enie procentowe jest to najwi ħ ksza zmiana powierzchni przekroju poprzecznego,

która nast ħ puje podczas próby, wyra Ň ona w procentach pocz Ģ tkowej powierzchni przekroju

poprzecznego S 0

, to nale Ň y przyj Ģę

11 ,

−

100

(6)

gdzie S u jest najmniejsz Ģ powierzchni Ģ przekroju poprzecznego próbki po rozci Ģ ganiu [m 2 ].

Pole powierzchni S u jest równe:

– dla próbek okr Ģ głych,

min – dla próbek płaskich.

Wymiary: d u , a u , b u s Ģ mierzone w miejscu zerwania [mm] (rys. 2).

max

gdzie: k – współczynnik proporcjonalno Ļ ci, S 0 – pocz Ģ tkowa powierzchni przekroju po-

przecznego [m 2 ].

Dla próbek proporcjonalnych współczynnik proporcjonalno Ļ ci k wynosi 5,65 i oznaczenie

wydłu Ň enia procentowego po rozerwaniu ma posta ę A . Je Ň eli dla próbki proporcjonalnej po-

cz Ģ tkowa długo Ļę pomiarowa L 0 nie równa si ħ

Rys. 1. Siły podczas płyni ħ cia – próbka stalowa

d u

N działek

a u

b u

Rys. 2. Wymiary przekroju poprzecznego próbek po zerwaniu:

okr Ģ głej (górny rysunek) i prostok Ģ tnej (dolny rysunek)

eee

Kształt i wymiary stosowanych próbek zale ŇĢ od kształtu i wymiarów wyrobów metalo-

wych podlegaj Ģ cych badaniu. Próbk ħ zwykle wykonuje si ħ z wyrobu lub półwyrobu przez

obróbk ħ mechaniczn Ģ (ewentualnie prasowanie lub odlanie). Próbka powinna by ę pobrana i

wykonana na podstawie odpowiednich norm przedmiotowych. I tak próbki z blach powinny

by ę tak wycinane, aby rozci Ģ ganie zachodziło w kierunku zgodnym z kierunkiem walcowania

lub prostopadle do niego.

Wycinanie próbek nale Ň y prowadzi ę sposobem mechanicznym, nale Ň y unika ę wycinania

próbek palnikiem acetylenowym, a w przypadku takiej konieczno Ļ ci nale Ň y przewidzie ę od-

powiednie naddatki na obróbk ħ mechaniczn Ģ , eliminuj Ģ c Ģ strefy przegrzane. Ko ı cowa obrób-

ka próbek powinna by ę wykonana za pomoc Ģ skrawania i szlifowania.

Próbki na rozci Ģ ganie maj Ģ na ogół pryzmatyczn Ģ cz ħĻę robocz Ģ (z wyj Ģ tkiem próbki z

Ň eliwa szarego) oraz cz ħĻ ci słu ŇĢ ce do mocowania w uchwytach maszyny (główki).

W zale Ň no Ļ ci od kształtu wyró Ň niamy próbki: – z główkami; – bez główek (wówczas

skrajne cz ħĻ ci pryzmatycznej próbki słu ŇĢ do mocowania w uchwytach).

Wyroby o niezmiennym przekroju poprzecznym (profile, pr ħ ty, druty itp.), jak i odlane

próbki (np. Ň eliwo, metale nie Ň elazne) mog Ģ by ę badane bez obróbki mechanicznej.

W zale Ň no Ļ ci od rodzaju przekroju poprzecznego wyró Ň niamy:

1) próbki o przekroju poprzecznym okr Ģ głym,

2) próbki o przekroju poprzecznym prostok Ģ tnym,

3) próbki o przekroju poprzecznym niekołowym (takim, jak przekrój wyrobu).

L = . Dla

proporcjonalnych próbek pi ħ ciokrotnych warto Ļę k jest równa: k = 5,65. Je Ň eli otrzy-

muje si ħ wynik L 0 < 20 mm, to nale Ň y przyj Ģę k = 11,3 lub próbk ħ nieproporcjonaln Ģ ,

2) próbki nieproporcjonalne, których długo Ļę L 0 nie zale Ň y od powierzchni przekroju po-

przecznego S 0 , na przykład: L 0 = 100 mm.

Na rys. 3 przedstawiono: próbk ħ z drutu lub pr ħ ta, której Ļ rednica d spełnia warunek d ² 4

mm (górny rysunek) lub grubo Ļę a spełnia warunek a ² 4 mm ( Ļ rodkowy rysunek); próbk ħ

płask Ģ o grubo Ļ ci a ² 3 mm (rysunek Ļ rodkowy); próbk ħ po rozerwaniu, gdzie d u – jest Ļ red-

nic Ģ po rozerwaniu i S u – najmniejszym polem przekroju poprzecznego próbki po rozerwaniu.

S 0

L 0

S 0

L c

L t

d u

S u

Rys. 3. Wymiary próbek: okr Ģ głej (górny rysunek), płaskiej ( Ļ rodkowy rysunek)

i okr Ģ głej z przew ħŇ eniem (dolny rysunek)

L u

Zale Ň nie od definicji długo Ļ ci pomiarowej wyró Ň niamy rodzaje próbek:

1) próbki proporcjonalne, dla których pocz Ģ tkowa długo Ļę pomiarowa jest zwi Ģ zana z

pocz Ģ tkow Ģ powierzchni Ģ przekroju poprzecznego za pomoc Ģ wzoru

eee

Je Ň eli przekrój poprzeczny próbki zmienia si ħ , to powinna ona mie ę łagodne przej Ļ cie

mi ħ dzy długo Ļ ci Ģ robocz Ģ , a główkami. Wielko Ļę promienia przej Ļ cia powinna by ę ustalana

w warunkach wykonania próbki.

Długo Ļę robocza (długo Ļę cz ħĻ ci równoległej) L c , a w próbkach bez strefy przej Ļ cia, dłu-

go Ļę pomi ħ dzy uchwytami – powinna zawsze by ę wi ħ ksza od długo Ļ ci pomiarowej L 0 . Dłu-

go Ļę robocza L c powinna wynosi ę co najmniej:

L c

1 d

dla próbki o przekroju okr Ģ głym,

= dla próbki o wielok Ģ tnym przekroju poprzecznym.

Długo Ļę całkowita próbki L t zale Ň y od rodzaju zamocowania próbki w uchwytach maszyny.

Na ogół spełniona jest zale Ň no Ļę L t − L c > 2d (rys. 3).

Kształt główek próbki mo Ň e by ę dowolny, odpowiednio przystosowany do uchwytów maszy-

ny wytrzymało Ļ ciowej.

eeee

Je Ň eli próbk ħ stanowi odcinek wyrobu (nieobrobiony odcinek w kształcie pr ħ ta), to dłu-

go Ļę próbki mi ħ dzy uchwytami maszyny powinna by ę tak du Ň a, aby wszystkie znaki pomia-

rowe mogły by ę naniesione w dostatecznie du Ň ym odst ħ pie od uchwytów maszyny.

Próbki odlane powinny mie ę łagodne przej Ļ cie mi ħ dzy główkami, a długo Ļ ci Ģ robocz Ģ .

Wymiary tego przej Ļ cia, jako bardzo wa Ň ne, powinny by ę ustalone w normie wyrobu.

Długo Ļę robocza L c powinna zawsze by ę wi ħ ksza od długo Ļ ci pomiarowej L 0 .

Kształt główek próbki mo Ň e by ę dowolny, odpowiednio przystosowany do uchwytów maszy-

ny wytrzymało Ļ ciowej.

W ę wiczeniu zastosowano dwie próbki:

− dla stali w ħ glowej konstrukcyjnej zwykłej jako Ļ ci zastosowano próbk ħ okr Ģ gł Ģ z głów-

kami, dziesi ħ ciokrotn Ģ ,

− dla Ň eliwa szarego zastosowano próbk ħ okr Ģ gł Ģ z główkami, bez długo Ļ ci pomiarowej

(rys. 4).

L c

1 S

d 0

L 0

L t

Rys. 4. Próbka z Ň eliwa szarego

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: