Badanie stali wysokiej wytrzymolosci uleprzanych cielnie na, SWW


POLITECHNIKA GDAŃSKA

WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA

Katedra Materiałoznawstwa Okrętowego i Oceanotechnicznego

Laboratorium z metaloznawstwa okrętowego

Ćwiczenie nr 9

Imię i Nazwisko Kamila - Weronika CHOJNACKA

Studia

inżynierskie

Grupa lab. Zarządzanie IA

Data 01. 12. 99r.

Temat ćwiczenia Badania stali o wysokiej wytrzymałości ulepszonych cieplnie

na konstrukcje spawane.

Ocena

....................

Cel ćwiczenia. Metodyka. Własne wnioski.

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami, składem chemicznym oraz budową strukturalną stali o wysokiej wytrzymałości (SWW) ulepszonych cieplnie (u.c.) na konstrukcje spawane.

Metodyka.

Opis mikroskopu:

Ćwiczenie zostało wykonane na mikroskopie świetlnym. Był to mikroskop metalograficzny

z pionową osią optyczną, pracujący w świetle odbitym od powierzchni zgładu.

Opis próbek:

Próbki wycięte z badanej części. Jedna część próbki została wyszlifowana na papierach ściernych a następnie wypolerowana. Po uzyskaniu zgładu wolnego od rys próbka została zmyta wodą i alkoholem a następnie trawiona nitalem (Mi1Fe), co spowodowało ujawnienie się granicy ziaren.

Wiadomości podstawowe.

Do grupy stali o wysokiej wytrzymałości zaliczane są stale konstrukcyjne o granicy plastyczności Re >/ 420 MPa o specjalnie dobranym składzie chemicznym po ulepszeniu cieplnym (u.c.) lub obróbce cieplno plastycznej (TMCP).

Podstawą rozwoju SWW były dwie zależności (Halla-Petcha i Irvina). Z zależności tych wynika, że Re i temperatura krytyczna przejścia w stan kruchy (TKV) dla stali o stałym składzie chemicznym zmieniają się liniowo wraz ze średnicą ziaren w potędze -1/2.

SWW ulepszane cieplnie dzięki dobrej spawalności i wysokim właściwościom wytrzymałościowym są coraz powszechniej stosowane w konstrukcjach okrętowych i oceanotechnicznych.

Pow. : 500 x Trawienie: nitalem

Nr 1.

Opis zgładu: RAEX 420

wielkość ziarna : 10

pasmowatość : 2

Pow. : 500 x Trawienie: nitalem

Nr 2.

Opis zgładu: 10GHMBA (G1)

wielkość ziarna : 10

pasmowatość : 0

krzemiany : 2a

tlenki : 1a - punktowe

Pow. : 500 x Trawienie: nitalem

Nr 3.

Opis zgładu: 10GHMBA (G2)

wielkość ziarna : 8-9

pasmowatość : 4

Pow. : 500 x Trawienie: nitalem

Nr 4.

Opis zgładu: 10GHMBA (G3)

wielkość ziarna : 8/10

pasmowatość : 1

zanieczyszczenia: brak (czysta stal)

struktura : sorbityczna z widocznym

bainitem w tle

Pow. : 500 x Trawienie: nitalem

Nr 5.

Opis zgładu: 15G2ANb

wielkość ziarna : 10

pasmowatość : 0

siarczki : 2b - punktowo

4. Skład chemiczny.

STAL

C

Mn

Si

Cr

Ni

Cu

Mo

P

S

Nb

Zr

Al

B

V

Ti

N

10 GHMBA

0,08-0,12

0,6-1,0

0,13-0,35

1,0-1,4

_

0,35-0,4

0,4-0,6

0,02

0,015

0,015-0,035

0,05-0,12

0,038

0,0042

_

0,03

_

RAEX 420

(TMPC)

0,12

1,37

0,31

_

0,03

0,01

0.002

0,013

0,003

0,037

_

0,049

_

0.006

0,003

0,006

15G2ANb

(u.c)

0,18

1.6

0,22-0,55

0,3

0,3

0,3

0,1

0,035

0,035

0,02-0,06

_

0,02

_

0,1

_

_

5. Właściwości mechaniczne.

STAL

Re

[N/mm ]

Rm

[N/mm ]

A5

[ % ]

10 GHMBA

689

738

18,0

RAEX 420

(TMPC)

459

527

29

15G2ANb

(u.c)

490

_

_

6. Energia łamania w próbie KV dla SWW.

STAL

Energia łamania

t [ C] KV [J]

10GHMBA

-20

300

RAEX 420

(TMPC)

-50

199

15G2ANb

(u.c)

-40

46

7. Zgodność z wymaganiami towarzystw klasyfikacyjnych.

Zgodność z wymaganiami towarzystw klasyfikacyjnych ocenia się za pomocą zawartości pierwiastków

chemicznych w danej stali, energii łamania i właściwości mechanicznych.

Po porównaniu danych z powyższych tabel z danymi ze skryptu otrzymujemy następujące kategorie stali:

Wstępna ocena spawalności.

Spawalnością nazywa się przydatność metalu o danej wrażliwości na spawanie do utworzenia w określonych

warunkach spawania złącza metalicznie ciągłego o wymaganej użyteczności.

Przy badaniu spawalności materiału rodzimego SWW ocenia się:

Skłonność do tworzenia się pęknięć na zimno.

    1. Wrażliwość na pękanie na zimno SWW należy obliczyć na podstawie wyników analizy ze wzoru:

    2. Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5*B [ %]

    3. Stal 10GHMBA :

    4. Pcm = 0,1+0,24/30+0,8/20+0,375/20+0/60+1,2/20+0,5/15+0/10+5*0,042 = 0,45775 %

    5. Stal RAEX 420 :

    6. Pcm =0,12+0,31/30+1,37/20+0,01/20+0,03/60+0/20+0,002/15+0,006/10+5*0 = 0,20058 %

    7. Stal 15 G2ANb :

    8. Pcm = 0,18+0,385/30+1,6/20+0,3/20+0,3/60+0,3/20+0,1/15+0,1+5*0 =0,32454 %

    9. Maksymalna zawartość Pcm podlega uzgodnieniu z towarzystwem klasyfikacyjnym i powinna być określona

    10. w dokumentacji uznaniowej.

    11. Przykładowe kryterium oceny odporności na pękanie zimne:

    12. TO \<20 -stal odporna

    13. TO >/ 100 -stal skłonna

    14. 20 < TO < 100 - stal częściowo skłonna

    15. gdzie TO = 1440*Pw - 392 - temperatura podgrzewania wstępnego

    16. Pw = Pcm + Hd/60 + Rfy/40000 - parametr pękania

    17. Hd - zawartość wodoru dyfundującego w ml na 100g stopiwa

    18. Rfy -współczynnik sztywności

    19. Rfy = 70*t -dla t<40mm, Rfy = 2800 dla t>40mm

    20. Pcm -parametr charakteryzujący kruchość

    21. Stal 10GHMBA:

    22. Pcm = 0,45775 %

    23. Hd = 5 ml/100g

    24. Rfy = 12 mm

    25. Pw = 0,45775 + 5/60 + 12/40000 = 0,54145

    26. TO = 1440*0,54145 - 392 = 387,688

    27. Stal RAEX 420:

    28. Pcm = 0,20058 %

    29. Hd = 5 ml/100g

    30. Rfy = 12 mm

    31. Pw = 0,20058 + 5/60 + 12/40000 = 0,28428

    32. TO = 1440*0,28428 - 392 = 17,3632

    33. Stal 15G2ANb:

    34. Pcm = 0,32454 %

    35. Hd = 5 ml/100g

    36. Rfy = 12 mm

    37. Pw = 0,3245 + 5/60 + 12/40000 = 0,40824

    38. TO = 1440*0,40824 - 392 = 195,8656

    39. Podsumowanie wyników:

    1. STALE :

Odporność materiału na starzenie.

Odporność na starzenie ocenia się na podstawie próby udarności próbek z materiału odkształconego

plastycznie do wartości 5 % (10%) oraz wyżarzonych w temperaturze 250 °C przez 30 min.

Energia uderzenia nie powinna w tym przypadku zmniejszyć się więcej niż o 50 %.

Parametry ulepszania cieplnego.

Proces ulepszania cieplnego polega na następujących po sobie procesach hartowania i odpuszczania

w celu uzyskania optymalnych dla określonego celu właściwości mechanicznych.

Stal:

Poddawane hartowaniu i odpuszczaniu wysokiemu (500°C-680°C)

Stal:

Poddana hartowaniu, odpuszczaniu i obróbce cieplno-plastycznej.

Analiza.

Obserwacja próbek pod mikroskopem odbyła się w powiększeniu:

Wnioski.

szybkości chłodzenia oraz warunków przemiany austenitu.

niezmiennych właściwościach plastycznych

Pomniejszeniu wad służy ulepszanie cieplne (wtedy twardość i wytrzymałość zmaleją)

6

1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ćw7 - Badania stali po obróbce plastycznej, Wstępy na materiałoznawstwo
2 12 Zastosowanie stali konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymał
ćw8 - Badanie stali odpornych na korozję, Wstępy na materiałoznawstwo
Badanie wytrzymałości beleczek cementowych na zginanie i ściskanie
ćw6 - Badania mikroskopowe stali po obróbce cieplnej, Wstępy na materiałoznawstwo
ćw5 - Badanie stali konstrukcyjnych, Wstępy na materiałoznawstwo
Badanie stali na rozciąganie moduł odkształcalności stali
2 12 Zastosowanie stali konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymał
badania stali stopowych
Badanie wpływu rozruchu bezoporowego i hamowania rekuperacyjnego na zużycie energii
Badanie i ocena wpływu oddziaływania wybranych czynników na nośność łożyska hydrodynamicznego
Badanie kabla wysokiego napięcia, SPRAWOZDANIA czyjeś
Badanie kabla wysokiego napięcia v4, POLITECHNIKA LUBELSKA
Badanie drgań wymuszonych o dwóch stopniach swobody na przykładzie wymuszonych siłą harmoniczną drga
Badanie kabla wysokiego napięcia v4, POLITECHNIKA LUBELSKA
Badanie drgań wymuszonych o dwóch stopniach swobody na przykładzie wymuszonych siłą harmoniczną drga
Sprawozdanie- Badanie stali konstrukcyjnych niestopowych, PG inżynierka, Semestr 2, Materiałoznawstw
Wytrzymałość równoważna fibrobetonu na zginanie
Mechanika budowli, wytrzymałosc 2, (brak odpowiedzi na pyt

więcej podobnych podstron