Podstawy teoretyczne

Próbę udarności przeprowadza się na młotach wahadłowych typu Charpy, przeznaczonych do badań próbek podpartych swobodnie na obu końcach. W zależności od rodzaju badanego materiału i rozmiarów próbki, stosuje się młoty o zakresach 2500 J, 750 J, 300 J, 150 J, 100 J, 70 J, 30 J, 10 J, 5 J i 0,4 J, przy czym przeważnie każdy z nich można nastawić na dwa zakresy. Zasadniczą częścią młota jest wahadło złożone z ramienia, na końcu którego zawieszony jest główny ciężar w postaci płaskiej tarczy. Wahadło przed próbą podnosi się ręcznie lub przy dużych młotach za pomocą silnika do górnego początkowego położenia określonego kątem. Przy swobodnym opadaniu wahadła, w położeniu pionowym posiada ono

największą energię kinetyczną, której wartość jest cechą charakterystyczną danego młota, zależną od jego rozmiarów i konstrukcji. Pracę uderzenia, odpowiadającą energii zużytej na złamanie próbki określa wzór:

K=mgr (cosβ - cosα)

gdzie:

m - masa wahadła młota

R - odległość od osi wahadła młota do środka próbki ustawionej na podporach

β - kąt wychylenia wahadła młota po złamaniu próbki

α - kąt wychylenia wahadła młota w położeniu początkowym (na ogół = 160˚).

Praktycznie wielkość pracy K odczytuje się wprost w [J] na odpowiedniej skali, po której po-rusza się wskazówka wprawiana w ruch przez ramię wahadła i pokazująca jego położenie krańcowe. Do górnej części jednej z kolumn przyłączona jest zapadka, na której może być zawieszone wahadło przed próbą.

Schemat młota wahadłowego firmy Losenhausen: 1.Podstawa, 2.Kolumny, 3.Wahadło, 4.Ramię wahadła, 5.Tarcza, 6.Zapadka, 7.Podpory, 8.Próbka, 9.Wskazówka, 10. Dźwignia, 11.Tarcza pomiarowa, 12.Dźwignia hamulca, 13.Hamulec

Opracowanie wyników

Próba udarowego zginania (udarności)

Próba udarności polega na złamaniu jednokrotnym uderzeniem młota wahadłowego próbki z karbem, podpartej swobodnie obydwoma końcami na podporach młota oraz pomiarze pracy uderzenia, odpowiadającej energii zużytej na złamanie próbki. Według obowiązującej normy PN-79/H-04370 udarność KC oblicza się w [J/ cm²] wg wzoru:

gdzie:

K - praca uderzeniowa

S₀ - powierzchnia początkowa przekroju próbki w miejscu karbu

K = 4 [kGm] = 39,2266 [J]

S₀ = 76,23 [J/mm²]

Wyniki próby

Wymiary próbki karbu				S0	Rozstaw podpór	K	KC	złom
szer. [mm]	dług. [mm]	głęb. [mm]	prom. [mm]	[cm^2]	[mm]	[J]	[J/ cm^2]
9,9	55	1,64	2	0,7623	35	39,4466	51,4582	mieszany

Wnioski

Próba udarowa, przebiega bardzo szybko, co uniemożliwia dokładną obserwację i analizę zachowania materiału podczas próby. Ma duże znaczenie dla kontroli jakości obróbki cieplnej i plastycznej. Skłonność materiału do stanu kruchości (mała udarność) po obróbce cieplnej lub plastycznej, może być spowodowana wytworzeniem się struktury gruboziarnistej (przegrzanie, rekrystalizacja), kruchością odpuszczania lub też innymi wadami wynikającymi z nieprawidłowego przebiegu procesu ulepszania danego materiału. W podobny sposób wpływa na udarność zjawisko starzenia się stali.

Ujemną stroną próby udarności jest duża zależność jej wyników nie tylko od własności mechanicznych badanego materiału, lecz i od warunków przeprowadzenia próby (szybkość obciążenia, temperatura, dokładność ustawienia próbki itp.) i wykonania samych próbek a w szczególności karbu.

Sekcja I

Grupa II

Kierunek: ZiIP

Wydział: MT

Semestr: IV

Katedra Wytrzymałości Materiałów

i Metod Komputerowych Mechaniki

Temat:

Próba udarowego zginania (udarność)

Sprawozdanie przygotowali:

Pisarski Krzysztof

Pradelok Rafał

Pudlo Krzysztof

Panek Agnieszka

Rok 2008/2009