(Microsoft PowerPoint - 11 W\243A\214CIWO\214CI MATERIA\243

WŁAŚCIWOŚCI
MATERIAŁÓW – metody
badań
Statyczna próba rozciągania metali
Najbardziej rozpowszechniona, prosta, dokładna i dość
wszechstronna jest próba rozciągania metali, którą
wykonuje się wg PN-EN 10002-1:2004.
Celem próby jest wyznaczenie:
1) umownej granicy sprężystości,
2) wyraźnej lub umownej granicy plastyczności
3) wytrzymałości na rozciąganie,
4) naprężenia rozrywającego,
5) wydłużenia,
6) przewężenia,
7) modułu sprężystości wzdłużnej
Własności mechaniczne przy
rozciąganiu
• Wytrzymałość na rozciąganie Rm =
Fm/S0
• Granica plastyczności Re = Fe/S0
• Wydłużenie A = ∆L/L0
• Przewężenie Z = ∆S/S0
• Naprężenie jednostkowe σ = F/S0
• Wydłużenie jednostkowe ε = ∆L/L0
Wyraźna granica Re
Brak wyraźnej granicy Re
Stal węglowa
Inne próby
• Przy ściskaniu
• Przy zginaniu
• Przy skręcaniu
Próby twardości
•
•
•
•
Statyczne
Dynamiczne
Zarysowania
Ścieralności
Próby statyczne
•
•
•
•
Brinella
Vickersa
Knoopa
Rockwella
Metoda Brinella
• Kulka z węglików spiekanych 1-10 mm HBW
(także stalowa hartowana - HB)
Twardość metalu HBW wyznacza się jako stosunek obciążenia wgłębnika siłą F
do powierzchni czaszy odcisku z wzoru:
HBW =
0,102 × 2 F
π × D( D − D 2 − d 2 )
Metoda Vickersa
• Ostrosłup diamentowy α=136°
o podstawie kwadratu
• F od 1,96 do 980 N
Wartość liczbową twardości wyrażaną w skali Vickersa
HV otrzymuje się dzieląc siłę F przez pole powierzchni
bocznej odcisku A :
0,102 × 2 F × sin α / 2
F
HV =
≅ 0,189 2
2
d
d
d – średnia arytmetyczna wartości przekątnych d1 i d2 , [mm],
α - 136° kat pomiędzy przeciwległymi ścianami ostrosłupa wgłębnika.
Zapis HV 30 oznacza, iż próbę przeprowadzono przy obciążeniu równym 30 kG.
Obciążenia używane przy próbie Vickersa są znormalizowane i wynoszą: 1, 5, 10,
20, 30, 50 i 100 kG lub odpowiednie obciążenie w N.
Metoda Knoopa
• Wgłębnik diamentowy
• Do pomiaru twardości
cienkich warstw
Metoda Knoopa polega na wciskaniu w materiał diamentowego ostrosłupa o
podstawie rombu, siłą od 0,09807 N do 9,807 N .
Twardość Knoopa HK wyznacza się jako iloraz siły obciążającej przez pole
rzutu powierzchni odcisku.
Zastosowanie nieco niższych nacisków jednostkowych niż w metodzie
Vickersa umożliwiło zastosowanie metody Knoopa do pomiaru twardości
materiałów kruchych, takich jak szkło czy ceramika.
Metoda Rockwella
Pomiar twardości sposobem Rockwella wg PN-EN ISO
6508-1:2007 wykonuje się przy użyciu jako wgłębnika:
stożka diamentowego do pomiaru twardości wg skali A i C w
zakresach 20-88 HRA, 20-70 HRC,
kulki stalowej o twardości nie mniejszej niż 850 HV10 i średnicy:
1,588 mm do pomiaru twardości wg skali B w zakresach 20-100 HRB,
Pomiar polega na dwustopniowym wciskaniu w badaną
próbkę wgłębnika przy określonych w normie warunkach i
pomiarze trwałego przyrostu głębokości odcisku h po
odciążeniu
Próby udarności
• Próby udarności są próbami dynamicznymi.
Obciążenie działa gwałtownie – uderzeniowo.
• Celem prób udarnościowych jest określenie
wpływu szybkiego (dynamicznego) obciążenia
na własności mechaniczne materiału.
• Najczęściej przeprowadzane są: próba
udarowego zginania (próba udarności) i
udarowa próba rozciągania, a bardzo rzadko
próby udarowego ściskania czy skręcania.
•
Powszechnie stosowana próba udarności
polega na złamaniu jednym uderzeniem
wahadłowego młota - Charpy`ego – próbki z
karbem, podpartej swobodnie na obu końcach
i pomiarze pracy jej złamania.
K – praca potrzebna do złamania próbki [J]
S0 – powierzchnia początkowa przekroju poprzecznego w miejscu karbu [cm2]
K = m•g•h1-m•g•h2 = m•g•(h1-h2) [J]