1. Próbki do badań 2. Maszyna do badań

WƌŽũĞŬƚǁƐƉſųĨŝŶĂŶƐŽǁĂŶLJƉƌnjĞnjhŶŝħƵƌŽƉĞũƐŬČnjĞƑƌŽĚŬſǁƵƌŽƉĞũƐŬŝĞŐŽ&ƵŶĚƵƐnjƵZŽnjǁŽũƵZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽ
ǁƌĂŵĂĐŚZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽWƌŽŐƌĂŵƵKƉĞƌĂĐLJũŶĞŐŽtŽũĞǁſĚnjƚǁĂKƉŽůƐŬŝĞŐŽŶĂůĂƚĂϮϬϬϳʹϮϬϭϯ
Η/ŶǁĞƐƚƵũĞŵLJǁdǁŽũČƉƌnjLJƐnjųŽƑđΗ
1. Próbki do badań
Do badań przeznaczono trzy próbki z ze stali S355J2+N wycięte z bimetalu (Stal-Tytan) po
obróbce termicznej oraz dwie próbki z materiału nakładanego Tytan Grade 1 wycięte z płyty o
grubości 10 mm. Próbki tytanowe poddano takiemu samemu procesowi obróbki cieplnej jaki
zastosowano dla bimetalu. Wymiary i kształt badanych próbek przedstawiono na rysunku 1.
Rys.1. Wymiary i kształt próbek
2. Maszyna do badań
Badania wykonano na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej do testów rozciągania, ściskania
i zginania WAW-1000E (Rys.2) o następujących podstawowych parametrach:
Maksymalna siła: 1000kN
Dokładność pomiaru siły: ≤±1%
Dokładność pomiaru wydłużenia: ≤±1%
Napęd: hydrauliczny
Do pomiaru odkształceń wykorzystano ekstensometr o bazie pomiarowej 50mm i zakresie
pomiarowym 50% (Rys.2).
2
WƌŽũĞŬƚǁƐƉſųĨŝŶĂŶƐŽǁĂŶLJƉƌnjĞnjhŶŝħƵƌŽƉĞũƐŬČnjĞƑƌŽĚŬſǁƵƌŽƉĞũƐŬŝĞŐŽ&ƵŶĚƵƐnjƵZŽnjǁŽũƵZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽ
ǁƌĂŵĂĐŚZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽWƌŽŐƌĂŵƵKƉĞƌĂĐLJũŶĞŐŽtŽũĞǁſĚnjƚǁĂKƉŽůƐŬŝĞŐŽŶĂůĂƚĂϮϬϬϳʹϮϬϭϯ
Η/ŶǁĞƐƚƵũĞŵLJǁdǁŽũČƉƌnjLJƐnjųŽƑđΗ
Rys.2. Zdjęcie maszyny WAW-1000E
Rys.3. Ekstensometr
3. Wyniki badań
Na rysunkach 4 -6 zamieszczono wykresy rozciągania próbek stalowych w formie zależności
między odkształceniem ε zmierzonym przez ekstensometr a naprężeniem σ. Natomiast na
rysunkach 7-8 przedstawiono analogiczne wykresy dla próbek z tytanu Grade 1.
3
WƌŽũĞŬƚǁƐƉſųĨŝŶĂŶƐŽǁĂŶLJƉƌnjĞnjhŶŝħƵƌŽƉĞũƐŬČnjĞƑƌŽĚŬſǁƵƌŽƉĞũƐŬŝĞŐŽ&ƵŶĚƵƐnjƵZŽnjǁŽũƵZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽ
ǁƌĂŵĂĐŚZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽWƌŽŐƌĂŵƵKƉĞƌĂĐLJũŶĞŐŽtŽũĞǁſĚnjƚǁĂKƉŽůƐŬŝĞŐŽŶĂůĂƚĂϮϬϬϳʹϮϬϭϯ
Η/ŶǁĞƐƚƵũĞŵLJǁdǁŽũČƉƌnjLJƐnjųŽƑđΗ
Rys.4. Wykres rozciągania próbki St01
Rys.5. Wykres rozciągania próbki St02
4
WƌŽũĞŬƚǁƐƉſųĨŝŶĂŶƐŽǁĂŶLJƉƌnjĞnjhŶŝħƵƌŽƉĞũƐŬČnjĞƑƌŽĚŬſǁƵƌŽƉĞũƐŬŝĞŐŽ&ƵŶĚƵƐnjƵZŽnjǁŽũƵZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽ
ǁƌĂŵĂĐŚZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽWƌŽŐƌĂŵƵKƉĞƌĂĐLJũŶĞŐŽtŽũĞǁſĚnjƚǁĂKƉŽůƐŬŝĞŐŽŶĂůĂƚĂϮϬϬϳʹϮϬϭϯ
Η/ŶǁĞƐƚƵũĞŵLJǁdǁŽũČƉƌnjLJƐnjųŽƑđΗ
Rys.6. Wykres rozciągania próbki St03
Rys.7. Wykres rozciągania próbki tytanowej Ti01
5
WƌŽũĞŬƚǁƐƉſųĨŝŶĂŶƐŽǁĂŶLJƉƌnjĞnjhŶŝħƵƌŽƉĞũƐŬČnjĞƑƌŽĚŬſǁƵƌŽƉĞũƐŬŝĞŐŽ&ƵŶĚƵƐnjƵZŽnjǁŽũƵZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽ
ǁƌĂŵĂĐŚZĞŐŝŽŶĂůŶĞŐŽWƌŽŐƌĂŵƵKƉĞƌĂĐLJũŶĞŐŽtŽũĞǁſĚnjƚǁĂKƉŽůƐŬŝĞŐŽŶĂůĂƚĂϮϬϬϳʹϮϬϭϯ
Η/ŶǁĞƐƚƵũĞŵLJǁdǁŽũČƉƌnjLJƐnjųŽƑđΗ
Rys.7. Wykres rozciągania próbki tytanowej Ti02
Zauważono dwie cechy charakterystyczne; (i) próbki z badanej stali wykazują wyraźną
granicę plastyczności; (ii) próbki z tytanu nie wykazują wyraźnej granicy plastyczności.
W tabeli 1 zamieszczono wyniki badań przeprowadzonych na próbkach stalowych.
Tabela 1. Wyniki badań próbek stalowych
Z, %
Próbka
E, GPa
ReH, MPa ReL, MPa Rm, MPa Ru, MPa A5, %
St01
208
428
422
596
387
30,5
67,0
St02
196
433
403
580
383
27,0
65,0
St03
209
435
420
593
378
30,0
65,0
Gdzie: E – moduł Younga, ReH – górna granica plastyczności; ReL- dolna granica
plastyczności; Ru – siła zrywająca, A5 – wydłużenie względne, Z – przewężenie względne
W tabeli 2 zamieszczono wyniki badań przeprowadzonych na próbkach tytanowych
Tabela 2. Wyniki badań próbek tytanowych
Rm, MPa Ru, MPa A5, %
Z, %
Próbka
E, GPa
Rp0.1 MPa Rp02, MPa
Ti01
98,1
193,1
215,4
396
247,2
48,0
61,0
Ti02
94,4
192,0
211,7
389
263,2
51,0
62,5
Gdzie: Rp0.1 – naprężenie odpowiadające odkształceniu trwałemu 0.1%; Rp0.2 – naprężenie
odpowiadające odkształceniu trwałemu 0.2% (umowna granica plastyczności)
6