Nazwisko i imię
advertisement
Nazwisko i imię Grupa Data Zespół Ocena Rok akademicki 2002/2003 Podpis ĆWICZENIE nr 14 Statyczna próba rozciągania metali Sprawozdanie winno zawierać: opracowanie odpowiedzi dla wszystkich podanych w sprawozdaniu zadań Zakres wiedzy: zjawiska strukturalne zachodzące podczas odkształcenia metalu w zakresie sprężystym oraz plastycznym, podstawowe wielkości wyznaczane w statycznej próbie rozciągania- E, Re, Rp0,2, Rm , A, Z oraz interpretacja prawa Hooke’a, główne czynniki materiałowe wpływające na wyniki statycznej próby rozciągania, próba udarności - przebieg próby, rodzaje próbek, podstawowe metody pomiaru twardości materiałów metalowych – próby: Brinella, Rockwella oraz Vickersa przykłady materiałów metalowych o zróżnicowanej wytrzymałości, udarności oraz twardości znaczenie informacji o podstawowych właściwościach mechanicznych materiałów konstrukcyjnych w technice Literatura: 1. Dobrzański L.A. : Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa 1996 2. M.F. Ashby, D.R.H.Jones: Materiały Inżynierskie- Właściwości i zastosowania, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995 3. Próba rozciągania metali PN-EN 10002-1+AC1 4. Pomiar twardości metodą Rockwella PN5. Pomiar twardosci metodą Vickersa PN6. Pomiar twardosci metodą Brinella PN7. Pomiar udarności w temperaturze pokojowej PNopracował: Stanisław M. Pytel PRÓBA ROZCIĄGANIA Do zajęć laboratoryjnych przygotowano po dwie cylindryczne próbki o średnicy przekroju Do wykonane z różnych gatunków materiałów metalowych. Przy zastosowaniu maszyny wytrzymałościowej wspomaganej komputerowo przeprowadzono statyczną próbę rozciągania (po jednej próbce z każdego gatunku materiału). Dla każdej próbki otrzymano komputerową bazę danych charakteryzującą zależność: siła rozciągająca - F [kN] oraz bezwzględne wydłużenie próbki - L [mm]. Następnie przy zastosowaniu programu EXCEL opracowano wyniki wszystkich pomiarów w postaci bazy danych ( przykład w instrukcji dla stali gatunku 15). Dodatkowo wyniki przedstawiono graficznie w postaci zbioru zależności F = f(L) czyli tzw. krzywych rozciągania, a ponadto = (), gdzie: = F/So [MPa] - umowne naprężenie rozciągające; = L/Lo [%] – względne wydłużenie próbki. Oba wykresy przedstawiono dla każdego gatunku materiału w instrukcji do ćwiczenia. Tabela 1. Wyniki wymiarów próbek oraz podstawowych wielkości statycznej próby rozciągania Nr Próbki Materiał Stan Lo Lu Do [mm] Du So Su [mm2] A5 Z [%] Fe Fm [kN] Fu Re/R0.2 Rm Ru [N/mm2] P1 P2 P3 P4 Zadanie 1. W każdej z dostarczonych do badań czterech próbkach (P1, P2, P3, P4) zmierzyć suwmiarką średnicę początkową - Do oraz podać początkowa długość bazy pomiarowej próbki – Lo. Wyniki pomiarów zapisać w tabeli 1. Na podstawie instrukcji do ćwiczeń należy w tabeli 1 podać gatunek oraz stan technologiczny wybranych do badania materiałów. Zadanie 2. Przeprowadzić statyczną próbę rozciągania próbki P1 na śrubowej maszynie wytrzymałościowej do momentu utraty spójności materiału. W trakcie próby wyznaczyć największą siłę rozciągającą - Fm oraz siłę zerwania próbki- Fu ( na postawie odczytu z czujnika zegarowego maszyny wytrzymałościowej). Po zerwaniu próbki zmierzyć wielkości Du oraz Lu i zapisać je w tabeli 1. Zadanie3. Na podstawie komputerowej bazy danych lub wykresów F= f (L) przedstawionych w instrukcji do ćwiczenia wyznaczyć wartości liczbowe podstawowych wielkości dla pozostałych trzech próbek wykonanych z różnych gatunków materiałów i zapisać je w tabeli 1. Zadanie 4: Wyjaśnić (pisemnie oraz graficznie) dla jakich materiałów konstrukcyjnych zachodzi podczas statycznej próby rozciągania konieczność wyznaczania umownej granicy plastyczności R0.2 zamiast wyraźnej granicy plastyczności Re. Odpowiedź: ....................................................................... ........................................................................ ......................................................................... ....................................................................... ........................................................................ ......................................................................... .............................................................................. ....................................................................... ......................................................................... .............................................................................. Zadanie 5. Napisać prawo Hooke’a , a następnie na podstawie przedstawionych w instrukcji wykresów rozciągania podać orientacyjnie dla każdej z zebranych w tabeli 1 próbek zakres obciążenia dla którego ta zależność jest spełniona. Odpowiedź: Prawo Hooke’a : Gdzie: - .......................................... E- .......................................... - ............................................. P1 =...........N/mm2] P2= ...............[N/mm2] P3=.................[N/mm2] P4=...............[N/mm2] Zadanie 6. Na podstawie komputerowej bazy danych lub podanych w instrukcji wykresów F=f(L) wyznaczyć dla dwóch próbek z różnych materiałów konstrukcyjnych moduł Younga – E . Wielkość ta jest definiowana jako stosunek przyrostu naprężenia – R do odpowiadającego mu przyrostu wydłużenia względnego = L/Lo w zakresie, w którym krzywa rozciągania jest odcinkiem linii prostej (czyli w zakresie prawa Hooke’a). Odpowiedź: Próbka - ........ E = .............. Próbka - ........ E = ............. Zadanie 7. Wyjaśnić jakie czynniki mikrostrukturalne decydują o wartości modułu Younga – E. Podaj kilka przykładów materiałów konstrukcyjnych charakteryzujących się wartościami modułu Younga różniącymi się od modułu Younga dla stali konstrukcyjnej ES = 2.1*102 [N/mm2] Odpowiedź: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ Przykłady materiałów konstrukcyjnych E > Es I) ......................................................... II) ........................................................ III) ....................................................... Przykłady materiałów konstrukcyjnych E< Es I) ......................................................... II) ........................................................ III) ........................................................
