FILM EDUKACYJNY

Spis treści

• Badania właściwości mechanicznych metali i ich stopów2Badania właściwości mechanicznych metali i ich stopów

• Próba wytrzymałości na rozciąganie - raport3Próba wytrzymałości na rozciąganie - raport

• Badanie twardości4Badanie twardości

• Badanie twardości - mapowanie twardości5Badanie twardości - mapowanie twardości

• Badanie udarności6Badanie udarności

Badania właściwości mechanicznych metali i ich stopów

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Próba wytrzymałości na rozciąganie - raport

Wyniki z przeprowadzonych badań prób rozciągania przedstawia typowy raport, na którym umieszczony jest wykres, badane parametry wytrzymałościowe i plastyczne.

R10NSEgYTuC9A

Raport z rozciągania - strona 1/3

R1QcpdzBCVq4J

Raport z rozciągania - strona 2/3

R1Q9CrXqYuGPH

Raport z rozciągania - strona 3/3

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Badanie twardości

Twardością nazywamy opór, jaki materiał stawia przy wciskaniu w niego odpowiednio dobranego wgłębnika, którym może być kulka, stożek lub ostrosłup. Pomiary twardości są powszechnie stosowane w przemyśle do kontroli jakości materiału, ze względu na swoją prostotę i korelację między twardością a wytrzymałością.

Rozróżniamy dwie metody badania wytrzymałości:

• statyczną,

• dynamiczną.

Metody statyczne polegają na powolnym wciskaniu wgłębnika przy działaniu stałej lub stopniowo rosnącej siły. Do metod statycznych należą znormalizowane metody Brinella, $\text{Rockwella}$ i $\text{Vickersa}$ oznaczane odpowiednio jako HB, HR i HV. Metoda Brinella polega na wciskaniu w materiał kulki z węglika spiekanego o odpowiedniej średnicy i przy zastosowaniu zależnej od niej siły. W metodzie $\text{Rockwella}$ jako wgłębnika używa się kuli stalowej do materiałów miękkich lub stożka diamentowego do materiałów twardych. W przedstawionej na filmie metodzie $\text{Vickersa}$, wgłębnikiem jest diamentowy ostrosłup o kącie dwuściennym wynoszącym $\text{136°}$, wciskany odpowiednią siłą. Liczbę twardości obliczamy jako stosunek siły do pola powierzchni odcisku.

Metoda dynamiczna polega na wciskaniu wgłębnika poprzez uderzenie.

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Badanie twardości - mapowanie twardości

W trakcie pomiaru twardości można ustawić pomiar wielu punktów twardości, czyli przeprowadzić tzw. mapowanie twardości. Tego typu pomiary stosuje się np. dla materiałów utwardzanych powierzchniowo. Przed rozpoczęciem pomiaru mapowania twardości w programie ustawia się:

• odległość między kolejnymi punktami (zgodnie z normą, odległość ta powinna wynosić $\text{0,1 mm}$),

• pokazanie krawędzi próbki,

• kierunek pomiaru.

Urządzenie - twardościomierz wyposażone jest w kilka obiektywów oraz kamerę makro umożliwiającą podgląd próbki tuż przed rozpoczęciem pomiaru. Jest to moment, w którym można dokonać jeszcze regulacji ostrości. Pomiar twardości, także ten z tworzeniem mapy twardości, jest całkowicie automatyczny, po uprzednim jego zaprogramowaniu (podaniu rodzaju stosowanego wgłębnika, ilości punktów pomiarowych, odległości między punktami, minimalnej oraz maksymalnej głębokości pomiaru (uzależnionej od danych producenta badanego produktu) oraz wartości limitu twardości.

RzaWMlt2i1fcn

Umieszczenie próbki w urządzeniu

R11DwMgxOY939

Rozpoczęcie pomiaru twardości wgłębnikiem Vickersa

R1XajhruCR2KA

Wyniki pomiaru twardości - wykres twardości dla wszystkich punktów

R13IHlKJEJYq1

Wyniki pomiaru twardości - raport rozłożenie/mapa punktów

RPcidpFkCPfqh

Wyniki pomiaru twardości - rozkład twardości

R1RpgyuBJWlN3

Wyniki pomiaru twardości - tabela wartości twardości w poszczególnych punktach

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Badanie udarności

Udarnością nazywamy miarę odporności materiału na pękanie przy obciążeniach dynamicznych, którą definiujemy jako stosunek pracy potrzebnej do złamania znormalizowanej próbki pod wpływem uderzenia, do jej przekroju poprzecznego w miejscu złamania. Udarność materiału silnie zależy od kształtu młota użytego do łamania i kształtu próbki, dlatego próba musi być przeprowadzona w warunkach standardowych zgodnie z normą PN‑EN ISO $\text{148-1:2017-02}$.

Próbki wykorzystywane w badaniu udarności oraz budowa młota Charpy'ego

Oprócz kształtu próbki i karbu znaczny wpływ na udarność ma temperatura badania. W metalach obserwuje się spadek udarności wraz z obniżeniem temperatury. W stalach spadek ten następuje w sposób nagły w wąskim zakresie temperatur. Temperatura, przy której występuje to zjawisko nazywana jest temperaturą przejścia w stan kruchy oznaczanej jako FATT. Dlatego też materiały przeznaczone do pracy w warunkach dynamicznych powinny być poddawane badaniu nie tylko w temperaturze pokojowej, ale także w temperaturach obejmujących zakres pracy materiału. Istotnym elementem badania udarności jest obserwacja przełomów, z których wyglądu można wyciągnąć wiele wniosków dotyczących jakości materiału. Rozróżniamy przełomy kruche i plastyczne.

Na poniższych zdjęciach widzimy przełomy próbek udarnościowych z karbem V badanych w różnych temperaturach. W tym przypadku wyznaczany jest tzw. FATT 50/50, czyli szukana jest temperatura, gdzie udział przełomu kruchego do plastycznego jest w stosunku 50/50.

Rsc6B7NnHnKxk

Przełomy próbek udarnościowych z karbem V badanych w różnych temperaturach

RO1tcdDkYtoXO

Przełom próbki udarnościowej badanej w temperaturze $+20°\mathrm{C}$

RssUf3n4iByg5

Przełom próbki udarnościowej badanej w temperaturze $+40°\mathrm{C}$

R7Jpd2QnoXEmh

Przełom próbki udarnościowej badanej w temperaturze $+60°\mathrm{C}$

R1aRbfeqdCxIr

Przełom próbki udarnościowej badanej w temperaturze $+80°\mathrm{C}$

RSvOgEHiyrUuv

Przełom próbki udarnościowej badanej w temperaturze $+100°\mathrm{C}$

Powrót do spisu treści1Powrót do spisu treści

Powiązane ćwiczenia