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.
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:
K – praca uderzeniowa
S0 – powierzchnia początkowa przekroju próbki w miejscu karbu
K = 4 [kGm] = 39,2266 [J]
S0 = 76,23 [J/mm2]
próbki karbu
S0
Rozstaw podpór
złom
szer.
[mm]
dług.
głęb.
prom.
[cm2]
[J]
[J/ cm2]
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
i Metod Komputerowych Mechaniki
Temat:
Próba udarowego zginania (udarność)
Sprawozdanie przygotowali:
Pisarski Krzysztof
Pradelok Rafał
Pudlo Krzysztof
Panek Agnieszka
Rok 2008/2009
pradzik_666