Politechnika Łódzka Wydział Mechaniczny Instytut Inżynierii Materiałowej LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH Blok nr 1 Badania Własności Mechanicznych L.p. Nazwisko i imię Nr indeksu Wydział Semestr Grupa Ocena, data, podpis 1.
Część 1 Cel ćwiczenia. Zapoznanie się z zasadami pobierania próbek do badań metalograficznych, technik wykonywania zgładów w celu ujawnienia struktury materiału. Dodatkowo zapoznanie się z różnymi rodzajami przełomów. Przebieg ćwiczenia: a) Ustalić miejsce wykonania szlifów. b) Wykonać wszystkie potrzebne czynności aż do wypolerowania i wysuszenia próbki zwracając uwagę na zmianę powierzchni po każdej czynności szlifowania i polerowania (obserwacja na mikroskopie). c) Wybrać odczynnik do trawienia próbki. d) Przeprowadzić obserwację mikroskopową wykonanego zgładu. e) Wykonać zdjęcie obserwowanej struktury. f) Opisać strukturę i sposób przygotowania szlifów. g) Zapoznać się i krótko opisać rodzaje przełomów. Opis szlifów Opis przełomów: Wymagania: Część 2 Zapoznanie sie z metodami pomiaru twardości różnych materiałów, w różnym stanie przygotowania.
1. Próba twardości według metody Vikersa objęta normą PN-EN ISO 6507-1:2007. gdzie: HV - twardość wg Vikersa F - siła obciążająca S b - pole powierzchni bocznej odcisku Wykonanie pomiaru a. Sprawdzić stan techniczny urządzenia pomiarowego b. Przygotować urządzenie do przeprowadzenia pomiaru ( dobór siły nacisku ) c. Sprawdzić temperaturę. Temperatura próby powinna wynosić 15-30 0 C d. Umieścić próbkę na stoliku przedmiotowym e Wykonać pomiar e. Określić twardość HV wg wzoru f. Wynik zestawić w tabeli Obciążenie F [N] Czas trwania obciążenia [s] Średnica odcisku a [mm] Materiał Twardość HV Obl. Tab. g. Uporządkować stanowisko pomiarowe
3. Próba twardości według metody Rockwella objęta normą PN-EN ISO 6508-1:2007. gdzie: HR - twardość wg Rockwella h - trwałe zagłębienie wgłębnika po przyłożeniu i zdjęciu obciążnika głównego K - stała dla stożka 100, dla kulki 130 Wykonanie pomiaru a. Sprawdzić stan techniczny urządzenia pomiarowego b. Przygotować urządzenie do przeprowadzenia pomiaru ( dobór siły nacisku, penetratora, skali ) c. Sprawdzić temperaturę. Temperatura próby powinna wynosić 15-30 0 C d. Umieścić próbkę na stoliku przedmiotowym e Wykonać pomiar - zbliżenie próbki do wgłębnika - ustawienie obciążenia wstępnego - obciążenie całkowitą siłą - usunięcie obciążenia pomiarowego (obciążenie wstępne pozostaje) - odczyt wyniku ze skali - usunięcie obciążenia wstępnego
f. Wynik zestawić w tabeli Skala Obciążenie F [N] Czas trwania obciążenia [s] Materiał Twardość HR Obl. Tab. g. Uporządkować stanowisko pomiarowe Część 3 Wymagania: Zapoznanie się z metodami pomiaru mikrotwardości. 1. Próba mikrotwardości. Wykonanie pomiaru a. Sprawdzić stan techniczny urządzenia pomiarowego b. Przygotować urządzenie do przeprowadzenia pomiaru ( określić wymaganą siłę nacisku) c. Sprawdzić temperaturę. Temperatura próby powinna wynosić 15-30 0 C d. Umieścić próbkę na stoliku przedmiotowym e. Wykonać pomiar (opis studenta) f. Opracować wyniki pomiaru (sporządzić wykres mikrotwardości wg otrzymanych danych ) g. Uporządkować stanowisko pomiarowe
Część 4 Pomiar młotem Charpy'ego Wymagania: Zapoznanie się z metoda pomiaru udarności młotem Charpy'ego 1. Schemat stanowiska: 1)... 2)... 3)... 4)... 5)... 6)... 7)... 8)... 2. Wykonanie pomiaru a. Sprawdzić stan techniczny urządzenia pomiarowego b. Zmierzyć wymiary próbki z uwzględnieniem miejsca karbu z dokładnością 0,05 mm c. Sprawdzić temperaturę. Temperatura próby powinna wynosić 15-30 0 C d. Sprawdzić młot. Po swobodnym opuszczeniu wahadła młota z położenia wyjściowego i wykonaniu przez wahadło jednego wahnięcia wskazówka młota powinna wskazywać na podziałce zero z dokładnością do 1J e. Próbkę ułożyć na podporach młota w sposób symetryczny wg rysunku
f. Po uderzeniu i złamaniu próbki odczytać wartość pracy uderzenia, która została zużyta na złamanie próbki lub jeśli podziałka młota jest wyskalowana w stopniach kąta wzniesienia wahadła poza położenie równowagi skorzystać ze wzoru na pracę: gdzie: R - długość robocza wahadła w mm α i β - kąt wahadła odpowiednio w położeniu zerowym i po uderzeniu g. Próbę przeprowadzono nie poprawnie jeśli: - próbka nie została przełamana lecz przeszła pomiędzy podporami - próbka nie została złamana z powodu dużej udarności materiału h. Wynik zestawić w tabelce i. Określić przełom próbki J. Wykonać konserwację urządzeń pomiarowych. 3. Tabela wyników Lp. Wymiary próbki Lxbxa [mm] Wymiar karbu hxr [mm] R [m] m [kg] g [m/s 2 ] α [ 0 ] β [ 0 ] K [J] Przełom plastyczny/kruchy [%] 1 2 4. Obliczenia: = Część 5 Pomiar metodą dynstat Wymagania: Zapoznane się z pomiarem udarności i sposobem wyznaczenia wytrzymałości na zginanie tworzyw sztucznych metodą dynstat.
Wykonanie pomiaru a) Zmierzyć wymiary próbek (szerokość i grubość) z dokładnością do 0,1 b) Zamocować w prawidłowy sposób próbkę w uchwycie. c) Ustawić wskazówkę skali aparatu w taki sposób aby w chwili zetknięcia ostrza młota z próbką wskazówka skali była w styku z młotem. d) Zamocować młot w zaczepie. e) Zwolnić młot z zaczepu. f) Odczytać na skali przyrządu wielkość pracy zużytej na złamanie próbki, w [J]. g) Powtórzyć pomiar wg zaleceń prowadzącego w celu wyznaczenia wytrzymałości na zginanie dla kolejnej próbki h) Otrzymane wyniki pomiarów zamieścić w tabeli poniżej Materiał Wymiary próbki [mm] Wielkość pracy Szerokość Grubość zużytej [J] Wytrzymałość na zginanie [MPa] 8. Uporządkować stanowisko pomiarowe Dyskusja:
...