15.3 Випробування вуглецевої сталі на ударну в’язкість

Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення ударної в’язкості сталі ті його практичне виконання.

Прилади та обладнання: маятниковий копр, брусок квадратного перетину з надрізом посередині, штангенциркуль.

Ударна в’язкість металу визначається роботою, витраченою на злом зразка та віднесеною до робочого перетину зразка в місці надрізу.

Випробування на в’язкість проводять на маятниковому копрі (рис. 15.4) до руйнування стандартного зразка. Зразок має форму бруска квадратного перетину з надрізом посередині (рис. 15.5).

β

Рисунок 15.4 – Схема маятникового копра

Рисунок 15.5 – Схема випробування стандартного зразка на ударну в’язкість

Зразок обмірюють штангенциркулем або мікрометром з точністю до 0,05 мм, встановлюють надрізом у бік, протилежний удару, точно супротив вістря ножа маятника. За кутами відхилення, масою маятника та його розмірами можна обчислити роботу, витрачену на злом зразка, з точністю до 0,1 кгсм. Роботу удару (А_З) після руйнування зразка визначають за шкалою (в кгсм) або за кутами зліту (в градусах) маятника. Значення роботи удару

, (15.3)

де Р – маса маятника, кг;

l – довжина маятника (тобто відстань від його осі до центра тяжіння, м;

 та  – кути підйому маятника відповідно до і після злому зразка, град.

Величину А_З в обох випадках обчислюють з точністю до 0,1 кгсм.

Ударна в’язкість, Дж/м² (кгсм/см²)

, (15.4)

де А_З – робота удару, витрачена на злом зразка, Дж або кгсм;

F – площа поперечного перетину зразка в місці надрізу до випробування, см².

Значення а_З обчислюють з точністю до 0,1 кгсм/см².

Результати випробування ударної в’язкості заносять до лабораторного журналу (табл. 15.4).

Таблиця 15.4 – Визначення ударної в'язкості сталі

Показники	Розмірність	Результати
		І	ІІ	ІІІ
1	2	3	4	5
Розміри зразка Товщина ширина висота Площа поперечного перерізу в місці надрізу Вага маятника (Р) Довжина маятника (відстань від його осі до центра тяжіння), м Робота (АЗ), витрачена на руйнування зразка Ударна в’язкість сталі Середній результат	см см см см2 кгс м м кгс·м кгсм/см2 кгсм/см2

Форма звіту: лабораторний журнал.

Лабораторна робота 16

НЕРУЙНУЮЧІ методи випробувань

будівельних матеріалів

Мета виконання робіт 16.1.3-16.3.1 полягає в ознайомленні з основними принципами та методами визначення міцності матеріалів сучасними неруйнучими методами.

Форма звіту: оформлення лабораторного журналу.

16.1 МЕХАНІЧНІ НЕРУЙНУЮЧІ методи випробувань

16.1.1 Метод визначення міцності молотком Фізделя

Мета роботи: ознайомлення з неруйнучим методом визначення міцності за допомогою молотка Фізделя та практичне його виконання.

Прилади та обладнання: молоток Фізделя, штангенциркуль.

Метод визначення міцності бетону без руйнування за допомогою молотка Фізделя заснований на вимірюванні величини відбитка кульки від її удару об матеріал, що випробується, та знаходження міцності за тарувальною кривою.

Інженеру Фізделю належить ідея визначення міцності будівельної конструкції без руйнування із застосуванням молотка, оснащеного в боковій частині завальцованою легко обертаючоюся кулькою, що видно на рис. 16.1.

Метод визначення міцності полягає в наступному.

Загостреною частиною молотка з поверхні виробу видаляється неміцний шар затверділого цементного молочка. По найбільш навантажених ділянках площею не менш 100 см² наноситься 5-10 ліктьових ударів молотком, розташованих один від одного на відстані не менш 30 мм. Вимірюють діаметри відбитків кульки на виробі та обчислюють середнє арифметичне значення. Виріб (стандартний зразок бетону або іншого будівельного матеріалу) випробують на міцність під час стиснення за відповідним стандартним методом. За результатами випробувань будують тарувальну криву, де по осі абсцис відкладають міцність при стиску виробу (кгс/см², МПа), а по осі ординат середній діаметр відбитка кульки (мм), згідно з рис. 16.2.

1 – сталева кулька; 2 – молоток; 3 – рукоятка

Рисунок 16.1 – Схема кулькового молотка Фізделя

Міцність при стиску, кгс/см²

Рисунок 16.2 – Градуювальна залежність (тарувальна крива)

Під час подальших випробувань будівельних конструкцій, одержаних з тих самих компонентів, що і на стадії попередніх випробувань, за тарувальною кривою та середнім діаметром відбитка легко та швидко визначають міцність будівельної конструкції.

Метод визначення міцності за допомогою молотка Фізделя має позитивні якості та недоліки.

Позитивні якості:

- легке та швидке визначення міцності виробів;

- недороге та доступне інструментальне оснащення;

- легке та швидке набуття навичок обслуговуючим персоналом.

Недоліки методу:

- використання неконтрольованої сили удару;

- визначення міцності виробів тільки з їх поверхні.

Форма звіту: лабораторний журнал.