pobieranie: 04_dylatometria
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: METODY I TECHNIKI BADAŃ TWORZYW METALICZNYCH ĆWICZENIA LABORATORYJNE DYLATOMETRIA
1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie rodzajów i zasad działania dylatometrów, metodyki badań oraz interpretacji wyników badań dylatometrycznych. 2. Wprowadzenie Ciała stałe składają się z atomów wykonujących ruch oscylacyjny wokół średnich położeń. Na energię atomu składają się, równe sobie, energie potencjalna i kinetyczna. Równoważenie się sił przyciągania i odpychania w ruchu drgającym, wyznacza średnią odległość pomiędzy atomami i jednocześnie minimum energii całkowitej. Ze wzrostem temperatury wzrasta energia i amplituda drgających atomów. Rośnie zatem średnia odległość pomiędzy nimi a więc również objętość ciała stałego. Przemianom fazowym w metalach i stopach metali, takim jak przemiany alotropowe, wydzielanie i rozpuszczanie w stanie stałym, towarzyszy zmiana objętości właściwej oraz zmiana współczynnika rozszerzalności liniowej i objętościowej. Powyższe zmiany wykorzystuje się w badaniach dylatometrycznych będących jedną z metod analizy cieplnej. Badania dylatometryczne polegają na pomiarze zmian wymiarów (zwykle jednego wymiaru) próbki materiału w funkcji temperatury, czasu lub jednocześnie temperatury i czasu. Konstrukcje dylatometrów różnią się od siebie zasadniczo sposobem pomiaru wydłużenia. Dylatometr różnicowy rejestruje zmianę różnicy wydłużenia pomiędzy próbką wzorcową a próbką badaną. Dylatometr bezwzględny rejestruje bezpośrednio powiększoną zmianę wydłużenia próbki badanej. Celem badań dylatometrycznych jest wyznaczenie temperaturowego i czasowego początku i końca przemian fazowych zachodzących podczas założonych zabiegów cieplnych poprzez naśladowanie tych zabiegów w dylatometrze. Oznacza to np. możliwość opracowania wykresów kinetyki przemian przechłodzonego austenitu (wykresy CTPc i CTPi) oraz badanie przemian zachodzących podczas odpuszczania stali. Dylatometr jest także dobrym urządzeniem do wyznaczania współczynników rozszerzalności liniowej ciał stałych. Tego rodzaju badania przeprowadza się w próbie nagrzewania ze znormalizowaną szybkością. 3. Przebieg ćwiczenia Do ćwiczeń zastosowane zostaną dylatometry bezwzględne IMŻ DO 105 oraz FEUTRON 4330. W pierwszej kolejności należy wyznaczyć temperatury krytyczne różnych gatunków stali w próbie nagrzewania ze stałą szybkością. Następnym zadaniem będzie zbadanie kinetyki przemian przechłodzonego austenitu stosując różne szybkości chłodzenia lub przystanki izotermiczne. Ostatnim zadaniem jest obliczenie współczynników rozszerzalności liniowej: średniego od temperatury otoczenia do temperatury początku przemiany A1 oraz średnie w zakresach co 100°C.
4.
Zagadnienia
− Podstawa fizyczna rozszerzalności cieplnej ciał stał stałych. − Metodyka wyznaczania temperatur krytycznych w próbie nagrzewania i chłodzenia. − Rodzaje i zasada działania dylatometrów.
04_dylatometria
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA PRZEDMIOT: METODY I TECHNIKI BADAŃ TWORZYW METALICZNYCH ĆWICZENIA LABORATORYJNE DYLATOMETRIA
1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie rodzajów i zasad działania dylatometrów, metodyki badań oraz interpretacji wyników badań dylatometrycznych. 2. Wprowadzenie Ciała stałe składają się z atomów wykonujących ruch oscylacyjny wokół średnich położeń. Na energię atomu składają się, równe sobie, energie potencjalna i kinetyczna. Równoważenie się sił przyciągania i odpychania w ruchu drgającym, wyznacza średnią odległość pomiędzy atomami i jednocześnie minimum energii całkowitej. Ze wzrostem temperatury wzrasta energia i amplituda drgających atomów. Rośnie zatem średnia odległość pomiędzy nimi a więc również objętość ciała stałego. Przemianom fazowym w metalach i stopach metali, takim jak przemiany alotropowe, wydzielanie i rozpuszczanie w stanie stałym, towarzyszy zmiana objętości właściwej oraz zmiana współczynnika rozszerzalności liniowej i objętościowej. Powyższe zmiany wykorzystuje się w badaniach dylatometrycznych będących jedną z metod analizy cieplnej. Badania dylatometryczne polegają na pomiarze zmian wymiarów (zwykle jednego wymiaru) próbki materiału w funkcji temperatury, czasu lub jednocześnie temperatury i czasu. Konstrukcje dylatometrów różnią się od siebie zasadniczo sposobem pomiaru wydłużenia. Dylatometr różnicowy rejestruje zmianę różnicy wydłużenia pomiędzy próbką wzorcową a próbką badaną. Dylatometr bezwzględny rejestruje bezpośrednio powiększoną zmianę wydłużenia próbki badanej. Celem badań dylatometrycznych jest wyznaczenie temperaturowego i czasowego początku i końca przemian fazowych zachodzących podczas założonych zabiegów cieplnych poprzez naśladowanie tych zabiegów w dylatometrze. Oznacza to np. możliwość opracowania wykresów kinetyki przemian przechłodzonego austenitu (wykresy CTPc i CTPi) oraz badanie przemian zachodzących podczas odpuszczania stali. Dylatometr jest także dobrym urządzeniem do wyznaczania współczynników rozszerzalności liniowej ciał stałych. Tego rodzaju badania przeprowadza się w próbie nagrzewania ze znormalizowaną szybkością. 3. Przebieg ćwiczenia Do ćwiczeń zastosowane zostaną dylatometry bezwzględne IMŻ DO 105 oraz FEUTRON 4330. W pierwszej kolejności należy wyznaczyć temperatury krytyczne różnych gatunków stali w próbie nagrzewania ze stałą szybkością. Następnym zadaniem będzie zbadanie kinetyki przemian przechłodzonego austenitu stosując różne szybkości chłodzenia lub przystanki izotermiczne. Ostatnim zadaniem jest obliczenie współczynników rozszerzalności liniowej: średniego od temperatury otoczenia do temperatury początku przemiany A1 oraz średnie w zakresach co 100°C.
4.
Zagadnienia
− Podstawa fizyczna rozszerzalności cieplnej ciał stał stałych. − Metodyka wyznaczania temperatur krytycznych w próbie nagrzewania i chłodzenia. − Rodzaje i zasada działania dylatometrów.
