1.Postawione zadanie

Obserwacja przemian fazowych zachodzących w stałym stanie skupienia za pomocą dylatometru.

Podczas badań dylatometrycznych są badane i zapisywane różnice w objętości próbki poddanej analizie w relacji temperatury bądź czasu lub obu ostatnich wielkości jednocześnie. Cieplne wydłużenie badanego ciała jest liniowe i zależy od wzrostu temperatury dT, co jest określane wzorem:

LdL = adT

gdzie poszczególne litery oznaczają:

L - długość w mierzonej temperaturze

dL - różnice długości powodowej różnicą temperatur dT

a - liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej

Krzywe, które obrazują zmiany badanej próbki wraz z temperaturą są zapisywane na urządzeniach, wspomnianych już wyżej dylatometrach. Rozróżniamy dwa typy tych urządzeń pomiarowych:

- różnicowy typu Chevendara ,który posiada rejestrację optyczną

- bezwzględne Ulbricha

2. Rysunek obrazujący wygląd dylatometru Ulbricha oraz zasada jego funkcjonowania

Próbka, przeznaczona do pomiaru dylatometrycznego umieszczana jest wpierw w wyżłobionym pręcie, wykonanym z kwarcu i nakryta wkładką z tego samego materiału mającą kontakt z prętem. W skutek działania temperatury zmieniają się liniowe parametry próbki. Różnica w jej wymiarach powoduje oddziaływanie na pręt w którym się znajduje, a ten przez układ dźwigni zapisuje uzyskane wyniki na rejestratorze.

3. Wykonie ćwiczenia

Próbkę, którą umieszczono w dylatometrze i poddano badaniu była ze stali 55 i posiadała wymiary f4mm oraz długość 50 mm. Kiedy piec osiągnął temperaturę 600°C został włączony rejestrator. Kolejno został uregulowany przepływ prądu w ten sposób, aby temperatura pieca wzrastała w ciągu minuty o stałą wartość 5°C. Rejestrowana temperatura oraz wydłużenie względne C1 jest zapisywane regularnie co minutę, aż do momentu, kiedy , kiedy piec osiągnie temperaturę 840°C, wówczas zostaje wyłączony. Piec stopniowo zaczyna się ochładzać i również podczas tego procesu odczytujemy regularnie różnice w wydłużeniu względnym D1. Otrzymane wartości są następnie naniesione na wykres w relacji różnica wydłużenia a temperatura.

4.Tabele pomiarowe

a) w trakcie ogrzewania

tu należy dołączyć tabelę z wynikami

b) w trakcie chłodzenia

tu należy dołączyć tabelę z wynikami

5. Obserwacje i wnioski

Z przeprowadzonego ćwiczenia oraz sporządzonego wykresu można wywnioskować następujące obserwacje:

- temperatura początkowa dla przemiany Ac1p podczas ogrzewania została zarejestrowana przy wartości 760°C

- temperatura końcowa dla przemiany Ac1k podczas ogrzewania została zarejestrowana przy wartości 800°C

- temperatura początkowa dla przemiany Ar1p podczas oziębiania została zarejestrowana przy wartości 680°C

- temperatura końcowa dla przemiany Ar1k podczas oziębiania została zarejestrowana przy wartości 660°C

- dzięki wykresom i porównaniu temperatur początku przemiany i jej końca wnioskujemy, że zachodzące procesy mimo tego samego materiału nie odbywają się w tych samych zakresach temperatur.

- otrzymane wartości zostały przyrównane do wykresem żelazo-węgiel, co pozwoliła na stwierdzenie, że uzyskana w ćwiczeniu struktura to austenit

Z powodu temperatury początkowej odczytanej w naszym doświadczeniu i wynoszącej 740°C ,która jest bardzo zbliżona do temperatury, w której zachodzi przemiana stali eutektoidalnej, uważa się, że badanie zostało wykonane w sposób prawidłowy, a niewielkie odstępstwa są wynikiem błędu układu pomiarowego, urządzenia rejestrującego różnicę wydłużenia lub temperatury. Bardzo znaczące jest również właściwy odczyt i interpretacja dylatogramu oraz jego stan techniczny (w tym przypadku dobry). W celu uzyskania większej pewności wykonanych pomiarów należałoby wykonać powtórne pomiary tego samego materiału, co nadałoby wynikom większą wiarygodność.

Ćwiczenie jest ciekawe i nie sprawia trudności w wykonaniu. Dzięki odbytemu ćwiczeniu możemy przewidzieć, że aby zahartować badaną przez nas stal należałoby ja nagrzać do temperatury z zakresu 790-850°C. Widać również, że materiał próbki nie będzie burzliwie zmieniał swych wymiarów (ważne dla ( np. popychaczy zaworów ) oraz własności, co pozwala przewidzieć właściwości użytkowe, a także daje pewność, że badanemu urządzeniu nie grozi podczas badania zniszczenie.