KWALIFIKACJA MTL4 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 40.
Udarność metali i ich stopów bada się przy użyciu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Udarność określa odporność materiału na obciążenie dynamiczne i wyznacza się ją w próbie udarnościowej Charpy’ego, wykonywanej na młocie (wahadle) Charpy’ego. Pozostałe przyrządy służą do innych badań: wgłębnik do twardości, zrywarka do rozciągania, zginarka do zginania.

Pełne wyjaśnienie:

Udarność to miara zdolności materiału do pochłaniania energii podczas gwałtownego, dynamicznego obciążenia prowadzącego do pęknięcia. W praktyce laboratoryjnej udarność metali i ich stopów wyznacza się w próbie Charpy’ego, w której próbka (zwykle z karbem) jest uderzana wahadłem, a wynik wiąże się z energią zużytą na złamanie próbki. Do tego służy młot (wahadło) Charpy’ego, czyli maszyna do udarowego łamania próbek.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "wgłębnika stożkowego" używa się w badaniach twardości metodami opartymi o wciskanie wgłębnika w materiał. Twardość dotyczy odporności na odkształcenie trwałe przy nacisku, a nie odporności na udar.
  • "zrywarki" (maszyna wytrzymałościowa do rozciągania) służy do prób statycznych, takich jak rozciąganie i wyznaczanie m.in. wytrzymałości na rozciąganie czy granicy plastyczności. To inne obciążenie (zwykle wolno narastające), a nie uderzenie.
  • "zginarki" stosuje się do prób zginania lub do operacji technologicznych (gięcie), gdzie obciążenie ma charakter statyczny/technologiczny. Sama próba zginania nie jest próbą udarnościową w rozumieniu metody Charpy’ego.

W odlewnictwie znajomość próby Charpy’ego jest ważna, bo udarność pozwala ocenić skłonność materiału do kruchego pękania (np. przy niższych temperaturach) oraz wpływ struktury i obróbki cieplnej na zachowanie odlewów w warunkach dynamicznych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Udarność to miara odporności materiału na obciążenie dynamiczne (uderzenie) prowadzące do pęknięcia. W praktyce mówi, ile energii materiał potrafi pochłonąć, zanim się złamie, co pomaga oceniać ryzyko kruchego pękania odlewów podczas pracy.
W próbie Charpy’ego wahadło uderza w próbkę (zwykle z karbem), powodując jej złamanie. Maszyna wyznacza energię zużytą na złamanie. Im większa pochłonięta energia, tym wyższa odporność materiału na udar.
Młot Charpy’ego zapewnia szybkie, powtarzalne uderzenie i umożliwia pomiar energii łamania w warunkach udarowych. To kluczowe, bo udarność dotyczy zachowania materiału przy nagłym obciążeniu, a nie przy wolnym narastaniu siły.
Karb to celowe osłabienie przekroju, które inicjuje pęknięcie w kontrolowanym miejscu. Dzięki temu wynik jest porównywalny między próbkami i lepiej pokazuje skłonność materiału do kruchego pękania, co ma znaczenie w ocenie jakości stopów i odlewów.
Nie. Twardość dotyczy odporności na trwałe odkształcenie przy wciskaniu wgłębnika, a udarność dotyczy odporności na pęknięcie przy uderzeniu. Można mieć materiał twardy, ale o niskiej udarności (bardziej kruchy) i odwrotnie.
Najczęściej myli się udarność z rozciąganiem lub zginaniem, bo każda próba może zakończyć się zniszczeniem próbki. Częsty jest też automatyczny wybór "zrywarki", bo jest najbardziej znaną maszyną wytrzymałościową, mimo że nie bada obciążeń udarowych.
Wysoka udarność jest ważna, gdy odlew pracuje w warunkach uderzeń, drgań lub niskich temperatur, gdzie rośnie ryzyko kruchego pękania. Dotyczy to np. elementów maszyn narażonych na udary oraz części eksploatowanych na zewnątrz.
Udarność mogą obniżać m.in. niekorzystna struktura (kruchość), wady odlewnicze, niewłaściwy skład chemiczny, nieodpowiednia obróbka cieplna oraz niekontrolowane naprężenia własne. W praktyce ocenia się je także przez badania i porównanie z wymaganiami.
Badanie udarności wykonuje się w laboratorium zakładowym lub zewnętrznym, na stanowisku z młotem Charpy’ego. Nadzór obejmuje dobór próbek, zgodność warunków badania z procedurą oraz interpretację wyników w odniesieniu do dokumentacji jakościowej odlewów.
Najprościej po rodzaju obciążenia: zrywarka realizuje statyczne rozciąganie, zginarka realizuje statyczne zginanie/gięcie, a młot Charpy’ego realizuje dynamiczne uderzenie i pomiar energii łamania. Pytanie o udarność zawsze kieruje do Charpy’ego.
info

Około 68% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Udarność określa odporność materiału na obciążenie dynamiczne i wyznacza się ją w próbie udarnościowej Charpy’ego, wykonywanej na młocie (wahadle) Charpy’ego."

Źródła:

  • ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
  • ASTM E23, Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z materiałoznawstwa: dział "własności mechaniczne" oraz "badania niszczące"
  • Instrukcje laboratoriów uczelnianych/szkolnych do próby Charpy’ego (opis próbki z karbem i sposobu odczytu energii)
  • Normy dotyczące próby Charpy’ego (opis metody, przygotowanie próbek, warunki badania)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026

Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego