W I A D O M O Ś C I
INSTYTUTU METALURGJI I METALOZNAWSTWA
Z A K Ł A D U
METALURGJI I M E T A L O Z N A W S T W A POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
ul. Topolowa 18
Rok 3, Nr. 1
W A R S Z A W A - 1 9 3 6
ROK 3 Nr. 1, MARZEC 1936
W I A D O M O Ś C I
INSTYTUTU METALURGJI I METALOZNAWSTWA
o r a z
Z A K Ł A D U
METALURGJI I M E T A L O Z N A W S T W A
POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
REDAKCJA I ADMINISTRACJA:
INSTYTUT METALURGJI I M ETALO ZN AW STW A W AR SZAW A, UL. T O P O LO W A 18.
Przedruk dozwolony pod warunkiem podania źródła.
A u ło rzy ariykułów sq odpowiedzialni za wyrażone w nich poglqdy.
W A R S Z A W A - 1 9 3 6
A r.
16. J. Czochrał ski i W. Sznuk: Spostrzeżenia nad de- tektorowemi własnościami związków, występują
cych jako wtrącenia w s t a l i ...
17. J. Czochralski i W. Sznuk: Próby objektywnego określania zawartości wtrąceń niemetalicznych na s z l i f i e ...
18. G. IVcltcr i J. Kucharski: Ścieralność różnych ga
tunków' stali badana według metody i na maszynie S k o d a -S a w in ...
19. M. Smialowski i W. Sznuk: Przyczynek do znajo
mości metod badania s p o i n ...
20. G. Wolter i J. Kucharski'. Metoda badania wytrzy
małości na skręcanie u d a r n e ...
21. Sl. Pilarski i K. Luboiński: Obróbka termiczna stali v/çglowej przed spawaniem a rozkład twardości i w ielkości ziarna po sp a w a n iu ...
22. G. Welter: O górnej i dolnej granicy płynności oraz o obciążeniu rozrywającem...
23. ./. Czochralski i W. Garlicka: O szybkości krysta
lizacji sodu oraz o związku między atomowem ciepłem krzepnienia i szybkością krystalizacji p ierw ia stk ó w ... 39 24. M. Smialowski: O nowym mikrofotometrze reje
strującym i jego zastosowaniu do ilościowego oznaczania wtrąceń niemetalicznych . . .
Page
J. Czochralski çl IV. Sznuk: Observations sur les pro
priétés détectives des inclusions non-métalliques dans 3 l’a c i e r ...3
J. Czochralski et IV. Sznuk: Essais concernant la défi
nition objective des inclusions non-métalliques sur la 5 surface polie de l’é c h a n t i ll o n ... 5
G. Welter et J. Kucharski: Sur l'usure de différentes espèces d’aciers, soumis à l’essai d’aprés la méthode 7 cl sur la machine de Skoda-Sawin . . . . . 7
M. Smialowski et IV. Sznuk: Contribution à la con- 13 naissance des méthodes d’études des soudures . . . 13
G. Welter et J. Kucharski: Méthode pour mesurer la 21 résistance dynamique à la t o r s i o n ... 21 St. Pilarski et K. Luboinski: Influence du traitement thermique sur la dureté et la grandeur des cristaux 26 de l’acier soudé ...26 G. Welter: Sur la question de la limite d’écoulement 28 supérieure et inférieure ainsi que la charge de rupture 28
./. Czochralski et W. Garlicka: Sur la vitesse de cri
stallisation du sodium et l'influence de la chaleur de cristallisation sur la vitesse de cristallisation des é l é m e n t s ... 39 M. Smialowski: Sur un nouveau microphotométre en
registreur destiné à la définition quantitative des 45 inclusions non-m étalliques...45
T r e ś ć : S o m m a i r e :
Sir.
E r r a t a :
sir.: 24, kolumna: lewa, wiersz: 12 od dołu wydrukowano: daran, powinno być: tliirin
27, „ prawa, „ 17 „ góry „ od, „ „ do
33, ., „ „ 17 „ „ „ dostarczać, „ „ dostarczyć
D H U K A I t N I A . > I ‘ ( H . K C Z X A " , 1*1.. n R Z Y H O W A K I 3 . % / T K I . . 2 0 S - N 0 .
Spostrzeżenia nad detektorowemi własnościami związków, występujących jako wtrącenia w stali
O bservation s sur les p r o p r i é t é s d é te c tiv e s d es inclusions non-m étalliques dans l ’acier
J. C Z OCH RA LS KI i W. S Z N U K
T R E Ś Ć: Spośród związków, występujących jako wtrą
cenia niemetaliczne w stali, słabe własności detektorowe wykazały tylko krzemiany żelaza oraz podwójne krzemiany żelaza i manganu.
Omawiany sposób nie nadaje się jednak w praktyce do identyfikacji tych wtrąceń, nie tylko ze względu na bardzo małe rozmia
ry, w jakich one normalnie występują, ale i na pewne niezbadane jeszcze czynniki uboczne, wpływające na działanie detektorów.
Jeden z a u to r ó w L) zauważył, że krzem, który je s t detektorem , po rozpuszczeniu w alu- m injum i następnem wykrystalizowaniu traci w łasność detekcji fal elektrom agnetycznych.
Spostrzeżenie to zostało dokonane przy użyciu
„ra djom ikroskopu”, t. j. połączenia najprostsze
go układu odbiorczego z mikroskopem m eta lograficznym.
Celem niniejszej pracy było stwierdzenie, czy podobnych właściwości nie posiadają sk ła d niki stali, zwłaszcza te, które w ystępują w niej jako wtrącenia niemetaliczne.
Do wykrywania detekcji służyły następu
jące metody: a) zdejmowanie statycznej i dy
namicznej charakterystyki styku, 1)) odbiór audycji rozgłośni raszyńskiej w najprostszym układzie na słuchawki i w układzie z dwulam- powym wzmacniaczem niskiej częstotliwości.
Miejsce styku (igła miedziana lub stalowa) obserw owano zapomocą m ikroskopu m etalo
graficznego.
■) J. Czochralski, Z. anorg. aligem. Cliem., li'i, 263 (1925).
Pierwsze doświadczenia wykonano nad 2 próbkam i żelazokrzemu (75,92 i 88,96% ¿’0 oraz nad technicznie czystym krzem em . Stwier
dzono, że pod względem przebiegu c h a ra k te rystyki statycznej i dynamicznej żelazokrzem o zawartości 88,96% Si posiada własności zbli
żone do błyszczu ołowianego, a zatem jest dobrym detektorem , podczas gdy krzem wy
kazuje mniejszą, a żelazokrzem z 75,92% Si jeszcze m niejszą zdolność detekcji. Spośród innych stopów, używanych w hutnictwie stali, nikłe własności detektorowe stw ierdzono jed y nie w przypadku krzemo-wapnia.
Celem przeprowadzenia dalszych prób do
konano w piecu Tam m anna syntezy trzech ty
pów żużli o następujących stosunkach molar- nych:
I. 1) 4 Fe, O , . 3 Si O 2 U. 1) 4 M n,O.,. 3 SiO, 2) 2 Fe', 0 3 . 3 SiO2 2) 2 .)!/>,(),. 3 SiO, 3) 4 0 3. 9 SiO, 3) 4 M n ,0 3 . 9 SiO, 4) Fe, O ,. 2 SiO, 4) M n ,O ,. 2 SiO, 5) 2 Fe, O z. 9 SiO, 5) 2 .Un.,03 .9 SiO,
III. 1) 2 F e,03 . 2 M n ,0 :i. 3 SiO, 2) Fe,Oz . Mn2Ot . 3 SiO, 3) 2 Fe2 0 3 . 2 M n,O, . 9 SiO, 4) Ft| b 3 . -Un,Ó3 . 4 S i 0 2 5) Fe, 0 5 . M n,O s. 9 SiO,
Żużle typu I wykazywały słabą zdolność detekcji, typu III— jeszcze słabszą, zaś w przy
padku krzemianów typu II nie udało się stw ier
dzić naw et najdrobniejszych efektów detekcji.
.). CZOCHRALSKI i W . SZNUK Wiad. Insi. Met.
W ła s n o ś c i detektorow e żużli typu I i Ul ule
gały osłabieniu w miarę wzrostu koncentracji S i0 2, nie można było jednak ustalić tej zależ
ności w sposób ilościowy. Ze względu na wy
soką oporność ohinową żużli zdejmowanie ich charakterystyk statycznych i dynamicznych nie było możliwe przy pomocy posiadanych środ
ków; m usiano oprzeć się tu jedynie na subje- ktywnej ocenie efektów dźwiękowych, w ystę
pujących przy wprowadzeniu badanego styku w układ odbiorczy, dostrojony do fali stacji raszyńskiej.
Ponieważ czysty tlenek krzemowy oraz tlenek żelazowy nie są detektorami, przeto na
leży przypuszczać, że optimum w łasności de
tektorowych leży przy pewnej niezbyt wysokiej zawartości S i0 2 w krzem ianach żelaza.
W celu stwierdzenia detekcji wtrąceń w postaci, w jakiej mogą one występować w stali, wykonano s z ere g wytopów w piecu Tam manna (tygiel grafitowy), dodając do żela
za „arm co” w tem peraturze nieco wyższej od jego punktu topnienia rozmaite siarczki, tlenki i żużle w ilościach około 1 do .'}% na m asę metalu. Po odlaniu próbek przecinano je w róż
nych miejscach i wybierano wtrącenia o ta
kich wymiarach, które umożliwiały badanie detekcji.
Słabe własności detektorowe stwierdzono jedynie u wtrąceń, które występowały w prób
kach żelaza „ a rm c o ” z dodatkiem w spom nia
nych wyżej żużli typu 1 i III. Nie wszystkie jednak gniazda tych wtrąceń wykazywały w łas
ności prostownicze. Daje się to wytłumaczyć, w myśl zapatrywania Schleede’go i Buggitsch'a *), indywidualnem działaniem detektorow em po
szczególnych kryształów, wchodzących w skład badanego skupienia.
W ynika stąd, że na badaniu własności detektorowych niepodobna narazie oprzeć pra
ktycznej metody identyfikacji żużli. Jakkolwiek bowiem stwierdzenie detekcji u danego w trą
cenia każe, stosownie do przytoczonych wyni
ków, zaliczyć je do grupy krzemianów żelaza lub podwójnych krzemianów żelaza i m anganu, to jednak brak detekcji nie dostarczy je d n o znacznego dowodu, że odnośne w trącenie nic jest krzemianem żelaza lub żelaza i manganu.
IVarszawa, 19H0.
Zakład M etalurgji i Metaloznawstwa Politec/i ni/ii [ Var sza wskiej.
') A . Sclileedr. u. / / . B ug g itsch , Z. I l o c l if r e q i U 'n z - li'clin. Iv l e k l ro a k i i s l., HO, 190 (1927).
B eobachtungen über D e te k to r w ir k u n g der n ich tm etallisch en B eim engu ngen im Stahl
von ./. CZOC1IRALSK1 und II'. S7.XUK
Z u s a m i n e n f a s s u n g Mit Ililfc eines ,Jtadiomikroskops” ') wurde
das detektorische Vermögen verschiedener Stoffe g ep rü ft, welche im Stahl als nichtmetallische Beimengungen a u f treten. Bei Eisen- und Eisen- mangansilikaten wurde eine schwache Detektor- Wirkung fest gestellt. Zu Folge der ausser st kleinen
') ./. Czochralski, Z. anorg. aligem. Chom., M i, 263 (1925).
Dimensionen in welchen alle Beimengungen ge
wöhnlich im Stahl a u f treten und der unbe
kannten W irkling verschiedener Faktoren a u f die Detektion, kann doch die erwähnte P rüfung zur Identifizirung der Silikate einstweilen nicht dienen.
Warszawa, ISSO.
Institut fü r Metallurgie lind Metallkunde der Technischen Hochschule.
Próby objektywnego określania zawartości wtrąceń niemetalicznych na szlifie
Essais concernants la définition objective d e s inclusions non-m étalliques s u r la surface p o lie de Véchantillon
,/.
C Z OCH RA LS KI i W. S Z N UKT R 1? Ś Ć: Przeprowadzono próby w kierunku opraco
wania metody objektywnego określania stop
nia zanieczyszczenia stali wtrąceniami, opar
tej na różnicy oporności elektrycznej wtrąceń niemetalicznych i stali. Próby te, przynajmniej odnośnie wykrywania niezbyt małych wtrąceń, dały wyniki zadowalające.
Mikroskopowe metody oznaczania wtrąceń posiadają naogół tę wadę, że wprowadzają do pomiaru czynnik subjektywny i w skutek tego nie zapewniają dostatecznej reprodukcyjności wynikówr. Sposób, ogłoszony niedawno przez jednego z autorów ') niniejszej pracy, je s t czę
ściowo wolny od tego błędu, gdyż z jednej strony posługuje się ściśle określoną jednostką pomiarową, z drugiej zaś poleca wykonanie oznaczenia w pewnym określonym punkcie szlifu. Przeprow adzenie szeregu pomiarów na próbkach tego samego elem entu umożliwia otrzymanie wyniku przeciętnego.
Celem niniejszych doświadczeń było uczy
nienie dalszego kroku w kierunku opracowania metody objektywnej, t. j. całkowicie wolnej od wpływu pierwiastków subjektywnych na uzyski
wane wyniki. Sądzimy, że posiadanie metody oznaczania wtrąceń niemniej ścisłej od innych metod analitycznych i uwzględniającej kwestję rozm ieszczenia zanieczyszczeń w gotowym wy
robie, j e s t warunkiem koniecznym dla zupeł
nego opanowania zagadnienia wpływu wtrąceń na własności mechaniczne tworzyw.
l) J. Czochralski, Wiad. lnst. Met., 2, 34 (1935).
W pierwszym rzędzie na sunęła się myśl wykorzystania do pomiaru w trąceń różnicy po
między przewodnością elektryczną stali i w trą
ceń. Proste postępowanie, mogące służyć do tego celu, opisał Benedicks Ł): urządzenie składa się z ostrej igły, połączonej przez żarówkę neo
nową ze źródłem napięcia 220 woltów. Drugi biegun tego źródła łączy się z badaną próbką.
Przesuw ając igłę po wypolerowanej powierzchni próbki, można stwierdzić przez obserw ację światła żarówki neonowej, czy dane miejsce na szlifie posiada wysoką przewodność elektrycz
ną czy też małą. Benedicksowi udało się stwier
dzić w ten sposób, że skupienia siarczku m an ganu, występujące w próbkach stalowych, w y
kazują większą przew odność elektryczną ani
żeli czysty MnS.
YV niniejszej pracy zastosowano obwód, składający się z baterji o napięciu 4 woltów, potencjometru, igły gramofonowej, próbki i mi- liamperotnierza. Suwak potencjometru był u s ta wiony w takiem położeniu, że gdy o strz e igły dotykało czystej powierzchni metalu, wskazów
ka miliamperomierza wykazywała prąd 60 mA.
Przesunięcie igły na jakiekolwiek wtrącenie powodowało natychm iastow e zmniejszenie na
tężenia prądu.
Prowadząc igłę po powierzchni szlifu r u chem jednostajnym , w jakiś ściśle określony
l) C. Benedicks a. II. Lôfquist, Non-metallic inclu
sions in iron and steel, London (1930), 189.
6 J. CZOCHRALSKI i W . SZNUK W iad. lust. Mel.
sposób, 11 p. tani i z powrotem w niewielkich odstępach, i równocześnie rejestrując wychy
lenia wskazówki, możnaby otrzymać obraz ilo
ści, wielkości i rozmieszczenia w trąceń na po
wierzchni danego szlifu. Obraz ten byłby w za
sadzie zupełnie wiernym, gdyby: a) żadne wtrącenie nie zostało pominięte, b) wszystkie wtrącenia miały kształt kołowy, c) igła prze
chodziła przez w szystkie wtrącenia wzdłuż ich średnic, d) średnica ostrza igły była mniejsza od średnicy najm niejszego z badanych w trą ceń, e) błędy styku nie dawały takich samych efektów jak wtrącenia. Trzy pierwsze warunki nie posiadają istotnego znaczenia; uzyskanie pewnego wyniku przeciętnego byłoby przy sy- stem atycznem przesuwaniu igły wzdłuż dosta
tecznie długiej drogi praktycznie w większości przypadków zapewnione. Znacznie trudniejszą je s t kwestja ostrza i styku. Końce najlepszych igieł gramofonowych lub innych posiadają śred
nicę kilku setnych mm. Celem zapewnienia do
brego kontaktu należy igłę obciążyć zapomoc<i sprężynki lub ciężarka, przyczem zachodzi obawa w ykruszania wtrąceń i szybkiego tępienia się igły. Używanie zamiast igieł cienkich drucików, np. z żarówek, wyklucza możność osiągnięcia bezbłędnego styku. Z tych przyczyn omawiana metoda nic może się nadawać do rejestracji wtrąceń o średnicy mniejszej niż około 0,1 111111.
Celem sprawdzenia powyższych założeń przeprowadzono szereg doświadczeń nad r e je stracją w trąceń w próbce żelaza pudlarskiego i średnio zanieczyszczonej stali zlewnej. Na powierzchni próbki wyrysowano kwadrat o bo
ku 1 cm i umieszczono ją na stoliku krzyżo
wym mikroskopu. Igłę o ostrzu grubości 0,05 mm umocowano w ten sposób, że doty
kała ona powierzchni szlifu z lekkim naciskiem.
Po ustawieniu igły w jednym z kątów kwa
dratu, włączano prąd. Pomiar polegał na tein, że jed n a osoba przesuw ała zapomocą śruby mikronietrycznej próbkę pod igłą ruchem j e d nostajnym równolegle do jednego z boków kwa
dratu tam i spow rotem w odstępach 1 mm, druga zaś obserwowała wskazówkę miliamperomierza i zaznaczała wychylenia na odpowiedniej siat
ce. Sposób znakowania efektów polegał na umo
wie, że czas trwania wychylenia str/.ałki mili- am perom ierza był notowany zapomocą kropek odpowiedniej wielkości. Kratkę, do której na
leżało odnieść odpowiednie wychylenie wska
zówki, odczytywano na skali milimetrowej sto lika mikroskopu.
Fot. 3 i 5 (PI. I) przedstaw iają makrografje żelaza pudlarskiego, a fol. I, m akrografję stali zlewnej, podczas gdy odpowiednie wyniki prób rejestracji elektrycznej podano są na fot. 2, 4 i 6 (PI. I).
Mimo zupełnie prymitywnego sposobu prze
prowadzenia powyższych doświadczeń, zgod
ność wyników, uzyskanych na drodze elektrycz
nej i mikrograficznej, była zupełnie zadowala
jąca. W przypadku małych wtrąceń nie można się jednak spodziewać uzyskania tak korzyst
nych rezultatów.
Warszawa, 1936.
Zakład Metalurg]i i Metaloznawstwa Polilechni/d I Var.szawskiej.
B estim m ung der n ich tin eta llisch en E in sch lü sse auf der O berfläch e p o lierter M etallp rob en
i’on ./. CZOCIUtALSKl und IV. S/..MJK
Z u s a in m i Es wurde versucht die Unterschiede der elektrischen Widerstandsfähigkeit von nicht me
tallischen Einschlüssen in Metallen zur A usar
beitung einer objektiven Bestimniungsmethode auszunutzen. Eine spitze Nadel wurde über eine polierte Stahloberfläche hin und her zwangsweise geführt, und die Ablenkungen eines Milliampere
meters beobachtet, welches mit der Nadel, Probe und Rheostat mit einem 4 - Voll-Akkumulator im Stromkreis verbunden war. Jeder A bfall der Strom -
n f a s s u n g
stärke wurde als Fleck, dessen Grösse mit der Grösse des Anschlages zunimmt., abgetragen. Die so erhaltenen Ergebnisse stimmen mit M akroauf
nahmen ziemlich gut überein (S. Fot. 1 bis (>, PL I). Einschlüsse von weniger als etwa 0,1 mm Durchmesser, können nach der beschriebenen Methode nicht bestimmt werden.
Warszawa, 1030.
Institut fü r Metallurgie und Metallkunde der Technischen Hochschule.
G. W E L T E R i J. K U C H A R S K I
Ścieralność różnych gatunków stali
badana według m etody i na maszynie Skoda-Sawin
S u r l’usure de d iffé r e n te s espèces d ’aciers, so u m is à l’essa i d ’après la m éth o d e e t sur la machine de Skoda-Saw in
I' R E Ś C: Badano ścieralność według metody i na ma
szynie Skoda-Sawin 41 próbek stali, różnią
cych siej od siebie składem chemicznym lub obróbką termiczną. Stwierdzono, że ścieral
ność wszystkich tych stali zawarta jest w gra
nicach od 1749 jj. do 3447 |x. Najmniejszą ście
ralność wykazała stal węglowa (C = 1,00 do 1,15%), najwiqkszą zaś — stal wysokostopowa z dużą zawartością węgla ((7 = 1,50 do l,65°/0;
Cr = 12,5 do 13,5%; Co = 1,2 do 1,4%).
Stwierdzono również, że ścieralność tych stali, oznaczona metodą Skoda-Sawin, nie zależy zupełnie od twardości powierzchni, a nawę- glanie względnie azotowanie powierzchni nie podnosi jej odporności na ścieralność ,).
1. W s t ę p .
Próbki stali na sprawdziany o różnym składzie chemicznym i różnej obróbce termicz
nej badano na ścieralność w edług metody i na maszynie Skoda-Sawin. Na tych samych prób
kach badano również twardość RockwelTa (//yfc, skala C) oraz V ickers’a (//,.), celem u s ta lenia związku między ś c ie ra ln o ś c ią *) i twar
dością.
Schemat maszyny Skoda-Sawin2) do bada
nia ścieralności metali o powierzchniach tw a r
dych wskazany je s t na rys. \.
J) W yraz „ścieralność”, stosowany w niniejszym artykule, oznacza ścieralność określaną wyłącznie według metody i na maszynie Skoda-Sawin.
2) N. Sawin, Przegląd Techniczny, 72,485.560(1933).
Ogólny widok maszyny uwidoczniony je s t na Fot. 1 (PI. II).
Zasadniczą częścią tej m aszyny je s t ta r
cza widjowa o średnicy 25 mm, grubości 2,7 mm, osadzona na poziomej osi (Fot. 2, PI. II).
Oś ta umocowana je s t w jarzmie, umieszczo- nem na końcu m niejszego ram ienia dźwigni, na dłuższem zaś ramieniu dźwigni zawieszony je s t ciężar.
Badana próbka, zamocowana w szczękach uniw ersalnej głowicy, podpiera tarczę widjowa, podnosząc nieco ciężar, zawieszony na koń
cu dźwigni.
Tarcza widjowa otrzym uje ruch obrotowy od silnika elektrycznego zapomocą przekładni pasowej i wałka z dwoma przegubami kard ano*
w e r n iJ), który jednocześnie może się wydłużać przy wżeraniu się tarczy w m aterjał próbki.
Przedłużony koniec wałka tarczy napędza bez
pośrednio licznik obrotów.
Pompa odśrodkowa doprowadza silny s tr u mień cieczy, chłodzący próbkę w miejscu styku /. tarczą widjową i unoszący jednocześnie cząst
ki oderw anego m aterjału.
Czujnik, umieszczony nad tarczą, wskazu
je obniżanie się tarczy w miarę jej zagłębiania się w badany materjał.
1) Pierwotny wałek giętki (spiralna sprężyna stalo
wa), spowodu nacisku jaki wywierał na uchwyt tarczy i ujemnego wpływu na jednostajność wyników, został zastą
piony wałkiem kardanowym.
Czujnik
Gtowica. uniwerjafna
Obciążenie tarczki
Kvs. I. Schemat maszyny Skoda-Sawin.
2. M iara ściera ln o ści.
Za miarę ścieralności (według Sawina) przyjęto długość wgłębienia odcisku „a“, mie
rzoną w mikronach. Przy odciskach małych, jakie z reguły powstają na próbkach twardych, wielkość „a“ charakteryzuje objętość wgłębie
nia „v“ , która je s t właściwą miarą ścieralności.
5. S ta le badane.
Jako m aterjał do badań służyło 7 różnych gatunków stali, przyczem każda serja próbek posiadała inny stan obróbki termicznej. Serje próbek dwuch rodzajów stali posiadały po
wierzchnie utwardzone, owęglane i azotowane.
W szystkie próbki zostały dostarczono przez Centr. Laboratorjum Państw. W ytw órni Uzbrojenia
Szczegółową charakterystykę chemiczną każdej stali podaje tablica I.
Zawartość siarki i fosforu we wszystkich stalach nie przewyższała 0,025°/o> za wyjątkiem stali TG80, dla której zawartość siarki wynosi
ła 0,04°/0.
4. M etodyk a badania.
Ścieralność określano według metody Sko
da-Sawin na każdej próbce w 5-ciu miejscach, położonych na środku próbki, na prostej równole
głej do najw iększego wymiaru próbki (Fot. 3 do 5,
T A B L I C A I.
S k ła d c h e m i c z n y b a d a n y c h stali.
L. p. Hula Marka
S k ł a d c h e m i C 7. 11 V %
C Mn Si o- Mo Co Al Cu
1 Poldi Stabil 0,84 2,1 0,21 _ _ — — —
U Baildon HEM 0,80 2,0 0,20 — — — — —
III Batory NiCaG 0,30 0,50 0,30 -l/ll — — 0,87 0,1
IV ,, TG 80 0,13 0,60 0,25 — — — — —
V Baildon T3 x 1,00—1,15 0,20 0,20 — — — — —
VI ,, K A C x o i <0 łO
0,30—0,50 12,5—13,5 0,9— 1,1 1,2—1,4 — —
VII RKA 0,95—1,10 — — ■1,40—1,70 — — — —
do azoto
wania do n a wę
glan i a
:i ( l ‘J36) Ścieralność różnych gatuuków stali badaua według metody i na maszynie Skoda-Sawiu. 9 PI. II). Płaszczyzna tarczy widjowej ustawiana
była zawsze prostopadle do kierunku walco
wania.
Nacisk tarczy na próbki; wynosił P== Ki,3 kg. Ilość obrotów dla otrzymania jednego od
cisku: — 3000 obr. Ciecz chłodząca: 0,5% roz
twór wodny dwuchromianu potasu (K2Cr20 7).
Jako mian; ścieralności dla każdej serji próbek («*.) podano wynik średni /. 25 pomia
rów (5 próbek po 5 odcisków).
Tw ardość mierzono obok każdego odci
sku. Przy pomiarach twardości Rockwell’a (//« ) stosowano skali; C (djament, P — 150 kg), zaś przy pomiarach metodą V ickers’a — d ja m ent i P — 30 kg, c/.as nacisku = 15", (JIV dim:i.',")- Jako twardości charakterystyczne dla każdej serji próbek podane są średnie z 25 pomiarów.
Ogólne zestawienie wyników ścieralności, twardości Rockwell’a (///¡(.), oraz twardości Vi
c k e rs ’a podaje rys. 2. Celem łatwiejszego za
obserwowania zmian ścieralności w zależności od zmian twardości, kolejność badanych seryj próbek została ułożona w edług ścieralności wzrastających.
W y k re s podaje również szczegółową ob
róbkę termiczną każdej serji próbek.
5. W yniki.
a) Ogólne.
P rzed rozpoczęciem właściwych badań nad ścieralnością materjałów, prowadzone były ba
dania kontrolne samej maszyny, których celem było ustalenie błędów maszyny i określenie wielkości błędów.
Po wielokrotnych próbach ustalono, że odchylenia wyników nie przekraczają + 5%.
Poszczególne wyniki przy właściwych ba
daniach ścieralności, których średnie wartości podane są w niniejszej pracy, przeważnie wa
hały się od + 1 do + 3% , przekraczały jednak + 5%.
b) Ścieralność stali i zużycie sprawdzianów.
Z wykresu rys. 2 widać, że ścieralność badanych stali w aha się w szerokich granicach, od 1749 {Ł do 3447 ¡j. .
Poczynając od 1749 ¡a ścieralność wzrasta łagodnie aż do 2283 [i. (dla 1. p. 33, stal REM), poczeni następuje wyraźny w zrost ścieralności tak, że część wykresu, przedstawiająca ścieral
ność stali KAC.r, wyraźnie odcina się od czę
ści poprzedniej. Ścieralność tej stali waha się
w granicach od 2955 [j. do 3447 jł. Próbki jej stanowią oddzielną grupę o najm niejszej ze wszystkich gatunków badanych stali odporności na ścieralność. Biorąc pod uwagę, że je s l to stal wysokostopowa ( ¿ 7 = 1 , 5 do 1,65%; Cr —
12,5 do 13,5%; ,l/o = :l ,0 % ; Co = 1,1 do 1,4%), można powiedzieć, że odporność stali na ście
ranie nic zależy bynajmniej od zawartości składników uszlachetniających. Potwierdzeniem tego j e s t stal węglowa 7V>.r (C = 1,00 do 1,15%).
Jak widać z wykresu, pięć pierwszych miejsc 0 najmniejszej ścieralności (od 1749 ;j. do 1898 \s.) zajmują se rje próbek tej właśnie stali, harto
wanych przy 780°, następnie zaś sezonowanych w różnych tem peraturach i w przeciągu róż
nych odcinków czasu. Inne se rje próbek lej stali zajmują 19 i 26 miejsce z liczbami ście
ralności 2087 ¡j. i 2147 ¡j.. T e m p era tu ra harto
wania tych ostatnich seryj wynosiła 820° i 880°
bez odpuszczania. Sląd można wnioskować, że najodpowiedniejszą tem peraturą hartowania stali węglowej T3.r je s t ok. 780°; ze wzrostem tem peratury hartowania odporność na ścieranie znacznie spada.
Omówione wyżej stale T3x (węglowa) 1 KACx (wysokostopowa) znajdują się na po
czątku i na końcu wykresu, reprezentując w ten sposób stale o najm niejszej i największej ście
ralności. W szystkie inne gatunki badanych stali pod względem ścieralności zajmują miej
sca pośrednie; ich ścieralność nie stoi w żad
nym związku ze składem chemicznym i w s to sunkowo małym stopniu zmienia się w zależ
ności od obróbki termicznej. Np. serja próbek stali REM (1. p. 17) posiada ścieralność 2074 ¡j., serja zaś próbek stali RKA (1. p. 18), 2080 [j., czyli że stale, różniące się od siebie tak skła
dem chemicznym, jak i obróbką termiczną, po
siadają prawie identyczną ścieralność.
Owęglanie (cementowanie), jak również azotowanie próbek stali TG80 i NiCaG nie pod
nosi odporności ich powierzchni na ścieralność, czego dowodem jest, że próbki owęglane (stal TG80) zajmują 10, 21, 27 i 30 miejsca, zaś próbki azotowane (stal NiCaG) 25, 28 i 32 miejsca.
Stosunkowo mała odporność na ścieral
ność powierzchni azotowanych i owęglanych mogłaby być wytłumaczona tein, że tarcza wi- djowa przebija całkowicie zbyt cienką w arstw ę utwardzoną i wybiera następnie m ate rja ł slo- sunkowo miękkiego rdzenia. Badania mikro-
10 G. WELTER i J. KUCHARSK1 W iad. Inst. Mot.
Tivarclosc Vickers a .
Tu/a rdoöc Rockwell a .
m/Krony
3500 3*00 3300 3200 3/00 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 1300 2200 2100 2000 /900
/Ö00
ö c / e r a / n o s c
-±^/g metodtj / na maszunte Skoda-Sau/in
$ ' r
i
>N
ü«
(V
9 /0 // /2 13 H t S /6 ¡ 7 /* /$ 1 0 2/ 22 23 2 * 2 5 26 %
27 2h
.5
3 2 33 3-1
m/Krooy
3500 3*00 3300 3200 3/00 3000 2900 2800 2700 2600 2500
2 WO
2300 2200 2/00 2000
/900 1800 /7QO
3 S 3 6 3 7 34 3 9 < 0 4/
Ilys. 2. YVyniki ba d a n ia s c i e r a l n o s c i i t w ar d os ci .
3 (1936) Ścieralność .różnych gatunków stali badana według metody i na maszynie Skoda-Sawin.
skopowe wykazały jednak, że grubość warstwy utwardzonej próbek owęglanych wynosiła prze
szło 0,75 mm, zaś grubość warstwy azotowa
nej, około 0,0S mm. Przy średnicy tarczy widjo- wcj = 25 mm i długości wgłębienia a = 2157 [i, (średnia ścieralność, dla próbek 1. p. 27 i 28) głębokość zanurzenia tarczy,,/»“ w m aterjał wy
nosi zaledwie około 0,050 mm, co stanowi około . 100 = 62% grubości warstwy azotowa- 0,08
a nr
nej i tylko . 100 = 6,7% warstwy o węg
lan ej.
Również i twardości, mierzone na wklę
słej powierzchni samych odcisków, nie różniły się od twardości, mierzonych na powierzch
niach nienaruszonych.
Powyższe wyniki odnoszą się tylko do ścieralności według metody i na maszynie Sko- da-Sawin. Nie mogą one być zastosowane do oceny praktycznego zużycia sprawdzianów, w y
konanych z odpowiednich stali, ponieważ wa
runki pracy warsztatowej sprawdzianu zasadni
czo różnią się od warunków badania ścieralno
ści m etodą Śkoda-Sawin. Brak dotychczas ści
słego potwierdzenia [), że spraw dziany wykona
ne ze stali o dużej odporności na ścieralność w edług metody Skoda-Sawin wykazują rzeczy
wiście małe zużycie przy zastosowaniu prak- tycznem. Z tego też powodu jeszcze nie moż
na z całą pewnością twierdzić, że np. spraw dziany ze stali T3x hartowanej przy 780° i se zonowanej przy 250?/1/2 /? o ścieralności = 1749 p.
będą pracować w warunkach rzeczywistych n a j
lepiej; niema również podstawy do twierdzenia, że sprawdziany ze stali KACx o ścieralności
= 3447 \>. będą w praktyce najgorsze.
Tylko wówczas, kiedy będzie zebrany do
statecznie obfity m aterjał statystyczny o zuży
ciu sprawdzianów, wykonanych z materjałów o różnych ścieralnościach (według metody Skoda-Sawin), można będzie ustalić związek między temi dwoma pojęciami, który pozwoli z większym stopniem prawdopodobieństwa są
dzić o zużyciu sprawdzianu przy jego zastoso
waniu praktycznem.
c) Ścieralność a twardość.
Jak widać z w ykresu (rys. 2), pomiędzy ścieralnością i twardością (Rockwell’a i Vickers’a)
*) Poza cytowaną pracą -V. Sawina.
niema żadnego związku. Np. próbki 1, 12, 14, 23, 35, 39 przy jednakowej twardości Rockwell’a Ilu = ok. 60 (skala C) posiadają ścieralności odpowiednio: 1749, 2005, 2042, 2118, 3070 i 3248 ¡i.. Również próbki o najm niejszej i naj
większej twardości (1. p. 32 i 34) nie zaznacza
j ą się w żaden sposób na w ykresie ścieralno
ści. Takie np. próbki jak 30, 31, 32, których ścieralność je s t prawie jednakowa (2241, 2241 i 2245 ¡j.) wykazują twardości 63,9 — 64,4 i 78,6 RockwelPa (skala C). To samo da się zaobser
wować dla twardości Vickers’a.
Na podstawie powyższego można stw ier
dzić, że ścieralność i twardość są to cechy m aterjału bardzo luźno ze sobą z w ią za n e 1).
Stąd wniosek, że badanie twardości nie może zastąpić badania ścieralności.
6. W nioski.
1. Badania maszyny Skoda-Sawin wyka
zały, że wielkość odchyleń wyników od warto
ści średniej nie przekracza + 5%, niezależnie od kolejności badania. W yniki, otrzymywane na maszynie, są więc porównywalne.
2. W y s o k a odporność m aterjału na ście
ralność, badana w edług metody Skoda-Sawin, narazie nie może być uznana za decydującą cechę, charakteryzującą małe zużycie spraw dzianu przy pracy jego w warunkach normal
nych. Materjału dla ustaleniu związku pomię
dzy ścieralnością w edług Skoda-Sawin, a zuży
ciem spraw dzianu przy pracy normalnej, mogą dostarczyć obszerne studja statystyczne.
3. Owęglanie i azotowanie powierzchni stali TG80 i NiCaG nie zmniejsza w sposób widoczny ścieralności tych stali, badanych we
dłu g metody Skoda-Sawin.
4. Między ścieralnością i twardością nie
ma określonej zależności; badanie twardości dla większości stali nie może dać nawet orjen- tacyjnych wskazówek o ścieralności m aterjału.
Warszawa, 1936-
Instytut M etalurgji i Metaloznawstwa Politechniki W arszawskiej
') W odniesieniu do niektórych gatunków bada
nych stali (HKA i T'.lr) można dopatrywać się, w bar
dzo wąskich zresztą granicach, istuienia pewnej zależności między twardością i ścieralnością, a mianowicie, że ście
ralność wzrasta wraz ze wzrostem twardości. Dla pozo
stałych zbadanych stali zależność ta nie potwierdza si<;.
B cstininuing der W id erstan d sfäh igk eit g eg en A b n ü tzu n g v ersch ied en er Sta h l-S o rten für Lehren nach der M ethode Skod a-S aw in
von C.. Wl'J. TJ'At und ./. KUCH JRSKI
G. WKLTEK i J. Kl'CIIARSKI Wiad. Inst. Met.
Z u s a in in e Nach der Methode und a u f der Abniitzung- masc/iine von Skoda-Sawin wurden sieben Stalil- Sorten von verschiedener Zusamm ensetzung an/
ihre Abnützung hin geprüft. Eine Heilte dieser Stahl-Proben wurde einer verschiedenartigen Wärme-Hehandlung unterzogen; 2 Stahl-Sorten waren an der Oberfläche gehärtet durch Ze
mentation und Nitrierung.
Es wurde in erster Linie fest gestellt, bei welcher Stahlsorte lind bei welcher thermischen Behandlung der kleinste Abnützungswiderstand erzielt wurde. Ferner wurde die Abhängigkeit zwi
schen dem Abnützumrswiderstand nach der Methode Skoda-Sawin und der Härte der Proben ermittelt.
7jU diesem Zwecke wurde neben jeder Skoda- Sawin-Probe die Härte nach Rockwell (Hn Ska
la C) sowie die Härte nach Vickers (H ,,— Dia
mant, P = 30 kg) gemessen.
Als Mass f ü r die Abnützung wurde die Länge des Einschliffes in Mikronen ermittelt, d a bei einer Belastung der YVidia-Scheibe von P =
= 16,3 kg und einer gesamten Umdrehungszahl von 3000 erhalten wurde. Z ur Erm ittelung der Fehler-Grenze der Maschine wurde eine Reihe Vorversuche durchgeführt. Es zeigt sich hierbei, dass die Abweichungen der Einschliff-Längen von den mittleren Werten sich im wesentlichen in den Grenzen von + 1% bis + 3% bewegten und in keinem Falle Hh 5°/0 überschritten.
Der kleinste Abnützungs-W iderstand wurde bei gewöhnlichem Kohlenstoff stahl mit 1 — l,15°/ü Kohlenstoff ermittelt und betrug am — 779/i [)..
Dahingegen zeigte ein hochlegierter Spezial-Stahl mit hohem Kohlenstoff-Gehalt (C — 1,50 — l,6 5 0/0;
Cr = 12,5 — 13,5°/0; Mo = 0,9 — Co =
— 1,2 — l/i%) die grösste A bnützung d. h. den kleinsten W iderstand gegen Abnützung; die 1}in
sc h liff ■ Länge betrug am — 3 k k l [j,. Diese Stahl- Sorte besass, ohne Berücksichtigung dieser ther-
n f a s s n n g
mischen Behandlung, den kleinsten Abnützungs- Widerstand sämtlicher untersuchten Stahl,-Sorten und zwar tag die E inschliff-Länge am zwischen 2955 und 3'i 'i7 [>.. Stähle mit zementierter Ober
fläche (TG80) und nitrierter Oberfläche (NiCaG) ergaben auffälligerw eise keine wesentlichen Vor
teile im Hinblick a u f die Abnülzungsbeständigkeit.
Die E inschlifflänge lag in den Grenzen zwischen 2002 a bis 2245 jl, bei Härten nach Vickers von 115 bis WO3 kgjnun". Die H ärteprüfung im Ein
sc h liff der oberflächlich gehärteten Proben ergab, dass die harte Oberflächen-Schicht von der W idia- Scheibe nicht durchbrochen wurde und dass die Härte im Grunde des Einschliffes sich nicht von der an der Oberfläche der Proben unterschied.
Ferner wurde festgestellt, dass zwischen den untersuchten Stahl-Sorten keinerlei engere Ab- hängigkeil zwischen der Abnützung nach Skoda- % Sawin und der Härte nach Rockwell oder Vickers besteht. Harte Proben körnten, den Versuchsergeb
nissen gemäss, grosse A bnützung aufweisen und umgekehrt, Proben gleicher Härte können wesen
tlich verschiedenen Abnützungs- W iderstand au f- weisen.
Trotz zuverlässlicher Ergebnisse der Ab
nützungs-Prüfungen nach der Methode Skoda-Sa
win fü r Stahl-Sorten, die zur Herstellung von Lehren benutzt werden, reichen diese Werte j e doch noch nicht aus, um mit Sicherheit / eststel- len zu können, wie die aus diesen Stählen gefer
tigten Lehren sich im praktischen Gebrauch ver
halten. Wie weit eine einwandfreie Verhältniszahl zwischen den Abnützungs-Ergebnissen nach der Methode Skoda-Sawin und der A bnützung der Lehren im praktischen Gebrauch festgestellt werden kann ist weiteren Versuchen vorenthalten.
Warszawa, 1936
Institut fü r Metallurgie und Metallkunde der Technischen Hochschule.
Przyczynek do znajomości metod badania spoin
Contribution à la connaissance d e s m é th o d e s d ’étu d es des s o u d u res M. ŚMI AŁO W S K I i W. S Z N U K
T K E Ś Ć: Trzy blachy stalowo o zawartości 0,2°/0 w<;-
<*la, grubości ‘2 mm, spawano acetylenem, poddano porównawczym badaniom roentge- nografieznym, mechanicznym, metalograficz
nym, elektrycznym i magnetycznym. Stwier
dzono, że badania roentgenogi aficzne (prze
świetlenie) pozwalają na wyprowadzenie sze
regu wniosków co do stopnia poprawności spoiny, przeciwnie metody: elektryczna i mag
netyczna przedstawiają nieznaczne korzyści praktyczne, gdyż wykazują jedynie bardzo grube przerwy wewnętrzne tworzywa.
W stęp. M etody badania szw ó w sp aw an ych . Spośród istniejących sposobów badania spoin odróżniamy metody, połączone ze znisz
czeniem badanego elementu, oraz lakie, które umożliwiają ocenę stopnia poprawności szwów spawanych bez koniec/ności wycinania próbek i naruszania całości spoiny. Do pierwszej g r u py należy zaliczyć przedewszystkiem badania metalograficzne (obserwacja makro- i mikro
skopowa na przekrojach), oraz mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, zginanie i i.
w próbach statycznych i dynamicznych). W d r u giej grupie największem powodzeniem cieszy się metoda prześwietlania zapomocą promieni R oentgen’a lub promieni y, ponadto zaś by
wają niekiedy używane metody: magnetyczna, elektryczna i akustyczna.
Metalograficzne badanie spoin umożliwia zarówno wykrycie przerw wewnętrznych, pę
cherzy, żużli i t. p., jak i zmian w budowie tworzywa, wywołanych działaniem wysokiej te m peratury i gazów.
Próby mechaniczne dają wyniki ilościowe, których interpretacja nie je s t jednak łatwa. Ze względu na niejednolity charakter próbek w a r
tości nie mogą być bez zastrzeżeń stosowano przy obliczeniach konstrukcyjnych; odnosi się to szczególnie do wyników prób dynamicznych !).
Ciekawe wyniki dają pomiary mikromechanicz- n e 2), które otwierają szeroką dziedzinę badań.
W ykryw anie naprężeń wew nętrznych w szwach spawanych nie je s t narazie praktycznie możli
we ani zapomocą metod m echanicznych3) ani roentgenograficznych4).
Uoentgenograficzn -j metodzie poświęcono liczne p r a c e 5), które nie doprowadziły wpraw
dzie do ustalenia ścisłego związku pomiędzy wyglądem roentgenogram u a własnościami technologicznemi spoiny, wykazały jednak przy
datność metody dla ogólnej oceny jakości nie
skomplikowanych połączeń spawanych. Prze
świetlanie promieniami -( daje nieco mniej ko
rzystne wyniki, umożliwia natom iast badanie rurek, trudnodostępnych elementów k o nstruk
cyjnych i t. p.
Pozostałe z wymienionych metod, szcze
gólnie zaś a k u s ty c z n a 6) i ele k try c z n a 7), nasu-
>) Stahl u. Eisen, 55, 957 (1935).
*) A. Portevin et P. Chevenard, Genie civil, 106, 118 (1935); Microniechanical study of welds, p. 87 (1935).
3) ./. Mathar, Archi. Eisciihiittenwes., ti, 277 (1932/33);
E. Siebel u. M. /'fonder, lani/.o, 7, 407 (1933 34).
<) /-’. Wever, Stahl u. Eisen, 53, 502 (1933); F. Mol
ier, Archi. Eisenhutlomves., 'S’, 213 (1934/35).
5) N. i.e/ring, Ergcbnisse techn. Hontgenkunde, ?, 313 (1931); P. IVever, Stahl u. Eisen, 53, 497 (1933); A.
Wallmann, Archi. Eisenhuttenwes., 8, 243 (1934/35); IV, To faule, tamże, .S’. 303 (1934/35).
°l S. B ryla, Przegląd Techniczny, 73, 680 (1934).
•) T. Spooner n. ■/. Kinnard, Proc. Arn. Soc. lest.
.Mat., '¿'1, 177 (1922); A. E. Sperry, Trans Am. Soc. Steel Treat., 16, 771 (1929).
14 M. SM IA LOW S KI i W . SZNUR Wiad. Insi. M ef
wają p r/y obecnym stanie rozwoju poważne wątpliwości co do ich praktycznego znaczenia.
Metoda magnetyczna, dająca się stosować jedynie do badania spoin ciał feromagnetycz- nych, istnieje w dwuch odmianach: a) proszko
w e j l) i i)) c e w k o w e j2). Pierw sza je s t w zasa
dzie mniej dokładna, lecz daje wyniki łatwiej
sze w interpretacji; zdania co do możliwości praktycznego jej stosowania są podzielone.
Zadaniem niniejszej pracy było porówna
nie wyników, uzyskiwanych przy badaniu spoin rozmaiłem i metodami.
M aterjał.
Badania wykonano na 3 próbkach blachy stalowej o grubości 2 nim, spawanych acetyle
nem. Spawanie zostało wykonane na styk, dłuższemi krawędziami pasków blachy o wy
miarach 1000 X 150 mm.
Próba Nr. I została spojona poprawnie przez zręcznego spawacza.
Próbą Nr. II została spojona przy nadmia
rze tlenu w płomieniu.
Próba Nr. III została spojona przy nad
miarze acetylenu w płomieniu.
Jako spoiwo służył miękki d ru t stalowy o średnicy I mm.
Skład chemiczny blachy i spoiwa podany je s t w tablicy I.
T A H I. I C A i.
W yniki analizy chemicznej blachy i spoiwa.
Przed miol Skład c liemiczny w °/0
c .Mn Si P S
Blacha 0,20 0,64 0,29 0,013 0,022
Spoiwo 0,055 0,06 ślady ślady 0,012
W arunki badań.
Badania roentgenograficzne zostały wyko
nane w Zakładzie Metalografji i Obróbki T e r
micznej Akademji Górniczej w Krakowie pod
>) IV. E. /M e , U. S. A. Pal., 1426384; A. Hour, ĆompL remi., 184f 859 (1927); /i. fterthold, Maschinenscha- den, 12, 139 (1935).
2) W. Gerlach, Metallwirtschaft, 8, 875 (1929); Z.
lechn. lMiys., 15, 'i67 (1934); E. Gcrold, Mill. Forsch. Iust.
Ver. Stahlwerke, Dortmund, 2, Lief. 2, 23 (1931).
kierownictwem Prof. Dr. W . Łoskiewicza. Prze
świetleniu poddano szwy na całej ich długości.
Badania magnetyczne przeprowadzono me
todą cewkową, posługując się w pierwszych stadjach pracy przyrządem do badania spoin
„I. O. — Sch w e issn a h tp ru fe r“ Ł), dostarczonym przez firmę A. 15. O. w Berlinie. /,e względu na niewystarczającą czułość tego przyrządu dalsze próby wykonano zapomocą zmodyfiko
wanego urządzenia, którego schem at podany je s t na rys. 1. Cewkę (C) prowadzono wzdłuż nam agnesow anej próbki (Sp) zapomocą prowad
nicy (P ) z napędem m echanicznym {Al). Ten sam napęd powodował obrót bębna rejestracyj
nego (/i), zapisującego wychylenia galwanome- tru strunow ego (G).
Rys. 1. Schemat aparatu do badania spoin cewkowa me
tod;« magnetyczna. S p — spoina, N S — magnes, C — cewka,
!} — prowadnica, M — motor elektryczny, B — bęben z pa
pierem fotograficznym, G — ga lwa no metr strunowy Ein- thoven\a.
Badaniu poddano zarówno całe blachy, jak i poprzeczne paski wycięte z blach.
Badania elektryczne wykonano na skraw kach wyciętych z blach Nr. I i III w miejscach charakterystycznych dla danego obrazu spoiny, wybranych w edług zdjęć roentgenograficznych.
Nadmiaru tworzywa na spoinie nie zdejmowa
no. Oporność elektryczną mierzono zapomocą podwójnego mostka Thomsona w tem peraturze pokojowej, przeliczając otrzym ane wartości na jednostkę przekroju i długości oraz na tempe
raturę 20°.
Badania metalograficzne. Próbki blach I i III pobrano ze skrawków, użytych do poinia-
') ./. Pfaffenherger, AEG — Mitteilungen, Nr. r\
(1933).
3 (1936) Przyczynek do znajomości metod badania spoin.
rów oporności elektrycznej, zaś /. blachy II wycięto w edług roentgenogram u. Badano prze
kroje prostopadłe do spoiny po ich wypolero
waniu i wytrawieniu odczynnikiem Vickers'a *) (obserwacja m akroskopow a), względnie ICurba- to w a 2) (obserwacja mikroskopowa). Dodatkowo zbadano budowę spoin po wyżarzeniu przy 9L0° oraz s tru k tu rę m aterjału blachy, zmienio
ną przez tem peraturę płomienia.
Badania mechaniczne wykonano zapomocą 5-tonnowej maszyny Amslera (siłomierz 500 kg).
Próbki, wycięte w e d łu g roentgenogram ów, po
brano w kierunku poprzecznym do spoiny tak, że szew przechodził przez ich środek. Nadmiar tworzywa na spoinie zbierano do wymiarów próbki, odpowiadających PN „ Projekt W o js k o w y“ P. S. 1.95 — 120. Dodatkowo zmierzono własności wytrzymałościowe próbek blachy użytej do spawania.
W y n ik i.
Już przy obserwacji powierzchni blach okiem nieuzbrojonem można było zauważyć znaczne różnice w wyglądzie poszczególnych spoin (Fot. 1 do 6, PI. III).
Blacha I (spawana poprawnie, foL. 1 i 2, PI. 111) wykazuje równom ierne rozłożenie spoi
wa na całej długości szwu.
Blacha II (spawana z nadmiarem tlenu, fot. 3 i 4, PI. IH) różni się od poprzedniej nie- równomiernem rozłożeniem spoiwa, ze zgrubie
niami i wgłębieniami. W siedmiu miejscach spoina była przepalona nawylot.
Blacha III (spawana z nadm iarem acety
lenu, fot. 5 i 6, PI. III) wykazuje szerokie, nie
równom ierne rozlanie spoiwa i liczne szczeliny.
Badania roentgenograficzne. Blacha I (fot.
7, PI. III). Obraz spoiny, otrzym any przez prze
świetlenie jej promieniami Roentgena, odcina się wyraźnie na całej długości rysunkiem i stopniem zaciemnienia od tła obrazu blachy.
W zdłuż całego obrazu spoiny, mniejwięcej przez jej środek, biegnie ja s n y (na pozytywie) pasek o nierównomiernej szerokości. Na pasku tym widoczne są liczne ciemne plamki.
*) Odczynnik Vickers’a: 8 g chlorku miedziowego, 80 cm3 stęż. kwasu solnego, 80 g chlorku żelazowego, i litr wody.
2) Odczynnik Kurbatowa: 100 cm3 alkoholu etylo
wego, 100 cm3 alkoholu metylowego, 100 cm3 alkoholu izoam ylowego, 100 cm3 kwasu azotowego o gęstości 1,14.
Blacha II (fot. 8, PI. III). Biały pasek, cha
rakterystyczny dla spoiny 1, niewidoczny. Za
ciemnienie obrazu spoiny nierównomierne. Miej
sca przetopienia nawylot uwidaczniają się w po
staci ciem nych plam w jasnych obwódkach.
Obraz spoiny rozdziela się przy 29, 29a, 30 i 30a na dwie części ostro zarysowaną, białą linją.
Blacha III (fot. 9, PI. III). Zaciemnienie nierównomierne. C harakterystyczne dla tego obrazu spoiny jest:
a) występowanie jasnych, okrągłych i owal
nych plamek,
b) występowanie nieforemnych, ciemnych plam, zajmujących całą szerokość obrazu spoi
ny (22, 23, 24, 25, 26). Na plamach tych w i doczne gęsto rozsiane białe kropki (22, 23, 24) lub większe białe plamy,
c) występowanie ostrych podłużnych linij podziału obrazu spoiny (jak w przypadku bla
chy II),
d) miejscowe zupełne zacieranie się ry
sunku spoiny (22, 23).
Badania, magnetyczne nie pozwoliły na wy
prowadzenie żadnych wniosków co do stopnia pełności spoin. Doświadczenia, wykonane przy użyciu gładkich i prostych próbek stalowych z sztucznie wytworzonemi przerwam i wewnętrz- nemi wykazały, że naw et przy maksymalnej czułości przyrządu metodą m agnetyczną mogą być wykrywane, jedynie te braki, które zajmu
ją ponad 10% ogólnej powierzchni przekroju pi’óbki. Cienkie szczeliny poprzeczne do kie
runku pola m agnetycznego dają się z większą łatwością wykrywać niż szczeliny podłużne.
Rys. 2 i 3 przedstaw iają oscylogramy uzyskane dla dwóch próbek stalowych o prze
kroju 1 2 X 1 2 mm. Pierwsza próbka (rys. 2) posiadała w połowie swojej długości (300 mm) wywiercony nawylot otwór o średnicy 8 mm, druga (rys. 3) — o średnicy 2 mm.
W przypadku badanych blach spawanych obecność zgrubień w sąsiedztw ie szwu utrud
niała uzyskanie tak przejrzystych wyników.
Badania elektryczne. Pomiarom oporności elektrycznej poddano skrawki, wycięte w edług roentgenogram ów (fot. 7 i 9) z następujących miejsc:
Z blachy I: la, Ib, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.
Z blachy III: lila, Illb, 15, IG, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
16 M. ŚMIAŁOWSKI i W . SZNIJK W iad. Inst. Met.
W wartościach oporności elektrycznej po
szczególnych próbek nie zaznaczyły się większe różnice, na podstawie których można byłoby sądzić o stopniu pełności spoin. Oporność p r ó bek z blachy III była przeważnie nieco wyższa aniżeli próbek blachy i.
Badania metalograficzne. W yniki obser
w a c ji makroskopowych i mikroskopowych po
dane są w tablicach II do V, a częściowo rów
nież na zdjęciach (fot. 10 do 17, PI. IV).
W pobliżu spoiny wszystkie trzy blachy po
siadały gruboziarnistą s tru k tu rę W idm ann- stiittena (fot. 15, PI. IV), która w miarę oddala
nia się od spoiny przechodziła w drobnoziarnistą budowę ferry tyczno-perli tyczną.
Flys. 2. Oscylogram otrzymany dla próbki stalowej z otw o
rem, zajmującym 66°/0 powierzchni przekroju.
Hys. 3. Oscylogram otrzymany dla próbki stalowej z otwo
rem, zajmującym 17% powierzchni przekroju.
Spoina blachy Nr. III (spawanej z nadmia
rem acetylenu w płomieniu) była silnie nawę- glona. Po wyżarzeniu przy 910° próbki spoiny III wykazywały budowę ferrytyczno-perlityczną, podczas gdy w spoinie I uwidaczniał się w tych warunkach jedynie ferryt.
Badania mechaniczne. W yniki prób wy
trzymałościowych podane są w tablicach II do V.
T A B L I C A II.
W łasności wytrzymałościowe blachy użytej do spawania ').
M a t e r j a 1 Próbka Itr
kg/mm2 -*10o;
10
Blacha w stanic dostar 1 47,7 28,3
czenia o 47,7 28,6
3 44,0 32,9
Blacha wyżarzona i 44,1 28,9
*) W szystkie próbki wycięto prostopadle do kierun
ku walcowania.
W nioski.
1. Obrazy spoin otrzym ane przez prze
świetlenie blachy promieniami Roentgena, poza oddaniem zewnętrznego wyglądu spoin, pozwa
lają w dość dokładny sposób określić ich we
wnętrzną budowę.
Obraz spoiny blachy I j e s t na całej swej długości prawie jednakowy; zmienia się w nim tylko położenie i szerokość jasn e g o paska, biegnącego wzdłuż spoiny. Istnienie tego paska wywołane j e s t więks/.ą przepuszczalnością dla promieni Roenlgena m ateijału spoiwa aniżeli m aterjału blachy. Tak więc pasek daje się za
uważyć tylko w tych miejscach, gdzie blachy zostały całkowicie przetopione (oczywiście w spo
sób normalny, nie pociągający za sobą wycie
ków spoiwa). Szerokość paska odpowiada sz e rokości obszaru przetopienia blach spoiwem na dolnej stronie ( wierzchołek stożka spawania).
Odchylenia paska od środka obrazu spoiny od
powiadają przesunięciom wierzchołka stożka spawania od położenia środkowego.
Ciemne plamki, widoczne na obrazie spoi
ny, odpowiadają wyciekom spoiwa na dolną stronę szwu. Zgodnie z wynikami badań me
talograficznych i mechanicznych nie zauważo
no żadnych nieprawidłowości w obrazie spoiny blachy I.
Obraz spoiny blachy II nie wykazuje już takiej równom ierności zaciemnienia i rysunku.
Ciemne plamy w białych obwódkach odpowia
dają miejscom przepalenia szwu nawylot.
W arstw icow o ułożone zaciemnienia i roz
jaśnienia obrazu spoiny pozostają w związku z różną gru b o śc ią w arstw spoiwa. Ciemne plamy, nieposiadająoe charakteru warstwicowe- go, odpowiadają wyciekom spoiwa na stronę dolną. O stre białe linje, dzielące obraz spoiny na dwie części, wywołane są wadiiwem zesta
wieniem blach lub niezupełnem ich stopieniem.
Znaczne rozjaśnienia (jak w miejscu 31, fot. 8, Pl. III) odpowiadają zmniejszeniu przekroju spoiny. Badania wytrzymałości miejsc znacznie rozjaśnionych lub podzielonych ostrą linją na dwie .części wykazały silny spadek Br i A.
Obraz spoiny blachy III wykazuje również szereg nieprawidłowości. Mniej wyraźne odcina
nie się obrazu spoiny od tła pozostaje w związ
ku z plaskiem rozlaniem spoiwa na górnej stro nie szwu. C harakterystyczne są tu jasne plam
ki, wyraźnie zarysowane, towarzyszące najczę
ściej znaczniejszym wyciekom spoiwa na stronę
Zestawienie wynikówbadaniaspoinyblachyNr.1 metodami: roentgenograliczną, metalograficznąi mechaniczni).
Str. 17
