homework L

ENGR  200:  MATERIALS  OF  ENGINEERING   Laboratory  

 

IMPACT  TEST        

OBJECTIVES  

• The  goal  of  this  experiment  is  to  reinforce  student’s   understanding  of  the  concept  of  “impact  energy”  and   "ductile-­‐to-­‐brittle  transition  temperature”  (DBTT)  

  • To  investigate  the  effect  of  temperature  and  carbon   content  on  the  toughness  of  steel  by  means  of  a   Charpy  impact  test.  

           

• http://www.bing.com/videos/search?q=charp   y+impact+you+tube&FORM=VIRE1#view=deta   il&mid=8C81CA8AC47D214B3DF68C81CA8AC   47D214B3DF6

EXPERIMENTAL    

Charpy  impact  specimens  of  steel:  

  • 3  pieces  of  1018  (Cold  Finished)  steel • 3  pieces  of  1045  (Cold  Finished)  steel • 3  pieces  of  1095  (Cold  Finished)  steel

  • Tinius  Olsen  Impact  Test  Machine • Dry  ice • Furnace

Schematic  of  Charpy  test  specimen                    

       

Side  view   End  view   Angle  of  notch  

Placement  of  specimen  in  the  impact  tester          

Dry  ice  is  used  to  cool  specimens  to  -­‐78.5  oC            

A  furnace  is  used  to  heat  specimens  to  500  oC      

EXPERIMENTAL  PROCEDURES  

  • Three  notched  steel  (1018,  1045  and  1095)  samples  were  

provided  to  each  of  the  three  teams    

• Each  team  subjected  all  three  specimens  to  the  following   temperature  treatments  before  test:

  • Team  1:  at  dry  ice  temperature  (  -­‐78.5  oC) • Team  2:  at  room  temperature • Team  3:  at  500oC  (heated  for  10  minutes  in  an  oven)

Handling  of  cooled  specimens  is  indirect              

Handling  of  heated  specimems  is  also  indirect            

Everyone  in  the  room  needs  to  be  aware   when  the  Charpy  impact  tests  are  taken  

     

Only  three  people  actually  perform  the  test:  

•  Two  team  members  will  prepare  the  hammer  by  raising  it  to   the  pre-­‐determined  height  and  locking  it  in  place.

  • Zero  out  the  scale.

  • Everyone  will  move  away  from  the  test  area.

  •  The  third  team  member  wearing  protective  gear,  quickly  will   extract  the  test  specimen  and  will  place  it  in  the  Charpy  slot  for   testing

Once  set  up,  the  action  happens              

• Once  cleared,  the  hammer  will  be  released  and  the  energy   absorbed  (in  ft-­‐lb)  will  be  recorded  

  • The  specimen  fragments  will  be  collected  using  a  pair  of  tongs  

and  will  be  placed  on  the  floor    

• The  fracture  surfaces  will  be  visually  examined  

Figure  1  will  be  constructed  from  data  of   absorbed  energy  vs  temperature  

   

60    

  50  

 

  40  

 

  30  

Series1  

Series2  

20    

  10  

 

  0  

-­‐200   -­‐100   0   100   200   300   400   500   600  

Temperature  (oC)  

Figure  1.  Absorbed  energy  vs  Temperature  for  1018  (blue)  and  1095(red)  

A bs or be

d   en

er gy  ( A bs or be

d   en

er gy  ( ft -­‐lb

f)  

STEEL  1018   Temp.  =  -­‐  78.5  oC  (  Dry  Ice)        

STEEL  1045  Temp.=   -­‐  78.5  oC  (  Dry  Ice)  

STEEL  1018  Temp.  20oC  

    Lab  Manual  

REFERENCES: