Po-pożarowa degradacja wybranych stali stosowanych w budownictwie w świetle wyników eksperymentalnych uzyskanych w zinstrumentalizowanej próbie udarności Charpy’ego
Po-pożarowa degradacja wybranych stali stosowanych w budownictwie w świetle wyników eksperymentalnych uzyskanych w zinstrumentalizowanej próbie udarności Charpy’ego
Po-pożarowa degradacja wybranych stali stosowanych w budownictwie w świetle wyników eksperymentalnych uzyskanych w zinstrumentalizowanej próbie udarności Charpy’ego
Variant of the title
Post-fire degradation of selected steels used in construction in relation to the experimental results obtained in the instrumented Charpy impact test
Author
Zajdel, Paulina
Promoter
prof. dr hab. inż. Mariusz Maślak
Release date
2023
Date of defense
10.04.2024
Language
Polish
Keywords
Zinstrumentalizowana próba udarności Charpy’ego, kruche pękanie, po-pożarowe właściwości stali, odporność po pożarze, mikrostruktura stali
W niniejszej pracy przedstawiono analizę podatności na inicjację i propagację kruchego pękania próbek wykonanych z wybranych gatunków stali stosowanych w budownictwie, wystudzonych po ich uprzedniej symulowanej ekspozycji na oddziaływanie pożaru. Wnioskowanie prowadzono w oparciu o wyniki badań eksperymentalnych, uzyskane w zinstrumentalizowanej próbie udarności Charpy’ego. Odporność na kruche pękanie wydaje się być informacją kluczową, niezbędną do wiarygodnego określania przydatności badanej stali do jej ewentualnego dalszego użytkowania po pożarze. Ocena formalna polegała na jakościowej i ilościowej weryfikacji uzyskanych doświadczalnie zależności siła –przemieszczenie punktu przyłożenia tej siły oraz energia łamania–przemieszczenie. Dla uwiarygodnienia wyników przeprowadzono również badania towarzyszące, pozwalające na pełniejszą analizę zmian właściwości mechanicznych stali wystudzonej po symulowanej ekspozycji pożarowej. Wykonano dla każdej z badanych stali statyczną próbę rozciągania oraz badanie po-pożarowej twardości prowadzone metodą Vickersa. Uzyskane w ten sposób wyniki znalazły dalsze potwierdzenie w obserwacjach mikrostruktury prowadzonych na mikroskopie optycznym i mikroskopie skaningowym. Analizę wzbogacono o obserwacje przełomów ocenianych w konwencjonalnych badaniach fraktograficznych. Przeprowadzone badania wykazały, że zinstrumentalizowana próba udarności jest miarodajnym narzędziem do oceny podatności stali na kruche pękanie po ekspozycji pożarowej, co było podstawowym celem naukowym pracy.
This disertation presents an analysis of the susceptibility to initiation and propagation of brittle fracture of specimens of selected steels used in construction, cooled after their prior simulated exposure to fire. The inference was based on experimental results of an instrumented Charpy impact test. Resistance to brittle fracture appears to be the essential information needed to reliably determine the suitability of the tested steel for possible further use after a fire. The formal evaluation consisted in the qualitative and quantitative verification of the experimentally obtained relationships of force- displacement at the force application point and, alternatively, breaking energy - displacement. To make the results more credible, accompanying tests were also carried out, allowing a more complete analysis of changes in the mechanical properties in cooled steel after a simulated fire exposure. For each of the tested steels, a static tensile test and a hardness test using the Vickers method were performed. The experimental results obtained in this way were also confirmed by microstructure observations carried out first on light microscope and then on a scanning electron microscope. The analysis was supplemented by observations of breakthroughs evaluated by conventional fractographic studies. The tests carried out showed that the instrumented impact test is a reliable tool for assessing the susceptibility of steel to brittle fracture after fire exposure, which was the basic scientific purpose of this dissertation.
