Bylo příčinou potopení Titaniku selhání materiálu? H. Celar, Gymnázium Nad Kavalírkou L. Kotrla, Gymnázium Plasy T. Pachlová, Gymnázium Tachov K. Vaculovičová, Gymnázium, Brno, Vídeňská 47
Obsah Titanik Výběr materiálu Charpyho zkouška Vyhodnocení
Titanik v kostce Délka: 269,02 m Šířka: 28,25 m Váha: 46 328 tun Výtlak: 52 310 tun Kapacita: 2559 cestujících, 903 posádka Kapacita záchranných člunů: 1178 osob!!! Vodotěsných přepážek: 16 „s přelivem“!!! Max. rychlost: 24 – 25 uzlů (44,4 až 46,3 km/h) Spotřeba: 650 tun uhlí/den ručně přikládaných
Zkáza Titaniku 14. 4. 1912 v 23:40 náraz do ledovce s hmotností 3 až 6-krát větší za cca 10 vteřin rozpáral bok lodi v délce cca 100 m celková plocha trhlin: pouze 1,171 m2 za 2 hodiny 40 minut se nepotopitelná loď potopila. teplota vody: cca -2 °C počet mrtvých: 1513
Pozorovaná ocel pro naše experimenty vybraná ocel s přechodovým chováním (ČSN 11375 ) polykrystalický materiál - zrna ocel = „chameleon“ různé složení + strukturní složky = různé vlastnosti
Charpyho zkouška zkoušení vzorků s vrubem při rázovém zatížení měření množství absorbované energie při porušení některé materiály při snižení teploty „křehnou“ přechodová křivka Teplota [°C] Nárazová práce [J] Přechodová teplota Křehké chování Houževnaté chování
Naše pozorování ochlazování v alkoholové lázni chlazené kapalným dusíkem teplota lázně kontrolována termočlánkovým teploměrem naměřená přechodová křivka odhadujeme, že přechodová teplota zkoušené oceli má hodnotu kolem -30 °C
Lomové plochy změna mechanismu porušení => změna vzhledu lomové plochy
Srovnání srovnání vlastností oceli z Titaniku a modernější oceli s označením A36 podélné orientování x příčné orientování ocel A36 - vyšší hodnota vrubové houževnatosti - výrazně nižší přechodová teplota
Chyby okolo Titaniku selhání materiálu pro stavbu plátování trupu Titaniku některé prvky konstrukce nevhodně navrženy selhání lidského faktoru odstranění druhé řady záchranných člunů
Poděkování a reference Naše díky patří: organizátorům Fyzikálního týdne FJFI ČVUT, zejména katedře materiálů našemu supervizorovi ing. Radkovi Mušálkovi a Vám všem… FELKINS, K.:The Royal Mail Ship Titanic:Did a Metalurgical Failure Cause a Night to Remember? JOM 50(1), 1998, p. 12-18. FOECKE, T.: Metallurgy of the RMS Titanic. IR 6118, NIST, 1998. Materiálový list oceli ČSN 11375. www.matter.org.uk.