Bylo příčinou potopení Titaniku selhání materiálu?
H. Celar, Gymnázium Nad KavalírkouL. Kotrla, Gymnázium Plasy
T. Pachlová, Gymnázium TachovK. 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]
Nár
azov
á pr
áce
[J]
Pře
cho
dová
tep
lota
Křehké chování
Houževnaté chování
Naše pozorování
0
50
100
150
200
-200 -150 -100 -50 0 50 100
Teplota [°C]
Nár
azo
vá p
ráce
E [
J] E = 88,6 + 84,2 * tanh[0,04 * (T + 27,8)]
• 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.
