- •Министерство образования Российской Федерации
- •Управления качеством и машиноведения
- •Основные теоретические положения
- •1. Испытание на растяжение
- •1.1. Характеристики прочности
- •1.2. Характеристики пластичности
- •2. Определение ударной вязкости при изгибе
- •3. Определение твердости
- •2.1. Определение твердости по Бринеллю
- •2.2. Определение твердости по Роквеллу
- •2.3. Определение твердости по Виккерсу
- •Порядок выполнения работ .
- •Результаты измерения и расчета твердости нв.
- •Механические свойства сплава .
- •Содержание отчета.
- •Индивидуальные задания
- •Контрольные вопросы
- •1. Исходные данные
- •2. Порядок проведения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Форма содержания отчета
- •3. Методика выполнения работы
- •3.1. Исходные данные
- •3.2. Порядок проведения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Примеры обозначения и расшифровки.
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Расшифровка обозначений марок углеродистых сталей .
- •Примеры обозначения и расшифровки .
- •Обозначение углеродистых качественных конструкционных сталей .
- •Примеры обозначения и расшифровки .
- •Обозначение инструментальных углеродистых сталей .
- •Обозначение литейных углеродистых конструкционных сталей .
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания
- •Работа 3 Расшифровка обозначений легированных сталей и сплавов .
- •Порядок выполнения работы .
- •Основные теоретические положения
- •Обозначение легированных сталей .
- •Обозначение различных групп легированных сталей и степени их качества.
- •Исключения из правил обозначения легированных сталей .
- •Примеры обозначения и расшифровки.
- •Обозначения некоторых специальных сплавов .
- •Обозначение коррозионностойких ,жаростойких и жаропрочных сплавов .
- •Примеры обозначения .
- •Обозначения инструментальных твердых сплавов (тс) .
- •Примеры обозначений .
- •Содержание отчета .
- •Индивидуальные задания
- •Работа 4. Расшифровка обозначений сплавов цветных металлов .
- •Порядок выполнения работы
- •Основные теоретические положения
- •Буквенные обозначения различных групп цветных сплавов
- •Обозначение легирующих элементов при маркировке цветных сплавов
- •Содержание отчета .
- •Индивидуальные задания.
- •Раздел 3. Задания для определения уровня качества изделий различными методами . Дифференциальный метод определения уровня качества
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания
- •Экспертный метод определения коэффициентов весомости показателей качества методом ранжирования .
- •Расчетные зависимости :
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания
- •Комплексный метод определения уровня качества
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания
- •Определение конкурентноспособности изделия .
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания
Основные теоретические положения
В настоящее время существует большое число методов контроля качества материалов. Рассмотрим наиболее характерные из них на примере контроля механических свойств металлопроката.
Стандартные механические испытания включают испытание на растяжение, измерение твердости и, иногда, определение ударной вязкости при изгибе.
В зависимости от скорости приложения нагрузки механические испытания подразделяют на статические (когда нагрузка прикладывается очень медленно) и динамические (когда нагрузка прикладывается быстро). Результаты статических испытаний используются при оценке эксплуатационных свойств нагрузках, а динамических – при быстро изменяющихся циклических или ударных нагрузках.
материалов при неизменных или медленно изменяющихся
1. Испытание на растяжение
Испытание на растяжение относится к наиболее информативным видам статических механических испытаний и проводится для всех видов конструкционных материалов. Для обеспечения воспроизводимости результатов в разных лабораториях испытание проводится с использованием стандартных образцов круглого (см. рис. 1.1) или прямоугольного (для тонколистовых материалов) сечения.
Площадь поперечного сечения образца в начальный момент (F0) и после разрушения (F1) определяют после измерения соответствующих диаметров (см. рис. 1.1) по формулам:
Растяжение образцов производится на специальных разрывных машинах, снабженных диаграммным аппаратом, позволяющим в автоматическом режиме нарисовать кривую растяжения в координатах: нагрузкаР, кГ – абсолютная деформация Dl, мм (см. рис. 1.2).
Рис. 1.1. Вид образцов до (а) и после (б) растяжения
Большинство материалов имеют диаграмму растяжения без площадки текучести – рис. 1.2, а. Небольшое число материалов, в том числе низкоуглеродистая сталь в отожженном состоянии, имеют диаграмму растяжения с площадкой текучести, на которой интенсивная пластическая деформация происходит без заметного увеличения нагрузки – рис. 1.2, б. Из рис. 1.2 следует, что сначала на линейном участке, соответствующем закону Гука, деформация носит упругий характер и полностью исчезает после снятия нагрузки (разгрузка идет по линии а–0).
Рис. 1.2. Диаграммы растяжения без площадки (а) и с площадкой (б) текучести
При нагрузке, превышающей ординату точки а, наряду с упругой появляется и пластическая деформация, приводящая к остаточному удлинению испытуемого образца после снятия внешней нагрузки. При этом установлено, что разгрузка всегда идет по линии параллельной а–0. Повышение нагрузки вплоть до точки в сопровождается увеличением пластической деформации. Начиная с точки в на образце появляется, а затем растет локальное сужение в средней части – «шейка», что приводит к постепенному уменьшению действующей нагрузки Р и последующему разрыву образца в точке с (разгрузка образца после разрыва также идет по линии параллельной а–0).
Механические напряжения, действующие в растягиваемом образце, принято оценивать с помощью нормальных напряжений s = Р/F, где Р – нагрузка (сила), действующая перпендикулярно площади поперечного сечения образца F. В технике нормальные напряжения принято измерять в кГ/мм2 (килограммах силы на квадратный миллиметр) или МПа (мегапаскалях):
1 кГ » 9,8 Н; 1 Па = 1 Н/м2; 1 кГ/мм2 » 9,8 МПа.
Прочность – это свойство твердых тел сопротивляться деформации и разрушению под действием внешних нагрузок.
Пластичность – это свойство твердых тел необратимо деформироваться под действием внешних нагрузок.
В результате испытаний на растяжение можно определить целый набор статических характеристик прочности и пластичности. Рассмотрим основные из них.