Завдання до вступного заняття

1. Привести у звіті орієнтовні переліки питань різних видів інструктажів.

2. Накреслити таблиці журналів реєстрації різних видів інструктажів.

3. Привести приклад інструкції на робочому місці в лабораторії матеріалознавства та технології матеріалів.

4. Привести застереження з техніки безпеки в лабораторії матеріалознавства та технології матеріалів.

Контрольні питання

1. Хто та за якою програмою проводить первинний інструктаж ?

2. За якою програмою та в які терміни проводиться повторний інструктаж ?

3. В яких випадках проводиться позаплановий інструктаж?

4. Яка мета та механізм проведення стажування ?

5. Визначення та мета лабораторної роботи.

6. Основні положення надання першої допомоги потерпілим від ураження електричним струмом.

7. Основні вимоги до підготовки, виконання та оформлення звітів з лабораторних робіт.

Лабораторна робота № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСОВОГО ОПОРУ РОЗРИВУ (МЕЖІ МІЦНОСТІ)

ТА ПЛАСТИЧНОСТІ МЕТАЛІВ

Мета роботи

1 Ознайомитись з основними механічними властивостями металів і методикою визначення часового опору розриву та пластичності ме­талів.

2. Визначити часовий опір розриву σ_в, відносне видовження δ та відносне звуження ψ металу.

Теоретичні відомості

Механічні властивості конструкційних матеріалів є їх основною характеристикою і відбивають здатність матеріалу опиратись впливу на нього зовнішніх механічних навантажень.

Основні механічні властивості – міцність, пластичність, пруж­ність, твердість, в’язкість, зносостійкість та витривалість.

До змісту лабораторної роботи входить ознайомлення курсантів з основними механічними властивостями металів.

Міцністю називається здатність металу опиратись руйнуванню та появі залишкових деформацій внаслідок впливу зовнішніх сил.

Пружністю називається здатність металу поновлювати свою фор­му після завершення впливу сил, що викликали зміну форми (деформа­цію).

Пластичністю називається здатність металу не руйнуватися під впливом зовнішніх сил і зберігати залишкову деформацію. Пластич­ність є властивістю, зворотною пружності.

Твердістю називається здатність металу перешкоджати в наслідок дії зовнішнього навантаження, проникненню в нього іншого, більш твердого тіла.

В’язкістю називається здатність металу не руйнуватися під впливом ударних навантажень. В’язкість є властивістю, зворотною крихкості.

Зносостійкістю називається здатність металу не зношуватись у процесі переміщення поверхонь деталей, що притискаються один до одного.

Витривалістю називається здатність металу не руйнуватись під впливом знакозмінних навантажень.

В процесі впливу на тіло сили, в ньому виникають напруження σ, які залежать від прикладеної сили Ρ та площі поперечного перерізу F тіла, тобто:

. (1.1)

Міцність металу характеризується межею міцності σ_в, яка є максимальною напругою, що витримує зразок без руйнування:

, (1.2)

де Ρ_р – максимальна сила, яку витримує зразок, H (кГ); F₀ – площа поперечного перерізу зразка до руйнування, м² (мм²).

Пластичність матеріалу характеризується відповідно відносними видовженням δ та звуженням ψ.

Відносне видовження зра­зка показує (рисунок 2.1) на скільки відсотків збільшується одиниця його довжини в процесі випробовування:

Рисунок 2.1  Ескізи зразків до і після випробувань на розтяг

, (1.3)

де l₁ , l₀ – довжина зразка відповідно після та до розриву, м (мм).

Відносне звуження показує, на скільки відсотків зменшилась площа поперечного перерізу зразка в процесі його випробовування:

(1.4)

де F₀ – початкова площа поперечного перерізу зразка, м² (мм²); F₁ – площа зразка у місці розриву, м² (мм²).

У крихких металів відносне видовження δ та відносне звужен­ня ψ близькі до нуля, у пластичних металів вони досягають десят­ків відсотків.

Послідовність виконання роботи

1 Ознайомитись із будовою гідравлічного пресу (розривної машини), його технічною характеристикою.

2 Підготувати зразки для випробовування на розтяг, для чого виконати наступні дії:

а) переконатись, що на робочій частині зразка немає дефектів;

б) виміряти зразок (d₀ і l₀) [м (мм)], попередньо на робочій частині намітити кернером дві точки, що обмежують розрахункову довжину зразка (круглі зразки необхідно вимірювати у двох взаєм­но перпендикулярних напрямах і трьох перерізах);

в) визначити площу поперечного перерізу F₀ зразка [м² (мм²)]; за розрахунковий діаметр зразка прийняти його найменше значення.

3 Виконати випробування зразка на розрив на гідравлічному пресі (розривній машині), записавши покази манометра в момент максимального відхилення стрілки.

4 Визначити руйнівне навантаження Р [Н (кГ)]:

Р = n·P₁·S, (1.5)

де n – кількість поршнів преса; P₁ – тиск за показами манометра преса, Н/м² (кГ/мм²); S – площа поперечного перерізу великого поршня преса, м² (мм²).

5 Після розриву зразка виміряти діаметр d₁ (мм) та довжину l₁ у місці його розриву (при цьому обидві частини зразка необхідно прикладати по можливості якомога щільніше одна до одної).

6 Визначити площу поперечного перерізу зразка F₁ у місці розриву:

. (1.6)

7 Розрахувати межу міцності σ_в за формулою (1.2).

8 Знайти відносне видовження δ за формулою (1.3).

9 Обчислити відносне звуження ψ за формулою (1.4).

10 Використовуючи отримані результати (σ_в, δ, ψ) і користуючись довідковою літературою, встановити ймовірну марку сталі, з якої виготовлено зразок.

11 Скласти письмовий звіт про виконану роботу.