2 Лабораторно-практичні роботи

Лабораторно-практичні роботи виконуються у спеціалізованої лабораторії технології матеріалів під керівництвом викладача.

Заздалегідь студенти проходять інструктаж з техніки безпеки, після чого вони допускаються до виконання лабораторних робіт. Лабораторні роботи передбачають активну участь студентів у проведенні експериментів. Перед проведенням експериментальної частини роботи студент повинен отримати допуск до виконання роботи, зміст якого визначається його попередньою підготовкою. Протягом лабораторного заняття студент повинен виконати експериментальні дослідження, обробити результати дослідів відповідно завданню до лабораторної роботи (підготувати звіт лабораторної роботи) і захистити виконану роботу.

У звіті до лабораторної роботи креслення виконуються відповідно вимогам ЕСКД, побудова графіків і діаграм виконується у відповідних системах координат з дотриманням масштабу, робляться обґрунтовані висновки згідно меті і завданню до роботи.

Попередження з техніки безпеки

1 При включенні живлення до мікроскопів на їх затисках виникає напруга 220 В, небезпечна для життя людини. До уваги: при відсутності індикаторної сигналізації людина може опинитися під дією електричного струму в наслідок випадкового дотику до оголених частин устаткування.

2 Приєднання устаткування до електричної мережі слід здійснювати тільки переконавшись у відсутності напруги живлення, після чого виконувати включення! Невиконання цієї вимоги може призвести до можливого враження електричним струмом.

3 Не можна залишати робоче місце під напругою! Порушення цієї вимоги створює умови виникнення можливості враження електричним струмом сторонньої людини при випадковому дотику її до оголених частин установки.

4 Після закінчення експерименту регулятори необхідно вставити у початкові положення і відключити напругу живлення!

5 Про будь-які відхилення режиму роботи устаткування необхідно повідомити викладачеві!

6 У разі враження електричним струмом потерпілому необхідно надати першу допомогу: негайно звільнити його від дії електричного струму шляхом відключення напруги живлення, здійснити непрямий масаж серця і виконати штучне дихання. Разом з тим, негайно викликати швидку медичну допомогу.

7 В процесі приготування шліфів і їх протравлення необхідно працювати, користуючись індивідуальними засобами захисту.

Лабораторна робота №1

ВИЗНАЧЕННЯ основних механічних властивостей МЕТАЛІВ

Мета роботи

1 Ознайомитись з основними механічними властивостями металів і методикою їх визначення.

2 Визначити часовий опір розриву σ_в, відносне видовження і відносне звуження ψ, твердість методом Бринелля та методом Роквелла.

3 Визначити вид металу або сплаву за зовнішніми ознаками та деякими його властивостями.

Теоретичні відомості

Механічні властивості є основною характеристикою конструкційних матеріалів і відображають здатність тіла чинити опір дії на нього зовнішніх механічних навантажень.

Основними механічними властивостями металів є міцність, пластичність, пружність, твердість, в'язкість, зносостійкість і витривалість.

У зміст лабораторної роботи входить ознайомлення студентів з основними механічними властивостями металів.

Міцністю називається здатність металу опиратися руйнуванню і появі залишкових деформацій під дією зовнішніх сил.

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

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

Твердістю називається здатність металу перешкоджати проникненню в нього іншого, більш твердого тіла.

В'язкістю називається здатність металу не руйнуватися під дією ударних навантажень. В'язкість – властивість зворотна крихкості.

Зносостійкістю називається здатність металу не зношуватись в процесі переміщення поверхонь деталей, що притискаються одна відносно іншої.

Витривалістю називається здатність металу не руйнуватися під дією знакозмінних навантажень.

При дії сили на тіло в ньому виникає напруга, величина якої залежить від прикладеної сили Р і площі його поперечного перерізу F, тобто:

(1.1)

Міцність металу характеризується межею міцності σ_в, яка представляє собою максимальне напруження, що витримує зразок без руйнування:

(1.2)

де Р – максимальне неруйнівне навантаження, Н (кГ);

F₀ – площа поперечного перерізу зразка до руйнування, м² (мм²).

Пластичність металу характеризується відносним видовженням і відносним звуженням ψ.

Відносне видовження зразка показує на скільки відсотків він видовжується в процесі випробування:

%, (1.3)

де l₁ – довжина зразка після розриву, м (мм);

l₀ – довжина зразка до розриву, м (мм).

Відносне звуження зразка показує на скільки відсотків зменшилася площа його поперечного перерізу в процесі випробування:

%, (1.4)

де F₀ – початкова площа поперечного перерізу зразка, м² (мм²);

F₁ – площа перерізу зразка в місці розриву, м² (мм²).

У крихких металів відносне видовження і відносне звуження ψ близькі до нуля, у пластичних металів вони досягають десятків процентів.

Для визначення твердості використовуються спеціальні прилади. Найширше застосовуються наступні способи вимірювання твердості: 1) впровадженням сталевої кульки (метод Бринелля); 2) впровадженням алмазного або твердосплавного конуса (метод Роквелла); впровадженням алмазної чотиригранної піраміди (метод Віккерса).

Широке розповсюдження одержали прилади за методом Бринелля важільні з електричним приводом (рисунок 2.2). Зразок, що випробовується, розташовують на предметному столику 2 і обертанням маховика 1 піднімають до дотику із кулькою 3. Далі вмикають електродвигун 5 і поступово вдавлюють кульку під дією вантажу 4. Під дією навантаження протягом певного часу вал двигуна починає обертатися у протилежну сторону і навантаження знімається.

Число твердості за Бринеллем визначається як відношення прикладеного навантаження Р до площі сферичної поверхні утвореного відбитка F і позначається буквами НВ.

або: (1.5)

де P – навантаження на кульку;

F – площа поверхні кульового сегменту;

D – діаметр кульки, що впроваджується;

d – діаметр отриманого відбитку.

Діаметр отриманого відбитку вимірюють спеціальною приладом (лупою Бринелля) у двох взаємно перпендикулярних напрямах і визначають середнє арифметичне значення двох вимірювань.

Не вдаючись до тривалих обчислень, на практиці число твердості визначають, знаючи умови випробування, за спеціальною таблицею.

Твердість за методом Роквелла визначають за глибиною відбитку при вдав­люванні у зразок (деталь), що випробовується, алмазного конуса (конус може бути не лише алмазним, а й з твердого сплаву) з кутом при вершині 120° або стальної загартованої кульки діаметром 1/16″ (1,588 мм). Прилад Роквелла (рисунок 2.3) має індикатор 6 годинникового типу. На його циферблаті є дві кольорові шкали (червона та чорна). На чорній шкалі є дві буквені шкали ("А" і "С"), на червоній – одна буквена шкала ("В").

Таблиця 1.1 – Вибір діаметра кульки і навантаження залежно від твердості і товщини випробовуваного зразка

Матеріал Інтервал твердості в числах Бринелля, МПа Мінімальна товщина дослідного зразка, мм Співвідношення між навантаженням Р і діаметром кульки D Діаметр кульки D, мм Наван-таження Р, кГ Тривалість витримки під наванта-женням, с Чорні метали 1400...4500 6-3 4-2 менше 2 Р = 30D2 10 5 2,5 3000 750 187,5 10 Те ж < 1400 більше 6 6-3 менше 3 Р = 10D2 10 5 2,5 1000 250 62,5 10 Кольорові метали > 1300 6-3 4-2 менше 2 Р = 30D2 10 5 2,5 3000 750 187,5 30 Те ж 350-1300 9-5 6-3 менше 3 Р = 10D2 10 5 2,5 1000 250 62,5 30 Те ж 80-350 більше 6 6-3 менше 3 Р = 2,5D2 10 5 2,5 250 62,5 15,6 60

Рисунок 2.2 - Прилад для визначення Рисунок 2.3 - Прилад для визначення

твердості за Бринеллем твердості за Роквеллом

При випробуванні твердості виробів за шкалами "А" і "С" в якості наконечника застосовується алмазний конус. При випробуванні твердості виробів за шкалою "В" застосовується кулька. Шкала "А" використовується для випробування надтвердих сплавів, що володіють твердістю більшою Нв7000 МПа, а також для випробування тонкого листового матеріалу або тонких виробів завтовшки від 0,3 до 0,5 мм. Шкала "В" застосовується для випробування кольорових металів і сплавів, що володіють твердістю не більш НВ2300 МПа і для випробування виробів товщиною від 0,8 до 2,0 мм. Шкала "С" застосовується для випробування загартованих сталей, що володіють твердістю не більш НВ7000 МПа, а також для випробування виробів товщиною більше 0,5 мм.

На станині приладу розташований предметний столик 1. У верхній частині приладу розташовані індикатор 6, масляний регулятор 4, шток з індентором (алмазним наконечником або стальною кулькою) та рукоятка 7. Столик 1 переміщується обертанням маховика 2, а навантаження створюється важками 3.

Шліфований з обох боків зразок встановлюють на столик 1 і поворотом маховика 2 піднімають до дотику з наконечником та подальшим підніманням до тих пір, поки маленька стрілка не співпадає з червоною точкою на циферблаті. Це означає, що на зразок створене попереднє навантаження. При цьому велику стрілку індикатора слід встановити на нульову позначку.

Кулька і конус вдавлюються у випробовуваний зразок під дією двох навантажень, що послідовно додаються: попереднім P₀ і основним P₁ . Загальне навантаження становить:

(1.6)

Попереднє навантаження P₀ у всіх випадках рівне 98 Н (10 кГ), а загальне навантаження становить: при впровадженні сталевої кульки (шкала "В") – 981 Н (100 кГ); при впровадженні алмазного конуса (шкала "С") – 1471 Н (150 кГ); (за шкалою “А”) – 588 Н (60 кГ).

Залежно від того, застосовується кулька або алмазний конус, а також від величини навантаження, при якому проводиться випробування (тобто від використання шкали "В", "С" або "А"), число твердості позначається відповідно HRB, HRC, HRA.

Прилад Роквелла типу ТК-2 застосовується ширше, ніж прилад Бринелля типу ТШ-2, оскільки дозволяє випробовувати м'які, тверді і тонкі матеріали. Відбитки конуса або кульки, що здавлюється, дуже малі, завдяки чому можна випробовувати готові деталі без їх пошкодження. Випробування легко здійснюється і займає мало часу (декілька секунд); при цьому ніяких обчислень не потрібно робити, а число твердості читається прямо на шкалі.

Всі метали можна розділити на дві великі групи: чорні і кольорові.

Чорні метали (залізо, кобальт, нікель, марганець) мають темно-сірий колір, велику густину, високу температуру плавлення і відносно високу твердість. Найбільш типовий і поширений представник чорних металів – залізо (Fe), сріблясто-білий поліморфний метал, з густиною 7,86 г/см³ і температурою плавлення t_пл ≈ 1539 ºС, досить м’який, пластичний і маломіцний. В промисловості в основному використовують сплави на його основі: сталі і чавуни.

Сталь – це сплав заліза з вуглецем (С), що містить до 2,14 % вуглецю. Сталь, в залежності від вмісту вуглецю, може бути: низько -, середньо - і високо-вуглецевою.

Низьковуглецеві сталі (до 0,3 % С) – маломіцні і високо-пластичні. Вони застосовуються для виготовлення малонапружених деталей (вироби кріплення, втулки, осі та ін.).

Середньовуглецеві сталі (0,3 – 0,6 % С) – більш міцні і менш пластичні – застосовуються для виготовлення деталей, що не зазнають значних напружень (зубчасті колеса, шатуни, важелі, стрижні і ін.).

Високовуглецеві сталі (понад 0,6 % С) – міцні з високими пружними властивостями, зносостійкі – застосовуються для виготовлення деталей, що працюють в умовах підвищеного тертя, при високих статичних навантаженнях (пружини, ресори, різальні інструменти, прокатні валки тощо).

В залежності від призначення вуглецеві сталі підрозділяються на конструкційні та інструментальні. Конструкційні сталі бувають звичайної якості і якісні. Сталь звичайної якості позначаються словом "сталь", буквами "Ст" і цифрами, що вказують номер. Наприклад: сталь Ст0; сталь Ст3. Якісна вуглецева сталь позначаються словом "сталь" і цифрами, що вказують кількість вуглецю у зразку в сотих долях відсотка. Наприклад: Сталь 30 (0,30 % С).

Інструментальна вуглецева якісна сталь позначаються буквою "У" і цифрами, що вказують приблизну кількість вуглецю в десятих долях відсотка. Наприклад: сталь У11 (1,1 % С). Якщо сталь високоякісна, то після цифр вказується буква “А”. Наприклад, сталь У11А.

Леговані сталі отримують введенням у вуглецеву сталь спеціальних легуючих добавок (Si, Mn, Cr, W, Ni, Мо і ін.). Для позначення таких сталей застосовуються певні сполучення букв і цифр, що визначають приблизний вміст легуючих елементів. Наприклад, сталь 30ХН3 містить 0,3 % вуглецю, 1,0 % хрому та 3,0 % нікелю.

Чавун – це сплав заліза з вуглецем, що містить 2,14 - 6,67 % вуглецю. В залежності від вмісту зв’язаного у вигляді цементиту (Fe₃C) вуглецю чавуни можуть бути: білими (увесь вуглець знаходиться у зв’язаному стані), сірими (більша частина вуглецю знаходиться у вільному стані у вигляді графіту) і половинчастими (вуглець наполовину зв’язаний із залізом, а наполовину видалений у вигляді графіту). Маркуються чавуни буквами і цифрами, де букви вказують вид чавуну, а цифри – його основні механічні властивості ( ). Наприклад, Сч12 – сірий чавун, а найменша межа його міцності на розтяг становить 12 кГ/мм², або 120 МПа. Чавун КЧЗЗ-8 – кувальний, з найменшою межею його міцності на розтяг , що становить 33 кГ/мм², або 330 МПа, а відносне видовження = 8 %. Чавун Вч45-5 – високоміцний, найменша межа його міцності на розтяг становить 45 кГ/мм², або 450 МПа, а відносне видовження = 5 %.

Відзначимо, що на будову чавуну можна впливати, змінюючи його хімічний склад і умови кристалізації, а також термічною обробкою, завдяки чому він стає універсальним ливарним матеріалом з широким комплексом експлуатаційних властивостей.

Кольорові метали, як правило, мають характерні кольори: червоний, жовтий, білий і володіють великою пластичністю, малою твердістю, відносно низькою температурою плавлення. Їх можна розділити на наступні групи: легкі, важкі, благородні, рідкісні.

До легких – відносяться метали з густиною менше 5 г/см³. Це магній (1,68 г/см³), берилій (1,8 г/см³), алюміній (2,7 г/см³), титан (4,5 г/см³), літій (0,534 г/см³), калій (0,862 г/см³), натрій (0,971 г/см³), кальцій (1,54 г/см³) і ін.

Алюміній (Al) – це метал сріблясто-білого кольору, t_пл ≈ 660 ºС, володіє високою электро- і теплопровідністю, малою густиною. Висока електропровідність чистого алюмінію (60 % від електропровідності меді) і низька густина зумовили його застосування в електротехніці як провідниковий матеріал, корозійна стійкість – в хімічному машинобудуванні.

За технологічною ознакою алюмінієві сплави розділяються на такі, що деформуються і ливарні. Серед сплавів, що деформуються, розрізняють: зміцнювані термообробкою (дюралюміній, авіаль, алюміній кувальний і ін.) і незміцнювані (сплави алюмінію з марганцем, магнієм). Один з основних сплавів, що деформуються, – дюралюміній, сплав системи Al-Cu-Mg з добавками Mn. Маркується дюралюміній буквами "Д" і цифрами, що вказують номер сплаву. Наприклад: Д1, Д16.

Ливарні сплави алюмінію відрізняються значною рідинно-текучістю, малою усадкою, достатньо високою механічною міцністю. Кращими властивостями володіють так звані силуміни (сплав алюмінію з кремнієм). Вони маркуються так: Ал2, Ал9, де цифра вказує номер сплаву, а букви означають, що це алюмінієвий ливарний сплав. Із силуміну виготовляють арматуру, кронштейни, литі деталі приладів, фасонне лиття та ін.

До групи важких кольорових металів відносяться метали з густиною більше 5 г/см³. Це свинець (11,3 г/см³), мідь (8,9 г/см³), цинк (7,1 г/см³), олово (7.29 г/см³), хром (7,14 г/см³), сурма (6,62 г/см³), вісмут (9,84 г/см³), вісмут (9,84 г/см³) і ін.

Одним з найбільш поширених металів цієї групи є мідь. Мідь – це червоно-рожевий мономорфний метал, з температурою плавлення t_пл ≈1083°С, що володіє високою електропровідністю і тому широко застосовується в електротехніці. Завдяки значній пластичності міді, з неї виготовляють листи, прутки, дроти тощо.

Основними мідними сплавами є латунь і бронза. За технологічною ознакою вони підрозділяються на такі, що деформуються і ливарні.

Латунь – це сплав меді з цинком (Zn до 43 %). Маркується латунь буквою Л і цифрою, що вказує вміст меді у зразку у відсотках (Л96, Л70 і ін.). У позначення легованої латуні після букви Л вносяться інші букви і цифри, що показують відповідно найменування легуючих елементів і їх процентний вміст. Наприклад, Лс60-1 (60 % Си, 1 % Рb, решта Zn).

Бронза – це сплав міді з усіма елементами крім цинку. Вона володіє гарними ливарними і антифрикційними властивостями, корозійною стійкістю у прісній та морській воді, а також у газовій атмосфері при високих температурах. Із бронзи виготовляють пружини, підшипники ковзання, арматуру, деталі з високою тепло- та електропровідністю у поєднанні з гарною корозійною стійкістю, фасонне та художнє литво.

Бронзи маркується буквами Бр, після яких записується буквене позначення легуючих елементів і цифри, що вказують їх процентний вміст. Наприклад, Броцс8-4-3 (8 % Sn, 4 % Zn, 3 % Рb, останнє – мідь).

Досить широко поширені також сплави на основі олова і свинцю – бабіти. В якості легуючих елементів до них додають сурму і мідь.

Ці сплави називаються антифрикційними і призначаються для виготовлення підшипників ковзання. Бабіти маркуються буквою Б і цифрами, що вказують процентний вміст олова (наприклад, Б88, Б83 і ін.). Вони відрізняються доброю припрацьованістю і малим коефіцієнтом тертя. В якості антифрикційних матеріалів використовуються також чавуни, олов’янисті та свинцевисті бронзи, порошкові матеріали.

До благородних кольорових металів відносяться метали з високою корозійною стійкістю. Це золото, платина, срібло, паладій, іридій, родій, осмій, рутеній. Вони використовуються для виготовлення сплавів, необхідних в електротехніці, медицині, хімічному машинобудуванні, приладобудуванні, ювелірній справі, а також для антикорозійних покриттів.

До рідкісних металів відносяться кольорові метали з особливими властивостями. Це – такі метали, як вольфрам, молібден, тантал, ванадій, цирконій, індій, германій і ін. Ці метали використовуються, як правило, у вигляді сплавів.

Послідовність виконання роботи

1 Визначити межу міцності та пластичність матеріалу.

1.1 Ознайомитися з будовою гідравлічного преса (розривної машини) та його технічною характеристикою.

1.2 Підготувати зразки для випробування на розтяг, для чого:

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

б) провести вимірювання лінійних розмірів зразків (d₀ і l₀) [м² (мм²)];

в) визначити площу поперечного перерізу зразка F₀ [м² (мм²)].

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

1.4 Визначити руйнівне навантаження P [Н (кГ)] за формулою:

(1.7)

де P₁ – покази манометра, Н/м² (кГ/см²);

S – площа поперечного перерізу великого поршня преса, м² (см²);

n – кількість поршнів розривної машини.

1.5 Виміряти після розриву зразка його діаметр в місці розриву d₁ (мм) і довжину l₁, при цьому обидві частини зразка слід прикладати якомога щільніше одна до другої.

1.6 Визначити площу поперечного перерізу зразка в місці розриву за формулою:

(1.8)

1.7 Визначити межу міцності матеріалу зразка за формулою (1.2).

1.8 Визначити відносне видовження за формулою (1.3).

1.9 Визначити відносне звуження за формулою (1.4).

1.10 Використовуючи отримані результати ( , , ψ) і користуючись довідковою літературою, встановити орієнтовну марку матеріалу, з якої виготовлений зразок.

2 Визначити твердість матеріалу зразка за методами Бринелля і Роквелла.

2.1 Ознайомитися з будовою приладів і методикою визначення твердості за Бринеллем і Роквеллом.

2.2 Вибрати режими випробувань та підготувати прилади для дослідження твердості зразків. З цією метою:

1) підготувати поверхні зразків;

2) вибрати тип відповідного наконечника;

3) визначити навантаження залежно від типу наконечників і матеріалів;

4) встановити час витримки досліджуваних зразків під навантаженням;

5) налагодити прилади для визначення твердості за вибраними режимами.

2.3 Визначити твердість відпаленої сталі, кольорових металів і сплавів методом Бринелля і результати занести до протоколу випробувань.

2.4 Визначити твердість сталі, кольорових металів і сплавів методом Роквелла і результати занести до протоколу випробувань.

2.5 Перевести числа твердості, отримані за методом Роквелла, в числа твердості за Бринеллем:

HB = 100 HRC. (1.9)

2.6 Знаючи число твердості за Бринеллем, визначити наближене значення межі міцності випробовуваного металу:

. (1.10)

3 Визначити вид матеріалу за зовнішніми ознаками та деякими властивостями.

3.1 При необхідності для зачистки поверхні зразків можна використовувати шліфувальний папір. Після цього визначити колір виданих викладачем зразків металів.

3.2 За попередньо виміряними лінійними розмірами визначити об'єм (см³) зразків, що вивчаються.

3.3 Визначити густину (г/см³) металів або сплавів, з яких виготовлені зразки, попередньо їх зваживши.

3.4 Визначити, з яких матеріалів виготовлені зразки, що вивчаються, та встановити ступінь взаємодії матеріалу зразків з різними агресивними середовищами використовуючи таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 – Властивості металів і сплавів

Метал	Колір		Густина, г/см3	Твердість НВ, МПа	Взаємодія з агресивними середовищами
Сталь мало-вуглецева	Сірувато-білий		7,8	1300...1700	Розчиняються у розчинах кислот і лугів
Сталь середньо-вуглецева	Сірувато-білий		7,8	1700...2200	Розчиняються у розчинах кислот і лугів
Сталь високо- вуглецева	Сірувато-білий		7,8	2200...2550	Розчиняються у розчинах кислот і лугів
Чавун	Сірувато-чорний		6,6...7,8	1700...2700	Корозійна стійкість дещо вище, ніж в сталі
Мідь	Червоний		8,9	350	Не розчиняється в розчинах соляної і сірчаної кислот. Розчиняється в азотній кислоті
Латунь	Жовто-зелений		8,3...8,6	500...600	Не розчиняється в розчинах соляної і сірчаної кислот. Розчиняється в азотній кислоті
Бронза	Жовтий		7,6...8,2	600...1600	Не розчиняється в розчинах соляної і сірчаної кислот. Розчиняється в азотній кислоті
Алюміній	Сріблясто-білий		2,7	250	Легко руйнується розчинами їдких лугів, соляною і сірчаною кислотами. У концентрованій азотній кислоті володіє високою стійкістю.
Дюралю- міній		Сріблясто-білий	2,6	490...500	Легко руйнується розчинами їдких лугів, соляною і сірчаною кислотами. У концентрованій азотній кислоті володіє високою стійкістю.
Силумін		Сірувато-білий	2,6	500...700	Те ж
Цинк		Голубувато-білий	7,1	300	Низька корозійна стійкість в кислотах і лугах
Свинець		Синювато-сірий	11,3	40	Стійкий до лугів. Не стійкий до азотної кислоти
Олово		Сріблясто-білий	7,3	50	Висока корозійна стійкість. Дуже повільно розчиняється в кислотах і лугах
Бабіт		Сріблясто-білий	7,3...10,5	200...300	Висока корозійна стійкість. Дуже повільно розчиняється в кислотах і лугах

Устаткування, матеріали, інструменти

1 Гідравлічний прес (розривна машина).

2 Пристосування для установки зразка.

3 Штангенциркуль (точність вимірювання 0,05 мм).

4 Зразки для випробування твердості, наждачний папір.

5 Твердоміри типу ТШ-2 і ТК-2.

6 Лупа Бринелля з градуйованою шкалою.

7 Терези з важками.

Зміст звіту

1 Найменування і мета роботи.

2 Короткий опис методики проведення розрахунків із зазначенням використаних формул межі міцності та пластичності.

3 Протокол випробування на розтяг за наступною формою:

№ зразка

Розміри зразка до випробування

Розміри зразка після випробування

S, см2

P1, кГ/см2

P, кГ

Результати випробування

Орієн-товна марка сталі, матеріалу

d0 , мм

l0 , мм

F0, мм2

d1 , мм

l1 , мм

F1, мм2

, МПа

, %

ψ, %

4 Короткий опис методики проведення випробування на твердість.

5 Схеми приладів типу Бринелля і Роквелла (ТШ і ТК).

6 Протокол випробування на твердість методом Бринелля за наступною формою:

Номер зразка	Умови випробування			1 визначення		2 визначення		3 визначення		Нвср МПа	МПа
	P, Н(кГ)	D, мм	t, с	d, мм	HB, МПа	d, мм	HB, МПа	d, мм	HB, МПа

7 Результати визначення кольору, густини, твердості, хімічної стійкості та висновок про вид матеріалів, що вивчаються, за наступною формою:

№ зразка	Колір	Густина ρ, г/см3	Твердість НВ, МПа	Взаємодія з агресивними середовищами	Висновок про вид металу

8 Таблиця, складена за нижче приведеною формою, в яку занести основні механічні властивості 10 зразків з різних марок сталі і інших конструкційних матеріалів, що вивчаються.

Метал (сплав), та його марка	Хімічний склад, %	Механічні властивості				Галузь застосування
		, МПа	HB, МПа	, %	ψ, %

Контрольні питання

1 Які властивості металів називаються механічними?

2 Перерахуйте основні механічні властивості металів і дайте їм визначення.

3 Поняття про напруження, що утворюються в металах при дії на них навантаження.

4 Поняття про пружні і пластичні деформації.

5 Поняття про межу міцності при розтягуванні і спосіб її визначення.

6 Поняття про відносне видовження і відносне звуження та способи їх визначення.

7 Поняття про твердість металів. Залежність між твердістю і міцністю металів.

8 Будова приладів типу ТШ-2 і ТК-2, що використовуються для вимірювання твердості металів.

9 Визначення і позначення твердості за Бринеллем.

10 Вибір навантаження, діаметру кульки і часу витримки під навантаженням при визначенні твердості за методом Бринелля.

11 Визначення і позначення твердості за Роквеллом.

12 Вибір навантаження, типу наконечника, шкали при визначенні твердості за методом Роквелла.

13 Чому при визначенні твердості методом Роквелла необхідно застосовувати попереднє і основне навантаження?

14 Переваги і недоліки визначення твердості методами Бринелля і Роквелла.

15 Поняття про метали і сплави.

16 Класифікація матеріалів за призначенням та хімічним складом.

17 Методика визначення виду металу за його зовнішніми ознаками і окремими властивостями.

18 Які основні компоненти входять до складу сплавів, що вивчаються?

19 Характеристика механічних властивостей металів і сплавів, що вивчаються.

Лабораторна робота № 2