Порядок выполнения работы

Опыт производится на испытательной машине МР-0,5-1 (максимальная нагрузка 500 кгс=5000 Н), снабженной автоматическим диаграммным аппаратом для записи диаграммы растяжения.

Испытуемый образец устанавливается в захватах машины. Образец деформируется при опускании нижнего захвата. Деформация образца (абсолютное удлинение) фиксируется шкалой деформаций, а сила, действующая на образец – шкалой нагрузок.

Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические или плоские образцы, формы и размеры которых выбираются по ГОСТ 1497-84. Обычно начальная расчетная длина образца определяется по формуле (короткий образец) или (длинный образец); диаметр образцов от 3 мм или толщина от 0,5 мм.

Перед испытанием плоских образцов замеряется толщина образца b₀ с точностью до 0,05 мм и начальная длина с точностью до 0,1 мм. Наблюдение за поведением образца ведется по диаграмме, автоматически вычерчиваемой диаграммным аппаратом. Нагрузка на машине измеряется в кгс, а не в ньютонах, что допускается ГОСТ 1497-84, затем дальнейшие расчеты проводятся в системе измерений СИ. Испытания проводят при определенной скорости раздвижения захватов испытательной машины. Обычно выбирают такую максимальную скорость, чтобы время от момента приложения нагрузки к образцу до его разрушения было бы не менее 1 минуты для образцов из материалов, имеющих предел текучести и не менее 30 секунд для материалов, не имеющих предела текучести. После разрушения также производятся замеры параметров образца.

Обработка результатов испытаний и составление отчета

1. Произвести измерение ширины образца b₀ , толщины h₀ с точностью до 0,05 мм и определить рабочую длину образца. Отметить рабочую длину на образце.

2. Заполнить таблицу размеров образца до и после опыта (табл. 1).

3. По результатам испытаний на миллиметровой бумаге построить диаграмму растяжения в координатах - .

4. По диаграмме определить основные механические характеристики:

1. Предел пропорциональности _пц – максимальное напряжение, при котором еще соблюдается прямая пропорциональность между напряжениями и деформациями. Для его определения необходимо построить начальный участок диаграммы (рис.2). Провести прямую mn, параллельную оси абсцисс на произвольном уровне, и на этой прямой отложить отрезок kn, равный половине отрезка mk. Через точку n и начало координат провести прямую On и параллельно ей касательную cd к кривой -. Ордината точки касания определяет величину _пц.

Рис.2. Методика определения предела пропорциональности _пц.

2. Предел текучести (условный) _0,2 – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2%. Для его определения следует отложить на горизонтальной оси величину относительной деформации 0,2% (точка F, рис.3) и провести из этой точки прямую FP, параллельную линейному участку деформации (прямая ОА). Ордината точки пересечения прямой FP с графиком и даст значение условного предела текучести.

Рис.3. Определение условного предела текучести _0,2 и предела прочности _в.

3. Временное сопротивление (предел прочности) _в – напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца. Для его определения следует на диаграмме растяжения найти точку, соответствующую максимуму кривой (точка М на рис.3). Ордината этой точки даст значение предела прочности _в.

4. Относительное удлинение  после разрыва – отношение приращения расчетной длины образца после разрыва к ее первоначальной величине, %

5. Относительное сужение  после разрыва – отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к начальной площади поперечного сечения образца, %

5. Оценить погрешность и округлить результаты испытаний. Значения характеристик прочности в границах 100 – 500 МПа округляются до 5,0; свыше 500 МПа – до 10. Значения характеристик пластичности в границах 10-25% округляются до 0,5; свыше 25% - до 1,0. Например, получено _в=756 МПа, следует записать окончательно 760 МПа. Относительное удлинение =12,6% следует записать как 12,5%. В связи с неоднородностью сталей найденные числовые характеристики механических свойств отличаются от генеральных характеристик, получаемых при очень большом количестве испытаний. В связи с этим, необходимо проводить статистическую обработку результатов испытаний. Характеристики материалов _0,2, _в, ,  являются базовыми – они включаются в ГОСТ на поставку конструкционных материалов, в паспорта приемочных испытаний, а также входят в расчеты прочности и ресурса.

6. Полученные значения механических характеристик конструкционной стали записать в табл.2.

7. По полученным из опыта s_0,2, _в и  определить марку стали из табл.3 (учитывая сказанное в п.5.).

Таблица 3.

Марка стали	s0,2	в	
	МПа		%
Сталь 08	200	330	35
Сталь 10	210	340	31
Сталь 15	230	380	27
Сталь 20	250	420	25
Сталь 25	280	460	23
Сталь 30	300	500	21

8. Определить величину допускаемых напряжений для элементов деталей из данной стали по формуле

,

где - коэффициент запаса прочности ( =1,5).