Расчеты характеристик пластичности
Основанием для определения характеристик пластичности служат результаты измерения испытанного образца до и после разрушения.
Относительное удлинение δ (%) рассчитывают по формуле
где l0 – длина рабочей части образца до испытания, мм;
l1 – длина рабочей части образца после испытания, мм.
Относительное сужение ψ (%) определяют по формуле
где F0 – площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2;
F1 – площадь поперечного сечения образца после испытания, мм2.
По данным строится графическая зависимость показателей механических свойств (ось ординат) от содержания углерода в стали (ось абсцисс).
5.3 Материалы, оборудование и принадлежности
Для выполнения работы необходимы: образцы для испытаний, испытательная машина ИМ-4Р, молоток, керн, штангенциркуль, миллиметровая бумага (550х1000 мм).
Испытательная машина ИМ-4Р с механическим приводом развивает наибольшее усилие 40 000 Н, величина деформации образца передается на диаграмму с увеличением в 100 раз (например, при расчетной базовой длине образца l0=25 мм удлинение образца Δl = 0,2% l0 будет равняться отрезку на оси абсцисс, равному 5 мм).
5.4 Ход работы
Выполнение работы сводится к испытанию на растяжение образцов стали с разным (известным) содержанием углерода и проведению анализа результатов в следующей последовательности:
1 Ознакомиться с устройством и работой испытательной машины, методикой проведения на ней испытаний (пояснения дает преподаватель).
2 Заправить миллиметровую бумагу для записи диаграмм растяжения, проверить работу записывающего устройства.
3 Измерить диаметр образца в трех сечениях, определить среднее значение d0, рассчитать площадь поперечного сечения F0, соответствующую этому диаметру. Значения d0 и F0 занести в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
Номер образца |
Размеры образца до испытания |
Размеры образца после испытания |
Характеристики прочности и пластичности |
Содержание С, % |
Марка стали |
|||||||
d0, мм |
l0, мм |
F0, мм2 |
d1, мм |
l1, мм |
F1, мм2 |
σв, МПа |
σТ, МПа |
δ, % |
Ψ, % |
|||
4 Подсчитать расчетную длину l0 = 5d0, ограничить расчетную длину на образце двумя неглубокими кернениями.
5 Установить образец на испытательную машину, после проверки преподавателем качества установки включить электродвигатель, предварительно включив записывающее устройство. Вести наблюдение за процессом испытания.
6 После разрыва образца сложить обе половинки испытанного образца, измерить расстояние между кернениями l1 и диаметр в месте разрыва d1. Рассчитать площадь поперечного сечения F1 по этому диаметру. Результаты измерения и расчетов записать в таблицу 5.1.
7 Вынуть из записывающего устройства машины полученную диаграмму растяжения образца. Определить из диаграммы величины нагрузки (ордината на диаграмме в масштабе 1 мм = 100 Н): РТ или Р0,2 в зависимости от вида полученной диаграммы и Рв, необходимые для расчета характеристик прочности.
8 Рассчитать по формулам, приведенным в теоретических сведениях, характеристики прочности и пластичности материала образца.
9 По результатам испытания ряда образцов из стали с различным содержанием углерода построить графики зависимости характеристик прочности (пределов текучести и прочности) и пластичности (относительных удлинения и сужения) от содержания углерода в стали (ось абсцисс).