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 40000 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 6.1.
Таблица 6.1
Номер образца |
Размеры образца до испытания |
Размеры образца после испытания |
Характеристики прочности и пластичности |
|||||||
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 6.1.
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.
5.5 Содержание отчета
Отчет должен содержать: название и цель работы, краткие теоретические сведения, эскиз испытуемого образца, ход работы и результаты эксперимента в виде таблицы 6.1, диаграмму растяжения (см. рисунки 6.2 и 6.3), расчеты характеристик прочности и пластичности.