Лабораторная работа № 1 испытание металлов и сплавов на растяжение

1.1.Цель работы

Ознакомиться с проведением испытания на растяжение и определением показателей прочности и пластичности металлов и сплавов.

Для этого необходимо:

• изучить порядок подготовки образцов для испытания на растяжение

• изучить устройство разрывной машины

• изучить порядок проведения испытаний

• изучить методику определения прочностных и пластических характеристик металлов и сплавов по диаграмме растяжения и непосредственно расчетом.

• написать отчёт.

1.2. Приборы, материалы, инструмент:

Для работы необходимы:

• машина разрывная Р5,

• образцы на растяжение,

• штангенциркуль,

• диаграммная бумага,

• микрометр 0 - 25 мм

1.3. Краткая теория

Испытания на растяжение относятся к статическим, так как прилагаемая к образцу нагрузка возрастает медленно и плавно. Эти испытания позволяют определять несколько важных механических характеристик металлов и сплавов. К таким характеристикам относятся как прочностные (временное сопротивление разрыву или предел прочности _в, предел текучести _т, предел пропорциональности_пц), так и пластические (относительное удлинение  и относительное сужение или сжатие ).

В этих испытаниях создаётся однородное напряжённое состояние по сечению образца, причём доля нормальных напряжений является преобладающей, поэтому эти испытания считаются «жёсткими». В связи с этим испытания на растяжение проводится преимущественно для пластичных материалов, разрушению которых предшествует отчётливо наблюдаемая пластическая деформация. К таким материалам относится большинство широко применяемых в технике конструкционных материалов: конструкционные стали, цветные металлы и сплавы, большая часть полимерных материалов.

При испытании на растяжение наибольшее распространение получили гладкие образцы, без надрезов на рабочей части. Приводимые в технической литературе сведения о механических свойствах материалов указываются в большинстве случаев для условий испытания на растяжение гладких образцов.

Испытания производятся на специальных испытательных машинах механического или гидравлического действия. Машины автоматически фиксируют величины приложенной нагрузки и изменение длины образца в виде диаграммы растяжения, по которой производятся все необходимые расчеты.

1.4. Подготовка образцов для испытания.

Для испытания на разрыв применяются стандартные плоские и круглые образцы специальной формы ГОСТ 1497-73 с головками для захватов. В соответствии с ГОСТом длина образцов может быть либо 5,65 (короткие образцы) либо 13,2 . (длинные образцы), где F₀ –площадь сечения рабочей части образца.

Наибольшее применение нашли круглые образцы диаметром 0,01м с расчетной длиной 50х10^-3м (рис.1.1). Заготовки для образцов вырезают из цельных кусков металла любым доступным способом, чаще всего с помощью фрезерования или газорезки. При этом необходимо соблюдать важное условие: заготовки не должны нагреваться до температуры 150 С, иначе изменится структура и свойства образца. Образцы изготавливают точением, с последующей шлифовкой. На рабочей поверхности образцов не допускаются дефекты: чернота, риски, трещины, раковины и др.

Перед испытанием на цилиндрической части образца ставят керны или риски для обозначения расчетной длины образца l₀ = 50^{ 0,1} х10^-3м. Эти риски нужны для определения относительного удлинения  образца.

После кернения проводят обмер образца с помощью микрометра: замеряют диаметр с точностью 0,01х10^-3-м в трех местах по длине рабочей части (в середине и по краям). В протокол испытания заносят наименьший размер. Начальную расчетную длину образца (между рисками) измеряют штангенциркулем с точностью 0,1 x10^-3 м и заносят в протокол испытаний.

Рис.1.1.Круглый образец для испытания на растяжение.