Лабораторная работа № 1 «випробування металів на розтягування”

Мета роботи: Вивчити сутність характеристик механічних властивостей, визначених при випробуваннях на розтягання і методику проведення цього випробування.

Виконати випробування зразків сталі і визначити межі текучості, тимчасовий опір, відносне подовження і відносне звуження металу після розриву.

Зразки і машини для випробувань на розтягання

Випробування на одноосьове розтягання – найбільш розповсюджений вид випробувань для визначення механічних характеристик металів і сплавів – порівняно легко піддається аналізу, дозволяє за результатами одного досліду визначати відразу кілька важливих механічних характеристик матеріалу, які є критеріями його якості і необхідні для конструкторських розрахунків.

Методи випробувань на розтягання стандартизовані. Є окремі стандарти на випробування при кімнатній температурі (ДСТ 1497 - 84), при підвищених від 35 до 1200С (ДСТ 9651 - 84) і знижених від 10 до -100 С (ДСТ 11150 - 84) температурах; на випробування на розтягання тонких листів і штабів (ДСТ 11701 - 84). У них сформульовані визначення характеристик, оцінюваних при випробуваннях, приведені типові форми і розміри зразків, головні вимоги до випробувального устаткування, методика проведення випробувань і підрахунку результатів.

Для випробувань на розтягання використовують зразки з робочою частиною у виді циліндра (циліндричні зразки) чи стержню з прямокутним перерізом (плоскі зразки), форма і розміри яких стандартизовані (рис.1).

Рисунок 1 – Зразки для випробувань на розтягання:

а – циліндричний зразок;

б – прямокутний зразок

У даній роботі проводяться випробування на циліндричних зразках з такими основними розмірами (рис. 1, а):

1. робоча довжина l – частина зразка між його голівками і ділянками для захоплення з постійною площею поперечного переріза;

2. початковий діаметр робочої частини d_о;

3. початкова розрахункова довжина l_о – ділянка робочої довжини, на якій визначається подовження і яка залежить від початкового діаметра d_о.

Зразки з l  5d_о називають короткими, а з l  10d_о довгими. При проведенні даної роботи використовуються довгі зразки з d_о  6 мм.

У виробничій практиці місця вирізки заготовок для зразків, їхня кількість, напрямок подовжньої осі зразків стосовно заготовок вказуються в нормативно-технічній документації.

Машини для випробувань на розтягання різноманітні. Багато які з них універсальні і можуть використовуватися при проведенні інших статичних випробувань. Сучасні випробувальні машини вищого класу являють собою складні, часто автоматизовані пристрої; вони все частіше оснащуються ЕОМ, за допомогою яких може проводитись розрахунок будь-яких характеристик властивостей у процесі випробувань чи відразу після його завершення.

Розривні й універсальні випробувальні машини повинні відповідати вимогам ДСТ 288840 - 90.

За принципом дії приводного пристрою розрізняють машини з механічним і гідравлічним приводом.

П ри виконанні лабораторної роботи використовується універсальна машина з гідравлічним приводом типу ЦД - 4 (рис. 2). Машина може використовуватися для проведення випробувань на розтягання, стиск, згинання. Максимальне навантаження - 4 тонни.

Рисунок 2 – Універсальна гідравлічна машина типу ЦД - 4

Машина складається з випробувального пристрою I і пульта керування II. Випробувальний пристрій з пультом керування з'єднано за допомогою трубопроводів гідравлічної системи, електропроводів і пристрою по передачі і виміру деформації 9.

Випробувальний пристрій у свою чергу складається з основи 1, направляючих колон 2, верхньої траверси 3 і нижньої траверси 4. Нижня траверса переміщується механічно і використовується для закріплення зразків перед випробуваннями. Верхня траверса приводиться в рух за допомогою гідравлічної системи і слугує безпосередньо для проведення випробувань. Робочий циліндр 5 надає руху верхній траверсі. Зразок встановлюється в затискних пристроях 12.

В основі 8 пульта керування вмонтовані електродвигун і насос високого тиску, що забезпечують роботу машини. Вимірювальна шкала 6 оснащена ведучою і відомою стрілками; самописний пристрій 7 дозволяє фіксувати діаграму розтягання в процесі проведення випробувань. Рукоятки переключення 10 необхідні для переміщення нижньої траверси. Кнопки 11 для включення насоса і надавання руху верхній траверсі.