6. Випробування на втому

Втомою металу називають руйнування металу під дією повторних або знакозмінних навантажень. Властивість металу витримувати велике число циклів змінних навантажень, тобто протистояти втомі, називають витривалістю.

Цикл навантажень може бути:

а) симетричним, якщо навантаження протилежні по знаку і рівні;

б) асиметричним, якщо навантаження неоднакові по величині (хоча і можуть мати однаковий знак).

Повторно-змінним навантаженням піддаються в процесі роботи різні деталі: вали, шатуни, ресори, пружини, рейки, балки і т.п. Статичні випробування недостатні для характеристики міцності матеріалу, що піддається в роботі дії повторно-змінних зусиль. Необхідно визначити межу витривалості, тобто величину найбільшого напруження, яке метал здатний витримати без руйнування при заданому числі змін навантаження (циклів). Для сталі умовно прийнято число змін навантаження N = 5, а для легких кольорових сплавів N = 20 мільйонів циклів. Величина межі витривалості залежить від ряду чинників — стану поверхні, ступені забрудненості металу неметалевими включеннями, структури металу, форми і розмірів зразка, наклепу і ін.

Руйнування при повторно-змінних навантаженнях завжди відбувається раптово і при навантаженнях значно меншої величини, ніж руйнування при дії однократного навантаження.

Характерним є злам втоми (мал. 2.27), що складається з двох різнорідних за зовнішнім виглядом частин. Одна частина 1 із затертою поверхнею, що вийшла унаслідок тертя поверхонь в області тріщин, що утворилися від дії повторно-змінних навантажень, і частина 2 із зернистим зламом, що утворився у момент руйнування деталі.

І снуючі методи випробування металів на втому розрізняють по характеру прикладеного навантаження і за умов проведення випробування. Випробування проводяться вигином, розтягуванням — стисненням, крученням, при високих і низьких температурах, в умовах корозії. Найпоширенішим методом випробування є визначення межі витривалості при вигині зразка, що обертається, по симетричному циклу (мал. 2.28). Результати випробування фіксуються у вигляді діаграми (мал. 2.29), на якій по осі абсцис відкладаються значення числа циклів N, а по осі ординат — напруга σ (Н/м² або кгс/мм²).

Заключний етап:

а) завдання для самопідготовки студентів: Л1 – с. 20 – 28

б) питання:

1. Які типи випробувань механічних властивостей Ви знаєте?

2. Дайте характеристику випробувань на розтяг.

3. Дайте характеристику випробувань на твердість.

4. Які методи випробування на твердість Ви знаєте?

5. Охарактеризуйте метод по Брінеллю.

6. Охарактеризуйте метод по Роквеллу.

7. Охарактеризуйте метод по Віккерсу.

8. Дайте характеристику випробування на мікротвердість.

9. Дайте характеристику випробувань на удар.

10. Що таке крихке та в’язке руйнування?

11. Дайте характеристику випробувань на втому.

29