Практическая работа №21 Расчёт основных показателей пластичности

Цель работы: ознакомиться с основными показателями пластичности и их расчётом.

Содержание отчета:

1. теоретический материал;

2. определение показателей пластичности.

1.Теоретический материал

Способность металлов к пластической деформации определяется следующими факторами: структурным; температурно–скоростным; механическим.

Структурный фактор включает:

• вид кристаллографических решёток основных компонентов;

• величину и форму кристаллитов;

• характер, количество и распределение примесей.

Температурно – скоростной фактор определяется:

• температурой деформации;

• скоростью деформирования.

Механический фактор определяется механической схемой деформации, которая чаще всего оказывает решающее влияние на способность к пластической деформации и температурно–скоростные условия деформации.

Точная оценка пластичности вызывает затруднения, так как это свойство металла зависит не только от его природы, но и условий деформирования. Различают природную и технологическую пластичность. Природная пластичность определяется химическим составом металла, способом го выплавки, литой структурой. Технологическая пластичность определяется перечисленными выше факторами.

Для оценки пластичности используются стандартные методы испытаний и технологические.

Самым распространённым является испытание на статическое растяжение. Им выявляют такие показатели пластичности, как относительное удлинение и относительное сужение. Кроме показателей пластичности определяют прочностные характеристики.

δ = (l –L) / L; Ψ_ст = (F-f) / F; σ_в =Р_мах / F,

где δ – относительное удлинение;

Ψ – относительное сужение;

σ_в– предел прочности;

L и l – конечная и начальная длины заготовки;

F и f - начальная и конечная площади поперечного сечения заготовки;

Р_мах - максимальная нагрузка, предшествующая разрушению образца.

Для определения механических свойств проводят испытания на кручение. При этом не образуется шейка, как при растяжении, или бочкообразность, как при сжатии. Срез и отрыв происходят по разным поверхностям, что позволяет чётко оценить эти показатели. Напряжённое состояние характеризуется коэффициентом жёсткости:

К_ж = (σ ₁+ σ ₂ +σ ₃) ̸ σ _{i ,}

где σ ₁ ;_,σ ₂ ;_,σ ₃ – главные напряжения;

σ _i - интенсивность напряжений.

Численные значения критериев ковкости определяют по следующим формулам:

К_ψ = Ψ/ σ_в ; К_δ = δ / σ_в,

где К_Ψ и К_δ – критерии ковкости;

Ψ - относительное сужение;

δ – относительное удлинение;

σ_в - предел прочности.

Способность металла к ковке и объёмной штамповке определяется по таблице:

Таблица 21.1. Пятибалльная шкала ковкости

Испытанием на сжатие (осадку) определяется степень деформации, соответствующая появлению на свободной поверхности образца первой трещины:

ε_ст = (Н-h) / Н 100%,

где ε_ст – степень деформации в условиях статического нагружения;

Н и h – размеры заготовки до и после обжатия.

Из динамических испытаний самым распространённым является испытание на ударный изгиб. Определяется ударная вязкость KCU – работа, затрачиваемая на разрушение образца:

KC= А ̸ f,

где А – работа, затрачиваемая на разрушение образца;

f – площадь сечения образца в месте надреза;

KCU – надрез полукруглой формы;

KCV – острый надрез;

KCT – предварительно нанесённая трещина.

Показатели пластичности и сопротивления деформированию определяют при различных температурах.