- •Содержание
- •Лабораторная работа №1 Макроскопический метод исследования металлов и сплавов
- •Реактивы для травления
- •Макроанализ по виду излома.
- •Макроанализ при помощи макрошлифов.
- •Строение слитка.
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Лабораторная работа №2 Измерение твердости металлов
- •Краткие сведения из теории
- •Определение твердости по Бринеллю
- •Соотношение диаметров шарика и нагрузки при испытании металлов по методу Бринелля
- •Твердость по Бринеллю
- •Практика определения твердости по Бринеллю
- •Определение твердости по Роквеллу
- •Пределы измерения твердости
- •Практика определения твердости по Роквеллу
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы.
- •Различными методами
- •Лабораторная работа №3 Механические испытания металлов
- •Основные понятия.
- •Испытание на растяжение
- •Стандартные размеры образцов
- •Определение характеристик прочности
- •Определение характеристик пластичности
- •2. Определение ударной вязкости
- •2. Определение предела выносливости
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 Диаграммы состояния железо - углеродистых сплавов
- •Компоненты и фазы в системе железо – углерод
- •Диаграммы состояния железо-углеродистых сплавов
- •Кристаллизация сплавов Fe-Fe3c
- •Порядок выполнения работы
- •Пояснения к выполнению работы
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Лабораторная работа №6 Изучение структуры и свойств углеродистых сталей в равновесном состоянии
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Изучение структуры и свойств чугунов
- •Белые чугуны
- •Серые чугуны
- •Ковкие чугуны
- •Высокопрочные чугуны
- •Механические свойства чугунов
- •Легированные чугуны
- •Марки и свойства легированных чугунов (гост 7769-82)
- •Марки антифрикционных чугунов, их свойства и назначение (гост 1585-85)
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Термическая обработка углеродистых сталей
- •Основные понятия
- •Влияние скорости охлаждения на структуру и свойства стали
- •Перлитное превращение
- •Промежуточное (бейнитное) превращение
- •Мартенситное превращение аустенита
- •Виды термической обработки
- •Отжиг стали
- •Нормализация стали
- •Закалка стали
- •Отпуск стали
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Инструментальные стали
- •Основные понятия
- •Углеродистые инструментальные стали
- •Легированные инструментальные стали
- •Быстрорежущие стали
- •Штамповые стали
- •Стали для штампов холодного деформирования
- •Стали для штампов горячего деформирования
- •Твердые сплавы
- •Состав и твердость твердых сплавов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Медные и антифрикционные сплавы
- •Основные свойства меди
- •Общая характеристика и классификация медных сплавов
- •Химический состав и механические свойства деформируемых латуней после отжига (гост 15527-70)
- •Механические свойства и область применения литейных латуней (гост 17711-93)
- •Химический состав и механические свойства оловянных бронз
- •Химический состав и назначение алюминиевых бронз
- •Антифрикционные сплавы.
- •Химический состав и назначение баббитов
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Стандартные размеры образцов
Таблица 5
Наименование образца |
Расчетная длина l0,мм |
Диаметр образца d0, мм |
Площадь попереч ного сечения F0,мм2 |
Кратность l0 d0 |
Нормальный длинный |
200 |
20 |
314 |
10 |
Нормальный короткий |
100 |
20 |
314 |
5 |
Пропорциональ- ный длинный |
11,3 F0 |
Произволь ный |
Произволь ный |
10 |
Пропорциональ- ный |
5,65 F0 |
Произволь ный |
Произвольный |
5 |
Рис 15. Типы кривых растяжения:
а – образец равномерно деформировался вплоть до разрушения;
б – образец разрушился после образования шейки.
Напряжения, характеризующие сопротивление металла деформированию, подразделяются на условные и истинные.
Условные напряжения определяются как отношение действующей нагрузкиР, Н к площади поперечного сечения до испытанияF0 , мм2 (8):
= Р/ F0 (8)
Истинные напряжения S, МПа, представляют собой отношение действующей нагрузки Р, Н, отрезокОЕк площади поперечного сечения в данный моментF, мм2 (9):
S = P/F (9)
Кривая растяжения образца из низкоуглеродистой стали представлена на рис. 16.
Рис. 16. Кривая растяжения низкоуглеродистой стали.
Определение характеристик прочности
Предел пропорциональностипредставляет собой максимальное напряжение, до которого сохраняется прямолинейная зависимость между нагрузкой и деформацией, или, иначе говоря, остается справедливым закон Гука (10):
пц = Рпц/ F0 (10)
Напряжение, при котором без заметного увеличения нагрузки образец продолжает деформироваться, называется физическим пределом текучести. Участок «вс» на кривой растяжения (рис.16) называетсяплощадкой текучести. Наименьшая нагрузка на участке текучестиРт,Н, отнесенная к первоначальной площади поперечного сеченияF0, мм2, определяет значение физического предела текучести (11):
т = Рт / F0 (11)
Так как для ряда материалов на кривых растяжения нет площадки текучести (см. рис. 15, а) , то в этом случае определяется условный предел текучести 0,2 , мм.
Под условным пределом текучести 0,2 понимают напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2% от первоначальной расчетной длины образцаl0 . Условный предел текучести определяется по формуле
0,2 = РА / F0 (12)
Для определения условного предела текучести на диаграмме растяжения по оси абсцисс от начала координат откладывают величину, равную 0,2% от l0 (отрезок ОЕ на рис.17).
Рис.17. Схема определения условного предела текучести.
Через точку Е проводят прямую, параллельную участку пропорциональности диаграммы. Ордината точки А пересечения этой прямой с диаграммой растяжения определяет нагрузку, соответствующую условному пределу текучести (13):
0,2 = РА / F0 (13)
Точка В на диаграмме растяжения отвечает максимальной нагрузке, выдерживаемой образцом при испытании. В этой точке деформация из равномерной переходит в местную, и на образце начинает образовываться шейка.
Напряжение, отвечающее максимальной нагрузке РВ в процессе испытания, называетсяпределом прочности (14):
В = РВ / F0(14)
Разрушение образца при растяжении происходит в точке К при нагрузке РК, Н. Отношение этой нагрузки к площади поперечного сечения образца после разрушенияFК, мм2, представляет собойистинное сопротивление разрыву (15):
SК = PК/FК (15)