4. Методика проведения работы и содержание отчета

4.1. В отчете указать наименование и цель работы.

4.2. Привести краткие сведения из теории. Особое внимание обратить на диаграмму растяжения, определение и формулировку характеристик механических свойств.

4.3. Зарисовать образец до и после разрушения с указанием основных его размеров.

4.4. Определить величины абсолютного и относительного удлинения образца и относительного сужения площади его поперечного сужения.

4.5. Вычертить в масштабе диаграмму растяжения испытанного образца с указанием значений основных величин (Р_ПР, Р_У, Р_Т, Р_В, ,,).

4.6. Рассчитать значения прочностных характеристик (,,,).

4.7. Значения всех определенных характеристик занести в таблицу:

Характеристика материала	Единицы измерения	Значения
Предел пропорциональности Предел упругости Предел текучести Предел прочности Относительное удлинение Относительное сужение	МПа МПа МПа МПа % %

5. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

5.1. Г.И. Сильман.  Материаловедение:учеб. пособие для вузов по специ-альностям направления подгот. "Металлургия, машиностроиние и материалопереработка" / Г. И. Сильман. - М.: Академия, 2008. - 335 с.

5.2. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.: Машинострое-ние, 1990. – С. 87-92.

5.3. Ю.А. Геллер, А.Г. Рахштадт. Материаловедение. М.: Металлургия, 1983. – С. 117-126.

5.4. В.С. Золотаревский. Механические свойства металлов. М.: Металлур-гия, 1983. – С. 146-183.

Лабораторная работа № 2 определение ударной вязкости металлов

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Экспериментальное определение ударной вязкости стальных образцов.

2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

В зависимости от характера действия внешних нагрузок, напряжённого состояния, конструктивных особенностей и температуры одна и та же деталь из определенного материала может разрушаться вязко или хрупко. Известно множество случаев хрупкого разрушения под действием ударной нагрузки металлов, обладающих высокими пластическими свойствами.

Для проверки способности материала сопротивляться ударным нагрузкам и выявления склонности к хрупкому разрушению проводят испытания на удар.

Ударные испытания различают:

    а)  по виду деформации – на изгиб, растяжение, сжатие, кручение, срез;

    б) по скорости нагружения – обычные (4-7 м/с), скоростные (100 – 300 м/с) и сверхскоростные (свыше 300 м/с);

    в) по числу ударов – одним ударом или повторными ударами;

    г) по температуре испытания.

Наиболее широкое применение получил способ однократного испытания при ударном изгибе образцов прямоугольного сечения с надрезом посередине или без него (ГОСТ 9454-78). Наличие надреза способствует более хрупкому разрушению материала, что вызывает излом образца даже при пластичном материале. Кроме того, разрушению надрезанного образца способствует концентрация напряжений. Используют надрезы двух видов – V-образный и U-образный. Кроме этого может быть предварительно создана трещина.

Скорость движения маятника в момент удара должна составлять 5±0,5 м/с для копра с потенциальной энергией 300 Дж (30 кгс·м).

Основной стандартный образец типа Менаже, согласно ГОСТ 9454-78, должен иметь размеры, указанные на рисунке 1. Для некоторых испытаний применяют также большой и малые образцы типа Шарпи с глубоким надрезом. Если для испытания на удар используются нестандартные образцы, то следует предварительно провести сравнительные испытания стандартных и нестандартных образцов для получения эмпирических коэффициентов.

  В результате испытания определяется работа удара K (KU, KV или KT) и ударная вязкость материала KC (KCU, KCV или KCT), представляющая собой работу, затраченную для ударного излома образца, отнесенную к площади поперечного сечения в месте надреза. Если сравнить два материала с одинаковым пределом прочности, но требующие для разрушения разное количество работы, то тот, для которого работа будет больше, называют более вязким материалом.

Рисунок 1 – Образец для испытания на ударную вязкость с U-образным надрезом

 Хотя данные об ударной вязкости и не могут быть использованы при расчёте на прочность или для аналитической оценки опасности хрупкого разрушения, но они позволяют решить вопрос о применимости того или иного материала в условиях динамических нагрузок, в которых работают многие детали машин, имеющие отверстия, канавки для шпонок, разные конструктивные углы и т.п. Низкая ударная вязкость служит основанием для браковки материала. Стали, применяемые для изготовления деталей, работающих при динамических нагрузках, должны иметь ударную вязкость не менее 8·10  Н·м/м².