7.6. Экспериментальные испытания образцов и оформление отчёта

После изучения методических указаний можно приступать к выполнению экспериментальной части работы в следующей последовательности.

1. Изучить конструкцию установленного в лаборатории копра и методику проведения испытаний.

Предупреждение. Следует обратить особое внимание на соблюдение правил техники безопасности при установке молота в исходное положение, установке образцов и выполнении испытаний. Несоблюдение требований техники безопасности и неосторожные действия операторов могут привести к серьёзным травмам исполнителей работ и порче оборудования.

2. Подготовить образцы к испытаниям. Для этого необходимо штангенциркулем произвести измерение всех размеров каждого образца и надреза. Образцы должны соответствовать размерам, указанным в табл. 7.2.

3. Осмотреть с применением лупы (например, микроскопа МПБ 2 из комплекта твердомера ТШ–2М) поверхность надреза и (при обнаружении рисок и неровностей) произвести шлифовку дна надреза мелкозернистой наждачной бумагой.

4. В протокол (журнал) испытаний нужно внести все необходимые сведения.

В протоколе каждого испытания должны быть указаны дата и время испытаний; номер заказа, адрес поступления металла или образцов (предприятие-заказчик, исследуемая конструкция – резервуар, труба или др.); марка копра, заводской номер, дата очередной поверки, номер и дата составления акта поверки; пределы возможного изменения энергии удара на копре; величина энергии молота в исходном положении при проведении данного испытания; температура в помещении лаборатории.

Для каждого образца должны быть указаны размеры образца, вид концентратора, размеры концентратора (размеры "живого" сечения образца); температура испытаний, работа разрушения образца.

5. Установить молот копра в исходное положение и закрепить его в этом положении фиксатором. Проверить совпадение указателя энергии удара с нулевым делением шкалы.

6. Испытать каждый предназначенный для испытаний образец и собрать половинки разрушенных образцов в пакетики с соблюдением маркировки.

7. Для половинок образцов с концентратором вида Т произвести измерение точного размера трещины, выращенной до испытания, после чего можно рассчитать размер "живого" сечения образца в момент испытания.

8. Воспользовавшись формулами (7.2) и (7.3) необходимо произвести расчёт значения ударной вязкости (KCU, KCV или KCT) для каждого образца и вычислить среднее значение показателя для серии образцов.

Значение KC вносится в протокол испытаний с округлением: при значениях KC

более 10 Дж/см² (1 кгс.м/см²) - до 1 Дж/см² (0,1 кгс.см²); при значениях KC менее 10 Дж/см² (1 кгс.м/см²) - до 0,1 Дж/см² (0,01 кгс.м/см²).

Если в результате испытания максимальной энергией молота образец не разрушился полностью, качество материала считается не установленным. В протоколе испытаний делается запись "образец не был разрушен". При разрушении образца по дефектам металлургического происхождения результат испытаний не учитывается.

9. Для полноразмерных образцов (тип 1, 10х10х55 мм) определить долю вязкой составляющей в изломе образца, для чего использовать табл. П.1.

Результаты испытаний оформить в виде таблицы. Таблицу необходимо прокомментировать.

Работа зачитывается по представлении в письменном виде отчёта, оформленного с соблюдением установленных на кафедре правил, и положительных устных ответов на вопросы преподавателя.

Вопросы для самопроверки

1. Какое значение имеет показатель ударной вязкости в общем комплексе механических свойств металлов?

2. Какие разновидности образцов применяются для определения показателей ударной вязкости?

3. Чем вызвана необходимость испытаний образцов с разными видами концентраторов напряжений при испытаниях на ударную вязкость?

4. Как устроен копёр для испытаний на ударную вязкость?

5. В чём заключается подготовка образцов к испытаниям?

6. Можно ли сравнивать результаты испытаний, полученные для образцов разных размеров?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. – М.: Оборонгиз, 1952.

2. ГОСТ 9454-79. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. (С измен. 1,2) – М.: Изд-во стандартов, 1994.

3. Авдеев Б.А. Техника определения механических свойств материалов. – М.: Машиностроение, 1965. – 488 с.

4. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. (С измен. 1,2,3,4) – М.: Стандартинформ, 2005.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1992. С. 93-121.

6. Макаренко В.Д., Палий Р.В., Прохоров Н.Н. и др. Критерии оценки эксплуатационных свойств трубных сталей промысловых нефтепроводов: Учеб. пособ. – Нижневартовск: Приобье, 2001. – 96 с.

Приложение

Таблица П1

Определение доли вязкой составляющей в изломе полноразмерных образцов

при испытаниях на ударную вязкость

F₁=a.b

B=(100-X)

Примечания. 1. Доля вязкой составляющей в изломе ударных образцов характеризует сопротивление стали хрупкому разрушению. Хрупкая составляющая в изломе образца имеет вид трапеции, площадь которой увеличивается по мере увеличения доли хрупкой составляющей.

Вязкая составляющая в изломе располагается вокруг хрупкой составляющей.

Площадь F₁, занимаемая хрупкой составляющей, определяется как произведение средней линии a трапеции на высоту b. Отношение этой площади ко всей площади излома F=80 мм² составляет долю хрупкой составляющей в изломе X в процентах.

2. Замер размеров a и b производится линейкой с точностью до 0,5 мм, погрешность измерения не должна превышать 5%. По известным величинам a и b доля вязкой составляющей B в изломе образца определяется по табл. П1.

Таблица П 2