6 Механические свойства. Особенности определение твёрдости.

Этот метод относится к методам вдавливания. Испытание проводится следующим образом: вначале дают небольшую предварительную нагрузку для установления начального положения индентора на образце, затем прилагается основная нагрузка, образец выдерживают под её действием, измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. При определении твёрдости методом Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения производят до упругого восстановления материала. Индентор (полированный закалённый стальной шарик) вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием. Через 30 с после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. В другом варианте усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения. Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»:МетодРоквелла. Метод измерения твердости металлов и сплавов по Роквеллу регламентируется ГОСТ 9013-59. Сущность метода заключается во вдавливании наконечника с алмазным контуром (шкалы А и Сэ) или со стальным шариком (шкала В) в испытуемый образец (изделие) под действием последовательно прилагаемых предварительной и основной нагрузок и в измерении остаточного увеличения е глубины проникновения этого наконечника после снятия основной нагрузки. Угол у вершины конуса алмазного наконечника составляет 120 град, диаметр стального шарика - 1,588 мм. Твердость по Роквеллу - твердость, определяемая разностью между условной максимальной глубиной проникновения индентора и остаточной глубиной его внедрения епод действием основной нагрузкиF1(P1) после снятия этой нагрузки, но при сохранении предварительной нагрузки Fo(Po).

7 Прочностью называется способность сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. О прочности судят по характеристикам механических свойств, получаемых при механических испытаниях.

Для испытания на растяжение применяют разрывные машины. Наиболее распространенными машинами являются: универсально-рычажные маятниковые машины Р-5, прессы Гагарина, машины ИМ-4Р (конструкция ЦНИИТМАШ), гидравлические прессы.

Все разрывные машины имеют механизмы для нагружения испытуемого образца, механизмы для измерения нагрузок, приложенных к образцам, и самозаписывающие приборы, вычерчивающие диаграммы растяжения.

Для испытания на растяжение из испытуемого материала изготовляют образец. Форма и размеры образцов стандартизованы.

Диаграмма деформации при испытании материалов на растяжение.

приведена диаграмма, показывающая поведение малоуглеродистой стали при растяжении.

Диаграмма строится в координатах: на ординате отложена Р — нагрузка в кГ, а на абсциссе Δl — удлинение образца в мм.

Предел упругости σе = Pе/F0 н/м2 (кГ/мм2) определяется как напряжение, при котором остаточная деформация равна 0,005% начальной расчетной длины образца l0.Предел пропорциональности σp = Pp/F0 н/мг (кГ/мм2), — напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемого кривой «нагрузка—деформация» с осью нагрузок, увеличивается на 50% своего первоначального значения.

Предел текучести σт =Pт/F0 н/м2 (кГ/мм2)— наименьшее напряжение, при котором образец деформируется (течет) без заметного увеличения нагрузки.

Пределом прочности при растяжении σв называется напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца:

σp = Pв /F0 н/м2 (кГ/мм2),

где Рв — наибольшая нагрузка, предшествующая разрыву образца, в н (кГ);

F0 — начальная (до разрыва) площадь поперечного сечения образца в м2 (мм2).

Показатели пластичности определяются по формулам.

Относительное удлинение δ в % —отношение приращения длин образца (после разрыва) к его первоначальной расчетной длине:

δ = (l1-l0)/l0*100

где l0 — расчетная длина образца до разрыва в мм;

l1 — расчетная длина образца после разрыва в мм.

Относительное сужение ψ в % —отношение уменьшения площади поперечного сечения образца (после разрыва) к первоначальной площади его поперечного сечения:

ψ=(F0-F1)*100/F0

где F0 — площадь поперечного сечения образца до разрыва в мм2;

F1 — площадь поперечного сечения образца после разрыва в мм2.