15

ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Металлургический факультет

Кафедра «Обработка металлов давлением»

Отчет по лабораторной работе

по дисциплине: «Механические свойства и модели разрушения»

на тему: «Испытания на ударный изгиб»

Преподаватель А.А.Богатов

Студенты

Гр.Мт-480801

Екатеринбург

2011

СОДЕРЖАНИЕ

Механические испытания на ударный изгиб…………………………………

Типы и размер образцов………………………………………………………..

Оборудование и методика проведения испытаний………………………….

Влияние ряда факторов на ударную вязкость………………………………

Выбор параметров испытания…………………………………………………

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………….

Механические испытания на ударный изгиб

Определение ударной вязкости при испытаниях на ударный изгиб широко вошло в практику исследовательских и приемочных испытаний. В настоящее время ударные испытания используются преимущественно для оценки способности конструкционных сталей сопротивляться хрупкому разрушению

Работа проводится для изучения методов испытания на ударный изгиб образцов с надрезом. Эти испытания чувствительны к различным изменениям структуры металлов, иногда невыявляемым другими методами. В связи с этим испытания на ударный изгиб часто применяют в заводской практике для оценки правильности режимов термической обработки, качества металла.

Целью настоящей работы является изучение оборудования для испытаний, освоение методик проведения испытаний, расчет характеристик сопротивления ударному изгибу и хрупко-вязкого перехода.

Под ударной вязкостью понимается работа удара, отнесенная к начальной площади поперечного сечения образца в месте излома

(1)

где КС - ударная вязкость, МДж/м²; К - работа удара, МДж; F - площадь поперечного сечения образца в месте надреза, м². Основным назначением определения ударной вязкости является оценка работоспособности материала в сложных условиях нагружения и его склонности к хрупкому разрушению. Стремление приблизить условия испытаний к эксплуатационным привело к использованию образцов с надрезами, создающими жесткое напряженное состояние в области надреза.

За окончательный результат испытания принимают ударную вязкость.

Работу удара обозначают KU, KV или КТ, где К - символ работы удара; U, V, Т - вид концентратора. Например: KV^-40 50/2/2.

Числа обозначают:

50 - максимальная энергия удара, Дж;

2 - глубина концентратора, мм;

2 - ширина образца, мм;

–40 - температура испытания, °С.

Числа не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара 300 Дж, глубине концентратора 2 мм (для U и V), 3 мм (для Т), при ширине образцов 10 мм.

Ударную вязкость также обозначают сочетанием букв и цифр. Например: КСТ⁺¹⁰⁰ 150/3/7.5,

где КС - символ ударной вязкости; Т - вид концентратора;

150 - максимальная энергия удара маятника, Дж;

3 - глубина концентратора, мм;

7,5 - ширина образца, мм;

+100 - температура испытания, °С.

Типы и размеры образцов

Для определения ударной вязкости при ударном изгибе ГОСТ 9464-78 рекомендует призматические образцы типов U, V, Т, различающиеся видом надреза. Стандарт распространяется на черные, цветные металлы и сплавы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб при температуре от -100°С до 1000°С. На рис. 1 показаны типы образцов, использующихся в ударных испытаниях.

Типы образцов для испытаний на ударный изгиб

Рис. 1

Оборудование и методика проведения испытаний

Маятниковый копер. На рис. 2 представлена схема испытания на ударный изгиб на маятниковом копре. Образец 2 кладут горизонтально в специальный шаблон, обеспечивающий установку надреза строго в середине пролета между опорами 1. Удар наносят со стороны, противоположной надрезу, в плоскости, перпендикулярной продольной оси образца.

Маятник копра закрепляется в исходном верхнем положении на высоте Н (от 0.8 до 2.5 м), что соответствует скорости движения ножа маятника в момент удара от 4 до 7 м/с, энергия меняется в зависимости от веса ножа и составляет 150 и 300 Дж.