- •Теоретичні відомості
- •Деформація та механічні властивості
- •Класифікація механічних випробувань
- •Визначення твердості
- •Вимірювання твердості за методом Брінелля
- •Вимірювання твердості за методом Роквелла
- •Визначення характеристик міцності й пластичності під час статичних випробуваннях на розтягування
- •Характеристики міцності
- •Характеристики пластичності
- •Випробування на ударну в'язкість
Характеристики пластичності
Відносне видовження зразка після руйнування (%) визначають за формулою
, (8)
де — відповідно початкова й кінцева розрахункова довжина зразка. При випробуванні зразків з початковою розрахунковою довжиною i відносне видовження позначають відповідно .
Для визначення розрахункової кінцевої довжини дві частини зразка після руйнування щільно складають так, щоб їх осі утворили пряму лінію. Вимірюють між мітками, що обмежують розрахункову довжину, штангенциркулем з ціною поділки 0,1 мм.
Відносне звуження (%) характеризує граничну здатність матеріалу до пластичного деформування при розтягуванні до руйнування. Його визначають за формулою
, (9)
де і — площа відповідно початкового перерізу зразка і перерізу в місці руйнування (шийки).
Відносне звуження визначають звичайно на циліндричних зразках (площу поперечного перерізу в місці руйнування плоских зразків складніше визначити внаслідок ускладнення форми). Мінімальний діаметр зразка в місці руйнування визначають за результатами вимірювань штангенциркулем у двох взаємно перпендикулярних напрямках, попередньо склавши дві половинки зруйнованого зразка по поверхні зламу. За середнім арифметичним значенням вираховують площу поперечного перерізу в місці руйнування .
Випробування на ударну в'язкість
Ударна в'язкість — це ефективна кількісна характеристика схильності матеріалу до крихкого руйнування.
Вона визначається при руйнуванні надрізаних призматичних зразків шляхом динамічного (ударного) згину. З одного боку зразка посередині виконується концентратор напружень у вигляді U– чи V–подібного надрізу (карбу), а для особливо жорстких умов випробування — втомної тріщини (Т) на дні V–надрізу. Стандарт встановлює 20 типорозмірів зразків з різними видами концентраторів. Креслення найпоширенішого в практиці приймально–здавальних випробувань металічних матеріалів зразка з U–концентратором показано на рис. 6, в. Зразок встановлюють кінцями на опори маятникового копра й руйнують з протилежного до надрізу боку одним ударом відпущеного з певної висоти важкого маятника (рис. 6). Метою випробування на копрі є визначення роботи руйнування зразка К. Перед початком випробування, маятник вагою Q піднятий на висоту H (кут α1) відносно зразка (рис. 6,б), володіє запасом потенціальної енергії К1 = Q∙Н = Q∙l∙cos α1. При вільному падінні маятника частина цієї енергії (К) витрачається на руйнування зразка, а решта енергії К2 забезпечує піднімання маятника на висоту h (К2 = Q∙∙h = Q ∙l∙cos α2). Таким чином, робота руйнування зразка К = К1– К2 = Q∙(Н – h). На основі цієї залежності вимірювальний пристрій маятникового копра показує значення К в Дж (або кгс∙м).
Властивості матеріалу при випробуваннях на ударний згин зразків з концентраторами типу U i V оцінюються за роботою удару (руйнування) або ударною в’язкістю, зразків з Т–концентраторами — лише за ударною в’язкістю.
Роботу удару позначають літерами КU, КV або КТ, де К — символізує роботу удару (роботу руйнування зразка), а U, V, Т – вид концентратора. Якщо параметри випробування відрізняються від наступних — максимальна енергія удару маятника 300 Дж, глибина U– i V–концентраторів 2 мм, Т–концентратора 3 мм, ширина зразка 10 мм, то в позначенні роботи удару вказують значення використаних параметрів (наприклад, КU150/5/5 = 60 Дж). Допускається позначати роботу удару Аі, де А — символ роботи удару, і — символ типу зразка (від 1 до 20).
а |
б |
в |
|
Рис. 6. Устаткування та зразки для визначення ударної в’язкості: а – схема маятникового копра; б – зразок для випробувань; в – схема розташування зразка на опорах копра |
КС = . (10 )
Під час позначення ударної в'язкості до символу КС додається третя літера – U, V або T, що характеризує тип концентратора напружень, наприклад, КСU. Після літер символу ударної в’язкості послідовно вказують максимальну енергію удару маятника, глибину концентратора і ширину зразка (за винятком параметрів відзначених вище для роботи удару) – наприклад, КСV50/2/2 = 12 Дж/см2. Допускається позначати ударну в’язкість аі, де а – символ ударної в’язкості, і – символ типу зразка.
Для позначення роботи удару та ударної в’язкості при підвищених чи понижених температурах застосовується додатковий індекс, що позначає температуру випробування в 0С, наприклад, КСU+200150/3/7,5 = 185 Дж/см2 або а4–50 = 38 Дж/см2.