Порядок виконання роботи.

1. Ознайомитись з будовою твердоміра.

2. Виміряти твердість зразків матеріалів.

3. Одержані дані занести в таблицю:

№№ пп	Зразок	D, мм	Р, кГс	d, мм	t, c	HB, кГс/мм2	h, мм

4. По даних вимірювань розрахувати НВ.

5. Вивести формулу залежності глибини відбитка від діаметра відбитка, розрахувати по цій формулі h і результати занести в таблицю.

6. Провести аналіз результатів і зробити висновки.

Питання до захисту лабораторної роботи.

1. Дано: діаметр кульки D, діаметр відбитка d. Вивести загальну формулу для визначення глибини відбитка. Визначити h, якщо D=10 мм, d= 4,5 мм.

2. Розрахувати НВ, якщо Р=3000 кГс, D=10 мм, d= 4,8 мм.

3. Розрахувати h з точністю до 0,001 мм, якщо D=10 мм, d= 3,8 мм.

4. Перевести 1кГс у Паскалі.

5. Як вибрати навантаження в залежності від діаметрів кульки і відбитка?

6. Порядок вибору навантаження.

7. Яка розмірність твердості в методі Брінелля?

8. Інтервали вимірювання твердості за методом Брінелля.

9. Виправіть помилки в запису: 308 НВ 5/1000/40.

10. Розшифрувати запис 106 НВ 10/1000/10.

11. На які групи за твердістю поділяються матеріали за Брінеллем?

Література.

1. В.М.Никифоров, “Технология материалов и конструкционные материалы”, М., Высш.шк., 1980.

2. Ю.А.Геллер, А.Г.Рахштадт, «Материаловедение», М., Мет., 1975.

3. Н.П.Васильев, «Лабораторные работы по материаловедению», М., Высш.шк., 1987.

4. И.А.Цурпал, М.П.Барабан, В.М.Швайко, «Сопротивление материалов», (лаб.работы), К., Вища шк., 1978.

5. Паспорт приладу 2109 ТВ.

Лабораторна робота №4

Тема: Вимірювання міцності матеріалів при розтягу.

Мета роботи: Визначити основні механічні характеристики при розтягу.

Прилади і матеріали: Розривна машина 2166-Р5, штангенциркуль, мікрометр, мікроскоп МБС-9, зразки матеріалів.

Теоретичні відомості.

Спостереження за поведінкою матеріалів та визначення їх механічних

х арактеристик при розтягу – один з основних та найбільш розповсюджених видів випробувань. Одержані в результаті експериментів дані дозволяють визначити міцність матеріалу при статичному навантаженні, вибрати матеріал для конструкції і вважаються основними при розрахунках деталей машин, елементів конструкцій та споруд на міцність.

Основні параметри визначають з діаграми розтягу Р - L. На етапі навантаження до деякої сили (точка А) спостерігається прямопропорційна залежність між видовженням L зразка і силою P (закон Гука). Після розвантаження початкова довжина зразка відновлюється.

Відношення

; (1)

називається границею пропорційності. (ділянка на початку діаграми утворюється за рахунок деформації деталей у вим.рювальних ланках).

При подальшому навантаженні починається деяке відхилення від прямої (закона Гука), а після розвантаження з”являється залишкова деформація. При досягненні навантаження до деякої величини (точка С)

деформація починає зростати швидше від навантаження, а для деяких матеріалів зразки видовжуються без збільшення і навіть при зменшенні навантаження. На діаграмі з”являється “ділянка текучості”. Після розвантаження маємо значну залишкову деформацію. Відношення:

; (2)

називають границею текучості. У багатьох матеріалів може бути відсутня ділянка текучості і тому використовують умовну границю текучості, ,

тобто напруження, приякому залишкове видовження досягає 0,2 % довжини зразка.

; (3)

Для подальшої деформації зразка потрібно збільшити навантаження. Це пояснюється зміцненням матеріалу. Якщо зі зразка повністю зняти навантаження P_F, то пружня деформація зникне, а залишиться, тобто самописець накреслить лінію FR.

При повторному навантаженні самописець накреслить пряму лінію RF, а при підвищенні навантаження – лінію FD. Властивості матеріалу змінюються: ділянка текучості зникає, пластичні властивості погіршуються, твердість збільшується. Подальше збільшення навантаження приводить до появи “шийки” на зразку та його руйнуванню. В момент появи “шийки” навантаження на зразок досягає свого максимального значення Р_мц, або Р_в (точка D). Відношення Р_в до F₀ називають границею міцності (умовною) .

; (4)

Після утворення шийки навантаження зменшується (ділянка DK) і подальше деформування зразка відбувається за рахунок видовження в зоні шийки. Відношення навантаження Р_К в момент розриву до площі шийки в місці розриву називають дійсним опром розриву. До моменту розриву робоча частина зразка видовжилась на . Після розриву пружня частина загальної деформації зникає, залишається деформація . Відношення до початкової довжини L₀

(5)

називають відносним залишковим видовженням.

В місці утворення шийки переріз зразка різко зменшується. Відношення зменшення площі перерізу площі поперечного перерізу в місці розриву до початкової площі поперечного перерізу зразка F₀

; (6)

називають відносним залишковим звуженням. За величинами та оцінюють пластичні властивості мвтеріалів при випробуваннях на розтяг.

Порядок виконання роботи.

1. Ознайомитись з будовою розривної машини.

2. Виміряти товщину і ширину (або діаметр) робочої частини зразка.

3. Нанести на зназок мітки, які обмежують робочу частину зразка L₀. Під мікроскопом визначити довжину кожної ділянки. Дані занести в таблицю 1.

Таблиця 1

Матеріал
№ ділянки
L0, мм
L, мм
, %

4. Встановити швидкість переміщення рухомої траверси 2-10 мм/хв.

5. Закріпити зразок в затискачах розривної машини, встановити затискачі вимірювача деформації на відстані L₀ = 50 мм. Зняти діаграму розтягу в координатах видовження - навантаження. Після руйнування зразка обидві його частини витягнути з машини, з"єднати і визначити залишкове видовження.

6. Дані занести в таблиці 2 і 3.

Таблиця 2

Матеріал
мм
Р, Н

Таблиця 3

№№ пп	Матер.	b, мм	h, мм	D,мм	L0,мм	F0,мм2	Рв,Н
1	2	3	4	5	6	7	8

, МПа	L, мм	L, мм	L,%	Рпц, Н	Lпц, мм		Е 109 Н/м2
9	10	11	12	13	14	15	16

7. Побудувати діаграми розтягу досліджуваних матеріалів у

вибраному масштабі. Знайти на графіку Р_пц і L_пц.

8. Розрахувати механічні характеристики матеріалів за формулами:

- міцність на розрив;

F₀ = h b - площа поперечного перерізу;

F₀ =

L =L – L₀ - залишкове видовження;

- відносне видовження при розтягу;

- відносне видовження в межах пропорційності;

- модуль Юнга;

Дані занести в таблицю 3.

9. Провести аналіз результатів і зробити висновки.