Лабораторная работа №1 "Определение группы прочности и марки стали по диаграмме растяжения"

Цель работы:

Определить основные механические характеристики при испытании на растяжение и выбрать группу прочности и марку стали к которым относятся испытуемые образцы.

Приборы и оборудование:

Разрывная машина Р-5, штангенциркуль, микрометр, линейка, чертилка.

Общие положения:

Наиболее распространённым видом статического испытания механической прочности металлов является испытание на растяжение. Испытуемый образец постепенно растягивают с возрастающей силой Р(Н), и следят за его деформацией. Результаты статических испытаний изображаются диаграммой растяжения. По полученной диаграмме определяются такие механические характеристики, как относительное равномерное удлинение _р, временное сопротивление разрыву _в, предел текучести _т, относительное удлинение ₄ (₁₀) и др.

Содержание и методика выполнения работы:

Испытания на растяжения проводят согласно ГОСТ 1497 и ГОСТ 11701. Образцы, используемые для проведения лабораторной работы - плоские, пропорциональные, без головок, из горячекатаной и холоднокатаной тонколистовой углеродистой стали, качественной и обыкновенного качества общего назначения. Размеры образцов: горячекатаные - толщина h₀=3-7 мм, ширина b₀=20 мм, длина L=300 мм; холоднокатаные - толщина h₀=0,5-3 мм, ширина b₀=20 мм, длина L=210 мм. Величина начальной расчётной длины l₀=4 b₀ и l₀=11,3 F₀.

Начальную расчётную длину l₀ с погрешностью до 1 % ограничивают на рабочей длине образца кернами, рисками или иными метками и измеряют штангенциркулем или другими измерительными средствами с погрешностью измерения до 0,1 мм. Для пересчёта относительного удлинения после разрыва  метки рекомендуется наносить по всей рабочей длине через каждые 5-10 мм. После этого образцы испытывают на растяжение до разрыва (скорость деформирования не более 0,5l₀ мм/мин) и по диаграмме растяжения определяют:

1) Предел текучести физический _т. Допускается определять предел текучести по явно выраженной остановке стрелки или цифрового индикатора силоизмерительного устройства испытательной машины.

2) Временное сопротивление разрыву

_в = Р_мах / F₀,

где Р_мах - наибольшее усилие, предшествующее разрушению образца, Н;

F₀ - начальная площадь поперечного сечения, мм².

3) Относительное равномерное удлинение определяют на большей части разрушенного образца на расчётном участке, отстоящем на расстоянии не менее 2b₀ от места разрыва. Конечная длина расчётного участка l_kр должна быть не менее 1,5b₀. Начальную длину расчётного участка l_нр определяют по количеству меток на расчётном участке и начальному расстоянию между ними. Относительное равномерное удлинение _р, %, вычисляют по формуле:

_р = (l_kр - l_нр)100 / l_нр,

где l_нр - начальная расчётная длина образца, мм;

l_кр - конечная расчётная длина образца, мм.

4) Относительное удлинение образца после разрыва ₄ и ₁₀

 = (l_k - l₀)100 / l₀,

где l₀ - начальная расчётная длина образца, мм;

l_к - конечная расчётная длина образца, мм.

Для определения конечной расчётной длины образца l_к разрушенные части образца плотно складывают так, чтобы их оси образовали прямую линию. Измерение конечной расчётной длины проводится штангенциркулем. Определение конечной расчётной длины проводится измерением расстояния между метками, ограничивающими расчётную длину.

Результаты испытаний заносят в таблицу.

По результатам испытаний, используя ГОСТ 16523, определяют группу прочности и марку стали, к которым относятся испытуемые образцы.

Контрольные вопросы:

1. Приведите виды диаграмм растяжения и объясните как и какие механические характеристики из них определяются.

2. Что такое физический предел текучести?

3. Как определяется условный предел текучести?

4. Что такое верхний и нижний предел текучести, зуб текучести?

5. Что означают индексы у величин относительного удлинения ₄, ₅, ₁₀?

6. Как формулируется закон Гука?

7. В чём отличие предела текучести от предела пропорциональности?