2 Определение свойств металлических материалов
В зависимости от условий работы металлов и от места их применения металлические материалы должны не только отвечать требованиям стандартов, но и обладать определенными физико-механическими свойствами. Поэтому для определения физико-механических свойств металлов в каждом конкретном случае их подвергают различным испытаниям. При этом определяют следующие свойства:
ползучесть;
усталость;
ударную вязкость при нормальных, пониженных и повышенных температурах;
твердость;
растяжение при нормальных и других температурах;
длительную прочность;
стойкость к кручению, перегибу, загибу листов, лент и проволоки;
механическое старение по ударной вязкости;
стойкость к сплющиванию, расплющиванию и другие.
Универсальным испытанием металлов является испытание на растяжение.
3 Лабораторная работа №1 испытание металлов на растяжение
Цели работы
1 Освоение студентами методики испытания стали на растяжение.
2 Определение предела текучести, предела прочности при разрыве, истинного предела прочности, абсолютной деформации по диаграмме растяжения, полученной на испытательной машине.
3 Установление марки стали по полученным результатам.
1 Теоретическая часть
Рисунок 2 – Диаграмма растяжения стали
Испытания на растяжение проводят на разрывной машине путем растяжения образца арматурной стали до разрыва, с автоматической записью диаграммы зависимости деформации [по оси абсцисс – абсолютное удлинение, ∆l в мм] от нагрузки, растягивающей образец [по оси ординат – усиление Рв, Н или кгс].
На рисунке 2 представлена диаграмма растяжения стали Р - ∆l.
В результате испытаний получают следующие характеристики:
Таблица 1 – Расчетные формулы
№ |
Характеристика |
Формула |
Комментарий |
1 |
Предел пропорциональности (σп), МПа |
|
Предельное напряжение, при котором деформация увеличивается пропорционально нагрузке. Рр - максимальная нагрузка, вызывающая переход пропорциональных деформаций в непропорциональные, Н (кгс); Fо - начальная площадь поперечного сечения испытуемого образца, мм2. |
2 |
Предел текучести (σт), МПа |
|
Наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки. Ps – нагрузка, вызывающая значительные деформации образца, Н (кгс). |
3 |
Временное сопротивление (предел прочности) (σв), МПа |
|
Предел прочности при растяжении – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке Рв предшествующей разрушению образца (разрыву). |
4 |
Истинное сопротивление разрыву (Sк), МПа |
|
Напряжение, при котором происходит разрушение образца при концентрации напряжений в одной точке Рк – нагрузка в момент разрыва, Н (кгс); Fк- площадь поперечного сечения испытуемого образца в месте разрыва, мм2. |
5 |
Относительное удлинение, мм |
|
Отношение приращения длины образца после разрыва lк (измеряется на плотно сложенном после разрыва образце при помощи рисок) к его первоначальной длине l0. ∆l = lk – l0, мм. |
6 |
Относительное сужение % |
|
Отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади его поперечного сечения. Fо - площадь поперечного сечения образца до испытания, мм2 Fк - площадь сечения образца в месте разрыва после испытания. Определяется по минимальному диаметру dк в месте разрыва для круглых образцов и по минимальной ширине и толщине для плоских образцов, мм. |
7 |
Марка (класс) стали |
- |
Марка и класс стали по прочности, устанавливается по пределу текучести (σт), пределу прочности (σВ) и относительному удлинению δ. |
