Теоретическая часть. Практическая работа № 1

СОДЕРЖАНИЕ

Практическая работа № 1. Определение стандартных характеристик

механических свойств металлов по диаграмме растяжения 4

Практическая работа № 2. Диаграммы состояния сплавов 11

Практическая работа № 3. Выбор температуры нагрева для закалки

доэвтектоидной углеродистой стали 18

Практическая работа № 4. Виды термической обработки стали 20

Практическая работа № 5. Классификация и маркировка сталей 26

Литература 37

Практическая работа №1

«Определение стандартных характеристик механических свойств металлов по диаграмме растяжения»

Цель работы - формирование навыков определения стандартных характеристик механических свойств металлов по диаграмме растяжения.

Задачи работы:

-определить нагрузки, соответствующие пределу упругости, пределу пропорциональности, пределу текучести, пределу прочности;

-подсчитать площадь поперечного сечения образца до испытания;

-подсчитать пределы: упругости, пропорциональности, текучести, прочности;

-определить нагрузки и площади поперечного сечения в момент разрыва;

-подсчитать истинное сопротивления разрушению и сравнить его с условным пределом прочности;

-подсчитать относительное удлинение и относительное сужение.

Материально-техническое оснащение:

-диаграммы растяжения;

-миллиметровая бумага;

Теоретическая часть

Механические свойства отражают способность металлов и сплавов сопротивляться деформированию и разрушению. Под действием внешних нагрузок металл деформируется, и в нем возникают внутренние напряжения. Если величина этих деформаций и напряжений не превышает критических значений, то металл сохраняет свою целостность; если превышает – разрушается.

Деформация – это изменение размеров и формы тела под действием приложенных сил. Деформация может быть упругой и пластической. Упругой называется деформация, полностью устраняющаяся после прекращения действия сил, вызвавших эту деформацию. Пластическая деформация – это деформация, остающаяся в теле после прекращения действия сил, вызвавших эту деформацию.

Испытания металлов на растяжение – самый распространенный вид механических испытаний. Испытание проводят на образцах цилиндрической или плоской формы.

При растяжении образца в испытательной машине, записывающий прибор вычерчивает диаграмму растяжения, которая показывает зависимость между растягивающей силой P, действующей на образец, и вызываемой ею деформацией Δl (рисунок 1.1)

На диаграмме можно указать пять характерных точек:

Прямолинейный участок диаграммы ОА указывает на пропорциональность между нагрузкой Р и удлинением Δl. Величина силы Р_пц (точка А), до которой остается справедливым закон Гука, зависит от размеров образца и физических свойств металла.

Рисунок 1.1 - Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали

Если испытуемый образец нагрузить растягивающей силой, не превышающей величину ординаты точки B (силы P_y), а потом разгрузить, то при разгрузке, деформации образца будут уменьшаться по тому же закону, по которому они увеличивались при нагружении. Следовательно, в этом случае в образце возникают только упругие деформации.

В том случае, если растягивающее усилие выше P_y,,при разгрузке образца деформации полностью не исчезают, и на диаграмме линия разгрузки будет представлять собой прямую B'О', уже не совпадающую с линией нагружения, а параллельную ей. В этом случае деформация образца состоит из упругой Δl_упр^B' и остаточной (пластической) Δl_ост^B' деформации.

Таким образом, характерной особенностью точки B является то, что при превышении нагрузки P_y, образец испытывает остаточные деформации при разгружении.

Выше точки В диаграмма растяжения значительно отходит от прямой (деформация начинает расти быстрее нагрузки, и диаграмма имеет криволинейный вид), а при нагрузке, соответствующей Р_т (точка С), переходит в горизонтальный участок. В этой стадии испытания в материале образца по всему его объему распространяются пластические деформации. Образец получает значительное остаточное удлинение практически без увеличения нагрузки.

Свойство материала деформироваться при практически постоянной нагрузке называется текучестью. Участок диаграммы растяжения, параллельный оси абсцисс, называется площадкой текучести. Удлинившись на некоторую величину при постоянном значении силы, т.е. претерпев состояние текучести, материал снова приобретает способность сопротивляться растяжению (упрочняться), и диаграмма поднимается вверх. В точке D усилие достигает максимального значения P_max.

При достижении усилия P_max на образце появляется резкое местное сужение, так называемая шейка, быстрое уменьшение площади сечения которой вызывает падение нагрузки, и в момент, соответствующий точке К диаграммы, происходит разрыв образца по наименьшему сечению шейки.

До точки D диаграммы, соответствующей P_max, во всех сечениях образца одинаково уменьшались его поперечные размеры. С момента образования шейки вся деформация образца локализуется на малой длине в области шейки, а остальная часть образца практически не деформируется.

Абсциссы диаграммы растягивания OE, OF и FE, характеризующие способность образца деформироваться до наступления разрушения, соответствуют полному абсолютному удлинению образца Δl_полн, остаточному абсолютному удлинению Δl_ост и абсолютному упругому удлинению образца Δl_упр.

Для определения упругой деформации в момент разрыва необходимо из точки K диаграммы провести прямую KF, параллельную прямолинейному участку OA, так как упругие деформации при разрыве также подчиняются закону Гука.

Дата добавления: 2015-07-16