Определение свойств металлических материалов
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







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.


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.

 

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
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.
Предел текучести (σт), МПа Наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки. Ps – нагрузка, вызывающая значительные деформации образца, Н (кгс).
Временное сопротивление (предел прочности) (σв), МПа Предел прочности при растяжении – напряжение, соответствующее максимальной нагрузке Рв предшествующей разрушению образца (разрыву).
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.
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.
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.
Марка (класс) стали - Марка и класс стали по прочности, устанавливается по пределу текучести (σт), пределу прочности (σВ) и относительному удлинению δ.

Материалы и оборудование

Материалы: образцы арматурной стали гладкого или периодического профиля, предназначенные для испытания на растяжение, диаметром do = 10 мм и начальной расчетной длиной l0 = 10·d0 [она должна соответствовать , где Fo - начальная площадь поперечного сечения]. Общая длина образцов – 200 мм.

Определение механических характеристик арматурной стали приводят на трех образцах одного диаметра и одной партии (рисунок 3).

Оборудование: разрывная машина в комплекте с тензометрами (рисунок 4), измерительный инструмент – штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм.

Рисунок 3 – Образцы для испытания на растяжение

Методика эксперимента

Схема прибора и вид образца представлены на рисунках 3, 4.

Рисунок 4 - Схема испытания на растяжение

1 – испытываемый образец, 2 – захваты, 3 – загрузочно-разгрузочное

устройство, 4 – самописец

1) Подготовка образцов. Для определения приращения при разрыве образцы (рисунок 3) перед испытанием размечают на длину, несколько большую, чем их рабочая длина lО. Разметка производится в виде рисок, наносимых керном или иным способом на расстоянии 10 мм одна от другой для стержней Æ10 мм и более.

2) Образец закрепляютв захватах испытательной машины и плавно нагружают, растягивая образен до разрушения.

3) После разрушения образца открывают захваты, вынимают половинки, плотно складывают, чтобы их оси образовали прямую линию. Измерение конечной расчётной длины LK и сужения в месте разрыва dк проводят штангенциркулем (при значении отсчета по нониусу 0,1 мм) измеряя расстояние между метками, ограничивающими расчётную длину.

4) Полученные данные заносят в журнал.

Лабораторный журнал

Лабораторный журнал 1 - Расчет по результатам эксперимента

№ п/п Показатель Образец
Начальный диаметр do (мм) или площадь Fo (мм2)      
Начальная расчетная длина 1о, мм      
Длина после разрыва lк, мм      
Диаметр после разрыва dK (мм) или площадь Fк (мм2)      
Максимальное усиление Рв, Н (кгс)      
Разрушающее усилие Рк, Н (кгс)      
Предел пропорциональности sп , МПа      
Временное сопротивление разрыву sв, МПа      
Относительное удлинение δ, %      
Предел прочности истинный Sк, МПа      
Относительное сужение Y, %      
Вид металла (марка стали)      

 

Лабораторный журнал 2 – Расчет по учебным картам

№ п/п Показатель Образец
Начальный диаметр do (мм) или площадь Fo (мм2)      
Начальная расчетная длина 1о, мм      
Длина после разрыва lк, мм      
Диаметр после разрыва dK (мм) или площадь FK (мм2)      
Усилие при достижении предела пропорциональности Рп, Н (кгс)      
Усилие текучести Pт, H (кгс)      
Максимальное усиление Рв, Н (кгс)      
Разрушающее усилие Рк, Н (Тс)      
Предел пропорциональности sп, МПа      
Предел текучести sТ,. МПа      
Временное сопротивление разрыву sв, МПа      
Относительное удлинение δ, %      
Предел прочности истинный Sк, МПа      
Относительное сужение Y, %      
Вид металла (марка стали)      

Расчётная часть

Заключение

Установленная марка стали (арматуры) - _______________ (приложение В)

 

  Предел текучести σТ, МПа Предел прочности (временное сопротивление разрыву) sв, МПа Относительное удлинение δ, %
Опыт      
ГОСТ      

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.