Механические испытания материалов
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 12.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: Ознакомление с конструкционными материалами, их свойствами и методами испытаний.
Конструкционные материалы – это материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин, приборов и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. В настоящее время применяется разные по свойствам конструкционные материалы.
Многообразие конструкционных материалов с разными свойствами определяется служебным (функциональным) назначением детали и нагрузками, которые действуют на деталь при эксплуатации.
Рассмотрим изделие – шаровой кран для воды.
Служебное назначение – предназначен для изменения расхода воды, либо полного перекрытия ее подачи на определенном участке трубопровода.
Условия эксплуатации: (1) температура воды от 4 до 80°C; (2) давление воды до 6 кгс/см2; (3) примеси коррозионно активных веществ в воде – хлорная известь, гипохлорит натрия, диоксид хлора.
Спецификация материалов
| № п/п | Название детали | Материал |
| 1. | Винт | Сталь марки 04Х18Н10 |
| 2. | Ручка | Алюминиевый сплав марки ВАЛ12 |
| 3. | Гайка | Сталь марки 04Х18Н10 |
| 4. | Шайба | Латунь марки ЛК80-3Л |
| 5. | Уплотнение | Резина марки 3318 |
| 6. | Шток | Латунь марки ЛК80-3Л |
| 7. | Уплотнение штока | Резина марки 3318 |
| 8. | Сальник | Фторопласт марки Ф4К15М5 |
| 9. | Корпус | Латунь марки ЛК80-3Л |
| 10. | Гайка | Латунь марки ЛК80-3Л |
| 11. | Шаровой затвор | Латунь марки ЛК80-3Л |
| 12. | Посадочное кольцо | Фторопласт марки Ф4К15М5 |
|
|
|
Материал для изготовления детали выбирает конструктор при проектировании машины исходя из собственных представлениях о нагрузках при эксплуатации и физических, механических, химических, технологических и эксплуатационных свойств конструкционного материала.
Физические свойства – это способность материала реагировать на воздействие внешних факторов.
| 1. | Плотность | Отношение массы материала к занимаемому объему |
| 2. | Пористость | Степень заполнения объема материала порами |
| 3. | Теплопроводность | Способность материала проводить тепло через объем |
| 4. | Теплоемкость | Способность материала поглощать тепло при нагреве и отдавать при охлаждении |
| 5. | Термостойкость | Способность материала выдерживать без разрушения резкое или циклическое изменение температуры |
| 6. | Электропроводность | Способность материала проводить электрический ток |
Механические свойства – это способность материалов сопротивляться воздействию внешних силовых нагрузок
| 1. | Прочность | Способность материала выдерживать нагрузки без разрушения |
| 2. | Твердость | Способность материала сопротивляться проникновению других, более твердых тел |
| 3. | Упругость | Способность материала восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия внешних сил |
| 4. | Пластичность | Способность материала изменять свою форму и размеры без разрушения под действием внешних сил |
|
|
|
Химические свойства – это способность материалов сопротивляться разрушительному воздействию агрессивных сред
| 1. | Химическая стойкость | Способность материала выдерживать воздействие химически-агрессивных сред без ухудшения свойств |
| 2. | Токсичность | Способность материала в процессе обработки и эксплуатации выделять вредные вещества |
Технологические свойства – это способность материалов подвергаться обработке при изготовлении деталей
| 1. | Жидкотекучесть | Способность материала в жидком состоянии заполнять без пустот узкие полости в различных формах |
| 2. | Ковкость | Способность материала принимать без разрушения другую форму при обработке давлением |
| 3. | Обрабатываемость резанием | Способность материала обеспечить высокую производительность механической обработки резанием |
| 4. | Свариваемость | Способность материала образовывать прочные соединения при сварке |
|
|
|
Эксплуатационные свойства – это способность материалов обеспечить нахождение детали длительное время в рабочем состоянии при эксплуатации
| 1. | Износостойкость | Способность материала сопротивляться разрушению при трении |
| 2. | Коррозионная стойкость | Способность материала сопротивляться разрушению под действием агрессивных сред |
| 3. | Жаростойкость | Способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре |
| 4. | Жаропрочность | Способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах |
| 5. | Хладостойкость | Способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах |
| 6. | Антифрикционность | Способность материала прирабатываться к другому материалу |
| 7. | Фрикционность | Способность материала обеспечивать высокий коэффициент трения при контакте с другой поверхностью |
Механические испытания материалов
Свойства конструкционных материалов определяют в результате испытаний.
|
|
|
Испытание материалов – это экспериментальное определение их физических, механических, химических, технологических и эксплуатационных свойств, знание которых необходимо для расчета машин при их создании (проектировании конструировании).
Наиболее распространёнными являются механические испытания и испытания на износостойкость при трении.
Целью механических испытаний материалов является определение их способности выдерживать силовые нагрузки при определенных температурах.
Испытания проводят на специальных установках, в которых образцы стандартных размеров подвергают деформации и разрушению при разных схемах нагружения.
Установка для испытаний на сжатие и разрыв
Установка для испытаний на кручение
Установка для испытаний на удар
Целью испытаний материалов на износостойкость при трении является определение их способности сопротивляться изменению размеров и формы детали.
Трение – это процесс механического взаимодействия соприкасающихся деталей при их относительном перемещении в узле трения.
Узел трения – это совокупность двух подвижно сопрягающихся поверхностей деталей в машине, которые при эксплуатации изнашиваются.
В зависимости от назначения узла трения, детали изготавливаются из материалов, обладающих разной износостойкостью.
Испытания на износостойкость проводят на машинах (установках, стендах) трения.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 341; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!