Образцы и машины для испытаний на растяжение
Nbsp;
Г. И. СИЛЬМАН
М А Т Е Р И А Л О В Е Д Е Н И Е
Лабораторный практикум
Издание 2, переработанное и дополненное
Учебное пособие для студентов
механических специальностей вузов
Издательство БГИТА
Брянск – 2007
УДК 669.01
Данное учебное пособие представляет собой сборник методических указаний к лабораторным и учебно-исследовательским работам по материаловедению. Пособие составлено в соответствии с Государственными образовательными стандартами по механическим специальностям вузов.
Второе издание практикума значительно переработано и дополнено. Введены 7 новых работ, переработаны старые. В кратких сведениях из теории приведена общая характеристика механических свойств металлических материалов, изложены основы металлографического анализа, сведения о теории сплавов, процессах кристаллизации, диаграммах состояния, основные положения теории термической и химико-термической обработки, использована методика выбора конструкционных сталей с учетом их механических, технологических и эксплуатационных свойств, приведены сведения об основных инструментальных и цветных сплавах. Часть лабораторного практикума поставлена в виде учебно-исследовательских работ, остальные работы включают выполнение небольших индивидуальных заданий.
Большинство лабораторных работ рассчитаны на двухчасовые занятия, некоторые работы (в частности, учебно-исследовательские) могут выполняться в течение 4-6 часов занятий. Предполагается возможность выборочного использования приведенных лабораторных работ в зависимости от специализации студентов, готовности оборудования, наличия оснастки, приспособлений и материалов. Выборочно могут быть использованы некоторые из приведенных в сборнике работ и для немеханических специальностей по курсу “Материаловедение и технология конструкционных материалов”.
|
|
|
В данный сборник не включены лабораторные работы по неметаллическим материалам, которые изданы отдельно.
Решением учебно-методического совета Брянской государственной инженерно-технологической академии допущено в качестве учебного пособия для студентов механических специальностей.
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор Е. А. Памфилов (БГИТА),
доктор технических наук, профессор И. К. Кульбовский (БГТУ).
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа № 1. Испытания на растяжение.
Определение механических свойств…………………………………….5
Лабораторная работа № 2. Приготовление образцов для
металлографического анализа. Определение ликвации серы……...…12
Лабораторная работа № 3. Ознакомление с микроскопом.
|
|
|
Определение размеров зерен структурных составляющих……… …18
Лабораторная работа № 4. Изучение микроструктур сплавов
свинца и сурьмы……………….…………………………………….......25
Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 5.
Построение диаграммы состояния сплавов свинца и сурьмы
с помощью термического анализа…...…………………………………29
Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 6.
Определение марки углеродистой качественной стали по ее
микроструктуре………………………………………………………….34
Лабораторная работа № 7. Изучение микроструктуры чугунов…...40
Лабораторная работа № 8. Термическая обработка углеродистой
стали………………………………………………………...……………49
Лабораторная работа № 9. Изучение микроструктур
углеродистых термообработанных сталей…………………………….58
Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 10.
Определение прокаливаемости стали методом торцевой закалки…...63
Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 11.
Определение марки углеродистой стали по ее критическим
точкам……………………………………………………………………73
Лабораторная (учебно-исследовательская) работа № 12.
|
|
|
Изучение влияния скорости охлаждения при термообработке на структуру и свойства конструкционных сталей………………………79
Лабораторная работа № 13. Изучение микроструктур
углеродистых и легированных сталей после химико-термической
обработки………………………………………………………………...86
Лабораторная работа № 14. Изучение термической обработки, структуры и свойств быстрорежущих сталей…………………………94
Лабораторная работа № 15. Изучение особенностей твердых
сплавов………………………………………………………………….105
Лабораторная работа № 16. Медь и сплавы на ее основе.
Подшипниковые сплавы……………………………………………….110
Лабораторная работа № 17.Изучение особенностей
алюминиевых сплавов…………………………………………………118
Введение
Работа № 1
ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с методикой проведения испытаний на растяжение и изучить основные механические свойства, определяемые при этих испытаниях.
2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Общие положения.
Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение материалов под действием приложенных внешних механических сил. В результате механических испытаний получают числовые значения механических свойств, обычно представляющих собой напряжения и деформации, при которых происходят изменения физического и механического состояния материала.
|
|
|
Многие механические свойства выражаются через величину напряжений. Напряжения 
представляют собой удельные характеристики сил, т.е. являются отношением сил к площади сечения, на которое они действуют. В случае осевого растяжения стержня рассматривается площадь F сечения, перпендикулярного оси образца, вдоль которого действует сила Р:
= Р/F……………………………..…….….(1)
В системе СИ напряжения выражаются в мегапаскалях (МПа). Эта размерность вытесняет ранее использовавшуюся размерность напряжений кгс/мм2 (1 кгс/мм2 = 9,8 МПа).
Деформацией называется изменение размеров и формы тела под воздействием приложенных сил. Величина абсолютной деформации 
выражается в единицах длины. Часто используют понятие относительной деформации 
, представляющей собой отношение изменения рассматриваемого размера к его исходной величине 
, выражая относительную деформацию в процентах:
, .………………………………(2)
Испытания на одноосное растяжение – наиболее распространенный вид испытаний. Методы этих испытаний стандартизованы (ГОСТ 1497-84).
Образцы и машины для испытаний на растяжение.
Для испытаний на растяжение используют образцы с рабочей частью в виде цилиндра или стержня прямоугольного сечения. Мы будем использовать часто применяемые цилиндрические образцы, форма и размеры которых приведены на рис.1.
 |
Рис.1. Стандартный цилиндрический образец для
испытаний на одноосное растяжение;
и 
– соответственно диаметр и площадь поперечного сечения образца в его рабочей части до испытания,
– расчетная длина образца,
– рабочая длина образца,
– длина конусообразной части образца,
– длина головки образца, 
– полная длина образца,
– диаметр основания конуса (у головки),
– диаметр головки образца.
Расчетную длину размечают на образце в виде расстояния между двумя точками, наносимыми кернением.
|
|
|
После разрушения образца обе его части соединяют по поверхности разрушения (рис.3) и штангенциркулем замеряют диаметр шейки образца dш и длину рабочей зоны (расстояние между точками кернения) после испытания.
 |
Рис.3. Соединенные части разрушенного образца
Диаграмма растяжения.
 |
Диаграммой растяжения называют графическое изображение зависимости между действующей нагрузкой и удлинением образца. Схематично такая диаграмма представлена на рис.4.
 |
Рис.4. Схематично представленная диаграмма растяжения
для мягкой стали
По оси ординат отложены усилия Р в масштабе сил, а по оси абсцисс – удлинение образца в масштабе абсолютных деформаций. Точками, приведенными на диаграмме, обозначены:
| |
РУ или Р0,05 – усилие упругости, соответствующее остаточной деформации 0,05%;
РТ – усилие текучести, соответствующее площадке текучести на диаграмме; в случае отсутствия площадки текучести определяется по нагрузке, вызывающей остаточную деформацию 0,2%;
РВ – максимальное усилие, предшествующее разрушению образца (соответствует точке С на диаграмме);
D – точка, соответствующая разрушению образца (т.е. усилию Рразр);
OF – величина остаточной (пластической) деформации;
FE – величина обратимой (упругой) деформации;
OE – величина полной деформации образца.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1660; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!