рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Методы механического испытания.

Методы механического испытания. - раздел Философия, ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ...

Статические испытания на растяжение. Для таких испытаний изготовляют круглые или плоские образцы (рис.1.1,а, б), форма и размеры которых установлены ГОСТом. Цилиндрические образцы диаметром d0 = 10 мм, имеющие расчётную длину l0 = 10d0, называют нормальными, а образцы, у которых длина l0 = 5d0короткими. При испытании на растяжение образец растягивается под действием статической нагрузки и доводится до разрушения.

Испытания проводят на специальных разрывных машинах, которые снабжены самопишущим прибором, автоматически вычерчивающим кривую деформации, называемую диаграммой растяжения.

На рис.1.2 показана типичная диаграмма растяжения в координатах: нагрузка F – удлинение Δl. Эта диаграмма может быть преобразована в диаграмму: напряжение σ – относительное удлинение ε. Здесь: напряжение – нагрузки F, отнесённая к площади A0 поперечного сечения образца (σ= F/A0), а относительное удлинение при растяжении – отношение удлинения образца Δl к его начальной длине l0 (ε = Δl/ l0).

Диаграмма отражает характерные участки и точки, позволяющие определить ряд свойств материала. На участке О-А удлинение образца происходит прямо пропорционально возрастанию нагрузки.

При повышении нагрузки свыше FА на участке А-В прямая пропорциональность нарушается, но деформация остаётся упругой (обратимой). На участке выше точки В возникают заметные остаточные деформации и кривая растяжения значительно отклоняется от прямой. При нагрузке FС появляется горизонтальный участок диаграммы – площадка текучести C-D. Такая площадка наблюдается главным образом у деталей, выполненных из пластичных материалов. На кривых растяжения хрупких материалов площадка текучести отсутствует.

Выше точки D нагрузка возрастает до точки М, соответствующей максимальной нагрузки FМ, после которой начинается её падение, связанное с образованием шейки (место утонения образца) и разрушением образца. После образования шейки происходит падение нагрузки до точки К, образец удлиняется и происходит его разрушение. С образованием шейки разрушаются только пластичные материалы.

Усилия, соответствующие основным точкам диаграмма растяжения, позволяют установить следующие характеристики сопротивления металла деформации, выраженные в мегапаскалях, МПа.

Предел пропорциональности σП – наибольшее напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между напряжением и деформацией:

.

Предел упругости σу – напряжение, при котором величина относительной остаточной деформации не превышает 0,005%, т.е. предел упругости соответствует такому наибольшему напряжению, до которого материал сохраняет свои упругие свойства. Для многих материалов разница между пределом пропорциональности и пределом упругости невелика, и на практике между ними обычно различия не делают.

.

 

Предел текучести σТ – напряжение, при котором происходит рост деформации без увеличения нагрузки,

 

.

 

Для ряда материалов, не имеющих на диаграмме выраженной площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести σ0,2, под которым подразумевают напряжение, вызывающее относительную остаточную деформацию, равную 0,2%.

Предел прочности (временное сопротивление) σВ – напряжение, которое равно отношению наибольшей нагрузки, предшествующей разрушению образца, к первоначальной площади его сечения:

 

.

 

Пределы текучести и прочности являются обязательными характеристиками в стандартах марок стали.

Показателями пластичности металлов являются относительное остаточное удлинение δ и относительное остаточное сужение ψ.

Относительное остаточное удлинение рассчитывается как отношение абсолютного удлинения Δl образца после разрыва к его первоначальной расчётной длине, выраженное в процентах,

,

 

где l – длина образца после разрыва; l0 –начальная длина образца.

Относительное остаточное сужение определяется отношением уменьшения площади поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженное в процентах,

,

 

Здесь А0 – начальная площадь поперечного сечения образца; А – площадь поперечного сечения образца в месте разрушения.

Определения твёрдости. Твёрдостью называют способность материала сопротивляться механическому проникновению в него другого тела.. Определение твёрдости получило широкое применение в производственных условиях представляя собой наиболее простой и быстрый способ определения механических свойств. Так как для измерения твёрдости испытывают поверхностные слои металла, то для получения правильного результата поверхность детали не должна иметь наружных дефектов (трещин, крупных царапин и т.д.).

Существуют различные методы измерения твёрдости. Остановимся на двух наиболее распространённых методах.

Измерение твёрдости методом Бринелля. Сущность этого метода заключается в том, что в поверхность испытуемого материала вдавливается стальной закалённый шарик диаметром 2,5; 5 или 10мм под действием нагрузки соответственно 1,87; 7,5 и 30 кН. На поверхности образца остаётся отпечаток, по диаметру которого определяют твёрдость. На практике пользуются специальными таблицами, которые дают перевод диаметра отпечатка в число твёрдости, обозначаемое НВ. Этот способ применяют главным образом для измерения твёрдости незакалённых металлов и сплавов.

Измерение твёрдости методом Роквелла. Измерение твёрдости по этому методу осуществляют путём вдавливания в испытуемый материал стального шарика диаметром 1,6 мм или конусного алмазного наконечника с углом при вершине 120º. В отличие от метода Бринелля твёрдость по Роквеллу определяют не по диаметру отпечатка, а по глубине вдавливания шарика или конуса.

Вдавливание производится под действием двух последовательно приложенных нагрузок: предварительной, равной 100 Н, и окончательной (общей) нагрузки, равной, примерно, либо 1000 Н (шарик), либо 600 Н (конус),либо 1500 Н (конус). Твёрдость определяют по разности глубин вдавливания отпечатков. Для испытания твёрдых металлов необходима нагрузка 1500 Н. Вдавливание стального шарика нагрузкой 1000 Н производят для определения твёрдости незакалённой стали. Определение сверхтвёрдых материалов производят алмазным наконечником нагрузкой в 600 Н. Глубина вдавливания измеряется автоматически, а твёрдость после измерения отсчитывается по трём шкалам: А, В и С. Твёрдость (число твёрдости) по Роквеллу обозначается следующим образом: HRC (1500 Н), HRA (600 Н), HRB (1000 Н).

Определение твёрдости по Роквеллу имеет широкое применение, так как даёт возможность испытывать мягкие и твёрдые материалы; размер отпечатков очень незначителен, поэтому можно испытывать готовые изделия без их повреждения.

Определение ударной вязкости. Определение ударной вязкости производят на специальном маятниковом копре. Для испытаний применяется стандартный надрезанный образец, который устанавливается на опорах копра. Маятник определённой массы поднимают на высоту Н, отпускают, он падает и разрушает образец, подымаясь с другой стороны на высоту h. Удар наносится по стороне образца, противоположной надрезу. По разности высот H и h определяют работу Р, затраченную на разрушение образца. Ударную вязкость а определяют как отношение работы Р к площади А поперечного сечения образца

 

.

 

Для облегчения расчётов пользуются таблицами, в которых для каждого угла подъёма маятника (высоты Н)после разрушения образца указана работа удара.

Выносливость материала. Многие детали машин в процессе работы, кроме воздействия статических нагрузок подвергаются знакопеременным (циклическим) нагрузкам. В результате длительной службы материал постепенно переходит из пластичного состояния в хрупкое («устаёт»). Это объясняется тем, что знакопеременные нагрузки приводят к образованию в деталях микротрещин, которые постепенно расширяются и ослабляют связь между зёрнами металла, вследствие чего разрушение наступает при меньших напряжениях, чем предел текучести. Способность материала противостоять действию знакопеременных нагрузок называют его выносливостью Пределом выносливости считается наибольшее напряжение, которое материал, не разрушаясь, выдерживает заданное число циклов нагружения. Число циклов может колебаться от 106 до 107.

 

1.2. Физико-химические свойства.

К физическим свойствам материалов относят плотность, температуру плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоёмкость, электропроводность, магнитные свойства.

Химические свойства. Химические свойства – это способность материалов противостоять окислению и разрушению под действием внешней среды: влаги, воздуха, кислот и т.д. Химические разрушения под действием указанных факторов называют коррозией.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального... образования... Омский государственный институт сервиса...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Методы механического испытания.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Металлы
2.1. Металлические сплавы………………………………………..10 2.2. Полиморфные превращения в железе………………………..12 2.3. Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов………..13 2.3.1. Компо

Нагрузки, деформации и разрушения.
По характеру действия на тело различают три вида нагрузок: статические – действующие постоянно или медленно возрастающие; динамические – действующие мгновенно, принимающие характер

Технологические свойства.
  К основным технологическим свойствам материала относят: – обрабатываемость, – свариваемость, – литейные свойства. Под

Металлические сплавы
  Применение чистых металлов в промышленности крайне ограничено. Их использование не всегда экономически в

Полиморфные превращения в железе
  Некоторые металлы в зависимости от температуры могут существовать в различных кристаллических формах. Ра

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
  Все железоуглеродистые сплавы делятся на два больших класса: стали (с содержанием углерода до 2,14%) и чугуны (с содержанием углерода более 2,14%). Стали

Компоненты, фазы и структурные составляющие сплавов железа с углеродом.
  Железо – пластичный металл серебристо-белого цвета. Твёрдость и прочность железа невысока (НВ80, σв = 250 МПа) при значительной пластичности

Диаграмма железо-цементит.
Практическое значение имеют сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до 6,67% (стали и чугуны). Поэтому рас

Материалы для производства чугуна.
  Сырьём для производства чугуна является железная руда. Это горная порода, содержащая железо в количестве, при котором её технически и экономически целесообразно перерабатыват

Устройство доменной печи
  Доменная печь – вертикальная печь шахтного типа. Внутри печь выложена огнеупорным кирпичом, сверху покрыта стальным кожухом. Высота современных домен достигает 80 м. Д

Доменный процесс
  Условно процесс, протекающий в доменной печи, можно разделить на следующие этапы: − восстановление железа из его оксидов; − превращение желез

Основные сведения о производстве стали
  Сталь – важнейший материал, используемый в машиностроении. В отличие от чугуна она содержит меньше углерода и вредных примесей. Поэтому процесс получения стали состоит в удал

Конструкционные стали общего назначения.
Влияние углерода и примесей на свойства стали. Углерод существенно влияет на свойства стали даже при незначительном изменении его содержания. В стали имеются две фазы –

Термическая обработка
  Термической обработкой (термообработкой) называют процесс теплового воздействия на металлы (нагрев и охлаждение) с целью изменения их структуры и свойств. Это один из самых р

Химико-термическая обработка
  При химико-термической обработке стальных деталей изменяется химический состав их поверхностных слоев, что позволяет получить после термообработки мелкозернистую структуру, высокую

Алюминий и его сплавы
Алюминий – один из наиболее лёгких конструкционных материалов. Его плотность – 2,7.г/см3, температура плавления – 658ºС. В отожжённом состоянии алюминий обладае

Пластические массы
В качестве конструкционных материалов широко применяются синтетические полимерные материалы, производство которых с кажд

Термопластичные пластмассы.
К термопластичным пластмассам относятся полиамиды, фторопласты, органическое стекло, полипропилен. По

Термореактивные пластмассы
. Термореактивные пластмассы отличаются от термопластичных повышенной теплостойкостью, практически полным отсутствием ползучести под нагрузкой при обычных температу

Общие представления о композиционных материалах.
К новым конструкционным материалам, которые по прочности, жёсткости и другим физико-механическим свойствам значительно п

Область применения КМ
Стеклопластики – один из первых конструкционных материалов на полимерной основе. Они наиболее полно изучены, их давно применяют в судостроении, на транспорте, в строител

Лакокрасочные материалы
Эти материалы во всех отраслях применяют для защиты металлических изделий от коррозии, а деревянных изделий – от гниения и в декоративных целях. Лакокрасочные материалы разделяют на гру

Склеивающие материалы.
Клеи служат для получения неразъёмных соединений деталей и конструкций из однородных и различных материалов. Клеи представляют собой растворы (иногда расплавы) высокомолекулярных природных и

Литейные свойства сплавов
  Получение качественных отливок определяется литейными свойствами сплавов. Наиболее важными литейными свойствами являются: жидкотекучесть, усадка, трещиностойкость, газонас

Сплавов
Наибольшее количество отливок массой от нескольких граммов до нескольких сотен тонн изготовляют из чугуна. Он имеет высокие литейные и антифрикционные свойства, достаточно высокую прочность и невыс

Основы обработка металлов давлением
  Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Она обеспечивает получение заготовок для производства д

Структуру металла
С возникновением остаточных деформаций от удара или давления металл меняет свою форму в желаемом направлении без разруше

Прокатка
Прокатка– эт

Волочение и прессование.
Особым видом обработки металлов давлением, при котором обрабатываемый металл обычно в холодном состоянии, протягивается через постепенно сужающееся отверстие, является волочение (рис.4.2). П

Штамповка.
  Штамповкой называют способ изготовления изделия сложных очертаний давлением с помощью специального инструмента – штампа. Различают объёмную и листов

Сущность, назначение, область применения и виды сварки
  В современной технологии машиностроения сварка, резка и пайка занимают одно из ведущих мест. Сваркой называют технологический процесс получения неразъёмных соединений

Основные виды сварки плавлением
Электродуговая сварка. Из всех существующих способов сварки наиболее распространённой является дуговая электросварка, при которой для местного расплавления свариваемых деталей

Основные виды сварки давлением
  Контактная сварка. При контактной сварке металл нагревается проходящим через место сварки электрическим током. После достижения необходимой температуры к сварив

Термическая резка и пайка металлов
Резка металлов. Различают газокислородную (огневую) и электродуговую резку металло

Обработка металлов резанием
  Обработка металлов резанием предназначена для придания деталям заданных форм и размеров с необходимой то

Строгание и долбление.
  Строгание горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей производят на строгальных станках п

Шлифование.
  В процессе шлифования в качестве режущего инструмента используют абразивные инструменты, к которым относ

Электрофизические способы.
  К этим способам обработки металлов и сплавов относятся: электроэрозионный, ультразвуковой и лучевой. Электроэрозионная обработка токопроводящих металлов и спл

Выбор материала
  Правильный выбор материала для конкретного элемента конструкции является исключительно важной задачей. О

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги