Рубрика «МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ»

Испытания на растяжение

Для испытания на растяжение из испытуемого материала изготовляют круглые (рис. 5, а) или плоские ‘рис. 5, б) образцы, форма и размеры которых установлены ГОСТ 1497—73. Образцы подразделяются на нормальные и пропорциональные. Цилиндрические образцы диаметром 10 мм, у которых расчетная длина о равна десятикратному диаметру, именуются длинными, а образцы, у которых /0 = 5й, — короткими. При испытаниях на растяжение образец растягивается под действием плавно возрастающей нагрузки до разрушения. Из числа испытательных (разрывных) машин с механическим приводом и рычажно-маятниковым силоиз-мерительным механизмом наиболее употребительна машина ИМ-4Р. Типичная рабочая диаграмма для пластичных материалов и сплавов, дающих площадку текучести, показана на рис. 5, в; на кривых растяжения многих сплавов площадки текучести отсутствуют. Диаграмма отражает характерные участки и точки, позволяющие определить ряд ценных качеств испытуемых металлов и сплавов. На участке 0—Р1ЛХ удлинение образца А/ увеличивается прямо пропорционально нагрузке. Нагрузку РПц. Д° которой сохраняется закон пропорциональности между нагрузкой и деформацией, называют пределом пропорциональности. Его определяют по формуле опц = Рт/Р0МПа, где Р0 — начальная площадь поперечного сечения образца. На участке от Р1Щ до Ру] диаграммы появляется остаточное удлинение образца. Для практических целей напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,005—0,05% от начальной расчетной длины образца, условились называть условным пределом упругости. В обозначении условного предела упругости указывают остаточную деформацию, например о00ъ. Выше точки Рул кривая диаграммы растяжения плавно переходит в горизонтальный участок при постоянной нагрузке Рт. Нагрузку Р1г при которой начинается течение металла или сплава, называют пределом текучести, а участок ТТ1 — площадкой текучести. Напряжение, соответствующее максимальной нагрузке Рр, которую выдерживает образец в процессе испытания до разрушения, называют пределом прочности — временным сопротивлением разрыву (в МПа): До точки В диаграммы (рис. 5, в) образец удлиняется равномерно по всей длине с одновременным уменьшением толщины. В точке В начинается образование шейки. Образец в одном месте становится все тоньше — продолжает удлиняться и, наконец, разрывается. С образованием шейки рвутся только пластичные металлы. Поэтому участок кривой ВК характеризует показатель пластичности металла. В качестве характеристики пластичности используют относительное удлинение образца. Относительным удлинением б после разрыва называют отношение приращения длины /к образца после разрыва к его первоначальной расчетной длине /0, выраженное в %. Показателем пластичности является также относительное сужение 1|’ металла, которое определяется как отношение уменьшения площади Рк поперечного сечения образца после разрыва к первоначальной площади Р0 его поперечного сечения, выраженное в %. Относительное удлинение и относительное сужение определяют так называемую статическую вязкость металлов и сплавов. Методы измерения твердости. Твердость — это свойство металла сопротивляться при вдавливании в него более твердого тела. Испытания твердости металлов получили широкое распространение в условиях производства как наиболее простой и быстрый способ определения механического свойства. Существует три (статических) метода испытания на твердость, называемых по имени их изобретателей: метод Бринелля (ГОСТ 9012—59); метод Роквелла (ГОСТ 9013—59); метод Виккерса (ГОСТ 2999—75). Измерение твердости вдавливанием стального шарика по методу Бринелля заключается в том, что с помощью твердомера ТШ в поверхность испытуемого металла вдавливается стальной закаленный шарик диаметром 2,5; 5 или 10 мм под действием статической нагрузки (рис. 6, а). Отношение нагрузки Р к площади поверхности полученного отпечатка (лунки) дает значение твердости, обозначаемое НВ.

Теги: ,

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Свойства, характеризующие способность металла или сплава сопротивляться воздействию внешних сил, называют механическими. Внешние силы (нагрузки) могут быть статическими, динамическими или циклическими (повторно-переменными). По направлению действия силы (нагрузки) возникают деформации растяжения, сжатия, изгиба, скручивания и среза. В практике, как правило, на деталь или изделие силы воздействуют не раздельно, а в комбинации друг с другом, в этом случае возникают упругая или пластическая (сложные) деформации. Механические свойства в качестве главных включают характеристики прочности, твердости, пластичности, упругости и вязкости. Кроме того производят испытания металлов на усталость (выносливость), ползучесть и др. Подробная методика проведения испытаний приведена в соответствующих ГОСТах. Статические испытания на ргстяжение. Статические испытания на растяжение производят согласно методике, изложенной в ГОСТ 1497—73. По этой методике определяют такие прочностные свойства металла, как предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, а также пластические свойства — относительное удлинение и относительное сужение. Рис. 5. Статические испытания на растяжение: а—б — стандартные образцы для испытания на растяжение; в — диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали

Теги:

Испытания на ударную вязкость

Испытания на ударную вязкость, усталость и ползучесть. Важным свойством металлов является их способность сопротивляться ударным, циклическим (повторно-переменным) нагрузкам и нагрузкам при высоких температурах. Ударную вязкость определяют на маятниковых копрах, где автоматически фиксируется угол подъема маятника после разрушения стандартного образца; затем по таблице находят работу удара, за* траченную на излом образца (в Дж). На некоторых типах копров работу удара (вязкость) определяют по дисковому указателю прибора. Циклические испытания на усталость проводят для тех материалов и деталей машин, которые работают при многократных повторно-переменных нагрузках: нагружение—разгружение; растяжение—сжатие и т. п.. Усталостное разрушение наблюдается у пружин, рессор, валов, шатунов и др.

Теги: , , ,

Диаметр отпечатка

Диаметр отпечатка измеряют с помощью специальной лупы с делениями. Чтобы не прибегать к длительным и довольно сложным вычислениям твердости, на практике пользуются специальной таблицей, приложенной к ГОСТ, которая дает перевод диаметра отпечатка в число твердости НВ (см. Приложение). Измерение твердости по методу Роквелла основано на вдавливании в испытуемый металл с помощью прибора ТК стального закаленного шарика диаметром 1,59 мм (1/16 дюйма) —для мягких металлов и сплавов или алмазного конуса с углом при вершине 120° —1 для особо твердых сталей и сплавов. На индикаторе прибора ТК три шкалы: А, В и С. При испытании алмазным конусом под нагрузкой 1500 Н отсчет числа твердости производят по шкале С индикатора и обозначают НЯС, под нагрузкой 600 Н — по шкале А и обозначают НЯА, а при испытании стальным шариком под нагрузкой 1000 Н — по шкале В и обозначают НЯВ. Метод измерения твердости металла по Виккерсу НУ (ГОСТ 2999—75) принципиально не отличается от метода Бринелля. С помощью прибора ТП вдавливают в металл алмазную четырехгранную пирамиду с углом при вершине а = 136° (рис. 6, б), а затем по длине диагонали полученного отпечатка с помощью таблицы находят число твердости. Этим методом пользуются для измерения твердости закаленных сталей, материалов деталей толщиной до 0,3 мм и тонких наружных цементированных, азотированных и других слоев детален.

Теги: , ,