Учебное пособие 2039

G

f

β

Рис. 5.3. Схема определения характеристик пластичности

3.Ознакомьтесь с устройством и принципом действия маятникового копра (рис. 5.1).

4.Проверьте соответствие параметров копра ГОСТ 10708 [13] и ГОСТ 22848 [14], сделав заключение о возможности проведения испытаний.

5.Исследуйте геометрию надреза и параметры образца (рис. 5.2) и определите тип образца согласно ГОСТ 9454 [12].

6.Выбрав измерительный инструмент, определите линейные и угловые параметры образца, а также радиус в вершине надреза. Сделайте заключение о соответствии образца ГОСТ 9454 [12].

7.Отведите раму маятника на минимальный угол, обеспечивающий разрушение образца. Поднимите маятник 5 с грузом 6 и с помощью крепящей защелки 12 расположенной на раме, зафиксируйте его в исходном положении. Определите по шкале 1 исходное значение потенциальной энергии маятника способной совершить работу деформации и разруше-

ния (Кисх), для чего поверните стрелку – указатель 3 в направлении груза 6 (рис 5.1) до упора, положение стрелки покажет

значение Кисх. Шкала маятникового копра проградуирована в единицах кГс·м с максимальным запасом энергии 30 кГс·м.

31

8. Установите образец стандартных размеров на двух опорах 8 таким образом, чтобы удар ножа 7 груза маятника 6 (рис. 8) приходился против прорези с противоположной стороны (схема 13 на рис. 5.1). Маятник весом G, падая с высоты h1, ударяя по образцу, изгибает и разрушает его, поднимаясь на высоту h2. Работа (К), затраченная на деформацию и разрушение образца, определяется как разность потенциальных энергий маятника в исходном поднятом и конечном состояниях.

Внимание:

1)следить за тем, чтобы при установке образца и при выполнении операции по пункту 8 никто не находился справа

ислева от маятника;

2)перед испытанием образцов с трещиной прокрасить последнюю чернилами для самописцев.

9. Освободите тормоз маятника, нажав педаль 11 (рис.5.1). 10. Отщелкнув крепящую защелку 12, освободите маятник для совершения удара. Сразу после разрушения отпустите

тормоза 11 и после остановки маятника замерьте конечное значение избыточной потенциальной энергии (избытка запа-

сенной работы) Ккон.

11.Рассчитайте работу (К), затраченную на деформацию

иразрушение образца из выражения.

К= Кисх – Ккон.

12.Измерив, размеры образца в зоне разрушения, рас-

считайте площадь поперечного сечения F. Для определения КСТ измерение сечения производить в трех местах со стороны трещины и в расчет брать среднее значение этих измерений.

13.Рассчитайте величину ударной вязкости по формуле

5.1и запишите ее значение с индексацией по ГОСТ учитывая вид надреза, запас энергии маятника, глубину надреза, соотношение параметров сечения В/Н (рис. 5.2) и температуру испытаний.

14.Сложив части образца, как показано на рис 5.3, измерьте стрелу прогиба (f) и угол загиба (β).

32

15.Опишите вид излома.

16.Сравните полученные результаты с данными на исследуемый материал и сделайте заключение.

Дополнительные задания:

–проведение экспериментов с различными надрезами;

–проведение экспериментов со сплавами различного химического состава;

–проведение экспериментов со сплавами после различных видов термообработки;

–проведение испытаний при повышенных и пониженных (вплоть до криогенных) температурах;

–определение порога хладноломкости;

–определение составляющих работы разрушения методами двойного удара или по величине угла загиба.

3.Контрольные вопросы

1.Основные виды образцов для испытаний на ударную вязкость?

2.Каков порядок испытания на маятниковом копре?

3.Что такое ударная вязкость и как она рассчитывается?

4.В каких единицах измеряется ударная вязкость?

5.Что обозначает третья буква в обозначении ударной вязкости?

6.Как расшифровать условия эксперимента по данным

обозначения ударной вязкости: КСТ+100, КСV-6015/3/5,

КСU+60?

7.Как определяется работа деформации и разрушения при испытаниях на маятниковом копре?

8.Чем обусловлены инструментальные погрешности при определении ударной вязкости?

9.Как определить стрелу прогиба и угол загиба после испытания на ударный изгиб?

33

10.Каковы основные требования по технике безопасности при работе на маятниковых копрах?

11.Каков физический смысл ударной вязкости?

12.Какие структурные и внешние факторы могут влиять на величину ударной вязкости и почему?

13.Почему ударная вязкость является условной характеристикой материала?

14.Какие виды разрушения Вам известны?

15.Что такое «порог хладноломкости» и как его опреде-

ляют?

16.Каковы внешние признаки вязкого и хрупкого излома?

17.Как определить температурный запас вязкости?

18.Какова связь области распространения деформации при испытаниях ударным изгибом с глубиной и остротой надреза?

19.Из чего складывается полная работа разрушения?

20.Для чего используют образцы с готовой трещиной?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение материала и выполнение лабораторных работ позволит студенту не только получить теоретические знания, но и приобрести практические навыки определения механических свойств, анализа надежности и долговечности изделий из металлов и неметаллов, с целью повышения их конструктивной прочности.

Читатели, у которых появился особый интерес к данному предмету, могут обратиться к специальной литературе и получить более глубокие и детальные знания по интересующему их конкретному вопросу или предмету в целом.

34

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.ГОСТ 7164-78 Приборы автоматические следящего уравновешивания ГСП. Общие технические условия. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1998. – 15 с.

2.ГОСТ 9245-79 Потенциометры постоянного тока измерительные. Общие технические условия. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002. – 16 с.

3.ГОСТ 9736-91 Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2007. – 15 с.

4.ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2008. – 26 с.

5.ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. – 8 с.

6.ГОСТ 8818-73 Металлы. Метод испытания на расплющивание. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов,

1974. – 6 с.

7.ГОСТ 8817-82 Металлы. Метод испытания на осадку.

–М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1986. – 4 с.

8.ГОСТ 27208-87 Отливки из чугуна. Методы механических испытаний. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандар-

тов, 2002. – 8 с.

9.ГОСТ 14019-2003 Материалы металлические. Метод испытания на изгиб. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2006. – 11 с.

10.ГОСТ 13813-68 Металлы. Метод испытания на перегиб листов и лент толщиной менее 4 мм. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1999. – 6 с.

11.ГОСТ 1579-93 Проволока. Метод испытания на перегиб. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2005. – 8 с.

35

12.ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах.– М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2002.

–12 с.

13.ГОСТ 10708-82 Копры маятниковые. Технические условия. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов,

1998. – 8 с.

14.ГОСТ 22848-77 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при температурах от минус 100 до минус 269°С .– М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2001. – 11 с.

15.Семичев, А.Н. Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Механические свойства металлов» для студентов специальности 110900. Воронеж,

1993. – 44 c.

16.Партнов, В.К. Лабораторный практикум по курсу «Механические свойства металлов» [Текст] / В.К. Партнов, В.С. Золоторевский. – М.: МИСиС, 1990. – 36 c.

36

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………..….. 3

Лабораторная работа № 1. Изучение упругих

свойств материалов…………………………………….... 4

1.Теоретическое введение………………………………... 4

2.Порядок выполнения работы………………………..…. 10

3.Контрольные вопросы………………………………….. 13

Лабораторная работа № 2. Изучение

механических свойств материалов

при статическом напряжении……………………..……. 13

1.Теоретическое введение…………………………….…. 13

2.Порядок выполнения работы………………………….. 14

Лабораторная работа № 3. Расчет характеристик

прочности и пластичности при испытании

на растяжение………………………………………..…... 18

1.Теоретическое введение……………………………..…. 18

2.Порядок выполнения работы………………………….. 19

3.Контрольные вопросы………………………………….. 22 Лабораторная работа № 4. Изучение

механических свойств материалов

вусловиях сжатия и сгиба……………………………..... 23

1.Теоретическое введение………………………………... 23

2.Порядок выполнения работы…………………………... 23

3. Контрольные вопросы………………………………..…	27
Лабораторная работа № 5. Изучение свойств
материалов при ударном нагружении……………….....	28

1.Теоретическое введение……………………………….. 28

2.Порядок выполнения работы………………………….. 30

3. Контрольные вопросы………………………………..…	33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….	34
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………….	35

37

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по курсу «Физика прочности и пластичности сплавов

и композитов» для студентов направления 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов»

(профиль «Физическое материаловедение»), очной формы обучения

Часть 1

Составители:

Семичев Анатолий Николаевич

Миленин Андрей Викторович Федорова Елена Николаевна Юрьева Валентина Александровна

Компьютерный набор А. В. Миленин

Редактор Е. А. Кусаинова

Подписано к изданию 25.04.2019. Уч.-изд. л. 2,2.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14