Исследование влияния углерода на твердость стали

В процессе испытаний, определяется твердость образцов стали с различным содержанием углерода. Полученные данные вносятся в сводную таблицу испытаний. По этим данным строится зависимость твердости стали от содержания в ней углерода, и производится её анализ.

Порядок выполнения работы

1. Изобразить схему и определить условия испытания опытных образцов по методу Бринелля (рис. 1.1, табл. 1.1).

2. Произвести виртуальные испытания опытных образцов на твердомере «ТШ».

3. Внести результаты в сводную таблицу испытаний.

4. По результатам испытаний построить зависимость твердости стали от содержания в ней углерода.

5. Изобразить схему и определить условия испытаний по методу Роквелла (рис. 1.3, табл. 1.2).

6. Произвести испытания опытных образцов на твердомере «ТК».

7. Внести результаты в сводную таблицу испытаний.

8. По результатам испытаний построить зависимость твердости стали от содержания в ней углерода.

9. Сформулировать выводы по работе, в которых отразить влияние углерода на твердость стали, достоинства и недостатки методов Бринелля и Роквелла.

Контрольные вопросы

1. Что называется твердостью материала?

2. Как выбирается диаметр шарика и величина нагрузки при определении твердости по Бринеллю?

3. Приведите формулу для определения твердости по Бринеллю.

4. Укажите условия испытания на твердость по Роквеллу для двух шкал (наконечник и величину нагрузки).

5. В каких единицах измеряется твердость по Бринеллю и Роквеллу?

6. Укажите рациональные области применения испытаний по Бринеллю и Роквеллу.

7. С какой целью применяют предварительную нагрузку?

8. Как влияет содержание углерода в стали на её твёрдость?

9. Как обозначается твердость по Бринеллю и Роквеллу?

Литература для самостоятельной работы:

1. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Ф.Войткун Материаловедение. СПб, Химиздат, 2002 с.81-84.

Лабораторная работа № 2

Испытание на растяжение. Исследование

влияния углерода на механические свойства стали

2.1. Учебные цели:

1. Освоить методику определения основных характеристик механических свойств стали по экспериментальной диаграмме растяжения.

2. Научить студентов методам анализа полученных результатов.

2.2. Учебные вопросы:

1. Испытание образцов на разрывной машине.

2. Определение характеристик прочности и пластичности стали.

3. Исследование влияния углерода на механические свойства стали.

2.3. Учебно-справочные материалы испытаний на растяжение

Испытания образцов на разрывной машине

Статические испытания на растяжение являются распространенным методом определения механических свойств металлов. Они проводятся путём плавного растягивания образцов на стандартных разрывных машинах, конструкции которых обеспечивают определённые скорости деформации.

Форма и размеры образцов для испытаний регламентированы ГОСТ 1497-84. Они могут быть плоскими или цилиндрическими, нормальными и пропорциональными. В нормальных образцах регламентированы абсолютные размеры, в пропорциональных – соотношение размеров.

В данной работе используются наиболее употребительные цилиндрические пропорциональные образцы с (рис. 2.1). Такие образцы называют короткими или пятикратными. В ряде случаев испытываются и длинные или десятикратные образцы с . Во всех случаях расчетная длина рабочей части образца выделяется точками или штрихами.

Рис. 2.1. Цилиндрический образец для испытаний на растяжение:

а – до испытания; б – после испытания

Испытания проводятся на разрывной машине УТС 110-50.01. (рис. 2.2). Принцип работы машины основан на принудительном деформировании образца при одновременном измерении нагрузки, прикладываемой к образцу, и соответствующей ей величины деформации образца. В машину входят:

- установка испытательная 1 с захватами 2 и 3 или опорными плитами в зависимости от выбранного вида испытания для установки испытуемого образца;

- пульт оператора 4, в котором расположены блок центрального процессора, клавиатура 6 для ввода информации в режиме диалога и управления машиной при испытании, а также жидкокристаллический графический дисплей 5 для отображения деформации.

При испытании на растяжение испытуемый образец устанавливается в захваты 2 и 3, подвижная траверса 11 получает вертикальное перемещение вверх от ходового винта. При этом образец нагружается, нагрузка передается на упругий элемент датчика силы 12. При разрушении образца нагрузка регистрируется на дисплее пульта оператора. После разрушения образца, подвижная траверса 11 автоматически или по команде оператора возвращается в исходное положение.

11

12

Рис. 2.2. Схема разрывной машины УТС 110-50.01