2. Порядок выполнения работы
1. Практически ознакомиться с устройством универсальной испытательной машины фирмы Zwick/Roell настольного исполнения.
2. С использованием электронного штангельциркуля определить начальные размеры 10, d0 испытательных образцов и загрузить их в память персонального компьютера испытательной машины.
3. С помощью преподавателя провести демонстрационные опыты по разрыву образцов основных металлических конструкционных материалов (низко- и среднеуглеродистой сталей, медных и алюминиевых сплавов).
4. Исходя из вида полученных диаграмм растяжения σ = f(ε) определить основные физико-механические характеристики испытанных материалов:
- предел упругости σe,
- предел текучести σТ (условный предел текучести σ0,2),
- условный предел прочности σВ,
- модуль нормальной упругости Е.
4. Сравнить полученные значения параметров с установленными блоком обработки информациимашины.
5. С использованием электронного штангельциркуля определить конечные размеры 1К, dК испытанных образцов и рассчитать по ним характеристики пластичности материалов:
- относительное удлинение δ,
- относительное сужение ψ.
5. В соответствии с индивидуальным заданием с использованиемвиртуальной испытательной машины (VTM) и персонального компьютера провести опыт по виртуальному разрыву образца заданного материала с определением его основных физико-механических характеристик.
3. Содержание отчета и требования к его оформлению
Отчет должен содержать:
- цель работы,
- перечень и формулировки основных физико-механических характеристик материалов,
- описание устройства и работы разрывной машины,
- таблицу со значениями основных физико-механических характеристик испытанных материалов, установленных из вида диаграмм растяжения и блоком обработки информациимашины,
- таблицу с основными физико-механическими характеристиками заданного материала, установленными при виртуальном разрыве образца.
Графическая часть отчета включает в себя диаграммы растяжения реально и виртуально испытанных материалов с указанием на них установленных значений физико-механических характеристик.
Отчет должен быть оформлен на стандартных листах формата А4 и содержать титульный лист. Текст необходимо набрать на компьютере, либо четко и разборчиво написать от руки. Графическая часть оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД.
Лабораторная работа №2 «Определение ударной вязкости материалов при испытании образцов на ударный изгиб» Введение
Цель работы:
– получение навыков в определении основных физико-механических характеристик материалов,
– на примере маятникового копра типа RKP 450 фирмы Zwick/Roell ознакомление с устройством и работой современного испытательного оборудования.
Вязкость - способность металла поглощать механическую энергию внешних сил за счет пластической деформации. Характеристикой вязкости является ударная вязкость КС, МДж/м2 - отношение работы разрушения К надрезанного образца ударным изгибом к начальной площади поперечного сечения образца в месте надреза S0, т. е. КС = К/S0.
Для многих металлов и сплавов, в том числе всех сталей с решеткой ОЦК, называемых хладноломкими, при понижении температуры вязкое разрушение сменяется хрупким. Поскольку работа, которую необходимо затратить на разрушение металла, для вязкого и хрупкого разрушения существенно различается (для хрупкого меньше), указанный переход от вязкого разрушения к хрупкому находит свое отражение в результатах испытаний материалов на ударный изгиб, проводимых при различных температурах (кривая 1 рис. 2.1).
На кривой КС = f(Т) имеется участок ТВ - ТН, называемый температурным порогом хладноломкости, где КС резко снижается. При температурах выше верхнего порога ТВ материал разрушается вязко, а ниже нижнего порога ТН - хрупко.
Для нехладноломких материалов ударная вязкость с понижением температуры изменяется незначительно (кривая 2, рис. 2.1), что позволяет использовать их при криогенных температурах. Это металлы с решеткой ГЦК - стали на основе γ-железа, медь, алюминий, никель.
Рис. 2.1. Зависимость ударной вязкости от температуры для хладноломких (1) и нехладноломких (хладостойких) (2) материалов
В технике за порог хладноломкости принимают температуру полухрупкости Т50, при которой 50% площади сечения образца разрушается вязко, а 50% - хрупко. Считается, что температура эксплуатации изделий должна не менее чем на 40 0С превышать Т50 использованного материала.