ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б.Н.Ельцина»
Металлургический факультет
Кафедра «Обработка металлов давлением»
Отчет по лабораторной работе
по дисциплине: «Механические свойства и модели разрушения»
на тему: «Испытания на ударный изгиб»
Преподаватель А.А.Богатов
Студенты
Гр.Мт-480801
Екатеринбург
2011
СОДЕРЖАНИЕ
Механические испытания на ударный изгиб…………………………………
Типы и размер образцов………………………………………………………..
Оборудование и методика проведения испытаний………………………….
Влияние ряда факторов на ударную вязкость………………………………
Выбор параметров испытания…………………………………………………
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………….
Механические испытания на ударный изгиб
Определение ударной вязкости при испытаниях на ударный изгиб широко вошло в практику исследовательских и приемочных испытаний. В настоящее время ударные испытания используются преимущественно для оценки способности конструкционных сталей сопротивляться хрупкому разрушению
Работа проводится для изучения методов испытания на ударный изгиб образцов с надрезом. Эти испытания чувствительны к различным изменениям структуры металлов, иногда невыявляемым другими методами. В связи с этим испытания на ударный изгиб часто применяют в заводской практике для оценки правильности режимов термической обработки, качества металла.
Целью настоящей работы является изучение оборудования для испытаний, освоение методик проведения испытаний, расчет характеристик сопротивления ударному изгибу и хрупко-вязкого перехода.
Под ударной вязкостью понимается работа удара, отнесенная к начальной площади поперечного сечения образца в месте излома
(1)
где КС - ударная вязкость, МДж/м2; К - работа удара, МДж; F - площадь поперечного сечения образца в месте надреза, м2. Основным назначением определения ударной вязкости является оценка работоспособности материала в сложных условиях нагружения и его склонности к хрупкому разрушению. Стремление приблизить условия испытаний к эксплуатационным привело к использованию образцов с надрезами, создающими жесткое напряженное состояние в области надреза.
За окончательный результат испытания принимают ударную вязкость.
Работу удара обозначают KU, KV или КТ, где К - символ работы удара; U, V, Т - вид концентратора. Например: KV-40 50/2/2.
Числа обозначают:
50 - максимальная энергия удара, Дж;
2 - глубина концентратора, мм;
2 - ширина образца, мм;
–40 - температура испытания, °С.
Числа не указывают при определении работы удара на копре с максимальной энергией удара 300 Дж, глубине концентратора 2 мм (для U и V), 3 мм (для Т), при ширине образцов 10 мм.
Ударную вязкость также обозначают сочетанием букв и цифр. Например: КСТ+100 150/3/7.5,
где КС - символ ударной вязкости; Т - вид концентратора;
150 - максимальная энергия удара маятника, Дж;
3 - глубина концентратора, мм;
7,5 - ширина образца, мм;
+100 - температура испытания, °С.
Типы и размеры образцов
Для определения ударной вязкости при ударном изгибе ГОСТ 9464-78 рекомендует призматические образцы типов U, V, Т, различающиеся видом надреза. Стандарт распространяется на черные, цветные металлы и сплавы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб при температуре от -100°С до 1000°С. На рис. 1 показаны типы образцов, использующихся в ударных испытаниях.
Типы образцов для испытаний на ударный изгиб
|
|
Рис. 1
Оборудование и методика проведения испытаний
Маятниковый копер. На рис. 2 представлена схема испытания на ударный изгиб на маятниковом копре. Образец 2 кладут горизонтально в специальный шаблон, обеспечивающий установку надреза строго в середине пролета между опорами 1. Удар наносят со стороны, противоположной надрезу, в плоскости, перпендикулярной продольной оси образца.
Маятник копра закрепляется в исходном верхнем положении на высоте Н (от 0.8 до 2.5 м), что соответствует скорости движения ножа маятника в момент удара от 4 до 7 м/с, энергия меняется в зависимости от веса ножа и составляет 150 и 300 Дж.