Тема: «Механические свойства металлов и методы их изучения (прочность, упругость)»

 

Цель работы: изучить механические свойства металлов, методы их изучения.

Ход работы:

1.Ознакомьтесь с теоретическими положениями.

2.Выполните задание преподавателя.

3.Составьте отчет в соответствии с заданием.

 

Теоретическая часть

 

Основными механическими свойствами являются прочность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические свойства, конструктор обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность конструкций при их минимальной массе.

Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок. В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:

1. Статическом нагружении - нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.

2. Динамическом нагружении - нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.

3. Повторно-переменном или циклическим нагружении - нагрузка в процессе испытания многократно изменяется по величине или по величине и направлению.

Для получения сопоставимых результатов образцы и методика проведения механических испытаний регламентированы ГОСТами. При статическом испытании на растяжение: ГОСТ 1497 получают характеристики прочности и пластичности.

Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.

Пластичность – это способность материала изменять свои размеры и форму под воздействием внешних сил; мера пластичности – величина остаточной деформации.

Устройство, определяющее прочность и пластичность – это разрывная машина, которая записывает диаграмму растяжения (см. рис. 4), выражающую зависимость между удлинением образца и действующей нагрузкой.

 

Рис. 4. Диаграмма растяжения: а – абсолютная, б – относительная.

 

Участок оа на диаграмме соответствует упругой деформации материала, когда соблюдается закон Гука. Напряжение, соответствующее упругой предельной деформации в точке а, называется пределом пропорциональности.

Предел пропорциональности – это наибольшее напряжение, до достижения которого справедлив закон Гука.

При напряжениях выше предела пропорциональности происходит равномерная пластическая деформация (удлинение или сужение сечения).

Точка b – предел упругости – наибольшее напряжение, до достижения которого в образце не возникает остаточной деформации.

Площадка сd – площадка текучести, она соответствует пределу текучести – это напряжение, при котором в образце происходит увеличение деформации без увеличения нагрузки (материал «течет»).

Многие марки стали, цветных металлов не имеют ярко выраженной площадки текучести, поэтому для них устанавливают условный предел текучести. Условный предел текучести – это напряжение, которое соответствует остаточной деформации равной 0,2% от первоначальной длины образца (сталь легированная, бронза, дюралюминий и др. материалы).

Точка В соответствует пределу прочность (на образце появляется местное утоньшение – шейка, образование утоньшения характерно для пластичных материалов).

Предел прочности – это максимальное напряжение, которое выдерживает образец до разрешения (временное сопротивление разрыву).

За точкой В нагрузка падает (вследствие удлинения шейки) и разрушение происходит в точке К.

 

Практическая часть.

Содержание отчета.

1. Укажите название работы, ее цель.

2. Какие механические свойства вы знаете? Какими методами определяются механические свойства материалов?

3. Запишите определение понятий прочность и пластичность. Какими методами они определяются? Как называется устройство, которое определяет эти свойства? С помощью чего определяются свойства?

4. Зафиксируйте абсолютную диаграмму растяжения пластичного материала.

5. После диаграммы укажите названия всех точек и участков диаграммы.

6. Какой предел является основной характеристикой при выборе материала для изготовления какого-либо изделия? Ответ обоснуйте.

7. Какие материалы более надежны в работе хрупкие или пластичные? Ответ обоснуйте.

 

Список литературы

 

Основная:

1. Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение (металлообработка). – М.: ОИЦ «Академия», 2009 – 240 с.

2. Адаскин А.М., Зуев В.М. Материаловедение и технология материалов. – М.: ФОРУМ, 2010 – 336 с.

3. Чумаченко Ю.Т. Материаловедение и слесарное дело (НПО и СПО). – Ростов н/Д.: Феникс, 2013 – 395 с.

 

Дополнительная:

1. Жуковец И.И. Механические испытания металлов. – М.: Высш.шк., 1986. – 199 с.

2. Лахтин Ю.М. Основы материаловедения. – М.: Металлургия, 1988.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990.

 

Электронные ресурсы:

1. Журнал «Материаловедение». (Электронный ресурс) – форма доступа http://www.nait.ru/journals/index.php?p_journal_id=2.

2. Материаловедение: образовательный ресурс, форма доступа http:// www.supermetalloved/narod.ru.

3. Марочник сталей. (Электронный ресурс) – форма доступа www.splav.kharkov.com.

4. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов. (Электронный ресурс) – форма доступа www.fcior.ru.