Файл: Отчет по лабораторной работе по дисциплине Материаловедение. Технология конструкционных материалов.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 53

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство образования и науки

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тюменский индустриальный университет»

Отчет по лабораторной работе по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»

На тему «Испытание на растяжение»

Выполнил: Горячев Владимир Владимирович

ПСТб(до)з-20-1


Тюмень 2021
Цель работы - изучение методики проведения испытаний на растяжение и определения механических свойств.

Задачи - провести испытания на растяжение различных материалов и определить показатели прочности и пластичности.

Теоретические сведения

Механическими называют свойства, которые материал проявляет при действии на него внешних, механических сил со стороны других тел. Действие силы вызывает деформацию твердого тела, и в нем возникают напряжения. Напряжение является удельной величиной и определяется как отношение силы, действующей на тело, к площади его сечения:



где  – напряжение;

Р – сила;

F – площадь поперечного сечения

Напряжение в системе СИ выражается в Н/м2 или МН/м2, т.е. МПа. На практике может быть использована размерность кгс/мм2 (1 кгс/мм2 =9,81МПа).

Процесс деформации под действием постепенно возрастающей нагрузки складывается из трех последовательно накладывающихся одна на другую стадий.



Рис. 1 Схема процесса деформации

Даже незначительное усилие вызывает упругую деформацию, которая в чистом виде наблюдается только при нагрузках до точки А. Упругая деформация характеризуется прямо пропорциональной зависимостью от нагрузки и упругим изменениям межатомных расстояний. При нагрузках выше точки А в отдельных зернах металла, ориентированных наиболее благоприятно относительно направления деформации, начинается пластическая деформация. Дальнейшее увеличение нагрузки вызывает и увеличение упругой, и пластической деформации (участок АВ). При нагрузках точки В возрастание упругой деформации прекращается.
Начинается процесс разрушения, который завершается в точке С.


Рис. 2 Виды диаграмм растяжения различных материалов

Предел пропорциональности - это напряжение, ниже которого соблюдается прямая пропорциональная зависимость между напряжением и относительной деформацией:

,

где Рпц - нагрузка при пределе пропорциональности.

Предел упругости 0,05 - это условное напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,05% расчетной длины. Ввиду малости величины остаточной деформации на пределе упругости его иногда принимают равным пределу пропорциональности.

Предел текучести физический - это наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без увеличения растягивающей нагрузки:

.

Если на кривой деформации отсутствует четко выраженная площадка текучести , то определяют предел текучести условный.

Условный предел текучести s0,2 - это напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2% длины участка образца на его рабочей части, удлинение которого принимается в расчет при определении указанной характеристики:

.

Предел прочности (временное сопротивление) sВ - это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке РМАХ, предшествовавшей разрыву образца:

.

Относительное удлинение после разрыва d - это отношение приращения расчетной длины образца (lK – l0) после разрушения к начальной расчетной длине l0, выраженное в процентах:



Для определения длины расчетной части lK после разрыва части образца плотно прикладывают друг к другу и измеряют расстояние между метками, которые ограничивали начальную расчета длину.


Относительное сужение  - это отношение абсолютного уменьшения площади поперечного сечения в шейке образца (F0 – FK) к начальной площади сечения F0, выраженное в процентах:



где F0 и FK - площади поперечного сечения образца до и после испытания соответственно.
Протокол испытаний на растяжение

Показатели
 
образец

 
№1
№2
№3

Материал образца
 
 
12ХН3А 
20ХГР 
25ХГМ 

Диаметр образца
до испытания d0

после испытания dK
мм
5,0 
5,0  
5,0  

мм
3,3
3,5
3,7

Площадь поперечного сечения
до испытания F0
мм2
19,63 
 19,63 
19,63  

после испытания FK
мм2
8,55
9,62



Длина расчетной части
до испытания l0
мм
 25,0
 25,0 
 25,0 

после испытания lK
мм
29,8
29,4
29,6

Нагрузки, соответствующие
пределу текучести

физическому PT
Н
на диаграмме отсутствует площадка текучести 

пределу текучести

условному P0,2
Н
4902
4902



пределу прочности PMAX
Н
18627
19608



Предел текучести
физический T
МПа
 




условный 0,2
МПа
250
250
250

Предел прочности B
МПа
950 
1000 
1100

Относительное удлинение 
%
19,2 
17,6 
 18,4

Относительное сужение 
%
 56,4
51,0 
45,2 



Образец №1

Площадь поперечного сечения образца до испытания F0

мм2

Площадь поперечного сечения образца после испытания Fк

мм2

Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P0,2

По диаграмме P0,2=500 кгс

1 Н ≈ 0,102 кгс, тогда

P0,2=500/0,102=4902 Н

Нагрузка, соответствующая пределу прочности PMAX

По диаграмме Pmax=1900 кгс

Pmax=1900/0,102=18627 Н

Предел текучести условный 0,2

1 кгс/мм2 =9,81МПа

кгс/мм2 = 250 МПа

Предел прочности B

кгс/мм2 = 950 МПа

Относительное удлинение 



Относительное сужение 



Образец №2

Площадь поперечного сечения образца до испытания F0

мм2

Площадь поперечного сечения образца после испытания Fк

мм2

Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P0,2

По диаграмме P0,2=500 кгс

1 Н ≈ 0,102 кгс, тогда

P0,2=500/0,102=4902 Н

Нагрузка, соответствующая пределу прочности PMAX

По диаграмме Pmax=2000 кгс

Pmax=2000/0,102=19608 Н

Предел текучести условный 0,2

1 кгс/мм2 =9,81МПа

кгс/мм2 = 250 МПа

Предел прочности B

кгс/мм2 = 1000 МПа

Относительное удлинение 



Относительное сужение 



Образец №3

Площадь поперечного сечения образца до испытания F0

мм2

Площадь поперечного сечения образца после испытания Fк

мм2

Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P0,2

По диаграмме P0,2=500 кгс

1 Н ≈ 0,102 кгс, тогда

P0,2=500/0,102=4902 Н

Нагрузка, соответствующая пределу прочности PMAX

По диаграмме Pmax=2400 кгс

Pmax=2400/0,102=23529 Н

Предел текучести условный 0,2

1 кгс/мм2 =9,81МПа

кгс/мм2 = 250 МПа

Предел прочности B

кгс/мм2 = 1100 МПа

Относительное удлинение 



Относительное сужение 


Выводы: В результате выполнения лабораторной работы были закреплены теоретические знания по определению механических характеристик при испытании на растяжение. В ходе выполнения лабораторной работы были определены механические характеристики заданных образцов.
Ответы на контрольные вопросы

1. Что называется пределом текучести и пределом прочности?

Предел текучести – удлинение материала без заметного возрастания растягивающей нагрузки (необратимая деформация материала под действием нагрузки)

Предел прочности — условное напряжение, которое равно отношению наибольшей нагрузки, предшествовавшей разрушению образца, к первоначальной площади его сечения

2. Какие механические свойства материала можно определить по диаграмме растяжения?

Различные характеристики, которыми определяются поведение и конечное состояние металлического образца в зависимости от вида и интенсивности сил, называются механическими свойствами металла

Предел прочности ;

Относительное удлинение

Смотрите также файлы