Министерство образования и наукиФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«Тюменский индустриальный университет»Отчет по лабораторной работе по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»На тему «Испытание на растяжение»Выполнил: Горячев Владимир ВладимировичПСТб(до)з-20-1Тюмень 2021Цель 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 сведенияМеханическими 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 деформацииДаже 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 s_0,2 - 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) s_В - это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Р_МАХ, предшествовавшей разрыву образца:

.

Относительное удлинение после разрыва d - это отношение приращения расчетной длины образца (l_K – 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 – F_K) к начальной площади сечения F0, выраженное в процентах:где F₀ и F_K - 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 №1Площадь поперечного сечения образца до испытания F₀ мм²Площадь поперечного сечения образца после испытания F_к мм²Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P_0,2По диаграмме P_0,2=500 кгс1 Н ≈ 0,102 кгс, тогдаP_0,2=500/0,102=4902 ННагрузка, соответствующая пределу прочности P_MAXПо диаграмме P_max=1900 кгсP_max=1900/0,102=18627 НПредел текучести условный _0,21 кгс/мм² =9,81МПа кгс/мм² = 250 МПаПредел прочности _B кгс/мм² = 950 МПаОтносительное удлинение Относительное сужение Образец №2Площадь поперечного сечения образца до испытания F₀ мм²Площадь поперечного сечения образца после испытания F_к мм²Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P_0,2По диаграмме P_0,2=500 кгс1 Н ≈ 0,102 кгс, тогдаP_0,2=500/0,102=4902 ННагрузка, соответствующая пределу прочности P_MAXПо диаграмме P_max=2000 кгсP_max=2000/0,102=19608 НПредел текучести условный _0,21 кгс/мм² =9,81МПа кгс/мм² = 250 МПаПредел прочности _B кгс/мм² = 1000 МПаОтносительное удлинение Относительное сужение Образец №3Площадь поперечного сечения образца до испытания F₀

---

мм²

Площадь поперечного сечения образца после испытания F_к

мм²

Нагрузка, соответствующая пределу текучести условному P_0,2

По диаграмме P_0,2=500 кгс

1 Н ≈ 0,102 кгс, тогда

P_0,2=500/0,102=4902 Н

Нагрузка, соответствующая пределу прочности P_MAX

По диаграмме P_max=2400 кгс

P_max=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

• Медицина в моей жизни Что для меня значит медицина.docx

• Socar proceedings.pdf

• Тема Обеспечение реализации требований фгос к условиям реализации основных образовательных программ. Практическая работа 2.docx

• Практическая работа 2 (Часть 1) Раздел программы.docx

• "Работа с технологическими схемами обвязки устья при ремонте скважин".docx