Файл: Материаловедение. Лекции 5-й Семестр (Часть 1).doc

28.09.07.

По первичной диаграмме растяжения можно определить упругую и остаточную деформацию. Под остаточной деформацией понимают пластическую.

Для определения упругой и остаточной деформации в точке применяютзакон разгрузки.

По первичной диаграмме растяжения определяют характеристики прочности и пластичности.

Прочность- способность материала сопротивляться деформации и разрушению.

Характеристики прочности:

1). Предел пропорциональности.

,

где наибольшая нагрузка, при которой еще соблюдается линейная связь междуи.

2). Предел прочности (временное сопротивление).

,

3). Физический предел текучести (определяется, если есть площадка текучести).

,

где нагрузка, соответствующая упруго-пластической деформации при неизменной нагрузке (площадке текучести).

4). Условный предел текучести (определяется, если площадка текучести отсутствует).

,

где нагрузка, вызывающая остаточную деформацию.

Пластичность- способность материала, не разрушаясь, пластически деформироваться.

Характеристики пластичности:

1). Относительное сужение.

где начальная площадь поперечного сечения образца.

конечная площадь поперечного сечения образца.

2). Относительное удлинение.

.

где индекс соответствует кратности образца .

Существует два способа определения относительного удлинения:

1-й способ (по образцу):

2-й способ (по диаграмме растяжения):

§ 2. Испытания на твердость.

Твердость- способность материала сопротивляться вдавливанию в него более твердого тела, которое называется индентором.

1). Способ Бринелля.

Закаленный стальной шарик вдавливается в испытуемый материал. Определяется величина :

где вдавливающая нагрузка

площадь боковой поверхности отпечатка

То есть, когда пишут , то подразумевают.

(у сталей).

Недостаток данного способа заключается в том, что его можно использовать только когда у испытуемого материала , в противном случае шарик деформируется в процессе испытания.

2). Способ Роквелла.

(дюйма)

Испытание проводится в три этапа:

1 2 3

Сначала добавляют нагрузку , а затем снимают ее.

основная нагрузка

дополнительная нагрузка

Поверхность образца под микроскопом до испытания будет такой:

То есть наблюдается разброс результатов.

Чтобы учесть влияние шероховатости, дают предварительную временную нагрузку .

Твердость:

где цена деления шкалы прибора (у нас в лаборатории)

максимальная условная глубина

буква, характеризующая шкалу прибора

размерность в делениях шкалы прибора.

Существует три приборные шкалы: .

Преимущество данного метода в том, что числа твердости сразу считываются со шкалы прибора, не требуется никаких оптических приборов. Кроме того, не требуется квалификации оператора. Данный метод используется в поточно-массовом производстве.

3). Способ Виккерса.

Используется алмазная пирамида.

Твердость:

где

Этот способ применяется для испытания тонких деталей или тонких поверхностных слоев деталей (покрытий).

Нагрузка при испытании не очень большая. Однако требуется высокая квалификация оператора. Кроме того, прибор, измеряющий твердость по способу Виккерса, очень дорогостоящий, потому что очень сложно изготовить четырехгранную пирамиду так, чтобы все четыре грани сходились в одной точке- вершине.

Общие замечания.

1). Недостаток: числа твердости отсутствуют в расчетах на прочность.

2). Достоинство: для испытания на твердость не требуется изготовление специальных образцов.

Твердомеры изготавливаются в стационарном варианте и в переносном (для испытания промышленных объектов). Переносные твердомеры закрепляются непосредственно на испытуемом изделии.

Существуют также безобразцовые способы исследования свойств изделия. Однако эти способы более трудоемки. С помощью них можно по характеристикам твердости определить характеристики растяжения (если известно некоторое соотношение, например: ). Так же можно более оперативно определить распределение механических свойств в локальных зонах.

§ 3. Испытание на ударный изгиб.