Образцы для испытания на растяжение

Образцы для испытаний на растяжение, используемые в данной работе, представлены на рисунке 1. Обычно образцы на концах снабжены головками, форма и размер которых соответствует захватам машины.

Основными размерами являются начальный диаметр d₀ и начальная расчётная длина l₀. При этом начальную длину l₀ выбирают по следующим формулам:

l₀ = 5d₀ (короткий или пятикратный образец);

l₀ = 10d₀ (длинный или десятикратный образец).

В данной работе используются короткие цилиндрические образцы, у которых d₀ = 6 мм, l₀ = 5d₀ = 30 мм.

Диаграмма растяжения

Зависимость между силами и деформациями записывается с помощью механического диаграммного аппарата машины в виде кривой в координатах «нагрузка Р – абсолютное удлинение l».

Вид диаграммы растяжения зависит от исследуемого материала и особенностей его термической обработки.

Определение основных характеристик механических свойств металла по диаграмме растяжения

Все характеристики механических свойств металлов делятся на две группы:

1. Прочностные характеристики (_0,2; _в), определяющие сопротивление материала деформации;

2. Характеристики пластичности (, ), определяющие способность материала претерпевать пластическую деформацию.

Основные прочностные характеристики:

Условный предел текучести (_0,2) – напряжение, при котором образец получает остаточное удлинение, равное 0,2 % от начальной длины образца.

, МПа

временное сопротивление (_в) – наибольшее напряжение, предшествующее разрушению образца

, МПа

Характеристики пластичности:

Относительное удлинение () – отношение абсолютного удлинения образца к его начальной расчётной длине, выраженное в процентах

; l = l_к – l₀,

где l_к – конечная расчётная длина образца (после разрыва); величину l можно определить по диаграмме растяжения.

Относительное сужение () – отношение абсолютного сужения образца к начальной площади его сечения, выраженное в процентах

,

где F_к – площадь поперечного сечения образца после разрыва. Сужение шейки не зависит от длины образца и поэтому величина  более точно характеризует пластичность материала, чем величина .

Влияние термической обработки на механические свойства конструкционных сталей

Структура конструкционных сталей зависит от содержания углерода и вида предшествующей термической обработки. В связи с этим изменяются ее механические свойства (прочность, твердость, пластичность), которые определяют эксплуатационные характеристики изготовленных из них изделий: надежность, долговечность и ресурс работы.

Порядок выполнения работы

1. Распределить диаграммы растяжения образцов из конструкционной стали 40Х с различной предварительной термической обработкой по подгруппам студентов.

2. Определить характеристики механических свойств стали: прочности (_0,2; _в) и пластичности (; ).

3. С помощью таблицы 2 определить вид термической обработки исследуемого образца из стали 40Х.

4. Полученные экспериментальные данные занести в таблицу 1 и построить диаграммы зависимости механических свойств стали от вида термической обработки.

5. Сделать выводы по работе.