Материаловедение. Лабораторный практикум. Барышев Г.А - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум по дисциплинам «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов и мате-
риаловедение» для студентов специальностей 120100, 170500, 150200, 290300 определяет подготовку инженеров-механиков,
инженеров-технологов в области материалов. При этом изучаются закономерности, определяющие строение и свойства мате-
риалов. Данный практикум составлен в соответствии с написанными и утвержденными рабочими программами указанных
специальностей. Лабораторный практикум предназначен для выполнения лабораторных работ.
Студенты в процессе выполнения лабораторных работ учатся самостоятельно проводить испытания, работать на соот-
ветствующем лабораторном оборудовании.
В лабораторных работах, связанных с изучением структур, студенты знакомятся с устройством микроскопов, с основ-
ными понятиями металлографии, названием структур.
Значительное место занимает изучение диаграмм состояния, на основе которых студенты выбирают состав материалов,
а также технологические процессы их получения и обработки, учатся определять состав фаз не только в условиях фазового
равновесия, но и при переходе в неравновесное состояние. В лабораторные работы включены элементы научных исследова-
ний, обработка результатов экспериментов.
Каждая лабораторная работа выполняется студентом индивидуально, оформляется по соответствующим схемам, защи-
щается. После защиты всех лабораторных работ студент допускается к сдаче зачета или экзамена.
Лабораторная работа 1
ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ
Цель работы: ознакомиться с методами контроля механических свойств материалов с помощью измерения твердости.
Приборы и принадлежности: твердомеры Бринелля и Роквелла, лупа Бринелля, образцы металлов.
Методические указания
Механические свойства являются важнейшей характеристикой материалов. Изготавливаемые из них детали конструк-
ций испытывают в процессе эксплуатации самые различные по величине и характеру нагрузки. Поэтому существуют десят-
ки различных методов механических испытаний – по схеме приложения нагрузки, по скорости ее изменения, температуре и
окружающей среде [1]. Определяемые в них свойства тесно связаны между собой, так как зависят от схожих процессов, про-
текающих внутри материала.
Наиболее широкое распространение имеет метод испытаний на растяжение. Образец
продолговатой формы круглого или прямоугольного сечения (рис. 1) зажимают в захватах
испытательной машины и начинают растягивать, постепенно увеличивая нагрузку. Испыта-
ние проводят до разрушения. Одновременно следят за изменением длины и поперечного сече-
ния образца (его деформацией).
Для того чтобы результаты испытаний не зависели от размеров образца (рис. 1, а), ис-
пользуют следующие характеристики:
• Напряжение σ – нагрузка P, действующая на единицу площади поперечного сечения
образца F
0
σ = P/F
0
. (1)
Единицы измерения напряжения σ в системе СИ – Н/м
2
(Паскаль), а в технике – кГ/мм
2
(1 кГ/мм
2
= 10 МПа).
• Относительная деформация
ε = (L – L
0
)/L
0
, (2)
где L
0
и L – начальная и текущая длина рабочего отрезка образца. Обычно значение ε указы-
вают в %.
В координатах σ = f
(ε) кривые испытания на растяжение имеют вид, показанный на рис. 2.
На кривой 1 для пластичного металла можно выделить несколько характерных участков. В начале (на участке «а») на-
пряжение меняется пропорционально деформации (тонкая линия соответствует закону Гука). Здесь наблюдается упругая
деформация, связанная с обратимым изменением расстояния между атомами в материале. При снятии нагрузки образец вос-
станавливает свои размеры.
На участке «б» наблюдается удлинение образца при постоянной нагрузке – площадка текучести.
Предел текучести σ
т
– напряжение, при котором в металле начинается пластическая (необратимая) деформация (рис. 1,
б). Она осуществляется за счет движения особого вида дефектов кристаллической решетки – дислокаций.
Рис. 2. Кривые испытаний
на растяжение пластичного
– 1 и высокопрочного – 2
Рис. 1. Испытание
на растяжение:
а – исходный образец;
б – пластическая деформация;
в – после разрушения
Р
Р
F
0
Р
Р
а)
б)
в)
L
0
F

Страницы