Материаловедение. Барышев Г.А - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Выполнение лабораторных работ по дисциплинам «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов и
материаловедение» студентами специальностей 120100, 170500, 150200, 290300 способствует изучению закономерностей,
определяющих строение и свойства материалов. Лабораторный практикум составлен в соответствии с утвержденными
рабочими программами указанных специальностей.
Студенты в процессе выполнения лабораторных работ учатся самостоятельно проводить испытания, работать на
соответствующем лабораторном оборудовании.
В лабораторных работах, связанных с изучением структур, студенты знакомятся с устройством микроскопов, с
основными 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
исследований, обработка результатов экспериментов.
Каждая лабораторная работа выполняется студентом индивидуально, оформляется по соответствующим схемам,
защищается. После защиты всех лабораторных работ студент допускается к сдаче зачёта или экзамена.
Лаборат орная работа 1
ИЗМЕРЕНИЕ ТВЁРДОСТИ
Цель работы
: ознакомиться с методами контроля механических свойств материалов с помощью измерения твердости.
Приборы и принадлежности
: твёрдомеры Бринелля и Роквелла, лупа Бринелля, образцы металлов.
Краткая теория
Механические свойства являются важнейшей характеристикой материалов. Изготавливаемые из них детали
конструкций испытывают в процессе эксплуатации самые различные по величине и характеру нагрузки. Поэтому
существуют десятки различных методов механических испытаний – по схеме приложения нагрузки, по скорости её
изменения, температуре и окружающей среде [1]. Определяемые в них свойства тесно связаны между собой, так как зависят
от схожих процессов, протекающих 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.
Испытание проводят до разрушения. Одновременно следят за изменением длины и
поперечного сечения образца (его деформацией).
Для того чтобы результаты испытаний не зависели от размеров образца (рис. 1,
а
),
используют 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 указывают 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»)
напряжение 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
восстанавливает 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 счёт движения особого вида дефектов кристаллической решётки –
дислокаций.
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

Страницы