Лекция 2. Механические испытания материалов

условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные внешние

воздействия.
Упругость – свойство тела восстанавливать свою форму и объём после прекращения действия внешних сил или других причин (например, нагревания), вызвавших деформацию тела.
Пластичность – свойство твёрдых тел необратимо деформироваться (т.е. изменять форму и размеры) под действием механических нагрузок.

(ГОСТ 1497-84)
а – образец до испытания (l0 и d0— начальные

расчетные длина и диаметр);
б – образец, растянутый до максимальной нагрузки;
в – образец после разрыва (lк – конечная расчетная длина; dк – минимальный диаметр в месте разрыва)

а б в

– основание; 2 – винт грузовой; 3 – нижний захват

(активный); 4 – образец; 5 – верхний захват (пассивный); 6 – силоизмерительный датчик; 7 – пульт управления с электроприводной аппаратурой; 8 – индикатор нагрузок; 9 – рукоятки управления; 10 – диаграммный механизм; 11 – кабель

(ГОСТ 1497-84)

площадкой текучести; б – без площадки текучести
Испытание на растяжение (ГОСТ

1497-84)

Характеристики прочности

Характеристики пластичности

Физический предел текучести

σт = Pт/F0

Условный предел текучести

σ0.2 = P0.2/F0

Временное сопротивление
(предел прочности)

σВ = Pmax/F0

МПа

Относительное конечное удлинение

к = (Δlк/l0) ·100 = [(lк – l0)/l0]·100, %

Относительное конечное сужение

к = (ΔFк/F0) ·100 = [(F0 – Fк)/F0] ·100, %

гидроагрегата Саяно-Шушенской ГЭС):
а – с площадкой текучести; б –

без площадки текучести

Испытание на растяжение (ГОСТ 1497-84)

а)

б)

образцов
Испытание на растяжение (ГОСТ 1497-84)

деформации или хрупкому разрушению при внедрении более твердого тела (индентора)

в его поверхность.

Метод Бринелля (ГОСТ 9012–59)

D = 1; 2; 2,5; 5 или 10 мм

Для сталей P = 30D2

Пример записи числа твердости по Бринеллю:
225 HB 2,5/187,5/10

Твердость,
кГс/мм2

Время под
нагрузкой, с

Нагрузка,
кГс

Диаметр индентора, мм

по Виккерсу:
135 HV 2/10
Твердость,
кГс/мм2
Время под
нагрузкой, с
Нагрузка,
кГс
P = 1; 2;

3; 5; 10; 20; 30 или 50 кГс

на ударный изгиб
а  образец с U-образным надрезом; б 

с V-образным надрезом; в  с усталостной трещиной

изгиб
а  схема маятникового копра (1  корпус; 2 

маятник; 3  образец); б – расположение образца

Работа К, МДж, затраченная на ударный излом образца

К = G (h1 – h2),

G – вес маятника; h1, h2 – высота подъема маятника до испытания и после него.

Ударная вязкость:

KCU, KCV, KCT = K/F

F - площадь поперечного сечения образца в надрезе

до и после испытаний

в зависимости от температуры: Т0 – равновесная (теоретическая) температура кристаллизации;

Тд – действительная температура кристаллизации

Влияние скорости охлаждения на действительную температуру кристаллизации: t – время

зарождения центров кристаллизации в зависимости от степени переохлаждения

а б в

г д е

К – константа для данного материала; D – средний размер

зёрен.

Способы получения мелкозернистой структуры при кристаллизации

Регулирование скорости охлаждения

Введение модификаторов (модифицирование)

Объемного действия

Поверхностные (ПАВ)

теплоотвода и схематичное изображение дендрита

зона столбчатых кристаллов.
Зона III – зона крупных равноосных кристаллов.
Зона

IV – Дефектная часть слитка.