Методология применения физических и механических способов контроля на примере низкоуглеродистой стали марки 20
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
µнии для его развития необходим непрерывный внешний подвод энергии, расходуемой на пластическое деформирование металла впереди растущей трещины и преодоление возникающего при этом упрочнения. При этом работа, затрачиваемая на пластическую деформацию значительно превышает работу собственного разрушения. При хрупком разрушении магистральная трещина имеет малый угол раскрытия(острая трещина). При вязком разрушении трещина имеет большой угол раскрытия(тупая трещина). Поверхность разрушения характеризуется значительной степенью деформации. При низких температурах межзеренные границы обычно прочнее самих зерен, поэтому у большинства металлов при низких температурах разрушение имеет транскристаллитный характер и проходит по зернам, а не по границам. При повышенных температурах межзеренные границы обычно слабее зерен. Микроизлом при хрупком разрушении имеет блестящую гладкую поверхность. Плоские грани расколотых кристаллитных зерен придают металлический блеск хрупкому излому. Под электрическим микроскопом хрупкий излом имеет ручьистое строение, является следствием взаимодействия движущейся трещины с дефектами кристалла, а также на нем обнаруживается наличие предпочтительных кристаллографических ориентировок. Излом при вязком разрушении имеет матовый волокнистый характер без металлического блеска. Для хрупкого разрушения характерна высокая скорость распространения трещины. Для сталей она составляет примерно 2000м/с. Для вязкой трещины она ниже, определяется скоростью нарастания напряжений. В случае вязкого разрушения мерой борьбы является повышение прочности материала. В случае хрупкого разрушения увеличиваем вязкость.
Предназначен для испытания на сжатие образцов сравнительно не больших размеров. При помощи специальных приспособлений на прессе можно проводить испытания образцов на растяжения, изгиб и срез. Например, на рисунке 2 показаны преобразования сжимающего усилия в усилие, растягивающие образец с помощью реверсора. Особенностью пресса является возможность получения на нем диаграммы растяжения, то есть зависимости между усилиями Р и продольной деформацией ? l образца, в большом масштабе.
Рисунок 4 Реверсор
Принцип работы Реверсор с образцом при испытании на растяжение устанавливается на подставке. От электромотора через систему ременных и червячных передач вращение передается на зубчатый обод массивной гайки. При вращении гайки вокруг вертикальной оси из нее выдвигается винт, соединенный с нажимной плитой пресса. Вдоль винта имеется продольный паз, в который входит шпонка станины пресса вызывающей деформацию образца.
Диаграммы растяжения или сжатия вычерчиваются на миллиметровой бумаге, обернутой вокруг барабана. Барабан вращается и при помощи пера, вычерчивается диаграмма. После разрыва обе части образца плотно складывают и измеряют длину между головками lк, диаметр шейки dк, рассчитывают площади Fв и Fк. Прочность - это способность металла сопротивляться деформации и разрушению. Деформацией называется изменение размеров и формы тела под действием внешних сил.
Рисунок 5 образец для разрыва
Деформации подразделяются на упругие и пластические. Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания действия сил. В основе пластических деформаций - необратимые перемещения атомов от исходных положений на расстояния, большие межатомных, изменение формы отдельных зерен металла, их расположения в пространстве.
Способность металлов пластически деформироваться называется пластичностью.
Для испытаний на статическое растяжение используют образцы как с круглым, так и с прямоугольным сечением. Предъявляются повышенные требования к изготовлению образцов, как с точки зрения геометрии, так и с точки зрения обработки резанием. При изготовлении образцов следует избегать перегрева материала и изменений его микроструктуры.
Образцы круглого сечения, как правило, имеют рабочую длину, равную четырём или пяти диаметрам - т. н. короткие образцы или десяти диаметрам - т. н. нормальные образцы. Перед началом испытания замеряется диаметр образца (обычно 6, 10 или 20 мм) для вычисления напряжения ? и для расчёта относительного остаточного сужения после разрушения образца. При отсутствии экстензометра (не рекомендуется стандартом), отмечается рабочая длина образца, деформация ? рассчитывается по перемещениям конца образца (захвата), а относительное удлинение при разрушении рассчитывается путём замера разрушенного образца.
Основным и наиболее распространенным является испытание на растяжение, при котором удается получить наиболее важные характеристики материала, находящие прямое применение в расчетной практике.
При растяжении образца изучают зависимость между действующей нагрузкой и соответствующим удлинением. Графическое изображение этой зависимости называют диаграммой растяжения. Типичная для конструкционных сталей диаграмма растяжения показана на рисунке2
Рисунок 6 Типичная диаграмма растяжения конструкционных сталей
По оси ординат отложены усилия ? в масштабе сил, а по оси абсцисс - удлинение образца ?l в масштабе удлинений. Полученная кривая условно может быть разделена на четыре участка.
Участок ОА - прямолинейный, носит название зоны упругости, здесь материал подчиняется закону Гука:
=Pl/EF
Участок АВ называется зоной текучести, а горизонтальный отрезок этого участка - пло?/p>