Построение диаграммы растяжения

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Кафедра Технологии конструкционных материалов и материаловедения

Отчёт по лабораторной работе №1

« ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ »

Выполнил: студент гр.1022/3

Попов Андрей Андреевич

Принял: Преподаватель ТКМ

Профессор Барон Юрий Михайлович

Г.

1. Цель работы: знания свойств конструкционных материалов, методов их определения, умения проводить испытания материалов, осуществлять контроль механических свойств.

Наиболее распространённые конструкционные материалы, используемые в машиностроении – металлы и их сплавы. Они характеризуются Физическими и механическими свойствами.

Физические свойства определяют поведение материалов в различных полях, в том числе тепловых, гравитационных, электромагнитных и радиационных. К ним относят плотность, теплоемкость, температуру плавления, термическое расширение, электропроводность, магнитную проницаемость и т.д.

 

Применяемое оборудование:

штангенциркуль цена деления 0.1 мм

лупа Бринелля цена деления 0.01 мм

 

2. Результаты измерений в ходе лабораторной работы.

 

1. Образец до испытания на разрыв

 

2. образец после разрыва

 

Таблица с исходными данными.

 

d0,	L0	D,	Р,
мм	мм	мм	Н
	35.2

 

где D – диаметр стального закаленного шарика;

P – усилие, с которым на приборе Бринелля стальной закаленный шарик вдавливается в исследуемый образец. Делаем соответствующие замеры и вычисления, результаты заносим в таблицу 2.

Для уменьшения погрешности при измерениях их повторяют троекратно и находят среднюю величину:

 

, Þ ________________________________

 

Þ = Þ = _________________________

 

Таблица с измерениями образца после разрыва

Таблица2

 

№ замера	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	мм2
	5,2	5,167	29,6	21,6	51,2	51,2	38,5
	5,2	29,6	21,6	51,2
	5,1	29,6	21,6	51,2

 

(мм²) – площадь поперечного сечения цилиндрического образца до испытаний, которая вычисляется, по формуле: =

Расчет показателей прочности.

По диаграмме растяжения образца с учетом указанного масштаба определяем значения усилий (Р_i, Н) и абсолютного удлинения (∆l _i = l_i-l₀, мм) соответствующих:

Данные диаграммы заносим в таблицу 3.

 

 

Таблица усилий (Р_i) и абсолютного удлинения (∆l _i)

Таблица 3

Критические точки	Дополнительные точки
P i, Н	Pпц	Р0,2	Pт	Pв	P1	P2	P3	P4	P5
Числ.зн.
∆l, мм		0.2	0.7	8.4	1.4	3.2	5.4		14.4

Построение диаграммы растяжения

¾ пределу пропорциональности (σ_пц) – Р_пц;

¾ условному пределу текучести (σ_0,2) – Р_0,2;

¾ пределу прочности (временному сопротивлению – σв.) – Рв.

 

=10000/38.48 = 259.87МПа

=10300/38.48 = 267.67МПа

= 16600/38.48 = 431.39МПа

Данные заносим в таблицу 4.

 

 

Таблица 4.

σi, МПа	σпр,	σ0,2,	σв,	σ1,	σ2,	σ3,	σ4,	σ5,
Числ.зн.	259.87	267.67	431.39	285,71	350,64	402,59	405,19	322,07
δ, %	45,45
ψ, %	44,8
εi, %		0,5	23,86	3,97		15,34	28,4

 

Пластичность материала оценивается относительным удлинением после разрыва (δ), относительным равномерным удлинением (δ_р) и относительным сужением после разрыва (ψ).

 

δ = 100∙(l_к – l₀) / l₀ = (100 (51,2-35,2))/35.2 = 45,45%

Ψ = = 100(49 – 27.04)/ 49 = 44,8%

Диаграмма растяжения устанавливает зависимость напряжения от относительной деформации ε_i. Значения относительной деформации определяются по формуле

ε_i = 100∙ ∆l / l₀

 

Для более точного построения диаграммы растяжения необходимо на диаграмме нагружения выбрать дополнительные точки (1, 2, 3 4 …), определить в них значения усилия нагружения (P_i) и абсолютного удлинения (∆l _i). Данные заносим в таблицу 3. Вычисляем в этих точках значения σ_i и ε_i. Результат заносим в таблицу 4.

 

 

Расчёты ε_i = 100∙ ∆l / l₀

σ_i,=

 

 

Используя данные таблицы 4, строим диаграмму растяжения в выбранном ранее масштабе.