Относительное сужение

y = ((F ₀ – F _K) / F ₀) ∙ 100%, где I _K – площадь образца в месте разрушения. Относительное сужение характеризует предельную способность сплава к локальной пластической деформации и рассматривается как физический запас пластичности.

5 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Определение механических свойств производится на пластинчатых образцах алюминиевого сплава АМц. В соответствии с ГОСТ 11701‑84 образец имеет следующие номинальные размеры в мм (по рис.1):

1. Получите у преподавателя образцы. Промерьте их толщину и ширину в рабочей части (с точностью до 0,1 мм). Подсчитайте F = a ₀ ∙ b ₀ [мм²]. Зарисуйте образец, укажите фактические размеры.

2. Произведите разметку образца: на рабочей части двумя рисками отметьте базу l ₀ = 50 мм и разделите ее на 5 отрезков по 10 мм каждый. Это необходимо для последующей оценки распределения деформации по длине образца.

3. Произведите испытание образца, отметив при этом P _max = P _В. На диаграмме растяжения масштаб: по оси нагрузок – 100 Н в 1 см, по оси деформации – 10:1.

4. Определите характеристики пластичности δ и ψ. Для этого соедините разорванные половинки образцов и измерьте размер базы после испытаний l _K и размер площади образца по месту разрыва F _K. Вычислите δ и ψ по приведенным выше формулам.

5. Оцените распределение деформации по рабочей части образца. Для этого измерьте расстояние между рисками на 5 размеченных ранее участках, подсчитайте для каждого участка δ (обозначим δ_n) и постройте график в координатах «номер участка n – удлинение на участке δ_n». Определите, где сосредоточена основная часть деформации?

6. Определите временное сопротивление σ_В по максимальной нагрузке Р _В:

σ_В = Р _В / F ₀ [H/мм² = МПа].

7. Для определения численных значений характерных точек Р _ПЦ, Р _У и Р _0,2 необходимо уточнить масштаб по оси нагрузок М _Р. Для этого значение Р _В в [Н] делят на расстояние точки Р _В от горизонтальной оси (в мм).

М _Р = Р _В [Н]/m [мм].

Используемый в данном случае масштаб по оси деформации не позволяет выполнить точное определение Р _ПЦ по изменению тангенса угла наклона начального участка кривой растяжения. Поэтому выполним при­близительную оценку, определив точку начала отклонения кривой растяжения от линейности. Для этого по линейке проводят прямую линию по начальному участку кривой (рис. 3) и отмечают точку (1), которая при используемом масштабе не отличима от точки (2). Затем, измерив расстояние точки (1) (или 2) от горизонтальной оси и умножив его на М _Р, получим Р _ПЦ (Р _У) [МПа].

8. Для вычисления δ_0,2 необходимо предварительно определить масштаб по оси удлинения М_l. Для этого из точки (S) – точки разрушения образца проводим прямую, параллельную ранее проведенной прямой по начальному (прямолинейному) участку прямой. Точка пересечения этой прямой с осью удлинения дает величину ∆ l _K – абсолютную деформацию образца в используемом масштабе. Она приблизительно пропор­циональна δ %, определенному на образце. (Деформацию вне рабочей части – базы образца считаем пренебрежимо малой). Поэтому для определения масштаба по оси удлинения разделим δ % на ∆ l _K в мм.

М_l = δ / ∆ l _K [%/мм].

9. Определим условный предел текучести s_0,2. Для этого с учетом масштаба М_l. отложите от начального участка кривой отрезок равный 0,2 % де­формации и через его конец проведите прямую, параллельную начальному (прямолинейному) участку кривой растяжения. Точка пересечения этой прямой с кривой растяжения (точка 3) дает значение Р _0,2, по которому рассчитывается s_0,2.

10. Определите истинное сопротивление разрушению:

S ≈ P _K / F _K [МПа].

Численное значение P _K вычислите с учетом масштаба М _P.

11. Запишите результаты испытаний:

σ_В, σ_0,2, σ_пц, (σ _у), S _К , δ, ψ, и отношение σ_0,2 / σ_В.

Объясните различие σ_В и S _К, δ и ψ.

6 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Эскиз образца с указанием основных размеров.

2. Схема кривой растяжения с указанием характерных точек, используемых для расчета характеристик прочности σ_В, σ_0,2, σ_пц, (σ _у), S _К.

3. Расчеты характеристик прочности и пластичности σ_В, S _К , σ_0,2, σ_пц, δ, δ_n, ψ.

4. График распределения деформации по рабочей части образца и выводы по графику.

5. Выводы по работе.

7 ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

"Инструкция по ТБ № 181".

8 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие характеристики механических свойств определяют при испытании на растяжение? Запишите формулы, по которым они определяются.

2. Как определить масштабы по оси нагрузок и удлинений?

3. Объясните, как рассчитываются σ_у и σ_0,2, σ_В и S _К?

4. В чем физическое различие характеристик σ_В и S _К?

5. Как определяются характеристики пластичности δ и ψ? В чем их физическое различие?

6. Как распределяется деформация по образцу после окончания испытаний (после разрыва образца)?