 |
Образцы и машины для испытаний на растяжение.
|
|
|
|
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
и 151000 «Технологические машины и оборудование
БРЯНСК 2013
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Кафедра технологии конструкционных материалов и ремонта машин
Утверждены научно-методическим
советом БГИТА
протокол №__ от «___» ____________ 2013 года
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров
190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»
и 151000 «Технологические машины и оборудование
БРЯНСК 2013
УДК 669.584(046)
Технология конструкционных материалов: Лабораторный практикум для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 151000 «Технологические машины и оборудование» / Брянск. гос. технол. акад. Сост. Камынин В.В., Серпик Л.Г., Дмитриева Н.В. – Брянск: БГИТА, 2013. – 86 с.
Лабораторный практикум содержит 11 лабораторных работ по технологии конструкционных материалов. Каждая работа включает краткое теоретическое изложение материала, описание методики проведения работы и необходимые оборудование, приборы и материалы.
Для студентов очной и заочной форм обучения.
Рецензент:
доцент кафедры технического сервиса БГИТА Синицын С.С.
|
|
|
Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями механико-технологического факультета БГИТА.
Протокол № __ от «___» __________ 2013 г.
Содержание
Введение................................................................................................... 6
Лабораторная работа № 1. Испытания на растяжение. Определение механических свойств............................................................................. 7
Лабораторная работа № 2. Определение ударной вязкости металлов 13
Лабораторная работа № 3. Испытания на твёрдость.......................... 18
Лабораторная работа № 4. Изготовление отливки в разовой литейной форме.................................................................................................................. 27
Лабораторная работа № 5. Изучение влияния пластической деформации на свойства металлов.................................................................................... 33
Лабораторная работа № 6. Ручная дуговая сварка и её применение. 38
Лабораторная работа № 7. Газовая сварка и резка металлов........... 46
Лабораторная работа № 8. Изучение устройства и работы токарно-винторезного станка. Режущий инструмент.......................................... 62
Лабораторная работа № 9. Изучение устройства и работы вертикально-сверлильного станка. Режущий инструмент.......................................... 67
Лабораторная работа № 10. Изучение устройства и работы фрезерного станка. Режущий инструмент.............................................................................. 73
Лабораторная работа № 11. Обработка заготовок на шлифовальных станках.................................................................................................................. 79
Введение
Методические указания лабораторного практикума составлены в соответствии с рабочей программой курса «Технология конструкционных материалов» направлений подготовки бакалавров 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 151000 «Технологические машины и оборудование».
Целью лабораторного практикума является практическое определение механических свойств материалов, изучение основных технологических методов получения заготовок и деталей.
|
|
|
В результате выполнения лабораторных работ студент приобретает знания по стандартизированным методам определения основных механических свойств материалов, технологии получения заготовок и деталей машин.
В каждой работе приведены краткие теоретические сведения, порядок выполнения практической части работы, используемое оборудование, требования к содержанию отчёта.
ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ!
Практически во всех лабораторных работах возможно проявление вредных и опасных факторов. Для обеспечения безопасности жизни и здоровья требуется неукоснительное соблюдение следующих правил техники безопасности:
1. Приступать к проведению работ в лаборатории только с разрешения преподавателя, после проведенного им инструктажа по технике безопасности.
2. Выполнять только порученную преподавателем работу. Переход на другое рабочее место без разрешения преподавателя не допускается.
3. Включение, выключение и настройка лабораторного оборудования производится только преподавателем, учебным мастером или по их разрешению студентами.
4. При выполнении лабораторной работы необходимо быть внимательным, сосредоточенным, не проявлять суеты, спешки или рассеянности.
5. Категорически запрещается находиться в опасной зоне работающего оборудования.
6. Не допускается работа в расстегнутой одежде, одежде со свисающими концами, распущенными волосами.
7. В необходимых случаях требуется пользоваться средствами индивидуальной защиты (СИС), выдаваемыми преподавателем.
8. Категорически запрещается работать в лаборатории в отсутствии преподавателя или учебного мастера, а также выполнять работы на оборудовании, не предусмотренные лабораторной работой.
Лабораторная работа № 1
ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с методикой проведения испытаний на растяжение и изучить основные механические свойства, определяемые при этих испытаниях.
2. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Общие положения.
Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение материалов под действием приложенных внешних механических сил. В результате механических испытаний получают числовые значения механических свойств, обычно представляющих собой напряжения и деформации, при которых происходят изменения физического и механического состояния материала.
|
|
|
Многие механические свойства выражаются через величину напряжений. Напряжения 
представляют собой удельные характеристики сил, т.е. являются отношением сил к площади сечения, на которое они действуют. В случае осевого растяжения стержня рассматривается площадь F сечения, перпендикулярного оси образца, вдоль которого действует сила Р:
= Р/F (1)
В системе СИ напряжения выражаются в мегапаскалях (МПа). Эта размерность вытесняет ранее использовавшуюся размерность напряжений кгс/мм2 (1 кгс/мм2 = 9,8 МПа).
Деформацией называется изменение размеров и формы тела под воздействием приложенных сил. Величина абсолютной деформации 
выражается в единицах длины. Часто используют понятие относительной деформации 
, представляющей собой отношение изменения рассматриваемого размера к его исходной величине 
, выражая относительную деформацию в процентах:
, (2)
Испытания на одноосное растяжение – наиболее распространенный вид испытаний. Методы этих испытаний стандартизованы (ГОСТ 1497-84).
Образцы и машины для испытаний на растяжение.
Для испытаний на растяжение используют образцы с рабочей частью в виде цилиндра или стержня прямоугольного сечения. Мы будем использовать часто применяемые цилиндрические образцы, форма и размеры которых приведены на рисунке 1.
 |
и 
– соответственно диаметр и площадь поперечного сечения образца в его рабочей части до испытания,
– расчетная длина образца,
– рабочая длина образца,
– длина конусообразной части образца,
– длина головки образца, 
– полная длина образца,
– диаметр основания конуса (у головки),
– диаметр головки образца.
Рисунок 1 – Стандартный цилиндрический образец для
испытаний на одноосное растяжение
Расчетную длину размечают на образце в виде расстояния между двумя точками, наносимыми кернением.
|
|
|
Рисунок 2 – Универсальная испытательная установка ЦД-100 (ГДР):
1 — основание, 2 - нижняя поперечина, 3 — средняя поперечина, 4 - верхняя поперечина, S - верхняя соединительная направляющая траверса, 6 - колонна, 7 — зажимные приспособления и устройства по передаче деформации, 8 - пульт управления, 9 - механизм по регулировке подачи масла в насосную установку, 10 — переключатель пределов измерения силоизмерительного устройства, 11 — щит,
Машины для испытаний на растяжение очень разнообразны. По принципу действия приводного устройства различают машины с механическим и гидравлическим приводами. Внешний вид машины ЦД-100 представлен на рисунке 2. Образец крепится в захватах машины. Подвижный захват перемещается, поддерживая заданную скорость деформирования. При этом график зависимости деформации образца от усилия записывается на ленте с помощью диаграммного прибора. По шкале разрывной машины определяется наибольшее усилие РВ, предшествующее разрушению образца.
 |
После разрушения образца обе его части соединяют по поверхности разрушения (рисунок 3) и штангенциркулем замеряют диаметр шейки образца dш и длину рабочей зоны (расстояние между точками кернения) после испытания.
Рисунок 3 – Соединенные части разрушенного образца
Диаграмма растяжения.
Диаграммой растяжения называют графическое изображение зависимости между действующей нагрузкой и удлинением образца. Схематично такая диаграмма представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Диаграмма растяжения для мягкой стали
По оси ординат отложены усилия Р в масштабе сил, а по оси абсцисс – удлинение образца в масштабе абсолютных деформаций. Точками, приведенными на диаграмме, обозначены:
РУ или Р0,05 – усилие упругости, соответствующее остаточной деформации 0,05%;
РТ – усилие текучести, соответствующее площадке текучести на диаграмме; в случае отсутствия площадки текучести определяется по нагрузке, вызывающей остаточную деформацию 0,2%;
РВ – максимальное усилие, предшествующее разрушению образца (соответствует точке С на диаграмме);
D – точка, соответствующая разрушению образца (т.е. усилию Рразр);
OF – величина остаточной (пластической) деформации;
FE – величина обратимой (упругой) деформации;
OE – величина полной деформации образца.
|
|
|
