Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

2. Определение свойств металлов

Пластическая деформация и рекристаллизация. При-приложении к металлу или сплаву нагрузки он подверга- ется деформации, которая может быть упругой, т. е. ис- чезающей после снятия нагрузки, и сохраняющейся - пластичной или остаточной. Пластическая деформация связана со сдвигом части кристаллитов по отношению к другой его части по плоскостям скольжения. Упругая деформация прямо пропорциональна напряжению.

Рис. 14. Образцы для статиче- Рис. 15. Разрывная машина типа ских испытаний металлов и ИМ-4Р:

сплавов: / - рычаг; 2, 3 - зажимы; - винт;

/ - круглый; 2-плоский; /о-рас- 5 - электродвигатель; 6 /2 - зубчатые четная длина; Л - рабочая длина; колеса; 7 - маятник; «-стрелка; 9-а - головка образца перо; /О-шкала; -диаграммный

барабан

Рассмотрим поведение образца металла при испытании его на растяжение. Для этих испытаний готовятся круглые или плоские (для листовых материалов) образцы из испытуемого металла (рис. 14) стандартных размеров: диаметр рабочей части 20 мм, рабочая длина образца 200 мм. Для испытаний можно применять образцы и других размеров. Испытания проводятся на разрывных машинах различного типа. На рис. 15 приведен общий вид и кинематическая схема разрывной машины типа ИМ-4Р.

Машина состоит из нагружающего и силопзмеряю-щего механизмов. Испытуемый образец закрепляется головками в зажимах, после чего приводятся в действие

Р.кгс

Рис. 16. Диаграмма растяжения мягкой стали

рабочие механизмы машины и перо автоматически записывает «а бумаге диаграмму в координатах нагрузка - деформация, где по оси ординат отложена нагрузка Р, а по оси абсцисс -удлинение образца Д/. Рассмотрим диаграмму растяжения мягкой стали (рис. 16), полученную при постепенном увеличении растягивающего усилия вплоть до разрыва испытуемого образца. Зная прилагаемую нагрузку (усилие) Я и площадь поперечного сечения Fo, можно определить (Напряжение о в любой точке диаграммы, т. е. а= = P/Fo. Анализ диаграммы показывает, что участок OA Я1вляется отрезком прямой линии и характеризует жесткость металла. Удлинение образца до точки А строго пропорционально усилию.

Такое изменение деформации (удлинения) металла от приложенного усилия называется законом пропорциональности или законом Гука, а наибольшее напряжение, которое выдерживает образец без отклонения от этого закона,- пределом пропорциональности Опц, который определяется по уравнению

Точка А соответствует моменту появления пластической деформации и при дальнейшей нагрузке образца до точки В нарушается закон пропорциональности и на диаграмме появляется криволинейный участок. Возникающие деформации образца от точки Л до В являются упругими, если они полностью исчезают при снятии нагрузки. Условное напряжение, соответствующее появлению первых признаков оставшейся после снятия нагрузки образца деформации, 0,05% (или еще меньше) от первоначальной длины образца, называется пределом упругости Оуп-

Для стали предел упругости принимается равным пределу пропорциональности, что видно из диаграммы (точки Л и В близки друг к другу). В точке С образец начи-

нает удлиняться без увеличения нагрузки. Минимальное: напряжение, при котором происходит такое удлинение образца, называется физическим пределом текучести:

c., = P,/Fo. I

Большинство металлов .и, е частности, средне- и высоко- углеродистые стали не обнаруживают горизонтального участка «а диаграмме растяжения, и поэтому для таких материалов определяется условный предел текучести

°0,2 = -0,2/0.

где 0,2 - остаточное удлинение, равное 0,2% от первоначальной длины образца; Ро,2 - нагрузка, соответствующая условному пределу текучести.

Максимальная .нагрузка, которую может выдерживать образец без разрушения, приложена в точке D. Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке и предшествующее разрушению образца, называется пре делом прочности при растяжении или временным сопро-ти.влением разрыву Ов-

Истинное сопротивление разрыву Sk определяется по уравнению

Sk = PkIFk,

где Рк-нагрузка в момент разрыва образца; Рк - площадь поперечного сечения образца в шейке после разрыва.

Из диаграммы видно, что до точки D удлинение AZi образца (соответственно и сужение его поперечного сечения) происходит по всей длине его рабочей части равномерно, но по достижении точки D удлинение сосредотачивается в месте наименьшего сопротивления и дальнейшее удлинение Д/г образца протекает за счет того места, где образуются шейка и разрыв его при нагрузке Рк.

Пластичность металлов характеризуется относительным удлинением 6 и сужением площади поперечного сечения г]), которые выражаются в процентах и определяются по уравнению

s=.Jz:A,oo„ ф = 100,