Лабараторные работы(практикум)

Окончание табл. 14.3

1

2

3

4

5

3

Расчетная длина образца:

начальная ℓо, мм

конечнаяℓк, мм

4

Нагрузка на образец:

У

соответствующая пределу текуче-

сти Fт, Н

Т

максимальная Fmax, Н

5

6

Временное сопротивление σu, МПа

Н

7

Относительное удлинение после

Б

разрыва δ, %

8

Относительное сужение после

разрыва ψr, %

испытаний

Заключение

и

.

Сделать заключение по результатам

р

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ

ДЕФОРМАЦИИ НА ДЕФОРМАТИВНЫЕ СВОЙСТВА

о

АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

Если на образец низк угле дист й стали дать растягивающие

напряжения, которые

равны или несколько превышать физи-

ческий предел текучес

, и за ем снять их, то получатся остаточные

деформации металла (р с. 14.3).

з

будут

Пластические

остаточ-

о

и

ные

деформации

металла

происходят за счет сдвигов

п

по

кристаллографическим

е

плоскостям – плоскостям

скольжения. Если при сжа-

Р

тии

каждая элементарная

частица

металла

сплющи-

ис. 14.3. Диаграммы «σ – ε» арматурной

вается,

то при растяжении

она вытягивается. При де-

низкоуглеродистой стали:

I – первоначальное нагружение; II – разрузка;

формации в холодном со-

III – нагружение после разгрузки

312

1. Разрывная испытательная машина марки Р-10.

У

2. Индикаторный деформометр.

Т

3. Образцы низкоуглеродистой арматурной стали диаметром

10 мм и длиной 200 мм.

Н

Методика испытаний

Испытаниям подлежат 3 контрольных и 3 основных образца ар-

матурной стали.

арматурной

Вначале контрольный образец

стали устанавливают

в зажимы разрывной машины и закрепляют в них. На образце кре-

и

пят индикаторный деформометр с базой измеренияБ100 мм. Затем

плавно увеличивают нагрузку до разрыва образца и фиксируют ее

уменьшают ее до нуля. Фиксируютостаточные деформации и сно-

максимальную величину в момен разрыва.

Испытание основных об азцов п оводят аналогично контроль-

о

ным, но при достижении наг узки, соответствующей пределу теку-

чести, делают выдержку 2…3 мин при

этой нагрузке, а затем

ва, плавно нагружая, пределяют повторно предел текучести и пре-

фи

дел прочности.

тРезультаты испытаний

з

Вычисляют

ический предел текучести, временное сопротив-

ление, величины относительного удлинения и относительного су-

п

жения к нтр льных и основных арматурных образцов по формулам

(14.1), 14.2), 14.3) и (14.4).

е

Ооытные данные и результаты вычислений заносят в табл. 14.3

Р

из задания № 1. Сопоставляют результаты (предел текучести, вре-

Методика испытаний

Поверхность образца должна быть ровной, гладкой и свободной

от окислов пленки. Образец во время испытаний не должен проги-

баться и смещаться. Диаметры стальных шариков, которые вдавли-

вают в испытываемый образец, устанавливают в зависимости от

прилагаемой нагрузки. При диаметре 2,5 мм нагрузка на стальной ша-

Н

рик составляет 615 и 1840 Н (62,5 и 187,5 кгс); при диаметре 5 ммУ–

2450 и 7355 Н (250 и 750 кгс); при диаметре 10 мм – 9800 и 29430 Н

(1000 и 3000 кгс).

Т

Испытания проводят с применением нагрузок, зависящих от вели-

чины коэффициента К и диаметра шарика Д (табл. 1 ГОСТ 9012).

й

Толщина образца выбирается такой, чтобы на его противопо-

ложной стороне после испытания не было следов деформации.

и

Подготовленный образец закрепляют на столикеБ, плотно прижи-

мают к шариковому наконечн ку, пр лагая усилие 1 кН. Затем ука-

р

зательную стрелку измерительного пр бора устанавливают на ну-

левое деление и приступают к спытан ю.

Включают прибор и

до

плавно увеличивают наг узку до максимальной величины.

Продолжительность выде жки под нагрузкой должна быть для

от

черных металлов

10 15 с, для цветных металлов и сплавов – от

10 до 180 с в

с и материала и его твердости (она обычно

зависим

указывается в норма

вных документах на металлическиеизделия).

Диаметр отпеча ка, ко орый получается на образце после снятия

нагрузки,

меряют

отсчетным микроскопом с ценой деления

0,05 мм и полем рен я не менее 6,5 мм. Расстояние между центра-

ми двух с седних отпечатков должно быть не менее 4 d, расстояние

от центразтпечатка до края образца не менее 2,5 d. Для металлов

с тверд стью менее 3,5 НВ эти расстояния должны быть соответст-

е

венноо6 d и 3 d.

Р

Измерения проводят в двух взаимно перпендикулярных направле-

пниях. За окончательный результат берут среднее арифметическое. Зна-

ч ниеизмеренногодиаметра отпечатка должнонаходиться в пределах

0,2 D < d < 0,6 D,

(14.5)

315

где D – диаметр шарика, мм;

d – диаметр отпечатка, мм.

Если это условие не выполняется, испытание считается недейст-

вительным, и его повторяют снова.

Твердость по Бринеллю выражают числом твердости, которое

вычисляют по формуле

У

0,102F

0,102F

Т

НВ

A

π95D

D2 d2 …,

(14.6)

где F – нагрузка в Н;

Н

А – площадь отпечатка, мм2;

Б

D – диаметр шарика, мм;

d – диаметр отпечатка, мм.

На практике чаще всего пользуются расчетными таблицами, при-

й

веденными в ГОСТ 9012 (прил. 3), где по диаметру отпечатка, диа-

метру шарика и величине нагрузки находят число твердости НВ.

и

Твердость по Бринеллю при условиях испытания D = 10 мм,

F = 3000 кгс

и

продолжительности

выдержки

под

нагрузкой

имер

от 10 до 15 с обозначается цифрами, характер зующими величину

твердости, и буквами НВ, нап

: 185 НВ.

При других условиях испытания после букв НВ указываются ус-

ловия испытания в следующем п

ядке: диаметр шарика, нагрузка

тельнос

и продолжительнос ь

выдержки под нагрузкой. Например:

число

250

значает твердость по Бринеллю,

250 НВ 5/750/20, где

определенную с

пр менениемошарика

D = 5 мм

при нагрузке

з

выдержки под нагрузкой 20 с.

750 кгс и продолж

о

Результаты испытаний

п

Результаты испытаний заносят в табл. 14.4.

вание ма-

образца,

шари-

отпе-

нагрузки,

Значение

Т а б л и ц а 14.4

Р

Толщина

Диаметр, мм

Величина

мм

ка

чатка

Н (кгс)

твердости

316

Заключение

Сделать заключение по результатам испытаний.

Метод Роквелла (ГОСТ 9013)

У

Сущность метода определения твердости по Роквеллу заключа-

ется во вдавливании в металл алмазного конуса с углом при верши-

не 120 или стального шарика диаметром 1,588 мм. Используют

Т

по Бринеллю.

Н

Схема

определения

твердости по Роквеллу приведена на

рис. 14.5.

Б

й

и

Рис. 14.5. Схема определен я твердости по Роквеллу:

нагр

а – шариком; б – алмазным конусом

Шарик или алмаз вдавливают в образец под действием двух по-

следовательно

ко

узок: вначале предварительной

прилагаемых

Fо = 100 H и затем бщей F, равной сумме предварительной и ос-

новной F1. Основная нагрузка F1 составляет 600, 1000 и 1500 Н.

шарика

нуса продолжается 5…6 с. Глубина вдав-

Вдавливание

или

ливания h определяе ся с помощью установленного на приборе ин-

з

дикатора, меющегот3 шкалы – А, В и С, соответствующих различ-

По

спытан й. Так,

шкалы А и С служат для испытания

ным услов ям

алмазным к нусом при основной нагрузке F1 соответственно 600 и

п

1500 Н; шкала В для испытания стальным шариком при нагрузке

1000 Н.

глубине вдавливания обозначают и число твердости: при

е

ис ытании алмазным конусом твердость обозначают НРА или НРС;

Р

ри ис ытании стальным шариком – НРВ, например: НРВ 110.

Метод Виккерса (ГОСТ 299-75)

НВ

0,1854

F

, Н/мм2,

(14.7)

d 2

У

где F – нагрузка в Н;

d – диагональ отпечатка, мм.

Нагрузка может быть от 149 до 1980 Н,

продолжительность ее

действия – 10…25 с. Для закаленных стальных изделий она состав-

ляет 490 Н.

Т

Задание 4. ПРОВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

Н

Технологические испытания проводят для того,

чтобы опреде-

Б

лить способность арматурной стали воспринимать деформации без

появления в ней трещин, надрывов

,

принимая при

этом заданную форму в холодном состоян

. Величину нагрузки,

расслоений

действующей на образец, не учитывают,

определяют полученные

дефекты.

и

Для арматурной стали при этих испытаниях проводят испытание

стержневой арматуры на изгиб и

проволоки на перегиб.

арматурной

Испытания арма урн й с али на холодный изгиб необходимы,

потому что в железобе онных нструкциях арматура должна иметь

ко

на концах крюки с углом загиба 180 и отгибы по длине арматуры

на 45 и 90 .

т

и

з

Приборы и материалы

1. Пресс гидравлический.

2. Образцы арматурной стали и проволоки.

о

3. Катковые опоры и оправки толщиной 5; 10; 30 и 50 мм.

п

Методика испытаний

Схема испытания на загиб образца арматурной стали представ-

лена на рис. 14.6.

Р

318