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 (Рi, Н) и абсолютного удлинения (∆li = li-l0, мм) соответствующих:
Данные диаграммы заносим в таблицу 3.
Таблица усилий (Рi) и абсолютного удлинения (∆li)
Таблица 3
| Критические точки | Дополнительные точки | ||||||||
| Pi, 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 (σпц) – Рпц;
¾ условному пределу текучести (σ0,2) – Р0,2;
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 (δр) и относительным сужением после разрыва (ψ).
δ = 100∙(lк – 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 εi. Значения относительной деформации определяются по формуле
εi = 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 (Pi) и абсолютного удлинения (∆li). Данные заносим в таблицу 3. Вычисляем в этих точках значения σi и εi . Результат заносим в таблицу 4.
Расчёты εi = 100∙∆l / l0
σi,=
Используя данные таблицы 4, строим диаграмму растяжения в выбранном ранее масштабе.