Глава вторая

Методы испытаний

Рассмотрим несколько обычных методов испытаний, применяемых для определения свойств материалов, используемых в технике.

Испытание на изгиб

Изгиб — это результат испытания образца, когда в образце возникают растягивающие и сжимающие напряжения. На изгиб испытываются материалы с малой пластичностью: чугуны, стали инструментальные, стали после поверхностного упрочнения, керамики.

Используют 2 схемы нагружения сосредоточенной силой. Образец помещают на 2 опоры — нагрузка дается по центру. 2-я схема — двумя симметричными силами (испытание на чистый изгиб), каждая составляет 1/2 общей нагрузки симметрично на полусумме расстояний от центра до каждой опоры. Характеристиками, которые определяют, служат предел прочности при изгибе и угол изгиба (см. Рис. 1.1).

Испытание на ползучесть

Для металлов, исключая очень мягкие, подобные свинцу, при нормальных температурах испытаниями на ползучесть пренебрегают. Но они становятся важными при повышенных температурах. По этой причине испытания на ползучесть проводят в основном при высоких температурах. На Рис. 2.1 схематически показан такой вид испытания. Температура образца поддерживается постоянной с помощью управляющего устройства, имеющего термодатчик, присоединенный к образцу. Удлинение образца измеряется в зависимости от времени. Испытания могут продолжаться довольно долго. Для полимерных материалов ползучесть, как правило, весьма значительна и при нормальных температурах.

Результаты испытания на ползучесть могут быть представлены графиком деформации в зависимости от времени при определенном напряжении до разрыва образца в какой-то момент времени (см. Разрывное напряжение, Гл. 1) или, в частности для по-

Рис. 2.1. Испытание материала на ползучесть лимерных материалов, изохронным графиком напряжение — деформация (см. Модуль ползучести, Гл. 1), или характеристикой модуля ползучести (см. Гл. 1).

Испытание на усталость

Различные виды испытания на усталость имитируют изменения напряжений, которым подвергаются материалы различных деталей, когда они находятся в эксплуатации. Изгибочно-нагрузочная машина, например, применяется для изгибания образца относительно точки опоры поочередно в двух направлениях (Рис. 2.2а), тогда как машина для испытания на усталость при скручивании свивает его поочередно в одном направлении и затем в противоположном (Рис. 2.26). Третий тип машины используется для проведения чередующихся операций растяжения и сжатия при прямом напряжении на образец (Рис. 2.2в). Испытания могут проводиться с механическим напряжением, которое периодически изменяется от нуля в положительном и отрицательном направлениях (Рис. 2.2г), повторяется от нуля до максимального значения (Рис. 2.2д) или изменяется в обоих направлениях около некоторой величины, не достигая нуля за все время испытания (Рис. 2.2е). Цель испытания: подвергнуть материал типичному напряжению, при котором он будет эксплуатироваться.

Результаты испытания на усталость могут быть выражены в виде графика S/N, характеристикой предельной усталости или пределом долговечности для N циклов (см. Гл. 1).

Рис. 2.2. Испытание на усталость

Прокаливаемость

Прокаливаемость измеряется при реакции стандартного образца для испытания на стандартное испытание, называемое испытанием Джомени. Оно включает в себя нагрев стального образца до состояния аустенизации, выдержку в вертикальном положении и закалку его нижнего конца с помощью струи воды (Рис. 2.3). Это метод закалки при различных скоростях охлаждения по длине образца. Когда образец охлажден после закалки,


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒