Испытание на кручение

Испытание на кручение используется для оценки металла валов или проволоки, а также для определения механических характеристик прочности и пластичности высокопрочных металлов.

Суть метода: один конец образца закрепляют неподвижно, а к другому концу прикладывают пару сил в плоскости, перпендикулярной к оси образца, что вызывает крутящий момент М = F / d, где F - действующая сила, МПа (кгс/мм), d - диаметр образца, мм.

При кручении все поперечные сечения образца сдвигаются (поворачиваются) вокруг общей оси по отношению к закрепленному сечению. Этот сдвиг увеличивается с увеличением расстояния от места закрепления, причем линии, параллельные оси образца, переходят в винтовые.

По результатам испытания образцов на кручение определяют следующие характеристики:

- модуль сдвига G, МПа (кгс/мм²);

- предел текучести при кручении t_0,3, МПа (кгс/мм²);

- условный предел прочности при кручении t_пч, МПа (кгс/мм²);

- истинный предел прочности при кручении t_к, МПа (кгс/мм²);

- максимальный остаточный сдвиг при кручении g_max, рад;

- характер разрушения при кручении: срез или отрыв.

Модуль сдвига – отношение касательного напряжения к вызванной им условной деформации.

Предел текучести при кручении - касательное напряжение, при котором образец получает остаточный сдвиг, равный 0,3 %.

Условный предел прочности при кручении - касательное напряжение, равное отношению наибольшего момента при кручении, предшествующего разрушению, к полярному моменту сопротивления сечения образца.

Истинный предел прочности при кручении - наибольшее истинное касательное напряжение при разрушении образца.

Максимальный остаточный сдвиг при кручении - максимальная угловая деформация в точке на поверхности образца в момент разрушения.

Характер разрушения при кручении: срез - разрушение от касательных напряжений, отрыв – разрушение от растягивающих напряжений.

Для испытаний на кручение может быть использована испытательная машина, которая обеспечивает:

- свободное кручение образцов;

- плавность статического нагружения;

- свободное перемещение одного из захватов вдоль оси образца;

- измерение нагрузки с помощью силоизмерителя;

- измерение угла закручивания.

Требования к испытательному оборудованию, образцам, подготовке и проведению испытаний металлов при комнатной температуре приведены в ГОСТ 3565-80.

Для испытаний на кручение используют цилиндрические образцы с диаметром рабочей части 10 мм и длиной рабочей части 50 и 100 мм с головками на концах для закрепления в захватах испытательной машины. Допускаются испытания образцов и изделий, пропорциональных стандартным, а также трубчатых образцов. Форма и размеры головок образцов зависят от способа крепления образцов в захватах испытательной машины.

Для испытания на кручение металлов при низких и высоких температурах используются специальные приспособления, позволяющие осуществлять нагрев или охлаждение образцов. При нагреве образцов необходимо давать выдержку при температуре испытания, обеспечивающую стабильность структуры.

24.12. Измерение твёрдости

Определение твёрдости относится к наиболее часто используемым методам механических испытаний металлов, поскольку они являются относительно простыми и нетрудоемкими. Большинство методов основывается на вдавливании в испытуемый металл индентора, и образующуюся при этом пластическую или упругую деформацию рассматривают как меру твёрдости металла. Широко используемые в практике методы определения твёрдости различаются по типу нагружения (статические и динамические) и форме индентора, вдавливаемого в металл.

Измерение твёрдости при статическом нагружении

Эти методы различаются формой индентора (шарик, пирамида), его материалом (высокопрочные стали, твердые сплавы, алмаз) и величиной прилагаемой нагрузки.

При большом размере отпечатка (определение твёрдости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу) получают усредненные значения твердости для макрообъёмов металла. При малых размерах отпечатка, соизмеримых со структурными составляющими (метод измерения микротвёрдости), выявляется твёрдость отдельных структурных составляющих.

Дата добавления: 2013-12-12