![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Ударная вязкость
Ударная вязкость - отношение работы ударного разрушения образца к площади его поперечного сечения в месте концентратора, размерность в Дж/см2 (кгсм/см2). На рисунке 2.9 показан образец с концентратором (надрезом). Размеры образца, форма концентратора и способ обработки места надреза оказывают большое влияние на результаты измерения ударной вязкости. Концентраторы следует выполнять в твердых металлах абразивом, а в мягких — фасонной фрезой с дополнительным шлифованием или доводкой дна концентратора (вида U, V и Т) по ГОСТ 9454-78. Результаты измерений зависят также от направления волокон металла. Поэтому место концентратора образца и его положение по отношению к направлению деформации при прокатке, ковке или штамповке, в частности вдоль прокатки (продольные образцы), поперек прокатки (поперечные образцы) или в радиальном направлении, определяют по техническим условиям. Ударную вязкость определяют с помощью копров (ГОСТ 10708-82). Разрушение образца осуществляется маятником, свободно качающимся в опорах и имеющим нож определенной формы и размеров. Образец устанавливают на нижние опоры копра симметрично опорам, т. е. так, чтобы надрез был обращен в сторону, противоположную направлению удара. Маятник поднимают в верхнее положение и закрепляют защелкой. В таком положении маятник обладает потенциальной энергией Рh1? где Р — масса маятника; h1 — высота подъема. Затем маятник опускают. При падении он разрушает образец, после чего поднимается на некоторую высоту h2, обладая при этом энергией Ph2, меньшей энергии Ph1. Разность между Ph1 и Рh2 определяет работу, затраченную на разрушение образца. Стрелка, установленная на станине копра, захватывается маятником и указывает на шкале угол подъема маятника после разрушения образца. Работа удара К [Дж (кгс · м)] определяется по формуле
К = P l (cos β - cos a),
где l — расстояние от оси маятника до его центра массы; a и β — углы подъема маятника соответственно до и после разрушения. Угол а принимают постоянным, поэтому стрелку перед началом испытания переводят по шкале в положение, соответствующее нулю градусов. Расчет работы разрушения можно не проводить, так как копры снабжены таблицей, в которой против каждого значения угла указаны соответствующие значения К. Чем меньше работа разрушения К, тем более точными должны быть измерения. 1 — шкала; 2 — стрелка; 3 — тормоз; 4 — образец; 5 — маятник а — размеры образца, положение ножа маятника; б — схема маятникового копра
Рисунок 2.9 - Схема испытания на ударную вязкость
Для образцов, требующих небольшую работу разрушения, следует применять менее мощный копер. У маятниковых копров можно изменять высоту подъема маятника и тем самым регулировать работу удара. Зная работу удара К, можно найти ударную вязкость КС образца с надрезом [Дж/см2 (кгс·м/см2)]: КС=К/S0, где К — работа удара, Дж (кгс·м); S0 — начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, см2, где S0 = Н’1В, Н’1 — начальная высота рабочей части образца, см; В — начальная ширина образца, см. Работа удара К отнесена к площади поперечного сечения образца в месте надреза. Удар маятника воспринимается не площадью сечения образца, а определенным объемом вокруг места надреза, в котором происходит деформация. Чем больше этот деформируемый объем, тем выше способность металла рассредоточивать деформацию и тем больше ударная вязкость. Ударная вязкость снижается при повышении прочностных свойств металла (если одновременно повышается пластичность). Для более хрупких металлов при испытании используют образцы без надреза, тогда ударную вязкость обозначают К5 С. Ударная вязкость значительно изменяется при понижении температуры (в условиях, когда вязкое разрушение становится хрупким). Поэтому испытания на ударную вязкость используют для определения хладноломкости, т. е. перехода стали из вязкого в хрупкое состояние при пониженных температурах. За результат испытания принимают работу удара или ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U и V и ударную вязкость для образцов с концентраторами вида Т. Работу удара обозначают двумя буквами (KU, KV или КТ) и цифрами. Буква К — работа удара, буквы U, V или Т — вид концентратора. Цифры обозначают максимальную энергию удара маятника, глубину концентратора и ширину образца. Например: - KV-40 50/2/2 —работа удара, определенная на образце с концентратором вида V при температуре минус 40 0С; максимальная энергия удара маятника 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 2 мм; - КСТ+100 150/3/7, 5 — ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида Т при температуре плюс 100 °С; максимальная энергия удара маятника 150 Дж, глубина концентратора 3 мм, ширина образца 7, 5 мм. При исследовании вязкости металла в условиях динамического нагружения ограничиваются выявлением общей работы ударного разрушения, т.е. сопротивления образованию и развитию трещины. Работа разрушения определяется работой К3, затрачиваемой на зарождение трещины, и работой Кр по ее распространению. Для более полной и надежной характеристики поведения металла в условиях динамического нагружения надо знать эти отдельные составляющие общей работы разрушения.
|