Методика проведении испытаний

Методика проведении испытаний

 

Для определения механических свойств, ресурса пластичности и сопротивления пластической деформации, проведены испытания на растяжение проволоки диаметром 1,95 мм из наносталей 20 и 45 после волочения. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 10446-80 «Проволока. Метод испытаний на растяжение» и ГОСТ 1497-2000 «Металлы. Метод испытаний на растяжение». Настоящие стандарты устанавливают методы испытания на статическое растяжение при температуре 20°С проволоки из металлов и их сплавов диаметром или максимальным размером поперечного сечения, не превышающим 16 мм круглого сечения.

Определяли следующие характеристики механических свойств: предел пропорциональности; модуль упругости; физический предел текучести; временное сопротивление; относительное равномерное удлинение; относительное удлинение после разрыва; относительное сужение поперечного сечения после разрыва. Построены следующие зависимости: диаграмма условных напряжений; кривые упрочнения первого и второго рода; диаграмма деформирования.

Указанные характеристики определяли тензометрическим (расчетным) и графическим методами. Результаты испытаний определяли как среднее пяти испытаний образцов для каждой марки стали.

Испытания проводили на машине LFM 100. Испытательное оборудование и средства измерений соответствовали ГОСТ 1497-2000. Испытание на растяжение проводили со скоростью не более 0,5 мм/мин с записью диаграмм растяжения и фиксированием максимальной силы растяжения . Вид диаграмм представлен на рисунках 1 и 2.

В качестве образцов для испытаний использовали отрезки проволоки с начальной расчетной рабочей длиной = 100 ± 0,1 мм, ограниченной с погрешностью до 1 % рисками. Для пересчета удлинения с отнесением места разрыва к середине расчетной длины наносили царапинами отметки по всей рабочей длине образца через равные промежутки. Полная длина образца включала участки для закрепления его в зажимах разрывной машины. Перед испытанием проводили правку образцов, которая не оказывала влияния на состояние поверхности и форму сечения проволоки.

Рисунок 1 - Диаграмма растяжения наностали 20

 

Рисунок 2 - Диаграмма растяжения наностали 45

 

Начальную площадь поперечного сечения определяли в средней части образца как среднее арифметическое от измерений диаметра проволоки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Измерение проводилось микрометром с точностью 0,01 мм.

Конечную длину образца () на расчетной длине измеряли с точностью ± 0,1 мм. Диаметр образца после разрыва определяли на инструментальном микроскопе как среднее арифметическое диаметров в двух взаимно перпендикулярных направлениях в поперечном сечении образца в месте разрыва. Диаметр в конце равномерного удлинения определяли как среднее арифметическое 5 значений диаметра образца после разрыва в пределах расчетной длины вне области шейки. Измерение проводили микрометром с точностью 0,01 мм. Внешний вид проволоки после испытаний на растяжение представлен на рисунках 3 и 4.

 

 

 

Рисунок 3 – Образцы из наностали 20 после испытания на растяжение

 

 

 

 

Рисунок 4 – Образцы проволоки из наностали 45 после испытания на растяжение

 

Площади поперечного сечения определяли расчетным способом по выражению

,

где - площадь поперечного сечения образца перед испытанием на растяжение, минимальная после разрыва и в конце равномерного удлинения, соответственно;

- диаметр поперечного сечения образца перед испытанием на растяжение, минимальный после разрыва и в конце равномерного удлинения, соответственно.

Текущая расчетная длина образца для любого момента времени испытаний на участке равномерного удлинения определяется как

,

где - абсолютное удлинение образца, т.е приращение начальной расчётной длины образца в любой момент испытания.

Абсолютное остаточное равномерное удлинение образца , т.е. остаточное (пластическое) удлинение образца к моменту образования на нём шейки, определяется следующим образом

.