ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы исследования металлов и сплавов Механические методы испытания металлов и сварных соединений из "Металловедение " Металлы, используемые в теплотехнике, подвергают механическим испытаниям на растяжение, твердость и ударную вязкость. Сварные соединения испытывают на растяжение, ударную вязкость, загиб или сплющивание. [c.61] При испытании на растяжение образцы растягиваются двумя плавно возрастающими силами, которые должны быть приложены строго по оси образца. [c.61] Плоские и круглые образцы имеют головки, которые помещают в захваты испытательной машины. [c.62] Чтобы исключить влияние размеров образца на результаты испытания, силу, растягивающую образец, относят к площади первоначального сечения. Это отношение называют напряжением и обозначают а. [c.63] Способность металла сопротивляться упругим деформациям или иначе его жесткость, определяется модулем нормальной упругости. Модуль упругости — коэффициент пропорциональности между растягивающим напряжением и соответствующим ему относительным удлинением в пределах области упругих деформаций а = Ее, где Е — модуль упругости е — относительное удлинение. [c.63] Наклон кривой растяжения на прямолинейном участке ОА зависит от модуля упругости испытываемого материала и жесткости машины для испытания на растяжения. Непосредственно по кривой растяжения модуль упругости определить нельзя. Но чем больше модуль упругости испытываемого металла, тем круче прямая ОА. [c.64] Если растягивающая сила превысит величину Ра, в образце воз никнут пластические или остаточные деформации. При раз-гружении образца они не исчезнут. Деформация образца, например, в точке В на диаграмме состоит из упругой и пластической. Если образец разгрузить, упругая деформация исчезнет, а пластическая останется. Линия разгружения от точки В до В показана на диаграмме пунктиром. Отрезок ОВ характеризует пластическую деформацию, В В — упругую. [c.64] Напряжение, вызывающее в образце остаточную деформацию 0,001%, называется пределом пропорциональности. [c.64] Когда сила достигнет величины Рт, дальнейшее растяжение образца от точки В до точки С не вызывает его упрочнения. На диаграмме растяжения получается горизонтальный участок ВС. Говорят, что в это время сталь течет . Силу Рт, вызывающую самопроизвольный рост пластической деформации, называют нагрузкой на пределе текучести. Она зависит от геометрических размеров образца и испытываемого материала. [c.65] Если напряжение в конструкции превысит предел текучести, в ней возникнут значительные остато1Чные деформации. Например, при до стижении предела текучести в трубе из-за слишком высокого внутреннего давления происходит остаточ ное увеличение диаметра и утонение стенки — раздутие. [c.65] Если напряжение в конструкции достигнет предела прочности, то произойдет ее разрушение. Например, если внутреннее давление вызовет в трубе напряжение, равное пределу прочности, то труба разорвется. Чтобы металл работал надежно в теплотехнических конструкциях и деталях, кроме определенной прочности, он должен иметь определенный запас пластичности. Детали машин и элементы стальных конструкций имеют сложную форму. Напряжения в них распределяются неравномерно. В местах резких переходов от толстых сечений к тонким, около выточек, галтелей, около буртиков (усилений) и подкладных колец сварных швов, получается концентрация напряжения. Местные напряжения могут быть в несколько раз выше средних. Для пластичного материала это не очень опасно. За счет весьма малых пластических деформаций произойдет перераспределение и выравнивание напряжений без искажения размеров всей детали или элемента конструкции. Если же металл хрупок, то в местах концентрации напряжений могут образоваться трещины. В конечном счете эти трещины могут привести к разрушению всей детали или конструкции. [c.66] Пластичность металла необходима также для того, чтобы его можно было обрабатывать давлением. [c.66] Характеристиками пластических свойств металла являются относительное удлинение и относительное сужение. [c.67] Для одного и того же металла относительное удлинение, определенное на десятикратном образце — бю, меньше относительного удлинения, определенного на пятикратном образце, — бз. Поэтому относительные удлинения различных материалов следует сравнивать по результатам испытаний образцов одинаковой кратности. [c.67] Относительное поперечное сужение не зависит от длины образца. [c.67] На растяжение испытывают также сварные стыки труб паровых котлов. Для проверки качества сварных стыков из трубчатых элементов поверхностей нагрева с толщиной стенки менее 12 мм вырезают 1% стыков, сваренных одним сварщиком, но не менее двух стыков каждого диаметра. Для контроля качества сварных стыков трубопроводов с толщиной стенки более 12 мм сваривают контрольный стык до начала сварки монтажных стыков трубопроводов, чтобы успеть внести коррективы в технологию сварки, если результаты испытаний окажутся неудовлетворительными. Стыки, вырезанные из поверхностей нагрева, и контрольные стыки на заводах и монтажных площадках подвергают соответствующей термической обработке, после чего из них изготавливают по два образца для испытания на растяжение (рис. 45). При кислородной вырезке заготовки должны иметь припуск на механическую обработку, обеспечивающий отсутствие зоны термического влияния в рабочих участках образца. Окончательную форму образцам придают при помощи механической обработки. [c.67] Для испытания сварного соединения на растяжение применяют плоский образец, в рабочую часть которого входит вся толщина сварного шва. В образец обязательно должна попасть околошовная зо на, в которой в процессе сварки или после нее происходит перекристаллизация металла. Усиление сварного шва и остатки подкладного кольца должны быть сняты заподлицо с основным металлом. [c.68] На образцах, вырезаиных из сварных стыков (и при испытании целых сварных стыков), определяют только предел прочности, Он должен быть не ниже минимального предела прочности, допускаемого стандартом или техническими условиями для основного металла. [c.68] Из каждого Вырезанного или контрольного стыка изготавливают также по два образца для испытания на затиб (рис. 46, а). Ширина (б) должна в полтора раза превышать толщину образца. Толщина образца берется равной толщине трубы. Усиление сварного шва и подкладное кольцо снимают заподлицо С основным металлом. [c.69] Вернуться к основной статье