Практическая работа №9
Пластичностью называется способность металла принимать под действием нагрузки новую форму не разрушаясь.
Пластичность металлов определяется также при испытании на растяжение. Это свойство обнаруживается в том, что под действием нагрузки образцы разных металлов в различной степени удлиняются, а их поперечное сечение уменьшается. Чем больше способен образец удлиняться, а его пеперечное сечение сужаться, тем пластичнее металл образца.
Необходимость определения пластичности металлов вызывается тем, что пластичные металлы можно подвергать обработке давлением, т. е. ковать, штамповать или на прокатных станах превращать слитки металлов в полосы, листы, прутки, рельсы и многие другие изделия и заготовки.
В противоположность пластичным хрупкие металлы под действием нагрузки разрушаются без изменения формы. При испытании хрупкие образцы разрушаются без удлинения, внезапно. Хрупкость является отрицательным свойством. Вполне пригодным для изготовления деталей машин будет не только прочный, но и в определенной мере пластичный металл.
Для того чтобы получить представление о пластичности металла и определить величину этого свойства, существуют две единицы измерения: относительное удлинение и относительное сужение при разрыве.
Испытание на растяжение позволяет определить не только прочность металла, но и его пластичность, т. е. способность необратимо изменять свою форму под действием нагрузки.
Показателем пластичности металла служит относительное удлинение. Чем больше относительное удлинение, тем больше пластичность, и наоборот.
Относительное удлинение определяется следующим образом. Точками или рисками на образце отмечают расстояние, равное пяти его диаметрам. Это расстояние называется расчетной длиной образца. Для образца диаметром 20 мм оно равно 100 мм. Если разорвать образец, а затем сложить, то расстояние между рисками окажется больше первоначального. Допустим, что образец удлинился на 30 мм. Это удлинение называется абсолютным (Δl).
|
|
Испытание на пластичность свободной осадкой при повышенных температурах производится следующим образом. Цилиндрические образцы диаметром d = 25— 30 мм и высотой H = 2,5 d осаживаются между плоскими бойками через каждые 25—50° в исследуемом интервале температур.
Пластичность оценивается по появлению первой трещины в деформируемом образце.
Испытание позволяет установить оптимальную температуру, при которой пластичность данной марки стали наибольшая, а также выявить наличие поверхностных дефектов в образцах диаметром более 30 мм.
Различные металлы обладают различной пластичностью, причем чистые металлы более пластичны, чем их сплавы. Например, чистое железо весьма пластично и хорошо куется, а сплав железа с 1,7% углерода почти невозможно ковать. Ковкость стали значительно уменьшается при наличии даже небольших количеств (0,1%) фосфора; действие фосфора тем сильнее, чем больше в стали углерода. Наиболее вредной примесью является сера. Она сообщает стали красноломкость, т. е. хрупкость, при температуре 700—1000°, такую сталь невозможно ковать. Это связано с тем, что сера образует легкоплавкие соединения, которые размещаются по границам зерен металла и уменьшают его прочность при нагреве.
|
|
Введение специальных примесей (хром, никель и другие) повышает сопротивление стали деформированию, снижает ее ковкость.
Пластичность D, %, рассчитывают по формуле:
где 
δ - толщина испытуемого образца, мм;
2F - среднеарифметическое значение из показаний микрометра в момент разрушения образца, мм.
Проведение испытаний
Образец изгибают до U-образной формы и помещают его между губками микрометра (см. рисунок) так, чтобы в момент смыкания губок загиб остался между ними. Медленно двигают шток микрометра до тех пор, пока образец не разрушится.
Записывают показания микрометра и толщину покрытия.
Испытания проводят не менее двух раз.