Механические испытания образцов облученной стали быстрого ядерного реактора
Оценка опасности коррозионного растрескивания оболочек твэлов при наличии механической нагрузки. Технология испытания образцов на растяжение и ползучесть. Виды и характеристики современных разрывных машин. Определение предела текучести и прочности сталей.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.07.2018 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
ВВЕДЕНИЕ
В Казахстане принято решение о транспортировке отработавших топливных сборок быстрого ядерного реактора БН-350 из города Актау на территорию бывшего Семипалатинского испытательного полигона.
Долговременное хранение отработавшего ядерного топливо реактора БН-350 будет осуществляться на территории комплекса исследовательских реакторов «Байкал - 1» ДГП «Института атомной энергии» РГП НЯЦ РК.
В настоящее время все ядерное топливо упаковано в герметичных чехлах из нержавеющей стали, которые являются вторым барьером для выхода радионуклидов в окружающую среду.
В Казахстане принято решение о длительном сухом хранение отработавших топливных сборок быстрого ядерного реактора БН-350 в металлобетонных контейнерах, где в качестве первого барьера на пути выхода радиоактивных продуктов деления в окружающую среду будут использоваться герметичные оболочки твэлов.
Основанием для беспокойства при сухом длительном хранении топливных сборок является реальная опасность коррозионного растрескивания оболочек твэлов действием растягивающего напряжения возникшего за счет давления газообразных продуктов деления внутри твэла.
В процессе нейтронного облучения материал оболочек твэлов значительно изменяет свои свойства.
Однако в связи с тем, что расчетные оценки показывают незначительный рост напряжения в оболочках твэлов за 40 лет хранения (лишь на 0,7 % [1]), никакие исследования по прогнозированию степени коррозионного растрескивания материала под напряжением не проводились.
Учитывая, что в процессе длительного хранения топлива ожидается накопление газов в полости контейнера хранения, вызванное остаточным тепловыделением в продуктах деления, становится очевидным важность и необходимость экспериментальной оценки надежности удержания радиоактивных продуктов внутри контейнера при сухом хранении тепловыделяющих сборок.
Поэтому важно получить данные по коррозионному поведению барьерного материала при наличии механической нагрузки в условиях изотермического отжига.
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Механические испытания на одноосное растяжение
При испытании на одноосное растяжение образец определенной формы и размеров из того или иного материала прочно закрепляется своими концами в захватах испытательной машины и подвергается непрерывному, плавному, постоянно возрастающему растяжению с одной стороны материала вплоть до разрушения.
При этом образцы следует устанавливать в подготовленную испытательную машину таким образом, чтобы их нагружение производилось строго по центру. Несимметричное приложение нагрузки приводит к возникновению дополнительных изгибающих напряжений, которые искажают результат испытания. Правильно установленный образец нужно плавно и равномерно с заданной скоростью нагружения растягивать до разрушения снимая при этом диаграмму растяжение. В соответствии с этим при испытаний на одноосное растяжение интерес, прежде всего, представляют такие измеряемые величины, как сила и удлинение (деформация).
При испытаниях на растяжение образец деформируется при плавно возрастающей нагрузке, при этом рабочая часть образца подвергается линейному растяжению.
После разрушения образца обе его части необходимо вынуть из зажимов и сложить для использования при оценке результатов испытания.
1.2 Основные показатели определяемые методом растяжения
При испытаниях металлов на растяжение обычно определяются следующие основные характеристики:
· предел пропорциональности дпц в кг/мм2;
· предел текучести (физический) дт в кг/мм2;
· предел текучести (условный) д0,2 в кг/мм2;
· предел прочности при растяжении двр в кг/мм2;
· относительное удлинение при разрыве д в %;
· относительное сужение при разрыве ш в %;
Условное напряжение подсчитываются по формуле:
(1)
где д - условное нормальное напряжение в поперечном сечении образца; Р - сила, растягивающая образец; F0 - площадь первоначального сечения образца.
Истинные напряжения подсчитываются по формуле:
(2)
S - истинное нормальное напряжение в поперечном сечении образца; Fmin - наименьшее сечение по длине образца, находящегося под нагрузкой P.
Предел пропорциональности. Ордината точки , в которой наблюдается отклонение от прямой пропорциональности, представляет силу Рпц в кг, которая служит для вычисления предела пропорциональности по формуле:
(3)
где F0 - начальное поперечное сечение образца в мм2.
При испытаниях определяют условный предел пропорциональности, при котором отступление от линейной зависимости между напряжениями и деформациями достигает определенной величины, устанавливаемой техническими условиями, например, уменьшение тангенса угла между кривой деформаций и осью абсцисс на 10,25,50 %, своего первоначального значения.
Условный предел пропорциональности определяют по нагрузке Рпц фиксируемой либо по диаграмме растяжения, либо с помощью тензометра. В последнем случае поступают следующим образом.
образцу, закрепленному в машине, прилагают нагрузку Р0, соответствующую начальному напряжению д0, принимаемому для стали равным 10 кг/мм2. Величина Р0 определяется по формуле:
(4)
где F0 - начальная площадь сечения образца в мм. От этой нагрузки производятся отсчеты по изменению деформаций.
Вслед за этим устанавливают тензометр и производят нагружение образца сначала, в интервале напряжения, соответствующего ожидаемого предела пропорциональности, несколькими крупными ступенями, а затем по возможности равным мелкими ступенями до заметного отклонения от закона пропорциональности.
Нагрузку Р, соответствующую 80% ожидаемого предела пропорциональности, определяют из равенства:
(5)
а ступень нагружения в этом интервале по формуле:
(6)
где n-число ступеней нагружения, принимаемое равным от 4 до 6.
Нагрузку мелкой ступени находят из равенства:
(7)
где д1 принимают равным 1 - 2 кг/мм2.
Величины удлинений после каждой ступени нагружения отсчитывают по шкале тензометра с точностью до 0,001мм.
Результаты испытания записывают в журнал.
Когда приращение длины при малой ступени нагружения достигает значения, превышающего среднее приращение (при той же ступени) на начальном упругом участке растяжения в 2 - 3 раза, испытание прекращают.
На участке, на котором еще не наблюдается отклонений от закона прямой пропорциональности, определяют среднюю величину приращения длины ?З при малой ступени нагружения и увеличивают ее на 50 %. В журнале испытаний находят вычисленное приращение длины. Нагрузка, предшествующая этой величине деформации, и есть искомая нагрузка Рпц, по которой определяют величину предела пропорциональности по формуле:
(8)
Определение величины дпц с помощью диаграммы растяжения (рисунок.1) производят следующим образом.
При помощи линейки проводят прямую , совпадающую с , и по ординате точки , определяющую силу вычисляют предел пропорциональности.
Предел текучести. Предел текучести (физический) - это наименьшее напряжение , при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки.
Он вычесляется по формуле:
(9)
где Рт - нагрузка, соответствующая напряжению дт,в кг; F0-начальная площадь поперечного сечения образца в мм2.
Рисунок.1. Кривая растяжения малоуглеродистой отожженной стали.
Предел текучести (физический) определяют при растяжении образца на машине непрерывно и плавно возрастающей нагрузкой.
Величину дт можно определить также непосредственно по диаграмме растяжения (рисунок.1), если она записана в масштабе, при котором 1мм ординаты соответствует не более 1 кг/мм2 напряжения образца за нагрузку Рт в этом случае принимают ординату точки кривой, при котором удлинение образца впервые увеличивается при постоянном значении (или временном колебании), действующей силы.
Однако, резко выделенный участок текучести вс образуется только при испытании малоуглеродистой отожженной стали и некоторых цветных металлов.
Рисунок.2. Определение условного предела текучести.
Крупнозернистые стали, стали с повышенном содержанием углерода и большинство легированных сталей после закалки и отпуска. Не дают выраженного участка текучести. Для таких материалов определяется условный предел текучести.
Под условным пределом текучести понимают напряжение д0,2 при котором образец получает остаточную деформацию, равную 0,2 % первоначальной расчетной длины.
Величину д0,2, определяют по формуле:
(10)
Для определения величины Р0,2 откладывают в масштабе диаграммы по оси абсцисс вправо от точки О (рисунок.2) отрезок ОЕ, равный 0,2 % З0, и из точки Е проводят прямую ЕР, параллельную к прямой ОА до пересечения с кривой растяжения в точке Р. Ордината этой точки определяет нагрузку Р0,2, соответствующую условному пределу текучести.
Предел прочности. В точке в кривая растяжения (Рисунок.1) достигает максимума. Напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке Рпр, предшествующей разрушению образца, называют пределом прочности при растяжении (условным), который вычисляется по формуле:
(11)
Нагрузка Рвр определяется непосредственно из диаграммы (рисунок.1) или по показанию силоизмерителя.
Действительное напряжение растяжения несколько больше величины двр, вычисленной по указанной формуле, так как площадь сечения для данного состояния образца вследствие растяжения меньше, чем первоначальная площадь сечения F0.
Действительное (в точке е диаграммы по рисунке.1) напряжение после разрыва образца подсчитывается по формуле:
(12)
где Рк - разрывная сила в кг; Fк - наименьшее сечение образца в месте разрыва, а напряжение дк - сопротивление разрыву в шейке образца, наибольшее напряжение, какое выдерживает образец, не разрушаясь во время испытания.
Это напряжение называется истинным напряжением, или истинным пределом прочности при растяжении.
Абсолютное остаточное удлинение. Отрезок на диаграмме (Рисунок.1) представляет величину абсолютного остаточного удлинения или остаточной деформации ?Зк образца. Эта деформация представляет собой сумму равномерного удлинения ?Зb образца до появления на нем шейки и сосредоточенного удлинения ?Зf с момента образования шейки и до разрыва образца. Отрезок есть упругая деформация в момент разрыва образца.
Относительное удлинение. Относительное остаточное удлинение (условная относительная деформация) образца определяется как отношение абсолютного остаточного удлинения к первоначальной расчетной длине образца и выражается формулой:
(13)
Для измерения величины ?Зк обе части образца прикладывают одну к другой возможно плотнее и определяют длину Зк одним из следующих двух способов.
По первому способу измеряют расстояние между двумя крайними рисками, определяющими границы расчетной длины З0 независимо от того в каком месте разорван образец. Этот способ дает правильные результаты, если образец разорвался посередине.
По второму способу определяют длину Зк с отнесением места разрыва к середине расчетной длины, используя при этом заранее нанесенные на эту длину через каждые 5 или10 мм n рисок. Для этого от ближайшей к месту разрыва образца риски b откладывают вправо n/2 делений и ставят метку а (рисунок.3).
Рисунок.3. Схема измерения размера З1образца после разрыва.
Если n/2 оказывается дробью, то ее округляют до целого числа в большую сторону, а часть деления от места разрыва до первой риски при подсчете числа делений принимают за целое деление. Откладывают влево столько делений, сколько их осталось от метки а до правого конца расчетной длины, и ставят метку d.
Величину Зк определяют как сумму отрезков ас и аd.
Относительное сужение. Относительное сужение (условное) площади сечения образца после разрыва определяется как отношение величины уменьшения площади поперечного сечения в месте наибольшего утонения шейки к первоначальной площади сечения образца и выражается формулой:
%(14)
где F0 - начальное поперечное сечение;
Fк - конечное наименьшее поперечное сечение образца.
Для определения величины Fк обе части образца после разрыва прикладывают одну к другой, как указано выше, и измеряют диаметры шейки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По среднеарифметическому значению dср измеренных величин вычисляют площадь .
На практике часто определяют шк по наименьшему размеру диаметра шейки после разрыва по формуле:
%(15)
где d0-начальный диаметр образца;
d1-наименьший диаметр образца в месте разрыва.
В случае испытания образца прямоугольного сечения, площадь сечения в месте разрыва искажается и условно определяется как произведение наименьшей толщины образца на наибольшую его ширину в месте разрыва.
1.3 Машины для механических испытаний на растяжение
Основными частями разрывной машины являются механизм для нагружения образца и механизм для измерения силы, вызывающей деформацию.
Механизм для нагружения образца может действовать от гидравлического или механического привода. В первом случае перемещение одного из захватов происходит под действием поршня гидравлического цилиндра, во втором случае - при помощи механической передачи. Гидравлические машины применяются преимущественно для больших нагрузок (свыше 30т).
Механизм, измеряющий силу, вызывающую деформацию образца, может быть рычажным, рычажно-маятниковым, гидравлическим или пружинным. Наиболее точными и чувствительными являются машины с рычажно-маятниковым измерением силы, которые и получили наибольшее распространение в лабораторной практике.
Большая часть современных разрывных машин позволяет испытывать образцы не только на растяжение, но и под сжимающими нагрузками. Такие машины называются универсальными. На них можно производить испытания также на сжатие, изгиб, срез и другие виды нагружения, для чего машины снабжаются соответствующими приспособлениями.
Машины для испытания на растяжение должны обеспечить:
a) надежное центрирование образца;
b) сохранение показаний нагрузки в течение не менее 30 сек, а также постоянства показаний при повторных нагружениях;
c) плавность статического нагружения и разгружения, действие без ударов и толчков;
d) регулирование скорости перемещения подвижного захвата машины под нагрузкой до 20 кг/мм2;
e) при помощи специального регулятора;
f) возможность приостанавливать нагружение с точностью одного наименьшего деления силоизмерителя машины;
g) точность показаний нагружения до ±1 % от величины измеряемой силы (нагрузки).
Скорость перемещения захвата машины при испытаниях независимо от длины образца устанавливается равной: не более 4 мм/мин за пределом текучести.
1.4 Механические испытания при повышенных температурах
Для установления механической характеристики жаропрочных сплавов большое значение имеют методы испытаний при высоких температурах. Основным методам нагрева образцов при горячих испытаниях является метод нагрева их в электрических печах сопротивления в атмосфере горячего воздуха.
Для поддерживания постоянной температуры в печах применяются автоматические терморегуляторы. Наиболее точными являются терморегуляторы, действие которых основано на тепловом изменении размеров металлического муфеля печи. Эти регуляторы поддерживают температуру с колебаниями от ±1 до ±5 0С.
Температура испытуемого образца должна измеряться не менее чем в двух точках; при испытаниях на твердость и сжатие и применении малых образцов достаточно измерять температуру в одной точке.
Величины деформаций образцов при горячих испытаниях измеряются либо непосредственным наблюдением на образце через окно в стенке печи при помощи катетометра, либо с применением удлинительных планок, закрепленных на образце и выведенных из печи, перемещение которых измеряют при помощи индикаторов, экстензометров и других измерительных приборов.
1.4.1 Испытания на ползучесть
Под ползучестью понимается свойства металлов и сплавов медленно и непрерывно пластически деформироваться под воздействием постоянной нагрузки при напряжениях ниже предела упругости для данного металла.
Обычно определяют условный предел ползучести, величину наибольшего длительно приложенного напряжения, при котором материал при данной температуре за определенный период времени обнаруживает заданное суммарное удлинение образца или заданную скорость ползучести.
На рисунке.4 показана диаграмма, получаемая при испытании образца на ползучесть в координатах «относительное удлинение - время» (д-t).
В момент нагружения в образце возникает упругая деформация дн выраженная на кривой рисунке.4. вертикальным участком Оа. За этим начинается первый этап испытания - образование остаточной пластической деформации дн с большой, но постепенно затухающей скоростью (участок ab на рисунке.4).
Рисунок.4. Первичная кривая ползучести.
За первым этапом испытания следует второй этап условно равномерной скорости деформации, выраженный на кривой участок bc за которым следует третий этап - участок cd возрастающей скорости ползучести, заканчивающийся разрушением образца.
Для определения предела ползучести ограничиваются первым и вторым этапом (образец до разрушения не доводится), получением лишь участков диаграммы: начального криволинейного ab и следующего за ним условно прямолинейного участка bc длительной деформации со сравнительно низкими скоростями ползучести, на котором возможно измерить с достаточной точностью величину деформации дc, суммарное удлинение (упругое дн + остаточное д0) в % за время испытания.
Скорость ползучести определяется по формуле:
(16)
Длительность испытания на ползучесть устанавливается в 100, 50,
500 или 1000 час и выше в зависимости от хода кривой д - t.
Испытания производят в следующем порядке, нагретый до заданной температуры образец выдерживают при этой температуре в течение не менее 1 часа, после чего к образцу плавно прикладывают предварительную нагрузку, равную около 10 % от заданной общей нагрузки и не вызывающую в образце напряжение более 1 кг/мм2. При помощи специального прибора измеряют удлинение образца с точностью 0,005 - 0,001 мм. Если удлинения остаются в течение 5 мин неизменными, то плавно нагружают образец до заданной нагрузки и замеряют удлинения через интервалы, позволяющие установить характер измерения удлинений.
По окончании испытания образец разгружают до величины предварительной нагрузки и определяют абсолютную величину остаточного удлинения.
Для определения условного предела ползучести испытывают не менее трех образцов при данной температуре и разных напряжений и на основе полученных первичных кривых ползучести строят диаграммы зависимости между напряжением и суммарным удлинением или между напряжением и средней равномерной скоростью удлинения на прямолинейном участке кривой и по ним находят интерполированием искомое напряжение, которое вызывает при данной температуре за определенный промежуток времени заданную скорость или заданную суммарную деформацию.
Для испытания используют два основных типа стандартных образцов, нормальный - диаметром 10 мм и расчетной длиной 100 мм и удлиненный - диаметром 10 мм и расчетной длиной - 200 мм. Допускаемые отклонения по площади сечения образцов ± 0,5 %.
Машины для испытания на ползучесть должны обеспечивать:
· плавность нагружения образца, постоянство нагрузки в течение всего процесса испытания, приложение нагрузки с точностью ±1 %.
· и без эксцентриситета;
· точность измерения деформации 0,001 мм;
· равномерный нагрев образца до заданной температуры и сохранение ее на протяжении всего испытания; колебания температуры образца допускаются не более ± 2 0С в любой точке образца, а разница температур в различных точках по длине образца - не больше 2-4 С в зависимости от температуры испытания; измерения температуры должны производиться с точностью0,5 °С; колебания температуры в помещении, где производятся испытания, не должны превышать 3 0С.
1.4.2 Испытания на длительный прочность
Наряду с ползучестью важное значение имеет характеристика длительной прочности, способность металла противостоять механическому разрушению под действием длительно приложенной постоянной нагрузки. Испытания на длительную прочность производятся на тех же установках, что и испытания на ползучесть, но образцы доводятся до разрушения. Деформации при этом измеряются с меньшей точностью, а именно до 0,01 мм.
Под длительной прочностью понимают напряжение, вызывающее разрыв образца после заданного срока непрерывного нагружения.
Между величиной напряжения д, вызывающего разрушение образца при данной температуре и временем t действия нагрузки существует зависимость:
(17)
где А и n - постоянные, зависящие от температуры и материала испытуемого образца.
Зависимость эта в координатах Зg д и Зgt выражается прямой линией (рисунок.5,а)
Рисунок.5. Зависимость длительной прочности от времени до разрушения образца.
а - без перелома; б - с переломом.
При такой зависимости достаточно было бы провести 3 - 4 опыта через короткие промежутки времени (10, 50 и 100 ч) с доведением образцов до разрушения и затем экстраполировать результаты к более длительным промежуткам времени и определить предел длительной прочности материала.
В некоторых случаях наблюдается перелом кривой (рисунок 7,б), объясняющийся изменением характера разрушения металла от внутрикристаллического излома к межкристаллическому.
Время tа,, при котором наблюдается перелом, зависит от температуры и ряда других факторов.
Чем выше температура, тем меньше tа и ниже напряжение д, вызывающее межкристаллический излом.
Длительная прочность и температура связаны зависимостью (по А.В.Станюковичу):
(18)
где дD - длительная прочность для данного срока D в час; B и k - постоянные, зависящие от металла; T - абсолютная температура в K; е - основание натуральных логарифмов.
Эта зависимость в координатах Зgд и также является линейной, но надо учесть, что и в этом случае возможен перелом при переходе от внутрикристаллического к межкристаллическому разрушению в результате рекристаллизации, фазовых превращений и других факторов.
Показателями длительной прочности служат длительность срока до разрушения и величина остаточной деформации при этом сроке. Чем выше эти показатели, тем лучше качество металла.
При испытании нагрузка на образец и разгрузка образца должны производиться плавно; колебания температуры образца не должны превышать 1 - 2 K, а разница температур по длине образца 2 - 4 K.
1.4.3 Установки для испытания на ползучесть
Основными частями установок для испытания на ползучесть являются: устройство для нагружения, электрическая печь сопротивления, устройства для измерения и автоматического поддержания температуры на заданном уровне и приборы для измерения деформации. Машины выпускаются с непосредственным нагружением (рисунок.6,а) и с нагружением посредством рычажного механизма.
Последние машины бывают с верхним размещением рычага (рисунок.6, б) и с нижним размещением рычага (рисунок.6, в).
Рисунок.6. Основные схемы испытания на ползучесть
Непосредственное нагружение применяется только при испытании проволоки и образцов диаметром 1 - 3 мм.
Наибольшим распространением пользуются машины с рычажным нагружением. На рисунке.7 изображена машины типа ИП - 2 (ЦНИИТМАШ) с нижним рычажным нагружением, предназначенной для испытания цилиндрических образцов на ползучесть при растяжении под действием постоянной нагрузки (в пределах от 50 до 3000 кг) и неизменяющейся температуры (до 700 - 800 0С) при нихромовых нагревательных элементах).
Машина состоит из четырех независимых одинаковых секций, позволяющих одновременно испытывать четыре образца при различных режимах.
Нагружение образца 1 создается грузом 2, действующим через рычаг 3 с передаточным числом равным 50. Рабочий ход захватов 4 и 5 равен 2 мм, что соответствует 1 % деформации при расчетной длине образца 200 мм.
Верхний захват 5 соединен с червячно - винтовым подъемным механизмом 6.
Пользуясь рукояткой 7, можно в случае надобности, когда деформация превышает мм, подтягивать образец в первоначальное положение.
Плавность нагружения и разгружения образца обеспечивает пружиной 8, натяжение которой регулируют маховичком 9.Для нагрева образца служит электрическая печь сопротивления 10. Три отдельно регулируемые обмотки печи позволяют поддерживать постоянство температуры по всей рабочей длине образца.
Рисунок.7. Схема машины типа ИП - 2 для испытания на ползучесть.
Регулировка равномерности температуры по длине печи в начале испытания производится вручную с помощью реостатов, а затем автоматически с помощью терморегулятора.
Температура образца в процессе испытания измеряется в трех точках его расчетной длины посредством трех термопар. Компенсационные провода от термопар подведены к одному пульту, где температура непрерывно записывается на ленту с помощью самопишущего гальванометра или измеряется периодически с помощью потенциометра.
Удлинение образца в течение испытания измеряется с точностью 0,01 или 0,002 мм особым приспособлением, в котором установлены два индикатора 11 и 12. Настройку приспособления на точность можно производить в процессе испытания.
Машина с верхним рычажным устройством для испытания на ползучесть при растяжении типа ДСТ - 5 представлены рисунке 8.
Рисунок.8. Схема машины с верхним рычажным устройством для испытания на ползучесть.
Основными частями машины являются верхнее двухрычажное устройство для приложения нагрузки к образцу и муфельная печь сопротивления с электронным автоматическими регулятором температуры.
Нижний захват машины поднимается и отпускается ходовым винтом 1, которой получает вращение от маховичка 2, а точная регулировка его положения производится маховичком 3.
Нагружающий механизм состоит из рычагов 4 и 5, соединены подвеской 6. На рычаге 4 с отношением плеч 1:2,5 подвешен груз 7, служащий для предварительного нагружения образца (10 % от основной нагрузки). Рычаг 5 с соотношением плеч и подвешенные к нему съемные грузы 8 служат для приложения основной нагрузки, рассчитанной на напряжение от 1 до 60 ступенями через 0,5 . Для испытаний при постоянном напряжении имеется устройство, автоматически изменяющее соотношение плеч рычага 5, уменьшая этим величину нагрузки при сужении образца в процессе деформирования.
Для нагрева образца служит электропечь сопротивления, снабженная шестью силитовыми вертикально размещенными стержнями, изолированными от внешнего пространства.
В верхнюю полую часть кожуха печи вводится для охлаждения вода. Печь рассчитана на температуру образца до1000 °С.
Электронный регулятор температуры располагается отдельно от машины в распределительном шкафу.
Концы термопар подводятся к электронному устройству, которое с помощью электромагнитных пускателей по мере надобности включает электрический ток в печи.
В шкафу также установлен самопишущий прибор для автоматической записи температуры образца на диаграмме в координатах «температура - время» и прибор для записи диаграммы «удлинение - время» в масштабе 500:1.
Над электропечью установлен микроскоп, при помощи которого измеряют деформации образца с точностью 0,001 мм
1.5 Требования к образцам
При стандартных испытаниях металлов на растяжение применяют образцы круглого или прямоугольного сечения (рисунок.9).
По концам образцов оставляются головки, которыми образцы закрепляются в захватах разрывной машины. На рабочей части образца рисками или кернами наносят расчетную длину З0. Чтобы определения величины относительного удлинения д для различных металлов сохраняли сравнимость, необходимо соблюдение постоянного отношения:
(19)
где З0 - расчетная длина образца; F0- начальное его сечение.
Для десятикратного цилиндрического образца:
(20)
для пятикратного образца:
(21)
Образцы с расчетной длиной =или называются пропорциональными
Рисунок.9. Типовые образцы для испытания на растяжение.
Таблица 1 - Стандартные размеры образцов
|
Образцы |
в мм |
в мм2 |
в мм |
Кратность |
||
ДлинныйКороткий |
Нормальный |
200 |
||||
|
100 |
||||||
ДлинныйКороткий |
Пропорциональный |
Произвольная |
Произвольная |
|||
На практике применяются образцы и с иным отношением расчетной длины к диаметру или площади сечения; при определении относительного удлинения указывают индексом кратность образца (например д2,5).
Допускаемые отклонения от размеров круглых образцов, изготовленных из проката, приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Допускаемые отклонения в размерах образцов
|
Диаметр Образца в мм |
Допускаемые отклонения в мм |
Допускаемая разность диаметров на рабочей длине образца в мм |
||
|
диаметр, |
длина, З0 |
|||
До 10 |
Для литых образцов допускаются отклонения, удвоенные против указанных. Для плоского образца допускаются отклонения по ширине (выбранной в зависимости от З0 и F0) ±0.5 мм.
Колебания в ширине на длине рабочей части плоского образца не должны выходить за пределы ±0,1 мм.
В лабораторной практике для испытания на растяжение допускается применение образцов другой формы и размеров но с отношениями равными для десятикратного и пятикратного образцов.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Подготовки образцов
Образцы из грани отработавшего чехла ТВС реактора БН-350 представляют собой параллелепипеды с размерами 50102 мм. Удельная активность этих образцов в среднем составляет 0,1 Кю. Для снижения дозовых нагрузок на персонал и повышения достоверности получаемых результатов из массивного образца необходимо изготовить микрообразцы.
Наиболее оптимальным решением является изготовление прямоугольных микрообразцов с размерами 2420,5 мм. Схема вырезки микрообразцов представлена на рисунке 10. Вырезка образцов выполняется на электроискровом станке с использованием латунной проволоки диаметром 0,3 мм. При изготовление образцов задается припуск по 0,1 мм на сторону для удаления поврежденного после эрозионной резки слоя (слой Билди) и последующей механической обработки.
Рисунок.10. Схема вырезки микрообразцов для механических испытаний и металлографических исследований
Образцы после электроэрозионной резки подвергаются механической шлифовке и полировке. Все грани микрообразцов механический полируются до шероховатости поверхности 5 мкм _ 7 мкм. Шероховатость поверхности контролируется на микроинтерферометре МИИ-4.
2.2 Разработка установки для коррозионных испытаний под напряжением
Целью данной работы являляются проектирование установку для проведения исследований коррозионной стойкости облученных образцов методом одноосного растяжения «КОРИНА». При разработке установки были приняты во внимание все основные требования предявляемые для подобных установок.
2.2.1 Требование предъявляемые при разработке установки «КОРИНА»
Основные требования при проектирование установки «КОРИНА» перечислены ниже:
1. возможность вертикального одноосного растяжения образца в диапазоне силы от 0,2 до 2,0 кН.
2. возможность определения механических и коррозионных свойств, таких как:
· - максимальная нагрузка при разрыве образца;
· - относительное удлинение образца до и после его разрыва;
· - относительное изменение сечения образца до и после разрыва;
· - предел текучести;
· - предел прочности.
· - стойкость образцов к коррозионному растрескиванию под воздействием одноосной нагрузки.
3. габариты не более 1200х1200х2200 мм;
4. надежное центрирование образца с помощью захватов;
5. конструкция захватов должна исключать возможность поворотов вокруг оси образца;
6. скорость линейного перемещения штока редуктора от 2 мкм/мин до 140 мм/мин;
7. размещение камеры нагрева образца (габариты 600Ч600Ч700 мм).
8. размещение каналов для измерения:
· - температуры (термопары 3 шт);
· - силы (динамометр) 1 шт;
· - датчиков линейного перемещения при деформации (тензометр) 2 шт;
2.2.2 Установка «КОРИНА»
Основными частями установки "КОРИНА" является системы нагружения образца, датчики измерения деформации образца, редуктор и цепная передача.
В состав системы нагружения образца входят: захваты образца (подвижный и неподвижный), тяга, цепная передача, динамометр, и редуктор механический.
Подобранны в качестве температурной камеры для нагрева образца _ муфельная печь SNOL-8,2/1100, в качестве динамометра - динамометр маркой ДОР-3-2И, в качестве датчиков _ индикатор часового типа ИЧ-25 и датчика перемещения модели DLH-A.
Перед началом испытания предварительно подготовленный микрообразец 1 зажимается между захватами 2,3. После надежного центрирования образца с помощью захватов муфельная печь 8 отпускается, противовес 9 поднимается и начинается одновременное плавное нагружение и отжигание до 600єС.
Растягивающая нагрузка образца создается редуктором 6, действующим через тяги 5 и цепной передачи 4, а нагрузка создаваемая редуктором измеряется динамометром 7.
Удлинение образца измеряется датчиками 10.
После достижения температуры испытаний образец нагружают до 90 % от предела текучести.
Основным критерием при проведении коррозионных испытаний под напряжением является поддержание постоянной нагрузки на испытуемый образец, то есть
у0 = уi = const, уi= Fi/Si (22)
где Fi и Si - соответственно усилие и сечение образца в i-тый момент времени. Исходя из условия постоянства объема V (V = S0L0 = SiLi = const), напряжение на образец в i-тый момент времени можно записать как
(23)
Из уравнения (23) видно, что для поддержания постоянной нагрузки на образец необходимо контролировать удлинение образца и в соответствие с этим изменять усилие, действующее на образец. Для этих целей к установке КОРИНА разрабатывается информационная измерительная система управления (ИСУ)
Зажимное устройство экспериментальной установки и гайки для крепления изготовлены из стали марки 40Х10С2М, так как оно жаростойкое, жаропрочное и обладает высоким механическим свойствами до 600°С. Болты для крепления зажимного устройства изготовлены из жаропрочной стали марки 13Х14Н3В2ФР.
Управление механизмом нагружения позволит постоянно поддерживать значение нагрузки на испытуемый образец, точность которого обусловлена погрешностями средств измерения и нормирующих преобразователей, а так же инерционностью системы. Погрешность средств измерения используемых в установке «КОРИНА» не превышает 0,2 %. В связи вышесказанным и принимая во внимание инерционность механических частей установки можно предположить что точность поддержания заданного значения нагрузки на образец будет в пределах 5 %.
Рисунок.11. Установка «КОРИНА»: 1 - образец; 2,3 - подвижный и неподвижный захваты; 4 - цепная передача; 5 -тяга; 6 - редуктор; 7 - динамометр ДОР-3-2И; 8 - муфельная печь SNOL-8,2/1100; 9 - противовес;10 - датчики ИЧ-25 и DLH-A.
ИУС установки КОРИНА. Основная функция ИУС установки КОРИНА является сбор, регистрация, отображение измерительной информации от первичных преобразователей, размещенных в технологических системах установки, а также функция управления системой нагружения образца по заданному значению нагрузки образца.
Измерительные - сбор, преобразование измерительной аналоговой информации от первичных преобразователей, регистрацию с периодом 0,1; 1; 5; 10; 60; 300; 600; 3600 с и отображение текущих значений параметров технологических систем стенда в единицах физических величин по измерительным каналам:
а) температура в камере установки Т (3 канала), С;
в) сила растяжения образца Fi (1 канал), Н;
б) удлинение образца Li (1 канал), мм.
Вычислительные - расчёт по заданному алгоритму и отображение текущих значений результатов косвенных измерений следующих величин:
а) длина исследуемого образца Li = (L0+Li), мм;
б) изменение сечения образца Si=S0L0/Li , мм2;
в) значение нагрузки i =(Fi/Si) на образец, Н/мм2.
ИУС должна обеспечивать непрерывную регистрацию текущих значений измеряемых и вычисляемых величин при максимальном времени эксперимента 60 суток.
Условия эксплуатации ИУС КОРИНА:
- температура окружающего воздуха (20 ±10) єС;
- относительная влажность воздуха (50 ±15) %, при температуре 15 єС;
- допустимое значение частоты вибрации 25 Гц;
- допустимое значение амплитуды вибрации 0,1 мм;
- освещённость АРМ не менее 200 лк.
Рисунок.12. Структурная схема ИСУ установки КОРИНА
Муфельная печь SNOL-8,2/1100. Муфельная печь SNOL-8,2/1100, оснащенная регулятором температуры используется в качестве высокотемпературной камеры в установке. Электропечь состоит из корпуса, камеры, двери, пульта управления.
Корпус электропечи выполнен из листовой стали, сварной. В верхней части корпуса установлен нагревательный блок из волокнистой теплоизоляции с впрессованным нагревателям. Внизу смонтирован пульт управления. К передней части прикреплены двери.
Рабочую камеру составляет нагревательный блок и плотно закрываемые двери. Садка устанавливается на подовую плиту. Для ввода в рабочее пространство контрольной термопары, в корпусе двери предусмотрено отверстие. Отверстие в теплоизоляции делается острым прутком или сверлом потребителя.
Электропечь оснащенной хромел-алюмелевой термопарой. Постоянное поддержание в рабочей камере заданной температуры осуществляется встроенным терморегулятором OMRON E5CN, работающем на пропорционально-интегрально--дифференциальном (ПИД) законе регулирования.
Точность поддержания заданной температуры в пределах ±1?С. Электропечь рассчитана на номинальную температуру до 1100°С и позволяет достичь заданной температуры менее чем за 2 минуты, при этом поддерживая температуру в камере с погрешностью ±2°С.
Рисунок.13. Муфельная печь SNOL-8,2/1100
Динамометр ДОР-3-2И. Динамометр ДОР-3-2И предназначен для измерения статической и динамической силы растяжения. Оно представляет собой тензометрический датчик, соединенный кабелем осуществляющие связи с электронным измерительным индикатором. Рабочая температура датчика -40 ... +50 °С.
Отсчет показаний динамометров для нагрузки до 1 кН в единицах Н (дополнительно в кг), свыше 1 кН в единицах кН. Наибольший и наименьший предел измерения 2 и 0,01 кН. Цена единицы разряда отсчетного устройства 0,0005 кН. Погрешность при максимальном значении силы ± 4 Н.
Рисунок.14. Динамометр ДОР-3-2И
Датчики ИЧ-25 и DLH-A. Предназначены для определения отклонений линейных размеров образца от заданной геометрической формы абсолютным и относительным методами.
Система измерения деформации в установке «КОРИНА» состоит из индикатора часового типа ИЧ-25 и датчика перемещения модели DLH-A
Рисунок.15. Измерительные приборы используемые в установке КОРИНА:
а - индикатор часового типа ИЧ-25, б - датчик перемещения
Основные характеристики датчиков представлены в таблице 3. Показания датчика перемещения модели DLH-A отображаются на экране компьютера.
Таблица 3 - Характеристики датчиков перемещения используемых в установке «КОРИНА»
|
Датчик |
Цена деления, мм |
Предел измерения, мм |
Погрешность при максимальном значении, мкм |
|
|
ИЧ-25 |
0,01 |
0 - 25 |
± 15 |
|
|
DLH-A |
- |
0 - 5 |
± 5 |
Зажимное устройство. Для испытания на растяжение применяются образцы прямоугольного поперечного сечения площадью (начальная площадь поперечного сечения образца) F0 = 1 мм2, с размерами: a = 2 мм - ширина, в = 0,5 мм - толщина и lп = 25 мм - полная длина.
Номинальный диаметр образца равен номинальному диаметру равновеликих по площади поперечного сечения круглых стержней Sном:
(22)
Откуда:
(23)
Подставляя числовые значения в (23), получаем:
мм
Рабочая длина образца:
(24)
где lзаж - участок для закрепления образца в зажимном устройстве экспериментальной установки, lзаж = 5 мм.
Тогда:
мм.
Отношение рабочей длины к номинальному диаметру:
.
Осевая растягивающая нагрузка, которую надо сообщить образцу, чтобы разорвать её определяется по формуле (22):
(25)
где ув - предел прочности (временное сопротивление), для необлученной стали 12Х18Н10Т ув = 520 Н/мм2, а для облученной стали ув = 1150 Н/мм2. Выбирая максимальный предел прочности, получаем:
H.
Линейную деформацию, которую будет фиксировать тензометр можно найти через остаточное относительное удлинение после разрыва д, учитывая тепловое расширение:
(26)
Откуда:
(27)
где lp - расчетная длина после разрыва, ?l - остающееся удлинение после разрыва, д - остаточное относительное удлинение.
Для необлученной стали 12Х18Н10Т д = 40 %, а для облученной стали д = 7 %. Выбираем максимальное остаточное относительное удлинение, в результате получаем:
мм.
Изменение линейных размеров твердых тел при нагревании или охлаждении:
(28)
где б - средний коэффициент линейного расширения в интервале температур от t0 = 20 °С до t = 600 °С, для хромоникелевых аустенитных сталей б = 18,6·10-6 1/°С. Получаем:
мм
Образец захватывается зажимным устройством и стягивается болтом. В этом случае затяжкой болта обеспечивают достаточную силу трения между стянутыми деталями и образцом для предупреждения их сдвига и перекоса болта (рисунок 16).
Рисунок.16. Зажимное устройство экспериментальной установки
Основным критерием работоспособности резьбовых соединений является прочность. Все стандартные болты изготовляют равнопрочными на разрыв стержня по резьбе, на срез резьбы и на отрыв головки, поэтому расчет на прочность резьбового соединения обычно производится только по одному основному критерию работоспособности - прочности нарезанной части их стержня, при этом определяют внутренний диаметр резьбы d1.
Длину болта принимают в зависимости от толщины соединяемых деталей. Остальные размеры деталей резьбового соединения (гайки, шайбы) принимают в зависимости от диаметра резьбы по ГОСТу.
Зажимное устройство экспериментальной установки и гайки для крепления изготовляются из жаропрочной стали марки 40Х10С2М. Сталь марки 40Х10С2М применяется при изготовлении клапанов моторов, крепежных деталей, работающих при температуре до 650 °С.
Срок работы такой стали ориентировочно составляет от 1000 до 10000 часов, предел прочности ув.з = 950 Н/мм2, предел текучести ут.з = 750 Н/мм2, остаточное относительное удлинение дз = 10 %. Болты для крепления зажимного устройства изготовляются из жаропрочной стали марки 13Х14Н3В2ФР.
Применяется при изготовлении высоконагруженных деталей, в том числе валов, стяжных болтов, лопаток и других деталей, работающих при температуре до 550 °С.
Срок работы примерно составляет от 50000 до 100000 часов, предел прочности ув.б = 950 Н/мм2, предел текучести ут.б = 750 Н/мм2, остаточное относительное удлинение дз = 14 %.
Внешняя сила Т, которую может удержать зажимное устройство и сила затяжки Q, испытывающее болт, связаны между собой по формуле:
(29)
где k - коэффициент запаса по сдвигу деталей, k = 1,2 ч 2 [6], f - коэффициент трения. Для стальных поверхностей f = 0,15 ч 0,2 [7]. i - число стыков, i = 1 ч 2, z - число болтов.
С другой стороны сила затяжки определяется по формуле:
(30)
где d1 - внутренний диаметр резьбы, [ур.б] - допускаемое напряжение на растяжение для материала болта.
(31)
где ут.б - предел текучести материала болта, [nт] - допускаемый коэффициент запаса прочности.
Выбираем резьбу М 10 с внутренним диаметром резьбы d1 = 8,38 ? 8 мм. Принимая k = 1,2, f = 0,15, i = 2, z = 1, [nт] = 1,5 и подставляя цифровые значения в (29), (30) и (31), получаем:
,
H,
H.
Внешняя сила, которую может удержать зажимное устройство, больше силы, которая понадобиться для разрыва образца:
T > P
Момент завинчивания болта определяется по формуле [28]:
(32)
где d2 - средний диаметр резьбы, d2 = 9,026 мм, D1 - размер «под ключ», D1 = 17 мм, d0 - диаметр отверстия под болт в детали, d0 = 11 мм, л - угол подъема однозаходной резьбы.
(33)
где S - шаг резьбы, S = 1,5 мм, с' - приведенный угол трения.
(34)
где - приведенный коэффициент трения,
г - угол профиля резьбы, г = 60є.
Подставляя все числовые значения и решая (32) относительно (33) и(34), получаем:
є,
°,
кН·мм.
Минимальное поперечное сечение F в опасных сечениях зажимного устройства, из условия прочности, должно быть:
(35)
Откуда получаем:
(36)
где уmax - максимальное напряжение действующее в опасных сечениях зажимного устройства, [ур.з] - допускаемое напряжение на растяжение для материала зажимного устройства.
(37)
где ут.з - предел текучести материала зажимного устройства.
Тогда:
,
мм2.
Опасное сечение (место изменения поперечного сечения, отверстия в зажимном устройстве), через которое передаётся наибольшее напряжение зажимного устройства не должно быть меньше 2,3 мм2. В конструкции зажимного устройства отсутствуют поперечные сечения площадью меньше 2,3 мм2. Зажимное устройство при испытаниях на растяжение может удержать испытываемый образец под действием внешней нагрузки. Так как по расчетам внешняя сила, удерживаемая зажимным устройством почти в 5,5 раза больше силы, которую надо сообщить образцу, чтобы разорвать её. Расчетный момент завинчивания болта составил около 60 кг на плечо в 1 метр.
Редуктор. Редуктор состоит из асинхронного двигателя мощностью N=80 Вт с угловой скоростью вала Wдв=145,56 рад/с (1390 оборотов/мин) и переключающегося тринадцатиступенчатой передачи. Управление двигателем осуществляется реверсивным магнитным пускателем ПМЕ-073 У3 (катушка управления на 36 В, 50 Гц). Редуктор позволяет осуществлять изменение линейного перемещения штока со скоростью от 2,4 мкм/мин до 141 мм/мин в двух направлениях (вверх-вниз). Для преобразования вращательного движения выходного вала в поступательное используется передача типа винт-гайка - на выходном валу по оси имеется отверстие с внутренней резьбой, куда вкручивается шток. Резьба на штоке редуктора - двузаходная, с прямоугольным профилем, высота профиля 2 мм, ширина профиля 1,5 мм, наружный диаметр резьбы - d=18 мм, внутренний диаметр резьбы - d1=14 мм, средний диаметр резьбы - d2=16 мм, шаг резьбы - S=3 мм.
Ход резьбы S1:
S1=zS
где z - число заходов, z = 2, тогда:
S1=6 мм.
Перемещение штока в осевом направлении измерялся с помощю индикатора часового типа ИЧ 25. Время отчитывался по секундомеру. За один оборот выходного вала шток смещается на ход резьбы.
Скорость перемещения штока в осевом направлении:
Vі=WіSі
где Wi - угловая скорость выходного вала i-той передачи, i=1ч13.
Передаточное число передачи:
,
Крутящий момент двигателя:
Крутящий момент передач:
Mі=Мдвигnі0.8
Шток перемещаясь по оси поступательно создает нагружающую силу:
Fі=2Mі/(d2tg(arctgS1/рd2+arctgf))
где f - коэффициент трения, f = 0,15.
Редуктор нагружается до 100 кг и cкорость нагружения редуктора измеряем динамометром ДОР-3-2И.
Рисунок.15. Кинетика нагружения редуктора на разных передачах.
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА
Охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.
Безопасность труда - состояние защищенности работника, обеспеченное комплексом мероприятий, исключающих вредное и опасное воздействие на работников в процессе трудовой деятельности.
Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к заболеванию или снижению трудоспособности.
Опасный производственный фактор - производственный фактор, вследствие которого на работника может привести к временной или стойкой утрате трудоспособности (трудовому увечью или профессиональному заболеванию) или смерти.
Цель экспериментальных исследований в настоящей дипломной работе состояло спроектировать установку для проведения исследований коррозионной стойкости облученных образцов реактора Бн-350. В связи с условиями выполнения исследовательских работ, с точки зрения безопасности и охраны труда, следует рассмотреть такие вредные и опасные факторы, как ионизирующее излучение, электрический ток и пожарная безопасность, а также описаны безопасность и охрана труда при работе на точильно -шлифовальных станках, при работе на электроэрозионном станке, а также при работе с печью SNOL 8.2/1100.
3.1 Радиационная безопасность
Радиационная безопасность населения - состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения.
Ионизирующее излучение - любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.
Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал от вредного воздействия ионизирующего излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйств, науке и медицине.
...Подобные документы
Схема процесса коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Сравнительные испытания стойкости металла вблизи шва и основного металла труб 12х1220 мм из стали 17Г1С-У и 17,8х1220 мм из стали К60 к КРН. Анализ состояния образцов после испытаний.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 27.09.2012Анализ поведения материала при проведении испытания на растяжение материала и до разрушения. Основные механические характеристики пропорциональности, текучести, удлинения, прочности, упругости и пластичности материалов металлургической промышленности.
лабораторная работа [17,4 K], добавлен 12.01.2010Трещина в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений. Критерий Гриффитса. Скорость высвобождения упругой энергии. Напряжения при наличии трещин в материале. Проведение испытания образцов. Энергий разрушения. Определение удельной энергии разрушения.
отчет по практике [583,0 K], добавлен 17.11.2015Изучение методики испытаний на растяжение и поведение материалов в процессе деформирования. Определение характеристик прочности материалов при разрыве. Испытание механических характеристик стальных образцов при сжатии. Определение предела упругости.
лабораторная работа [363,0 K], добавлен 04.02.2014Контроль механических свойств изделия: метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. Отбор образцов, подготовка и проведения испытаний, определение предела текучести. Оборудование для ультразвукового контроля.
курсовая работа [889,8 K], добавлен 13.11.2012Принцип работы гребного вала морского судна. Основные факторы разрушения. Измерения твердости по Бринеллю. Схема вдавливания индентора в тело заготовки. Определение предела текучести, кривая Веллера. Динамические испытания на изгиб образцов с надрезом.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.03.2014Механические свойства сталей. Основные механические свойства, определяемые для низкоуглеродистых сталей. Статические и динамические нагрузки. Влияние азота, кислорода и водорода. Легирующие элементы и примеси. Машиностроительные стали и сплавы.
презентация [1,6 M], добавлен 12.09.2015Разрушающие методы контроля с целью получения необходимых характеристик сварного соединения. Испытание образцов статическим растяжением. Микроструктурный анализ с помощью специальных микроскопов. Варианты пневматических и виды гидравлических испытаний.
контрольная работа [235,6 K], добавлен 28.01.2010Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.
реферат [871,2 K], добавлен 13.12.2013Методика приготовления механического копра и шаблонов для установки образца. Определение ударной вязкости с использованием таблиц. Искривление образцов в зависимости от вязкости стали при испытании на удар. Проведение испытания на ударную вязкость.
лабораторная работа [2,1 M], добавлен 12.01.2010Испытания на твердость металла с помощью метода измерения по Бринеллю. Устройство и принцип работы твердомера. Поиск предела прочности и текучести материала. Связь между напряжениями и деформациями. Поверхностная и объемная твердость материалов.
контрольная работа [700,4 K], добавлен 06.11.2012Механические характеристики заданного материала, циклограмма напряжений, определение коэффициента снижения предела выносливости детали. Определение запаса прочности детали по циклической (усталостной) и статической прочности графическим методом.
курсовая работа [674,9 K], добавлен 15.05.2019Рассмотрение технологического процесса изготовления заготовки. Основные способы механической обработки детали "втулка": точение и шлифование. Физические методы контроля качества металлов. Динамические, статические и циклические испытания образцов.
курсовая работа [799,7 K], добавлен 18.04.2014Процесс легирования стали и сплавов - повышение предела текучести, ударной вязкости, прокаливаемости, снижение скорости закалки и отпуска. Влияние присадок легирующих элементов на механические, физические и химические свойства инструментальной стали.
курсовая работа [375,9 K], добавлен 08.08.2013Надежность машин и критерии работоспособности. Растяжение, сжатие, кручение. Физико-механические характеристики материала. Механические передачи вращательного движения. Сущность теории взаимозаменяемости, подшипники качения. Конструкционные материалы.
курс лекций [2,8 M], добавлен 13.06.2012Характеристика основных механических свойств металлов. Испытания на растяжение, характеристики пластичности (относительное удлинение и сужение). Методы определения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу; ударной вязкости металлических материалов.
реферат [665,7 K], добавлен 09.06.2012Изучение свойств материалов, установления величины предельных напряжений. Условный предел текучести. Механические характеристики материалов. Испытание на растяжение, сжатие, кручение, изгиб хрупких материалов статической нагрузкой. Измерение деформаций.
реферат [480,5 K], добавлен 16.10.2008Конструкционные стали с повышенным содержанием углерода. Качество и работоспособность пружины. Маркировка и основные характеристики пружинных сталей. Основные механические свойства рессорно-пружинной стали после специальной термической обработки.
курсовая работа [25,4 K], добавлен 17.12.2010Понятие морозостойкости и ее роль в длительности службы природных материалов. Определение потери прочности после циклов замораживания. Проведение испытания на теплостойкость методом Мартенса и методом Вика. Последствия нарушения теплостойкости материала.
реферат [19,8 K], добавлен 13.03.2012Принципы обозначения стандартных марок легированных сталей, их механические свойства. Влияние вредных примесей, величины зерна на свойства. Виды закалки, структура сплава после нее. Понятие свариваемости стали. Коррозионные повреждения нержавеющей стали.
курсовая работа [5,1 M], добавлен 18.03.2010
