Блог викладача Скрябіної Я.В.

Група № 45/19 Технологія фізико-механічних випробувань

№ уроку	Дата	Тема	Домашнє завдання
2	19.10.20	Роль і місце верстатобудівної промисловості в народному господарстві.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
3	19.10.20	Механізація виробничих процесів.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
4	20.10.20	Автоматизація виробничих процесів.	Опрацювати матеріал теми п.1.2. ст. 12; законспектувати
5	26.10.20	Продукція, що випускається підприємством, і її коротка характеристика.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
6	26.10.20	Характеристика правил внутрішнього розпорядку.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
7	27.10.20	Поняття про виробництво.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
8	02.11.20	Поняття про цех.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
9	04.11.20	Основні і допоміжні цехи підприємства; їх призначення.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
10	09.11.20	Зв’язок між цехами.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
11	09.11.20	Устаткування цеха.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
12	10.11.20	Права та обов'язки лаборанта фізико-механічних випробувань.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
13	16.11.20	Організація робочого місця лаборанта.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
14	16.11.20	Організація робочого місця лаборанта.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
15	17.11.20	Виробничі процеси.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
16	23.11.20	Устаткування цеху.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
17	23.11.20	Роль цього цеху у виробничому процесі підприємства.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
18	24.11.20	Короткі відомості про організацію роботи цеху.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
19	30.11.20	Керівництво цеху.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
20	01.12.20	Технічне обслуговування цеху.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
21	14.12.20	Тематичне оцінювання №1 з теми: «Відомості про виробництво».	Повторення вивченого матеріалу
22	21.12.20	Кристалічна будова металу.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
23	21.12.20	Поняття про деформацію і руйнування.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
24	28.12.20	Основні стадії процесу деформації.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
25	28.12.20	Пружна деформація металу.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
26	12.01.21	Пластична деформація металу.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
27	14.01.21	Види зламів: крихкі, грузлі, стомлювальні.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
28	14.01.21	Основні закономірності пружної деформації.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
29	19.01.21	Лабораторно-практична робота №1 з теми: «Основні закономірності пластичної деформації і руйнування».	За посиланням виконати ЛПР №1 на ст.5, опанувати матеріал, надати відповіді на контрольні запитання на ст. 11
30	21.01.21	Діаграма розтягання. Закон Гука.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
31	21.01.21	Модуль пружності. Напруга.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
32	28.01.21	Поняття про межу міцності, допустиму напругу і коефіцієнт запасу міцності деформації.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
33	28.01.21	Механічні характеристики металу: межа пропорційності, межа пружності, границя текучості, межа міцності.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
34	02.02.21	Зміна структури і властивостей металів при деформації їх у холодному стані.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
35	04.02.21	Зміна структури і властивостей металів при деформації їх гарячому стані.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
36	04.02.21	Наклеп і рекристалізація металів.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
37	09.02.21	Позитивні і негативні явища наклепу.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
38	11.02.21	Пластичні і крихкі матеріали.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
39	11.02.21	Діаграма розтягання при крихкому і пластичному руйнуванні матеріалів.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
57	02.04.21	Число твердості за Бринеллем, Роквеллом і Виккерсом.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
58	02.04.21	Визначення твердості методом пружної віддачі.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
59	09.04.21	Метод наближеного визначення твердості пружним вдавленням сталевої кульки.	Опрацювати матеріал теми, законспектувати
60	09.04.21	Тематичне оцінювання №3 з теми: «Фізичні властивості матеріалів та методи їх визначення. Класифікація фізико-механічних випробувань»	Повторення вивченого матеріалу

До уваги здобувачів освіти: виконані завдання надсилати на електронну пошту: yguzenkova1980@gmail.com

Теоретичний матеріал для опанування здобувачами освіти вищезазначених тем уроків

Урок №60

Тематичне оцінювання №3 з теми: «Фізичні властивості матеріалів та методи їх визначення. Класифікація фізико-механічних випробувань»

Виконати тест за посиланням

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd6NKXMFxbzkzlFmuAGh95olD48GYkOya0OTD8AAdexNjCpbg/viewform?usp=sf_link

Урок №59

Тема: «Метод наближеного визначення твердості пружним вдавленням сталевої кульки»

Див. Пластично-динамічний метод

https://naurok.com.ua/lekciya-tverdist-i-metodi-vimiryuvannya-predmet---obrobka-materialiv-rizannyam-160990.html

Урок №58

Тема: «Визначення твердості методом пружної віддачі»

Див. Пружино-динамічний метод

https://naurok.com.ua/lekciya-tverdist-i-metodi-vimiryuvannya-predmet---obrobka-materialiv-rizannyam-160990.html

Тве́рдість за Шо́ром — один з методів вимірювання твердості матеріалів втисненням за допомогою дюрометрів двох типів: дюрометра типу А, що застосовується для випробування м'яких пластмас, і дюрометра типу D, що застосовується для випробування твердіших пластмас. Метод базується на вимірюванні глибини початкового втискання, глибини втискання після заданих періодів часу або і те й інше разом.

Визначення твердості методом пружної віддачі (метод Шора) полягає в тому, що визначають висоту відскоку бойка, що вільно падає з постійної висоти на поверхню зразка. До невеликого бойка, додається заокруглений алмазний наконечник. При ударі бойка частина кінетичної енергії витрачається на пластичне деформування поверхні зразка, а частина переходить у потенційну енергію пружної деформації, під дією якої бойок відскакує на визначену висоту, яка є показником твердості зразка. Чим менше кінетичної енергії витрачено на пластичну деформацію, тим більша висота відскоку. Твердість виміряна за висотою відскоку залежить від форми, маси та висоти падіння бойка, а також від маси зразка. Якщо маса зразка мала, то частина кінетичної енергії бойка іде на утворення коливань зразка. Внаслідок чого висота відскоку бойка зменшується. Через це дрібні вироби необхідно щільно притискати до стола приладу. Цим методом вимірюють твердість прокатних валків, масивних поковок та великих виробів.

Метод є емпіричним випробуванням. Не існує простих точних залежностей між твердістю, яка визначається за допомогою даного методу, і будь-якою фундаментальною властивістю випробуваного матеріалу.

Урок №57

Тема: «Число твердості за Брінеллем, Роквеллом і Виккерсом»

https://studopedia.net/1_34638_tema-viznachennya-tverdostI-metalIv.html

Урок №39

Тема: «Діаграма розтягання при крихкому і пластичному руйнуванні матеріалів»

Пункт 6.3.1. Діаграма розтягання

http://mmi-dmm.kpi.ua/images/pdf/personnel/Zakhov/OM/L_11.pdf

Урок №38

Тема: «Пластичні і крихкі матеріали»

Тверді тіла змінюють свою форму й розміри лише при доволі великих навантаженнях. Відсутність або незначну пластичність називають крихкістю. Пластичного деформування зазнають деталі машин, заготовки при обробці тиском (вальцювання, штампування, пресування тощо) та інші об'єкти.

На кривій залежності напружень від величини деформації область пластичної деформації лежить за межами області пружних деформацій.

Малюнок 1. Типова крива залежності напруження від деформації розтягу.

Пластичність кристалічних тіл (або матеріалів) пов'язана з дією різних мікроскопічних механізмів пластичної деформації, відносна роль кожного з яких визначається зовнішніми умовами: температурою навантаженням, швидкістю деформації.

Пластичність залежить від властивостей матеріалу — від характеру міжатомних зв'язків, хімічного і фазового складу, кристалічної структури і мікроструктури, а також умов деформації — температури, величини і схеми прикладених сил (напруженого стану) та швидкості їх прикладання. Пластичність не є фізичною чи механічною константою матеріалу, а характеризує його стан.

Кри́хкість (рос. хрупкость, англ. brittleness, нім. Sprödigkeit f, Brüchigkeit f, Zerbrechlichkeit f) — властивість матеріалу руйнуватися без помітної пластичної деформації.

Утворення крихкої тріщини і розвиесу крихкого руйнування пов'язані з появою малих локальних зон пластичної деформації. Відносні частки пружної і пластичної деформацій при крихкому руйнуванні залежать від властивостей матеріалу (характеру міжатомних і міжмолекулярних зв'язків, мікро- і кристалічної структури), швидкості зростання навантаження та виду напруженого стану.

Умовою зростання крихкої тріщини є порушення рівноваги між енергією пружної деформації, що звільняється при цьому, і приростом повної поверхневої енергії (включаючи і роботу пластичної деформації тонкого шару, що примикає до краю тріщини). {\displaystyle {\sqrt {l}}}

До неметалічних крихких матеріалів належать скло, камені, бетон, кераміка, вогнетриви та інші матеріали, для яких не характерна пластична деформація. Такі матеріали за особливостями їх механічної поведінки (ступеня непружності) поділяють на крихкі — пружнодеформовані до руйнування та відносно крихкі — непружнодеформовані до руйнування.

Урок №37

Тема: «Позитивні і негативні явища наклепу»

Деформаці́йне змі́цнення або накле́п — зміна структури і, отже, властивостей металів (сплавів), спричинювана їхнім пластичним деформуванням.

За ДСТУ 2494-94: Деформаційне зміцнення — зміцнення шляхом пластичної деформації в умовах часткового або повного стримування рекристалізації.

За ДСТУ 2825-94: Деформаційне зміцнення — збільшення опору матеріалу деформуванню та руйнуванню, пов'язане зі зростанням пластичних деформацій.

Наклеп спостерігається після обробки заготовок різанням, обкочування циліндричних поверхонь роликами, дробоструминної обробки фасонних поверхонь, волочіння та інших методів оброблення металу тиском.

Внаслідок наклепу збільшується границя текучості, твердість і міцність металу. Водночас він стає крихким, знижується його пластичність.

Явище наклепу може розглядатись на практиці як позитивне і як негативне, залежно від умов роботи.

Якщо ця операція передує наступній чистовій обробці, якій збільшення твердості поверхні буде заважати, то цілком зрозуміло, що наклеп розглядатиметься як явище негативне.

В остаточній обробці деталей, поверхні яких у процесі експлуатації будуть піддаватись тертю, наклеп дуже бажаний. У таких випадках навіть вводиться додаткова операція (обкатування, для отворів – розкатування), мета якого збільшити поверхневу твердість деталей за рахунок наклепу.

Наклеп спостерігається і в результаті стиску його за границею текучості, наприклад, клепання коси. Ненаклепана коса швидко затупляється. Це явище в одних випадках є корисним, а в інших – шкідливим. При розрізанні ножицями стальних листів, їх краї, отримуючи наклеп, стають більш крихкими. При згині таких листів на краях можуть з'явитися тріщини, так як втративши свою пластичність, краї листів вже не можуть отримувати значних деформацій. Те ж можна спостерігати при продавлюванні отворів в листах заклепочних з'єднань. Краї отворів, отримуючи наклеп, стають більш крихкими, ніж оточуючий метал. Тому видавлені отвори приходиться розсвердлювати, видаляючи крихку частину металу. На практиці в багатьох випадках це явище є корисним. Наклепом зміцнюють матеріал ланцюгів різних типів, дріт стальних канатів, електричний дріт тощо. Але треба мати на увазі, що попередню витяжку матеріалу за границю текучості можна застосовувати в тих випадках, коли елемент працює тільки на розтяг. Якщо йому прийдеться працювати при змінних напругах розтягу та стиску, то наклеп є шкідливим.

Контрольні запитання:

1. Що називається деформаційним зміцненням за ДСТУ 2494-94?

2. В яких випадках спостерігається наклеп?

3. В яких випадках явище наклепу розглядається як позитивне?

4. В яких випадках явище наклепу розглядається як негативне?

Урок №36

Тема: «Наклеп і рекристалізація металів»

При підвищених температурах у металі, що деформується, відбуваються нові процеси: повернення й рекристалізація, які по своїй дії на властивості металу є процесами, протилежними зміцненню (наклепу).

При холодній деформації формозмінення супроводжується зміною механічних та фізико-хімічних властивостей металу. Це явище називають зміцненням (наклепом).

Явище зародження і зростання, нових равноосная зерен замість деформованих, витягнутих, яке відбувається при певних температурах, називається рекристалізацією.

Для чистих металів рекристалізація починається при абсолютній температурі, рівної 0,4 абсолютній температурі плавлення металу.

При підвищенні температури металу, що деформується, понад температуру повернення наступає процес рекристалізації, що полягає в появі зародків, виникненні й росту нових зерен замість деформованих. Зародками нових зерен стають наявні в металі, що деформується, осередку з відносно правильної, не перекрученої в процесі деформації ґратами (окремі блоки мозаїки, уламки зерен на площинах ковзання або в прикордонних, міжзерених шарах). До цих зародків відповідно до параметрів решіток пристроюються атоми суміжних із зародками зерен і починають рости нові зерна. Зерна збільшуються в розмірах і із часом можуть повністю поглинути атоми деформованих зерен. Внаслідок однакової можливості росту нових зерен навколо зародків в усіх напрямках нові, що утворяться із зародків зерна, рівновосни, тобто мають у середньому однакові розміри в усіх напрямках.

При рекристалізації змінюється структура: відбувається не відновлення старих, а зародження нових зерен рівновосної форми, а волокниста будова й пов'язана з ним механічна анізотропія зникають. Нові рівновосни зерна відрізняються від старих витягнутих зерен більше зробленим, менш перекрученою внутрішньою будовою. Разом із зародженням зерен відбувається їхній ріст. Таким чином, при деформації металу, коли температура металу перевищує температуру рекристалізації, одночасно відбуваються два протилежних процеси: деформація зерен (зміцнення) і рекристалізація. Процес рекристалізації відбувається в часі з деякою швидкістю, величина якої зростає зі збільшенням температури й ступеня деформації. У результаті рекристалізації наклеп практично повністю знімається й властивості наближаються до їхніх вихідних значень – межа міцності й, особливо, границя текучості різко знижуються, а пластичність зростає. Раззміцнення порозумівається зняттям перекручування ґрати. Найменшу температуру початку рекристалізації, при якій протікає процес рекристалізації й відбувається раззміцнення металу, називають 43 температурним порогом рекристалізації. Ця температура не є постійною фізичною величиною, як, наприклад, температура плавлення. Для даного металу (сплаву) вона залежить від тривалості нагрівання, ступеня попередньої деформації, величини зерна до деформації й т.д. Температурний поріг рекристалізації тим нижче, чим вище ступінь деформації, більше тривалість нагрівання або менше величина зерна до деформації. Температура початку рекристалізації металів, підданих значної деформації, для технічно чистих металів становить приблизно 0,4Тпл (правило А. А. Бочвара), для чистих металів знижується до (0,1...0,2) Тпл, а для сплавів твердих розчинів зростає до (0,5...0,6) Тпл. (Тпл = tпл + 273˚С). Це дозволяє в першому наближенні визначити температуру початку первинної рекристалізації.

Наприклад, для свинцю ~33˚C, а для міді ~270˚C.

Для повного зняття наклепу метал нагрівають до більш високих температур, щоб забезпечити високу швидкість рекристалізації й повноту її протікання. Така термічна обробка одержала назву рекристалізаційний отжиг. У деяких випадках для підвищення пластичності без значного зниження міцності отжиг проводять при температурі нижче температури рекристалізації - дорекристалізаційний отжиг, ведучий до встановлення полігонізованої структури. Такий отжиг проводять для деяких алюмінієвих і магнієвих сплавів.

Розрізняють два види рекристалізації:

а) рекристалізацію обробки (первинну),

б) збірну (або поверхневу) рекристалізацію.

Збірна рекристалізація протікає повільніше рекристалізації обробки й спостерігається при тривалій витримці нагрітого металу при температурах, що перевищують температуру рекристалізації. При збірній рекристалізації розміри рівновосных зерен, що вийшли в результаті рекристалізації, збільшуються за рахунок їхнього об'єднання. Ріст зерен обумовлюється прагненням атомів у процесі перебудови зайняти положення, що відповідають мінімуму потенційної енергії. При збільшенні розмірів зерен зменшується їхня сумарна поверхня з відповідним зменшенням перекручування правильності взаємного розташування атомів у поверхневих шарах. Отже, зменшується й накопичена в тілі потенційна енергія. Інтенсивність збірної рекристалізації збільшується з ростом температури. Рекристалізація буде відбуватися й при нагріванні холоднодеформированого металу до температури, що трохи перевищує температуру початку рекристалізації (так званий низький або рекристалізаційний отжиг). Зв'язок між величиною зерна після реформування з рекристалізацією, температурою й ступенем деформації представляється у вигляді об'ємних діаграм рекристалізації. Ці діаграми дають можливість у першому наближенні вибрати режим рекристалізаційного отжига. Але варто враховувати, що результати отжига залежать і від інших факторів. Великий вплив на ріст зерен робить ступінь деформації, з підвищенням якої ростуть перекручування решіток, і внаслідок цього збільшується швидкість зародження центрів кристалізації й лінійна швидкість зерен. У той же час є так називані критичні ступені деформації, при яких спостерігається різке збільшення розмірів рекристалізованих зерен. Величина критичного ступеня деформації звичайно не перевищує 5- 10% при температурах, близьких до температури початку рекристалізації, і зменшується при збільшенні температури. Наявність критичної ступенів деформації можна пояснити в такий спосіб. У початковій стадії деформація відбувається в основному за рахунок усерединікристалітних процесів, без порушення міжкристалічної речовини, що обволікає зерна. Внаслідок цього збільшення розмірів зерен при рекристалізації шляхом їхнього об'єднання утруднено.

Крім того, при відносно малій величині деформації кількість блоків-уламків, що утворилися, кристалітів невелика, а отже, невелике й число можливих центрів рекристалізації. При критичних ступенях число центрів рекристалізації залишається невеликим (трохи збільшується), однак міжкристалічна речовина частково руйнується, що приводить до безпосереднього зіткнення кристалітів. Це обставина в процесі рекристалізації полегшує приєднання атомів сусідніх зерен в одне, тобто веде до збільшення розмірів рекристалізованих зерен. При подальшому збільшенні ступеня деформації відбувається збільшення центрів рекристалізації. Число рекристалізованих зерен збільшується, що при даному обсязі тіла приводить до зменшення розмірів зерен. Звідси треба важливий вивід: для одержання дрібнозернистої структури металу необхідно уникати критичних ступенів деформацій. При збільшенні температури зменшується міцність міжкристалічної речовини й безпосереднє зіткнення кристалітів відбувається при менших ступенях деформації. Крім того, при збільшенні температури збільшується рухливість атомів, що полегшує об'єднання сусідніх зерен у процесі рекристалізації, і відносно збільшуються розміри рекристалізованих зерен при всіх ступенях деформації.

Урок №35

Тема: «Зміна структури і властивостей металів при деформації їх у гарячому стані»

При деформації з нагріванням до певних температур відбувається збільшення амплітуди теплових коливань атомів і відповідно з'являється можливість переходу атомів у положення рівноваги. Внаслідок цього виникаючі в процесі деформації пружні напруження вирівнюються й зменшуються перекручування кристалічних решіток, що забезпечує значне зниження залишкових напруг після зняття зовнішніх навантажень.

Це явище часткового раззміцнення металу називається поверненням (відпочинком). Явище повернення відбувається при нагріванні до порівняно низьких температур (звичайно нижче (0,2–0,3) Тпл, де Тпл– температура плавлення в абсолютній шкалі температур). При наявності розчинних домішок у металі температура повернення збільшується. При поверненні знімається лише значна частина внутрішніх напружень й усуваються перекручування кристалічних решіток. Ніяких змін у мікроструктурі повернення не викликає (не впливає на розміри й форму зерен), відбувається тільки незначне переміщення атомів. Повернення також не перешкоджає утворенню текстури при деформації. У процесі повернення розрізняють дві стадії. При більше низьких температурах (нижче 0,2Тпл) протікає перша стадія повернення – відпочинок матеріалу, коли відбувається зменшення крапкових дефектів (вакансій) і перерозподіл дислокацій, без утворення нових субграниц. Надлишкові вакансії й міжвузельні атоми поглинаються дислокаціями при перерозподілі останніх при нагріванні. Крім цього, відбувається стік вакансій до границь зерен, що зменшує їхню концентрацію. Далі вакансії й міжвузельні атоми при зустрічі взаємно знищуються. У процесі відпочинку частково усуваються й дислокації. Дислокації протилежних знаків притягаються й анігілюють. Друга стадія повернення - полігонізация, під якою розуміють дроблення кристалітів на субзерна (полігони). Повернення в процесі обробки приводить до деякого зменшення міцністних характеристик, у тому числі й опору деформації, і до збільшення пластичності. Явище повернення протікає в часі. При збільшенні температури швидкість повернення збільшується. Внаслідок цього ефект повернення залежить від співвідношення між температурою й швидкістю деформації. Якщо при даній температурі підвищити швидкість деформації, то може відбутися зниження ефекту повернення. Повернення відбувається не тільки при деформації нагрітого металу, але й при нагріванні (відпустці) металу після його холодного деформування. У деяких металів і сплавів при температурах повернення спостерігається явище старіння, що збільшують показники міцності й зменшують пластичність. Передбачається, що зміна механічних властивостей у процесі старіння відбувається внаслідок випадання мілкедисперсних часток домішок по площинах ковзання. При підвищенні температури металу, що деформується, понад температуру повернення наступає процес рекристалізації, що полягає в появі зародків, виникненні й росту нових зерен замість деформованих

При неповній гарячій деформації рекристалізація й раззміцнення протікають не повністю. Структура металу виходить рекристалізованої з наявністю деформованої. Температура неповної гарячої деформації дорівнює (0,5...0,7) Тпл. Неповна гаряча деформація через неоднорідність структури приводить до знижених механічних властивостей і тому небажано.

При гарячій деформації метал разміцнюється з такою швидкістю, при якій не відбувається зміцнення в результаті деформації. Метал ущільнюється, лита структура руйнується, утворяться нові рекристалізованні рівновісні зерна; порушення границь зерен заліковуються в результаті дії механізмів термічної пластичності. При дуже малих швидкостях і ступенях деформації гаряча деформація відбувається при температурі вище 0,7Тпл.

Застосування неповної гарячої деформації небажано через виникаючих при цьому більших напруг у металі, які можуть привести до його руйнування. Правильним термомеханічним режимом гарячої деформації потрібно домагатися відсутності зміцнення й повної рекристалізації в процесі деформації.

Урок №34

Тема: «Зміна структури і властивостей металів при деформації їх у холодному стані»

У залежності від температурно-швидкісних умов деформування розрізняють холодну і гарячу деформацію.

Холодна деформація характеризується зміною форми зерен, які витягуються в напрямку найбільш інтенсивної течії металу.

Процес холодної деформації характеризується наступними явищами:

а) зміною форми зерен;

б) зміною орієнтування зерен й утворенням текстури;

в) нагромадженням зв'язаної потенційної енергії, що спричиняє поява залишкових напруг;

г) нагромадженням усерединікристалічних і міжкристалічних ушкоджень.

Зміна механічних властивостей у тому, що при холодній пластичній деформації в міру її збільшення зростають характеристики міцності, а характеристики знижуються. Метал стає більш твердим, але мене пластичним.

Зміна температури викликає зміну властивостей металевих і неметалевих матеріалів, розмірів деталей. Цим користуються для проведення ряду операцій, які виконуються при температурах, відмінних від цехової. До таких операцій, зокрема, відносяться обробка тиском, деякі складальні операції, коли необхідно забезпечити натяг в з'єднанні і ін.

У результаті холодної деформації щільність і пластичність зменшуються, збільшуються всі міцністні характеристики, метал ставати тендітним, при високих ступенях деформації утвориться текстура, змінюються фізичні й хімічні властивості.

Холодна деформація протікає при температурах нижче температури повернення, тобто менше 0,3 Тпл.

Неповною холодною деформацією називають таку деформацію, при якій поряд зі зміцненням відбувається часткове раззміцнення в результаті повернення.

У результаті неповної холодної деформації метал одержує полосчату мікроструктуру без слідів рекристалізації, а при значній деформації – текстуру деформації. Текстура неповної холодної деформації дорівнює (0,3...0,5) Тпл. При неповній холодній деформації пластичні властивості металу трохи вище, ніж при холодній деформації без вороття, а міцністні характеристики трохи нижче.

При холодній деформації зі збільшенням ступеня деформації збільшуються всі показники опору деформуванню: межа пружності, межа пропорційності, границя текучості й межа міцності. Сукупність цих явищ називають зміцненням (або наклепом).

Одночасно відбувається зменшення показників пластичності: відносного подовження, відносного звуження й ударної в'язкості. Збільшення міцністних характеристик металів у значній мірі порозумівається перекручуваннями кристалічних решіток при взаємодії однакових за знаком дислокацій, перекручуванням площин ковзання, блокоутвореннямі, концентрацією уламків зерен на поверхнях ковзання.

Характеристикою міцності матеріалу при пластичній формозміні є опір матеріалу пластичному деформуванню (опір деформації).

Опором деформації називається дійсне напруження σи, що є часткове від діління діючого зусилля при лінійному розтягуванні зразка на площу його поперечного перерізу в кожний даний момент деформування.

Якщо метал у холодному стані піддати попередньої деформації, структура його змінюється; збільшується число дефектів - відбувається скупчення дислокацій поблизу таких перешкод, як поверхні роздягнула. Це сильно спотворює решітки, що підвищує границю текучості й знижує пластичність.

Описаний вище процес впливу деформації в холодному стані на механічні властивості металу називається наклепом. Зерна до деформації звичайно розташовані хаотично. При холодній деформації зерна витягаються в напрямку розтягання. У відповідному напрямку витягається й міжзеренна речовина. Таким чином, створюється волокниста структура. У процесі деформації, особливо при значній деформації (≈50%), виникає переважне орієнтування кристалографічних осей зерен полікристала, так називана текстура. Утворення текстури металу приводить до анізотропії властивостей. Найбільша анізотропія спостерігається в найбільш чутливих до орієнтування металів, тобто в металів з гексагональними решітками, що володіють найменшим числом можливих систем ковзання. Наприклад: мармур, будучи у звичайних умовах тендітним, при всебічному стиску здобуває пластичні властивості. При холодній деформації істотно змінюються всі механічні властивості. Підвищуються всі показники міцності - межі пружності, пропорційності, плинності й міцності. Причиною цього є супровідну деформацію зміцнення, що підвищує опір ковзанню. Межа міцності при холодній деформації може бути збільшений в 2-3 рази, а границя текучості - навіть в 4-5 разів. Зі зміцненням зв'язані міжкристалитні й усерединікристалитні руйнування, які знижують пластичність металу. При холодній деформації відбувається зміна фізичних властивостей: електропровідності, розчинності, корозійній стійкості, модуля пружності, магнітних властивостей. У процесі деформації внаслідок усерединікристалитних і міжкристалитних порушень щільність звичайно зменшується. Зменшення щільності тим більше, чим вище ступінь деформації. Ефект зміни щільності пов'язаний із закриттям або розкриттям мікротріщин.

При холодній деформації в більшості випадків відбувається зменшення щільності й збільшення обсягу. Звичайна зміна щільності не перевищує 0,1…0,25 %, що дозволяє зневажити цією зміною й використати умову сталості обсягу.

При холодній деформації затрачається певна кількість енергії. Ця енергія, сприймана деформованим тілом, перетворюється в потенційну енергію пластичної деформації. Частина потенційної енергії пружної деформації вивільняється при розвантаженні тіла, а інша частина залишається в тілі у вигляді енергії залишкових напруг.

Урок №33

Тема уроку: « Механічні характеристики металу: межа пропорційності, межа пружності, границя плинності, межа міцності».

До механічних характеристик металу належать межа пропорційності, межа пружності, границя текучості, межа міцності.

Грани́ця пру́жності (англ. yield limit, yield strength) — найбільше механічне напруження при навантаженні зразка матеріалу, до якого залишкова деформація при розвантаженні не виявляється.

За ДСТУ 2825-94^]: Границя пружності — найбільше умовне напруження, за якого з обумовленим відхиленням зберігається пружність у разі деформування зразка.

Часто за границю пружності використовують найбільше напруження, при якому забезпечується неперевищення пластичною деформацією деякої величини, що має назву — допуск на залишкову відносну деформацію. Цю характеристику називають умовною границею пружності. (Мал.1)

Малюнок 1. Діаграма деформування металевого матеріалу.

1: Границя абсолютної пружності 3: Границя пружності

2: Границя пропорційності 4: Границя плинності

Грани́ця мі́цності або тимчасовий опір руйнуванню — умовне механічне напруження, що відповідає найбільшому зусиллю, що досягається в процесі деформування зразка матеріалу, досягнутому до поділу зразка на частини, котре відповідає максимуму на діаграмі деформування (мал.1).

{\displaystyle \sigma _{B}}Грани́ця пропорці́йності (англ. Proportionality limit) — найбільше напруження ({\displaystyle \sigma _{\text{пц}}} при навантаженні зразка матеріалу, до якого матеріал поводить себе як пружне тіло і залежність між напруженням і деформацією) описується лінійним співвідношенням, тобто, законом Гука. Іншими словами, за цією точкою (т.2 на мал.1).

Умовною границею пропорційності вважають напруження, при якому відхилення від лінійної залежності між напруженням і деформацією досягає такої величини, що тангенс кута нахилу, утвореного дотичною до кривої деформування з віссю напружень, збільшується на 50 % від свого значення на лінійній (пружній) ділянці.

Грани́ця пли́нності (англ. yield strength, yield point) визначається як напруження σ_т в матеріалі, при якому він починає деформуватися пластично. Спочатку, при менших навантаженнях матеріал деформується пружно, тобто він може відновлювати свою форму після зняття навантаження. При збільшенні навантаження і перевищенні границі плинності у матеріалі з'являються незворотні деформації.

Розрізняють:

· границю плинності фізичну, як найменше умовне напруження, за якого зразок деформується без помітного збільшення навантаження;

· границю плинності умовну, як напруження, за якого залишкова деформація зразка досягає обумовленої нормативно-технічними документами величини;

· границю плинності динамічну — границю плинності, що визначається шляхом динамічних випробувань матеріалу, властивості якого залежать від швидкості деформації.

Границя плинності відповідає площинці плинності діаграми деформування матеріалу. У випадку, якщо така площинка відсутня, замість σ_т використовується умовне напруження σ_0,2 (читається: сигма нуль-два), яке відповідає напруженню, при якому залишкова відносна деформація у матеріалі (пластична деформація) становить {\displaystyle \epsilon =0,2\%}на довжині випробовуваного зразка (див.мал.1).

Урок №32

Тема уроку: «Поняття про межу міцності, допустиме напруження і коефіцієнт запасу міцності деформації металу».

Деталі машин й інші конструкції повинні задовольняти умові міцності і жорсткості. Розміри деталей необхідно підібрати так, щоб під дією прикладених навантажень вони не руйнувалися і не одержали деформації, які перевищують допустимі. Зокрема, в машинобудівних деталях, як правило, не допускаються залишкові деформації.

Як руйнування деталі, так і її деформації пов'язані з величиною діючих в них напружень. Значні залишкові деформації з'являються у разі застосування пластичного матеріалу, коли напруження досягне межі текучості. Руйнування наступає, коли напруження досягне величини тимчасового опору. При цьому у разі крихкого матеріалу деформації будуть незначними. Таким чином, для деталей, виготовлених з пластичного матеріалу, небезпечним напруженням слід вважати межу текучості а з крихкого – границя міцності (тимчасовий опір) .

Величина межі текучості границі міцності (тимчасовий опір) легко може бути одержана з досліду. Не дивлячись на це, вибір допустимих напружень, покладеного в основу розрахунку на міцність, виявляється досить складним.

Це пояснюється необхідністю врахувати наступні обставини:

- неоднорідність характеристик матеріалу, в результаті якої механічні характеристики матеріалу, одержані на різних зразках навіть з одного прутка, декілька відрізняються;

- величина і характер найбільших навантажень, що діють на деталь, яка розраховується, зазвичай точно невідомі;

- результати розрахунку є наближеними, оскільки в основу виведення формул покладені допущення, а розрахункові схеми спрощено відображають характер роботи конструкцій, які розраховуються. Тому не тільки допустимі напруження повинні бути вибрані менш небезпечними, але і необхідно мати деякий запас, щоб забезпечити міцність навіть у разі найбільш несприятливого поєднання перелічених чинників.

Допустиме напруження -це найбільше напруження, при якому гарантується міцність конструкції.

Коефіцієнт запасу міцності залежить від відповідальності конструкції, умов роботи, точності розрахунку, режиму вантаження та інших чинників.

Для пластичних матеріалів у разі статичного навантаження небезпечним напруженням слід вважати межу текучості.

Величину коефіцієнта запасу міцності для сталей при статичному навантаженні беруть як n_Т =1,3…1,5.

Для крихких матеріалів при статичному навантаженні небезпечним напруження є тимчасовий опір.

Коефіцієнт запасу міцності зазвичай беруть n_м= 2,5...3,0.

Крихкі матеріали краще чинять опір стисканню, а пластичні розтягу. Одержання величини вельми важливе, оскільки від правильного встановлення залежить міцність і безпека проектованої конструкції, а також економічна сторона – кількість матеріалу, який витрачається.

Встановленням величини допустимих напружень займаються державні нормуючі органи.

Контрольні запитання:

1.Надати визначення межі міцності металів.

1. Надати визначення допустимій напрузі деформації металів.

2. Надати визначення коефіцієнту запасу міцності деформації металів.

3. Як позначається коефіцієнт запасу міцності?

Урок № 31

Тема: «Модуль пружності. Напруга»

https://sites.google.com/view/galinaokhotnik-2k1/%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B8-%D0%B4%D0%B5%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%96%D1%97-%D0%B7%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD-%D0%B3%D1%83%D0%BA%D0%B0-%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8C-%D1%8E%D0%BD%D0%B3%D0%B0

Урок № 30

Тема: «Діаграма розтягання. Закон Гука»

https://studfile.net/preview/5118364/page:6/

Урок № 29

Лабораторно-практична робота №1 з теми: «Основні закономірності пластичної деформації і руйнування на прикладі сталі»

https://udhtu.edu.ua/wp-content/uploads/2017/08/01a03c526a8aa1adeef45c280c50e831.pdf

За посиланням виконати ЛПР №1 на ст.5, опанувати матеріал, надати відповіді на контрольні запитання на ст. 11.

Урок № 28

Тема: «Основні закономірності пружної деформації»

https://studfile.net/preview/5118364/page:6/

Урок № 27

Тема: «Види зламів»

https://studopedia.com.ua/1_158474_vidi-ruynuvan-i-zlamiv.html

Урок № 26

Тема: «Пластична деформація металу»

http://obrobka.pp.ua/2776-pruzhna-plastichna-deformacya-metalv.html

Урок № 25

Тема: «Пружна деформація металу»

http://obrobka.pp.ua/2776-pruzhna-plastichna-deformacya-metalv.html

Урок № 24

Тема: «Основні стадії процесу деформації»

https://studopedia.org/8-16674.html

Урок № 23

Тема: «Поняття про деформацію і руйнування»

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%96%D1%8F

Урок № 22

Тема: «Кристалічна будова металу»

https://studopedia.com.ua/1_194063_kristalichna-budova-metaliv.html

Урок № 21

Тематичне оцінювання №1 з теми: «Відомості про виробництво»

Виконати тест за посиланням

https://docs.google.com/forms/d/1aN_7D61xUlJpdFWejchDZC3sHrtQttBofsizIxavJh4/edit?usp=sharing

Урок № 20

Тема: «Технічне обслуговування цеху»

https://pidru4niki.com/14940511/ekonomika/organizatsiya_tehnichnogo_obslugovuvannya_virobnitstva

Урок № 19

Тема: «Керівництво цеху»

https://jobs.ua/rus/dkhp/articles-3717

Урок № 18

Тема: «Короткі відомості про організацію роботи цеху»

http://www.ukr.vipreshebnik.ru/economika-pidpr/2448-zagalna-kharakteristika-pidrozdiliv-pidpriemstva.html

Урок № 17

Тема: «Роль цього цеху у виробничому процесі підприємства»

http://www.ukr.vipreshebnik.ru/economika-pidpr/2448-zagalna-kharakteristika-pidrozdiliv-pidpriemstva.html

Урок № 16

Тема: «Устаткування цеху»

https://studfile.net/preview/3904272/page:10/

Урок № 15

Тема: «Виробничі процеси»

https://osvita.ua/vnz/reports/econom_pidpr/22058/

Урок № 13, 14

Тема: «Організація робочого місця лаборанта фізико-механічних випробувань»

https://ua.waykun.com/articles/ti-049-2018-tipova-instrukcija-z-ohoroni-praci.php

https://jobs.ua/dkhp/articles-254

Урок № 12

Тема: «Права та обов'язки лаборанта фізико-механічних випробувань»

І. Загальні положення

1. Лаборант з фізико-механічних випробувань належить до професійної групи "Робітники".

2. Призначення на посаду лаборанта з фізико-механічних випробувань та звільнення з неї здійснюються наказом керівника підприємства з дотриманням вимог Кодексу законів про працю України та чинного законодавства про працю.

II. Завдання та обов'язки

Лаборант з фізико-механічних випробувань:

1. Проводить фізико-механічні випробування для визначення електропровідності і температурного коефіцієнта опору в зразках мікронного перерізу підвищеної складності.

2. Здійснює зняття гермокінематичних кривих на анізометрі і дилатометрі при температурах від 196 °С і вище.

3. Визначає теплові властивості речовин методом електронного бомбардування.

4. Вмикає, обслуговує і вимикає високотемпературні нагрівачі.

5. Вимірює електропровідність, теплопровідність, коефіцієнт термічного розширення, коефіцієнт чорноти при високих температурах у вакуумі та інертних середовищах.

6. Знімає характеристики температурних матеріалів при кріогенних температурах.

7. Визначає декремент затухання в області високих частот і високих температур.

8. Бере участь у розробці методик на нові сплави і метрологічній атестації установок.

ІІІ. Права

Лаборант з фізико-механічних випробувань має право:

1. Вносити на розгляд безпосереднього керівника пропозиції по вдосконаленню роботи, пов'язаної з обов'язками, що передбачені цією інструкцією.

2. В межах своєї компетенції повідомляти безпосередньому керівнику про всі виявлені недоліки в діяльності підприємства та вносити пропозиції щодо їх усунення.

3. Вимагати від керівництва підприємства сприяння у виконанні своїх посадових обов'язків.

IV. Відповідальність

Лаборант з фізико-механічних випробувань несе відповідальність:

1. За неналежне виконання або невиконання своїх посадових обов'язків, що передбачені цією інструкцією, - в межах, визначених чинним законодавством України про працю.

2. За правопорушення, скоєні в процесі здійснення своєї діяльності, - в межах, визначених чинним адміністративним, кримінальним та цивільним законодавством України.

3. За завдання матеріальної шкоди - в межах, визначених чинним цивільним законодавством та законодавством про працю України.

V. Лаборант з фізико-механічних випробувань повинен знати:

1. Принцип високотемпературного нагріву.

2. Залежність температури нагрівання від споживаної потужності.

3. Матеріали для високотемпературних нагрівачів.

4. Роль теплозахисних екранів.

5. Принцип нагріву речовин електронним бомбардуванням.

6. Основні закономірності електронного нагріву і розподілу температур уздовж зразка під час бомбардування його електронами.

7. Методики визначення фізичних властивостей матеріалів при температурах понад 1000 °С.

8. Методи вимірювання високих температур за допомогою еталонних пірометрів.

9. Методи градуювання термопар за еталонними пірометрами.

10. Особливості будови високотемпературних установок.