Metode de testare a proprietăților mecanice ale metalelor - studopediya
Proprietățile mecanice ale metalelor (rezistență, elasticitate, ductilitate, tenacitate), precum și alte proprietăți sunt datele inițiale pentru proiectarea și crearea de diverse mașini și structuri.
Metode de determinare a proprietăților mecanice ale metalelor sunt împărțite în următoarele grupe:
· Static când sarcina crește încet și lin (tracțiune, compresiune, încovoiere, torsiune, duritate);
· Dinamică atunci când sarcina crește la o viteză mare (test de impact);
· Ciclica, atunci când o sarcină este schimbat în mod repetat (încercare de anduranță);
· Procesul - pentru a evalua comportamentul metalului în timpul tratamentului de presiune (flexiune, îndoire, extrudare).
(GOST încercarea la tracțiune) 1497-1484 efectuate pe probe de rotund standard sau secțiune transversală dreptunghiulară. Când întins sub acțiunea creșterea treptată a modelului de sarcină deformează până la rupere. In timpul testului, proba este îndepărtată alungire diagrama (fig. 1.36, a) stabilirea unei relații între eșantionul curent pentru a forța P și deformare cauzate de aceasta # 916; l (# 916; l - alungirea absolută).
Fig. 1.36. întindere diagrama din oțel moale (a) și relația dintre stres și alungire (b)
Viscozitate (frecare internă) - metale capacitatea de absorbție a energiei a forțelor externe, în timpul deformării și distrugerea plastică (determinată de forța tangențială aplicată la o unitate de suprafață a stratului metalic este supus la forfecare).
Plasticitatea - capacitatea solidelor deformate ireversibil sub influența forțelor externe.
O încercare de tracțiune este determinată de:
· # 963; in - MN rezistența delimitare / m 2 (kg / mm2):
în cazul în care Pb - sarcina maximă; F0 - suprafața probei transversale inițiale;
· # 963; mi - frontieră proporționalitate MN / m 2 (kg / mm2):
în cazul în care PPTS - sarcină de frontieră de proporționalitate corespunzătoare;
· # 963; pr - frontiera elastic MN / m 2 (kg / mm2):
în cazul în care RPR - sarcină corespunzând limitei de elasticitate (atunci când # 963; pr deformare reziduală corespunde .05-.005% din lungimea inițială);
· # 963; m - Debit limita de MN / m 2 (kg / mm2):
unde Pm - sarcină rezistența de delimitare corespunzătoare, H;
· # 948; - Alungirea,%:
unde l0 - lungimea probei la rupere, m; l1 - lungimea probei după fractură, m;
· # 968; - Reducerea,%:
în cazul în care F0 - zona de secțiune pentru a rupe de 2 m; F - aria secțiunii după rupere, m 2.
Testele de duritate. Duritate - această penetrare a materialului de rezistență în ea a unui alt organism, mai rigide. Dintre toate tipurile de încercări mecanice de duritate este cea mai comună.
Teste Brinell (GOST 9012-83) sunt realizate prin împingerea metalului într-o bilă de oțel. Rezultatul este un semn sferic (fig. 1.37, a) pe suprafața metalică. Duritatea Brinell este determinat prin formula
unde P - sarcina pe metal, H; D - diametrul balonului, m; d - diametrul indentare, m.
Cu cât metalul, mai puțin zona de imprimare.
Diametrul bilei și un set de sarcină în funcție de metalul care urmează să fie investigate, duritatea și grosimea ei. Atunci când este testat din oțel și fier selectat D = 10 mm și P = 30 kN (3000 KGF), într-un test de cupru și aliajele sale D = 10 mm și P = 10 kN (1000 KGF), iar atunci când este testat un metal foarte moale (aluminiu, babite și colab.), D = 10 mm și P = 2,5 kN (250 KGF). In probele de testare mai mică de 6 mm este selectat bile cu un diametru mai mic - 5 și 2,5 mm. În practică, tabelul de traducere utilizată de către zona de imprimare în numărul de duritate.
Metoda Brinell nu este recomandat pentru utilizare în duritatea metalului mai mare decât HB 450 (4500 MPa), pentru că mingea poate fi deformat, care va distorsiona rezultatele testului.
Testele Rockwell (GOST 9013-83). . Realizarea prin presarea unui con de diamant metalic (# 945 = 120 °) sau o bilă de oțel Aparatul are trei scara Rockwell (D = 1,588 mm sau 1/16“, figura 1.37, b.) - B, C și A. Diamond con utilizate pentru testarea materialelor solide (C și o scară) și talon - test pentru materiale moi (scara B) con și bilă presată două sarcini succesive: P0 provizorie și totală P :.
în cazul în care P1 - sarcina principală.
F0 preîncărcare = 100 N (10 kgf). Sarcina principală este de 900 N (90 kgf) pentru scara B; 1400 N (140 kgf) la scara C și 500 N (50 kgf) pentru scara A.
Fig. 1.37. Schema de duritate: A - Brinell; b - dupa Rockweller; în - Vickers
duritate Rockwell este măsurată în unități arbitrare. Unitatea de duritate ia o valoare care corespunde cu deplasarea axială a vârfului la o distanță de 0,002 mm. Rockwell duritate se calculează după cum urmează:
HR = 100 - e (scala A și C); HR = 130 - e (scara B).
Valoarea e se determină prin formula:
,
unde h - adâncimea de penetrare vârful în metal sub o sarcină totală P (P = P0 + P1); h0 - adâncimea de penetrare a vârfului sub efectul P0 presarcinii.
În funcție de scara de duritate Rockwell reprezintă NRV, HRC, NRA.
Teste Vickers (GOST 2999-83). Metoda - presarea suprafeței testate (lustruite sau lustruite) tetraedric diamant piramidă (# 945 = 136 °) (figura 1.37 in.). Metoda utilizată pentru determinarea durității pieselor și grosimea mică a straturilor subțiri de suprafață având o duritate ridicată.
Duritatea Vickers:
unde P - piramida sarcinii, H; d - media aritmetică a celor două diagonale ale amprentei măsurate după îndepărtarea sarcinii, m.
Numărul de duritate Vickers este determinată de tabelele speciale pe diagonală de amprente d. La măsurarea durității aplicarea sarcinii de 10 până la 500 N.
Microduritatii (GOST 9450-84). Principiul determinării microrezistența este aceeași ca Vickers conform relației:
Metoda utilizată pentru determinarea microrezistența produselor de mici dimensiuni și a componentelor individuale ale aliajelor. Un dispozitiv pentru măsurarea microrezistența - un mecanism de presare piramidă diamant și microscop metalografice. Probele de măsurare trebuie să fie pregătite cât mai atent Microsections.
Testul de impact
Pentru a testa impactul făcut crestate special, care sunt apoi distruse pe pendul (fig. 1.39). Energia totală a stocului de pendul consumă distrugerea probei și în creștere a pendulului după distrugerea acestuia. Prin urmare, în cazul în care totalul rezervei de energie pendul ia parte care este cheltuit în creștere (off), după distrugerea probei, fractura de probă se obține locul de muncă:
K = Pl (cos # 946; - cos # 945;), J (kg · m)
de P - masa pendulului, N (kg); h1 - înălțimea de ridicare a cuiul central maselor balansoare, m; h2 - înălțimea pendulului după decolare pini, m; l - lungimea pendulului, m; # 945;, # 946; - ridicarea pendulul unghiurilor, respectiv, la distrugerea probei după aceasta.
Fig. 1.39. Încercare la impact: 1 - pendul; 2 - cuțit pendul; 3 - suport
.. Tenacitate, adică lucrarea cheltuită în distrugerea probei și se face referire la o secțiune transversală a probei în canelura, se determină prin formula:
unde F - aria secțiunii transversale la proba inciziei m 2 (cm 2).
Pentru a determina KS utiliza tabele speciale în care fiecare unghi # 946; ales PIN valoare operațiune K. În acest caz, F = 0,8 · 10 -4 m 2.
Pentru a indica duritatea a fost adăugat și a treia literă care indică tipul de canelura eșantionului: U, V, T. Recording înseamnă KSU șoc proba cu vâscozitate U KSV crestătură în formă - cu V crestătură și Kst formă - de cracare (Fig. 1,40).
Fig. 1,40. Tipuri de incizii în specimenele pentru testul de impact:
și - incizia în formă de U (KCU); b - în formă de V incizie (KSV); in - o incizie cu o fisura (Kst)
Oboseala de testare (GOST 2860-84). Distrugerea de metal sub tensiuni alternante sau oboseala metalului numit repetitive. Când fractura de metal din cauza fracturii la oboseală în aer este format din două zone: prima zonă are o suprafață netedă suprapusă (suprafață oboseală), al doilea - doloma zonei, în metale fragile grubokristallicheskoe are o structură, la fel ca în vascos - fibros.
La testarea oboseala determinata limita oboseala (rezistenta), m. E. Cea mai înaltă tensiune, care poate rezista metalul (proba) fără a distruge numărul prestabilit de cicluri. Cea mai comună metodă de încercare la oboseală este un test de încovoiere când se rotește (fig. 1.41).
Fig. 1.41. Schema de încercare de îndoire în timpul rotației:
1 - model; P - sarcină; Mvig - momentul de încovoiere
Se aplică următoarele tipuri de bază de teste tehnologice (teste).
Flexiune Sample (. Figura 1,42) în stare rece și la cald - pentru a determina capacitatea de a rezista metalului predeterminat de îndoire; dimensiunile eșantioanelor - 5a lungime l = + 150 mm, lățime b = 2a (dar nu mai puțin de 10 mm), și în care - grosimea materialului.
Fig. 1.42. încercare de îndoire tehnologică: a - proba înainte de încercare; b - indoi la un anumit unghi; în - cot la laturile paralele; r - cot pentru a contacta părțile
Test de evaluare a curburii de metal oferă posibilitatea de a rezista la încovoiere și repetate utilizate pentru sârmă și tijă cu diametrul de 0,8-7 mm de banda și materialul foaie până la 55 mm grosime. Probele sunt îndoite în mod alternativ la dreapta și la stânga, la 90 °, cu uniformă - 60 curbe pe minut - rata la fractura proba.
Testul pentru extrudare (Figura 1.43.) - pentru a determina capacitatea de metal pentru formare la rece și se întinde materialul foaie subțire. Acesta constă în perforarea materialul foaie poanson sandwich între matriță și clema. Caracteristică este adâncimea ductilității metalului extrudare fossa care corespund aspectului primei fisurii.
Fig. 1.43. Testul pentru extrudare: 1 - foaie; h - o măsură a capacității unui material de a desena
Testul pentru bobinare Diametrul firului d ≤ 6 mm. Testul constă în bobinare 5-6 ture strâns adiacente de-a lungul unei linii elicoidale pe un cilindru al unui anumit diametru. Acesta se efectuează numai în stare rece. După sârmă de lichidare nu trebuie să fie deteriorat.
Testul pentru scânteie utilizat pentru a stabili dacă gradul de oțel, în absența unor echipamente speciale și marcaje.