Proprietățile mecanice ale metalelor și metodele lor de testare
Sub acțiunea forțelor unui metal capabile să schimbe forma și timpul de măsură, adică. E. deform.
Fig. 2. Tipuri de deformații stem: a - alungire;
Deformarea poate fi elastic și plastic (rezidual). deformări Elasticitate-Gie dispar după sarcină EAG-MENT si plastic rămân Xia.
Valorile depind de valorile de deformare ale forțelor de operare și tipuri - de la direcția de aplicare a forței. Nai următorul mai frecvente
Principalele tipuri de deformare: tensiune, compresiune, încovoiere, torsiune și forfecare. În practică, metal-podver Gaeta unul sau mai multe tipuri de deformare în funcție de forțele de maree-Ai.
Atunci când alegeți un metal pentru structurile fabr-TION, componente, instrumente bazate pe proprietățile sale mecanice. Proprietăți mecanice este setul de calități ce caracterizează capacitatea metalului de a rezista la deformare la aplicarea unei forțe. Prin proprietăți mecanice includ rezistență, elasticitate, Plaza ticity, fermitate, vâscozitate, rezistență la oboseală (dur-Ness), și altele. Pentru a determina proprietățile mecanice ale metalului, este testată în laborator, pe mașini speciale.
încercare la tracțiune de metal. Testarea metalelor în tensiune pentru a determina cele mai importante proprietăți mecanice ale metalelor Nye: puterea, elasticitatea și Plaza ticity (Figura 3).
Fig. 3. Diagrama metalelor de întindere:
Durabilitate - capacitatea de metal de a rezista degradării sub influența încărcările exterioare. Elasticitatea - capacitatea de captură de metal pentru a recupera forma sa originală și dimensiunea după abrevieri preîncărca sunt acțiuni care au cauzat-le să se schimbe. Plasticitatea-ness - metale capacitatea de a schimba forma și dimensiunea acesteia permanent fără a se prăbuși sub sarcină. Proprietatea vizavi de ductilitate este fragilității.
Este cunoscut faptul că sarcina aplicată tijei de metal, provoacă o tensiune de întindere, care este definit ca raportul dintre sarcina la suprafața secțiunii transversale a barei
unde # 963; - tensiune, Pa;
suprafața secțiunii F--transversală, m 2.
Comparând rezistența și elasticitatea metalelor transportate în măreția nelimitativ tensiunilor.
Rezistența este de obicei definit rezistența la tracțiune, care este raportul dintre sarcina maximă (maxim), provocând distrugerea tijei-gâturi, în zona secțiunii sale originale transversale:
unde Pmax - sarcina maximă, N;
Fo - zona-TION primele elemente ale secțiunii transversale a barei, 2 m.
Rezistența la tracțiune, de asemenea, numit temporar rezistență-em, - cea mai importantă caracteristică. În cazul în care tensiunea în produsul con-unelte sau depășesc tru rezistența la tracțiune, acestea încalcă din nou ambele.
Elasticitatea estimată limită de elasticitate care este egală cu de încărcare maximă la uzură, fără a provoca o deformare reziduală matsy-tijă, cu suprafața sa inițială cross-se-cheniya
în cazul în care Rup - cea mai mare sarcină, nu cauzează reziduale de-formațiuni, N.
În cazul în care tensiunea în detalii depășesc limita elastică, se schimbă forma și mărimea lor, ceea ce poate avea consecințe dezastruoase.
plasticitatea de metal caracterizat printr-o relativă lungesc-Niemi și contracția transversală relativă.
Elongația este raportul dintre lungimea increment a tijei după rupere la lungimea sa inițială;
unde # 953; 0 - lungimea probei inițiale, în milimetri;
# 953 - lungimea probei după pauză, mm;
# 953; - # 953; 0 = # 1781; # 953; - alungirea absolută, mm.
contracție relativă este raportul dintre reducerea ariei secțiunii transversale a tijei după rupere-iniĠial la forma secțiunii transversale:
# 936; = # 9472; # 9472; # 9472; # 9472; # 9472; # 9472; 100
unde Fo - zona inițială a secțiunii transversale a barei;
F- aria secțiunii transversale a tijei după rupere, 2 mm;
Fo-F = # 1781; F - restricția absolută, 2 mm.
Cu cât valoarea de alungire și contracția, metalul ductil. In aceste metale casante valoare HN nesemnificativă sau egale cu zero. Fragilității metalului este o proprietate negativă, și ductilitate pozitive.
test de întindere de metal a fost realizată pe ma-anvelope discontinue care furnizează aplicații statice pentru probe, și anume încărcare constantă sau crește treptat.
metale casant (fier, oțel și al călit.) Operarea la încovoiere, nu numai experiență de tracțiune, ci și la încovoiere. putere astfel determinată flexiune (# 963, Toho) pe formulele respective. Testele efectuate pe o mașină de încercare la tracțiune, cu adaptări speciale pentru aceasta sub forma celor doi piloni pe care este plasat eșantionul. În mijlocul imaginii, CA creează în mod uniform crește sarcina de a lui break-sheniya.
rezistență la încovoiere - caracteristice structurilor majore IU-taliu care lucrează în îndoire. încercare de încovoiere a fost supus majoritatea metalelor de construcții navale.
Încercarea de duritate de metal. Spo-numita duritate lities de metal pentru a rezista la pătrunderea în ea a unui alt material mai rigid.
duritatea aproximativă poate fi estimată și depresiuni, viespile au fost împrumutate de curant, spit, dalta și alte tăietura-strument. Despre duritatea este judecat de adâncimea impresia lăsată de prima pe vârful de metal sau instrumente de tăiere. Cu cât mai mare adâncimea de indentare la aceeași sarcină pe materialul fiind introdus, de aceeași dimensiune, cea mai mică duritatea și nao versa.
Testarea duritate de metal, poate fi determinată rapid și ușor, pentru a partaja proprietățile sale mecanice, nu numai în laborator-e, dar, de asemenea, la locul de muncă. Amploarea duritatea poate fi de aproximativ judeca alte proprietăți mecanice ale metalului: rezistență, durabilitate, etc. precum și prelucrabilitate. Mai tare decât metalul, deci este mult mai dificil de manevrat.
În funcție de duritatea metalelor este selectat pentru fabricarea pieselor anumitor, structuri, instrumente. Luați în considerare cele mai comune metode de testare a duritatii metalelor.
Metoda constă în Brinell adâncitură sub un test de sarcină statică într-o bilă de oțel cu un diametru de suprafață 2,5 probă; 5 sau 10 mm.
Metoda Brinell Duritatea este exprimat în cifre HB duritate (H - duritate, V - Brinell).
Încercarea de duritate Brinell Metoda este realizată pe la-Borah cu probe și componente plate sau rotunde. Pentru a obține rezultate precise pe suprafața probelor trebuie să fie libere de rugină, la scară, și Ting de m VMN. P.
scala Rockwell constă din adâncitură sub o statică suprafață de încercare de sarcină con UI taliu diamant sau bile de oțel călit cu diametrul de 1,59 mm-set.
In dispozitive (testere de duritate) Rockwell, spre deosebire de hog-Brinell număr duritate determinată direct de indicatorul de scală.
Numerele de duritate Rockwell sunt adimensional și sunt notate cu HR (H - duritate, R - Rockwell). Pentru caracter-bavlyaetsya indicator desemnare scală (A, B sau C) la care a fost măsurat duritatea, iar valoarea numerică corespunzătoare atinge-solid din aliaj.
Potrivit lui Rockwell, vă puteți simți moale și tare-mi-taliu, precum și a produselor finite, ca amprentele de la vârful nesemnificativ. Testul durează un pic de timp (mai puțin de 50), nu are nevoie de nici o măsurare; O mărturie directă de citit, dar pe un indicator de scară.
Încercarea de duritate Vickers adâncitură este într-un test de sarcină statică în suprafața metalică a diamant piramida cu patru laturi.
Metoda adâncitură Poldi constă într-o bilă de oțel sub (impact) sarcini dinamice din suprafața metalică a probei de testat și de referință.
Raportul dintre suprafețele sau diametrele calculate prin tabelul de amprentă definește duritatea metalului. Acesta va fi cea mai mică, cu atât mai mare marca de testare pe metal în comparație cu amprenta pe proba de referință, și vice-versa.
Testul pentru tenacitatea de metal. Udarnoyvyazkostyu (puterea dinamică) este o abilitate de metal pentru a rezista la acțiunea tambur sarcinilor (dinamice).
Multe părți de mașini, unelte de construcții și experiență în sarcinile de funcționare de șoc. De exemplu, structurile marine expuse la șoc valuri, gheață și m. N. Prin urmare, este necesar să se ia în considerare această caracteristică esențială atunci când izgo-tovlenii.
Fier, ușor de distrus de o sarcină de șoc numit-ki casant. Ele nu sunt potrivite pentru fabricarea unei componente lei, care funcționează în conformitate cu sarcini de șoc. Este numit vâsco-metale sunt, colaps la șoc semnificativ SARCINĂ-tuple și deformare plastică semnificativă.
Testul pentru tenacitatea de metal a fost realizat pe Mecha-accident vascular cerebral numit pendul. Acesta este conținut în Kink de impact etsya (îndoire) a copra probei pendulului și subcontul lucrărilor cheltuite cu privire la distrugerea probei.
Pendulul este ridicat la o anumită înălțime H. Din această înălțime cade liber distruge proba și din nou se ridică la o anumită înălțime h. Munca cheltuit privind distrugerea probei,
A = P (H - h), sau A = P # 953; (Cos # 946; - cos # 945;),
unde F - forța de gravitație (greutate) a pendulului, H;
H - înălțimea pendulului la pinul de ridicare, m;
h - înălțimea de recuperare pendul după accident vascular cerebral, m;
Lungimea pendulului l-, m.
Duritatea metalului este determinată de valoarea tenacității specifice aH, egală cu raportul dintre muncă petrecut la distrugerea probei, la aria secțiunii transversale la locul de distrugere:
unde A - lucrare cheltuită pe distrugere specimen, J;
F - ASW Schad secțiune transversală a eșantionului în punctul de distrugere, m 2.
tester modern pendul de impact are o scară gradată direct în unități de muncă. Dacă ridicați pendulul la o înălțime care nu-H, săgeata va furniza energie la jouli PHB pendul. După distrugerea pendulului probei se ridică la o anumită înălțime h, în acest moment săgeata va furniza energie-Ph pendul după impact. Astfel, duritatea
Rezistența la impact depinde nu numai de tipul de metal, ci și pe temperatura, compoziția chimică, structura și așa mai departe. D. De exemplu, două clase de oțel, cu o structură diferită poate avea valori de duritate complet, diverse-VASTE, dar alt mecanism aproape identic proprietăţile nical.
test de metal pe rezistența la oboseală (dur-Ness). Multe părți de mașini și mecanisme, unele constructive-TION și instrumente în timpul variabilele de funcționare expuse re-sarcini, adică. E. Schimbarea valorii, sau direcția de valoarea și direcția în același timp. Astfel, sub-stres, supusă unor exemplu, părți de carcasă ale navelor mașini (arbori, axe, Sha-ton cotiți).
Ca rezultat al expunerii prelungite la sarcini diferite și puterea redusă a elementului metalic, designul sau instru-ment este distrus. Distrugerea metalului apare adesea atunci când tensiunea de-zheniyah care este semnificativ mai mică decât rezistența la tracțiune, și, uneori, chiar mai puțin decât efortul de curgere.
Capacitatea de metale pentru a rezista la oboseala distruge NIJ-numita rezistență la oboseală (rezistenta). Până în prezent, exponentul ei este oboseala (rezistenta), care este determinată în timpul testului de mașini speciale. Testele efectuate pe alternativ îndoire, întindere, compresiune și torsiune.
Metoda de testare Cel mai des folosit pentru îndoire în timpul rotației (Fig. 4). În acest caz, un capăt al eșantionului este fixat într-un suport și suspendat de sarcină la alta prin rulmenți cu bile. Când Vera-schenii fibră exterioară de testare a eșantionului forțe alternativ de tracțiune și compresiune. La atingerea unui anumit număr de modificări (cicluri), eșantionul este distrus. Numărul de cicluri determinate de fisiunea-instalat pe tejghea mașinii.
Fig. 4. Aranjament pentru testarea unei probe pentru oboseala rezistență clorhidric 1 - mandrina mașinii; 2 - model;
Limita oboseala Metal este tensiunea maximă, de exemplu, în care un eșantion reprezintă încă un număr nelimitat de cicluri Nu-lo fără să se rupă. Limitele de oboseala se referă la:
torsională - # 964; -1.
Între rezistența la oboseală și rezistență la tracțiune există următoarea relație aproximativă:
Rezistența la oboseală este dependentă de valoarea tensiunii alternativ-zheny, piese de stare și a altor suprafețe de factori. Prin urmare,-suflare să ia în considerare atunci când se creează, de exemplu, nave de mare viteză, aeronave super-sonice, nave spațiale, turbine de putere, perioada de probă, Tuva în timpul sarcinilor variabile de operare.
Metalele care lucrează în condiții dificile, sunt testate la temperaturi ridicate și scăzute în condiții de rezistență la coroziune, și așa mai departe. D.
Proprietățile tehnologice caracterizează capacitatea metalelor sucombe prelucrate, al cărui scop este de a conferi anumite metale forme, dimensiuni și proprietăți. Acestea includ: proprietăți de turnare, ductilitate, sudabilitate, călire, prelucrabilitate și alte metale Behavior prelucrate este determinată de probele tehnologice ..
probe de proces sunt utilizate în principal pentru divizarea aptitudinii definite material pentru o anumită metodă Obra-Botko. Cu privire la rezultatele testelor tehnologice determinat în funcție de suprafață cuprinzând Niju după test (fără fisuri, lacrimi, pauze). Următoarele teste tehnologice sunt cele mai frecvente: pe un cot în stare rece și la cald; pe inflexiune și de exprimare; cu privire la proiectul; la conductele de distribuție și compresie; intrinsec-wai.
Proprietățile fizice ale metalelor și aliajelor includ pluta-Ness, temperatura de topire, conductivitate termică, electroconductoare-Ness, dilatarea termică, capacitatea termică specifică și magnetizat (Tabelul 1.).
Proprietăți chimice - capacitatea metalelor și aliajelor este însoțită de mediu expus-tivlyatsya, care se manifestă în diferite forme. Sub influența oxigenului atmosferic și corodează umiditate IU taliu: fier rugina și oțel; bronz acoperit cu strat verde de oxid de cupru; oțel în timpul încălzirii în cuptoarele fără atmosferă protectoare oxidează, de cotitură la scară, dar solubilă în acid sulfuric.
Metale și aliaje sunt rezistente la oxidare la temperaturi ridicate tem-peratura, numita rezistenta la oxidare rezistent la căldură sau. Dintre aceste piese fabricate, cum ar fi supape motor cu ardere internă, și al. Aurul, argintul și oțelul inoxidabil ușor corodeze.