 |
Способы определения свойств металлов
|
|
|
|
В заводских условиях наиболее распространенными являются следующие способы определения свойств металлов: проверка химического состава, металлографические исследования, определение механических свойств, технологические пробы.
Из перечисленных способов определения свойств металлов только испытания на твердость и технологические пробы производятся непосредственно в цехах. Остальные виды механических испытаний, а также определение химического состава и металлографическое исследование внутреннего строения (структуры) металла производятся в заводских лабораториях. Для этого в цехах в соответствии с действующими инструкциями отбирают образцы и направляют их в соответствующие лаборатории.
Результаты испытания или анализа лаборатория передает в виде специального протокола.
Химический состав металлов, кроме методов лабораторного анализа, исследуется также с помощью спектрального анализа, основанного на том, что металлы, раскаленные до состояния газа или пара, дают характерную по цвету линию спектра для каждого содержащегося в них элемента.
В технике широко применяются различные методы неразрушающего контроля, такие как магнитный, ультразвуковой, радиационный, электрический и ряд других, позволяющих выявлять трещины и внутренние дефекты металлов без нарушения целостности деталей (о них более подробно будет рассказано в разделе3.6.
Оглавление
Определение механических свойств
Механическими свойствами называется совокупность свойств, определяющих сопротивление металлов воздействию механических усилий, которые могут прилагаться к изделию различными способами. Знание механических свойств позволяет оценивать поведение металла под воздействием внешних нагрузок при работе конструкций и деталей машин в эксплуатации и при обработке деталей давлением или резанием.
|
|
|
В зависимости от способа приложения нагрузки, механические испытания делятся на три следующих вида:
1. Статические испытания - нагрузка на образец остается постоянной в течение длительного промежутка времени или постепенно увеличивается в процессе испытания. Наиболее распространенным из таких методов является испытание на растяжение. Применяются также испытания на изгиб, сжатие, кручение и срез.
Динамические испытания - нагрузка на образец возрастает мгновенно и действует в течение незначительного промежутка времени, т. е. носит характер удара. Наиболее распространенным является испытание на ударную вязкость.
3. Испытания при повторно-знакопеременных нагрузках на выносливость, позволяющие оценить способность металла выдерживать много раз повторяющиеся и меняющиеся по направлению нагрузки без возникновения трещин усталости.
Испытание на растяжение
При испытании на растяжение из проверяемого материала получают образцы определенной формы и размеров (рис.3.16, а). Затем образец закрепляют в зажимах специальной разрывной машины и подвергают растяжению при плавно возрастающей нагрузке до момента разрыва образца (рис. 3.16,б).
Рис.3.16. Круглый образец для испытания на растяжение:
а – до испытания; б – после испытания
Действие сил, приложенных к образцу во время растяжения, оценивается напряжениями, т. е. силами в килограммах, приходящимися на единицу площади поперечного сечения образца в квадратных миллиметрах. Напряжения обозначаются греческой буквой s.
В процессе растяжения образца определяются следующие характеристики прочности:
1. Предел пропорциональности sпц, т. е наибольшее напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между удлинением и растягивающим напряжением.
|
|
|
2. Предел текучести (физический) sТ, представляющий собой наименьшее напряжение, при котором образец продолжает удлиняться без заметного увеличения нагрузки, а, следовательно, и напряжения.
3. Условный предел текучести s0,2, т. е. напряжение, при котором образец получает остаточное удлинение, равное 0,2% первоначальной расчетной длины.
4. Временное сопротивление (или предел прочности при
растяжении) sвр, т. е. напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.
Характеристиками пластичности при растяжении являются:
1. Относительное удлинение d, определяемое в процентах;
2. Относительное сужение y площади поперечного сечения, определяемое в процентах.
Таблица 3.12
Механические свойства металлов и сплавов
| Металл или сплав | Предел упругости, кГ/мм2 | Предел прочности при растяжении, кГ/мм2 | Относи- тельное удлинение | Относительное уменьшение площади поперечного сечения, % |
| Малоуглеродистая сталь | ||||
| Алюминий | - | |||
| Медь | - | |||
| Хромоникелевая сталь: незакаленная закаленная |
|
|
|
