mechanikai tulajdonságok
4. § Mechanikai tulajdonságok
Az a képesség, a fém, hogy ellenálljon a külső erők jellemezve mechanikai tulajdonságait. Ezért, amikor kiválasztják az anyagot a gyártás gépalkatrészek először figyelembe kell venni a mechanikai tulajdonságok: szilárdság, rugalmasság, hajlékonyság, ütésállóság, keménység és szívósság. Ezek a tulajdonságok határozzák meg az eredményeket a mechanikai vizsgálati, amelyben a fém van kitéve a külső erők (terhelések). Külső erők lehet statikus, dinamikus vagy gyűrűs (újra-változók). A töltet egy szilárd stressz és a törzs.
Feszültség - a töltet mennyiségét egységnyi keresztmetszeti területe a vizsgálati minta. Deformáció - változó alakja és mérete egy szilárd testnek, hatása alatt a külső erők. Különböztesse húzó alakváltozás (tömörítés), hajlítás, csavarás nyírási (ábra. 8). Tény, az anyag lehet alávetni egy vagy több típusú deformációt egyidejűleg.
Ábra. 8. típusai alakváltozás:
és - tömörítése, b - nyújtás - torziós g - nyírási, d - hajlító
Ábra. 9. ábra a nyújtás:
és - a feltételes diagramot koordináták P # 8710; l, b - a feltételes diagram stressz és az igazi stressz diagram
Annak megállapításához, a szilárdsága, elaszticitása és alakíthatóság fémek formájában kerek vagy lapos mintákat képez statikus szakítóvizsgálat (GOST 1497-73). Elvégzett vizsgálatokat a nyúlásmérő gépbe. A kapott vizsgálati eredményeket törzs diagram (ábra. 9). Az abszcissza a diagram értékeinek késlelteti a deformáció és a függőleges tengely - a terhelés, amelyet a mintában.
Erő - képes egy anyag a töréssel szembeni ellenálláshoz terhelés alatt mért szakítószilárdság és a folyáshatár. Egy fontos mutatója az erejét az anyag is egy adott erőt - az arány a szakítószilárdsága az anyag sűrűsége. Szakítószilárdság # 963; a (szakítószilárdság) - hagyományos feszültség Pa-ban (N / m 2), amely megfelel a maximális terhelés megsemmisítés előtt a minta: # 963; a = Pmax / F0. ahol Pmax - maximális terhelés, N; F0 - kiindulási minta keresztmetszeti területe a munka része, m 2. True Szakítószilárdság SK - feszültség aránya határozza meg, a szakadási terhelése Pk a minimális keresztmetszeti területe a próbadarab törés után Fk (SK = PK / Fk).
Folyáshatár (fizikai) # 963; m - a legkisebb stressz (MPa), amelynél a minta deformált anélkül, hogy észrevehetően nőtt a terhelés: # 963; m = Fm / F0. ahol Pm - terhelés, amelynél egy áramlási mező, N.
hozam plató alapvetően csak enyhe acél és sárgaréz. Más ötvözetek hozammal plató nem. Az ilyen anyagok, a hozam meghatározása stressz (névleges), amelyben a maradék nyúlása eléri 0,2% -a számított a minta hosszának: # 963; R0,2 = 0,2 / F0.
Rugalmasság - képes egy anyag visszanyeri eredeti alakját és méretét abbahagyása után terhelés Roop értékeli a határ az arányosság # 963, a számítógép és a rugalmassági határ # 963; y.
határérték az arányosság # 963; km - stressz (MPa), amely fölött megtöri a közötti arányosság elektromos feszültség és a deformáció a minta # 963; mi = ROC / F0.
A rugalmassági határ (névleges) # 963; 0,05 - hagyományos stressz MPa, megfelelő terhelés, amelynél az első maradó alakváltozás eléri 0,05% a minta mérőhossz L0: # 963; 0,05 = P0,05 / F0. ahol P0,05 - terhelési határ rugalmassági N.
Plaszticitás. t. e. az anyag azon képességét, hogy olyan új, alakja és mérete hatása alatt a külső erők anélkül, hogy elszakadna, azzal jellemezve, nyúlást és kontrakciós arányt.
Nyúlás (törés után) # 948; - az arány a növekmény (Lc -l0) szelvény a minta hosszának után a rés az eredeti mérőhossz L0. százalékban kifejezve: # 948 = [(Lc -l0) / L0] 100%.
Összehúzódást (törés után) # 966; - az arány a különbség a kezdeti és a minimális területek (F0 -Fk) minta keresztmetszete, miután a szakadás, hogy a kezdeti keresztmetszeti területe F0, százalékban kifejezve: # 966; = [(F0 -Fk) / F0] 100%.
A magasabb értékek megnyúlása és összehúzódása az anyag, annál több képlékeny. A rideg anyagok, ezek az értékek közel nulla. Morzsalékonyság szerkezeti anyag egy negatív tulajdonság.
Szívósság. t. e. a képessége egy anyag ellenállni dinamikus terhelések, úgy definiáljuk, mint az arány a költségek a hajlított minta W munkadarabot (MJ) a terület annak keresztmetszete F (m 2) helyett a bevágás COP = W / F.
A teszt (GOSZT 9454-78) termelnek speciális szabványos mintát, amelynek négyzetes alakú brusochkov rovátkolt. A vizsgálati mintát az inga. A szabadon eső inga kopra üt ki a mintát a szemközti oldalon a nyílásba. Ha ez a munka rögzítették.
Meghatározása szívósság különösen fontos egyes fémmegmunkáló fagypont alatti hőmérsékleten, és hajlamosak a hideg ridegség. Az alsó küszöbértéket a hideg ridegség, azaz. E. A hőmérséklet, amelynél a képlékeny törés az anyag törékennyé válik, és a készlet anyag viszkozitásának, annál nagyobb a szívósság az anyag. Hideg törékenység - csökkentése szívósság alacsony hőmérsékleten.
Ciklikus erő - a képesség, hogy elnyelje az energiát, amikor az anyag terhelés povtornoperemennyh. Anyagok nagy viszkozitású ciklusos gyorsan eloltani a rezgéseket, amelyek gyakran az oka a korai kudarc. Például, öntöttvas, amely kiváló ciklus viszkozitású, bizonyos esetekben (a pályák és egyéb testrészeit) sokkal értékesebb, mint anyag szénacél.
Keménység az a képesség, az anyag ellenállni a penetráció a többi, több merev test. Nagy keménység kell egy forgácsoló gépek: vágó, fúró, vágó, poverhnostnouprochnennye részleteket. Fém Keménység definiált módszerek Brinell, Vickers és Rockwell (ábra. 10).
Brinell módszer (GOSZT 9012-59) azon a tényen alapul, hogy a sík fém felületén van nyomva állandó terhelés alatt edzett acélgolyóval. A átmérője a labdát, és a terhelés értéke függően beállítja a keménysége és vastagsága a vizsgált fém. Brinell keménységmérő, hogy meghatározza a TS (golyós keménység). A vizsgálatot az alábbiak szerint végezzük. A tárgy felületén, melynek keménysége kell mérni, egy fájl vagy csiszolókorong díszítve 3-5 cm pad méretet 2. A mintadarabot üzembe az asztalra, és a készülék emeljük fel a kapcsolatot az acélgolyó rögzített orsó egység. A terhelés csökken, és tolja a labdát a vizsgált mintában. lenyomata van kialakítva a fém felületén. Minél nagyobb a lábnyom, a lágyabb fém.
Mivel az intézkedés a keménysége HB veszi a terhelését felületének a bemélyedés átmérője d és t mélység, ami úgy alakul ki a nyomóerővel P labda átmérője D (lásd. Ábra. 10a).
Ábra. 10. meghatározása módszerek Brinell keménysége a fém (a) és a Rockwell (b) és Vickers (c)
Numerikus keménységi értéket a következőképpen határozzuk meg: átmérője benyomódási mértük optikai nagyító (végzett), és a kapott értékek a mellékelt táblázatban a GOST megfelelő keménységi számot.
Brinell eljárás előnye abban rejlik, hogy az egyszerűség és pontosságát a vizsgálati eredmények. Módszer nem alkalmas mérésére Brinell keménysége HB anyagok> 450, mint például keményített acél, mint a mérése a labda deformált és torz mérés.
A teszteléshez a szilárd anyagot használt Rockwell módszerrel (GOST 9013-59). A mintát préseljük egy gyémánt kúp csúcsszöge 120 ° vagy keményített acélgolyó átmérője 1,59 mm. Rockwell keménység egységekben mérjük. Hagyományos keménységi értéke az egység megfelel a tengelyirányú elmozdulását a hegyét, hogy 0,002 mm. A vizsgálatot a TC egységet. A keménységi értéket határozza meg a benyomódási mélységet H és megszámoltuk a mutatós felszereljük a készülékre. Minden esetben, az előterhelést P0 egyenlő 100 N.
Amikor a vizsgált fémek nagy keménység használják gyémánt kúp és a teljes terhelést P = P0 + P1 = 1500 N. A keménység megszámoltuk skálán „C” és a jelölt HRC.
Ha a vizsgálatot vett acélgolyót, és a teljes terhelés 1000 N, a keménységet mérjük skálán „B”, és jelöljük HRB.
Ha vizsgálatot nagyon kemény, vagy vékony termékek felhasználásával gyémánt kúp és a teljes terhelés a 600 N. A keménységet mérjük skálán „A” és jelöli a HRA. Példa azonosító Rockwell keménység: HRC 50-50 keménységi skála „C”.
Amikor meghatározó eljárást Vickers-keménység (GOSZT 2999-75), mint a csúcs préseljük az anyagot egy gyémánt négyszögletes gúla csúcsszöge 136 °. A tesztek alkalmazni terhelés 50 és 1000 N (rövid szénláncú terhelési értékek keménysége finom szilárd termékek és a keményített felületi rétegek fémből). Numerikus keménységi értéket a következőképpen határozzuk meg: mérni a hosszát a két átlója a behúzás eltávolítása után a terhelés és mikroszkóppal, és a kapott értékek számtani középértékét a hossza a diagonális megtalálható a táblázatban megegyezik a keménység szám. Példa azonosítási Vickers-keménység - HV 500.
Ahhoz, hogy értékelje a keménysége fémek kis mennyiségben, például fém szemcsék vagy felhasznált szerkezeti elemek meghatározására szolgáló eljárás a Mikrokeménység. Tip (behatoló) eszköz egy gyémánt négyszögletes gúla (egy csúcsszöge 136 °, ugyanaz, mint a piramis szerint vizsgálva Vickers). A terhelés a behatoló és a kis mennyiségű 0,05-5 óra, és a nyomtatási mérete 5-30 mikron. A vizsgálatot egy optikai mikroszkóppal PMT-3 felszerelt betöltő mechanizmusa. Mikrokeménység értékeli leghosszabb átló nyomtatásban.
A fáradtság a folyamat progresszív károsodást felhalmozási anyag újbóli váltakozó feszültséggel, ami a repedések és törések. fém fáradtság miatt a feszültségek koncentrálódtak egyes kötetek, amelyek a nem-fémes zárványok, gázbuborékok, különböző helyi hibák, és így tovább. d. Ez jellemző fáradásos törése, kapott törést követően a minta ismételt terhelés (ábra. 11), és amely két különböző megjelenés részei. Az egyik része 1 sima törés (megcsípett) felületén van kialakítva, mivel a súrlódó felületek a repedések eredő hatására újra változó terhelés, a másik része 2 granulált törés idején tény, hogy a minta. Fárasztóvizsgálat végeznek speciális gépekkel. A leggyakoribb gép újra hajlító AC forgó minta, fix egyik vagy mindkét végén, valamint gépek szakítóvizsgálatokat - tömörítés és újra Váltakozó Twist. A vizsgálatokat határozza meg a kitartás határát jellemző fáradtság ellenállás.
Ábra. 11. fáradásos törése
Endurance - olyan anyagi tulajdonság, hogy ellenálljon a fáradtságot. fáradási határt - a maximális feszültséget fenntartani hiba nélkül fém előre meghatározott számú ciklusban. Között a tartóssági limit és szakítószilárdsága van egy közelítő összefüggés: # 963; -1 ≈0,43 # 963; a; # 963; -1H ≈0,36 # 963; c. ahol # 963; -1, és a # 963; -1 H - rendre a határait állóképességét hajlító és húzó-nyomó.
Keress tudásukat. Válaszolj a kérdésekre, és kap fizetett érte!