Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Методи за изпитване на метали и сплави




За определяне на механичните свойства на сложни метални образци от материала за изпитване се подлагат на статични и динамични изпитвания.

Статични изпитвания се наричат, при които се прилага, за да се увеличи натоварването на примерни бавно и плавно.

4.2.1. За статични изпитвания включват опън, натиск, усукване, огъване и твърдост. В резултат на статични изпитвания напрежение, които се провеждат на машината за изпитване на опън, якост се графиката (фигура 4.6) и конвенционална стрес схема (фиг. 4.6 б) пластични метал.

Фиг. 4.6. Промяна на деформацията в зависимост от напрежението: А - удължение диаграма пластмасов материал; б - диаграма на конвенционален стрес пластмасов материал

Графиката показва, че без значение колко малко е било приложено напрежение, той причинява деформация, а първоначалната деформация винаги са издръжливи и тяхната величина е в пряка зависимост от напрежението. От кривата е показано на диаграмата (фиг. 4.6), еластичната деформация се характеризира с линията ОА и продължаване.

Над точка Счупена пропорционалност между стрес и напрежение. Напрежението е не само еластична но и пластична деформация.

Представени на фиг. 4.6 Връзката между прилага външно напрежение и индуцирана тях относителна деформация характеризира механичните свойства на метали:

(. Фигура 4.6a) - Наклонът на правата линия, OA показва метал или скованост характеристика на товара прилага отвън променя interatomic разстоянията, на първо приближение характеризира interatomic сили на привличане; прав ъгъл наклон допирателна ОА е пропорционална на модула на еластичност (Е), която е числено равно на частното от разделяне на напрежението на относителната еластичната деформация (Е = S / е);

- (. Фигура 4.6b) Стрес и мили, което се нарича граница на пропорционалност съответства на момента на възникване на пластична деформация. Колкото по-точен метод за измерване на напрежението, толкова по-ниска е точка А;

- Упражняване на стреса и (Фигура 4.1b.), Който се нарича границата на еластичност, и в която пластичното деформиране достигне предварително определена ниска стойност, определена условия. Често се използва постоянна стойност деформация 0.001; 0.005; 0.02 и 0.05%. Подходящи еластични граници обозначени и 0005, S 0,02 и т.н. Границата на еластичност - важна характеристика на пружинни материали, използвани за еластични елементи на устройства и машини;

- Напрежение на 0.2 S, който се нарича условни predelomtekuchesti и който съответства на пластично деформиране на 0.2%. Физическа провлачване Т се определя от графиката разтягане когато има площ на потока. Въпреки това, когато се тестват силата на опън на повечето сплави тампон диаграми са избрали 0.2% пластична деформация добре характеризира прехода от еластичен на пластична деформация, и е 0,2 Easy напрежение определи чрез тестване дали има или не е алгоритъм за детска площадка разтягане. Допустимото напрежение, което се използва в изчисленията се избира обикновено по-малко от 1,5 и 0,2 пъти;



- S на максимално напрежение, наречен временно съпротивление, характеризира максималната товароподемност на материала, неговото съдържание, предишни фрактури се определя по формулата

F S = макс / F о

Допустимото напрежение, което се използва при изчисляването е избран за по-малко от 2.4 и пъти.

Пластичността на материала се характеризира с удължение г и относителната свиване на Y:

г = [(л а - л за) / л о] * 100,

Y = [(F един - F а) / F о] * 100

където л о и F о - първоначална дължина и площ на напречното сечение на образеца;

л до - крайната дължина на пробата;

F к - площта на напречното сечение на почивката.

4.2.2. Твърдост - Способността на материали, за да устои на пластмаса или еластична деформация, когато го въвежда в твърдо тяло, наречено Indenter.

Има различни методи за определяне на твърдост.

твърдост по Бринел се определя като съотношението на товара, когато стомана в идентификационния тест материал на повърхността на получения сферична вдлъбнатина (фиг. 4.7a).

HB = 2P / PD [D - Н 2 - г 2]

където P - на натоварване, KGF;

D - диаметър на топка, mm;

Д - диаметър на отвора, мм

Фиг. 4.7. Схема за изпитване на твърдост: една - Бринел; б - Rockwell; в - Vickers

твърдост по Rockwell се определя от дълбочината на проникване на материала за изпитване с ъгъл на диамант конус при върха 120 или втвърдени диаметър топка 1588 mm (фиг. 4.7.b).

Конусът или топката натиснат два последователни товари:

- Pre-P о п = 10;

- Обща P = P O + P 1, където P 1 - основният товар.

Твърдост е определен в единици:

- Везни за A и C HR = 100 - (Н - Н о) / 0002

- Скалата за HR = 130 - (Н - Н о) / 0002

За определяне на твърдостта на диаманта конус се използва с товар от 60 N (HRA), диамантен конус с товар от 150 N (HRC) или стомана с диаметър топка от 1588 мм (HRB).

твърдост по Викерс се измерва за подробностите и малка дебелина на тънки повърхностни слоеве, получени чрез химически и топлинна обработка.

Тази твърдост се определя като съотношението на товара по време на идентификационния тест материал в диамант четиристранна пирамида с ъгъл между лицата на 136 до повърхността на получената пирамида вдлъбнатина (фиг 4.7.v.):

HV = 2P * грях а / 2 / г 2 = 1854 P / г 2,

където P - на натоварване, KGF;

а = около 136 - на ъгъла между лицата;

г - средно аритметично от дължините на двата диагонала, мм.

ВН стойности са известни г в съответствие с формула или изчислителни таблици в съответствие с ГОСТ 2999-75 на.

Микротвърдост, поради структурната хетерогенност на метала, използван за измерване на малки площи проба. Когато тази пирамида е натиснат при определяне на твърдост по Викерс при натоварване R = H 5-500, и средноаритметичната стойност на дължините на двата диагонала (г) се измерва в микрони. За измерване на микротвърдостта използва металографски микроскоп.

4.2.3. Разрушаване материал характеризира издръжливост при динамични натоварвания. Нейният определя (ГОСТ 9454-78) като натиск фрактура на призматични екземпляри с (нарязани) в средата с един удар на махалото: COP = K / S о (K - работата на унищожаване; S о - напречното сечение на образеца в (Фигура 4.8.) поставете главината).

Фиг. 4.8. изпити за издръжливост

Силата на въздействие (MJ / m 2) посочва KCU, KCV и БСК. COP Писмата показват здравината на символ, буквите U, V, T - тип на главина: U-образен разрез с радиус R п = 1 mm, V-тип с N R = 0.25 mm; T - умора пукнатина създаден в основата на вдлъбнатината; KCU - основният критерий за издръжливост; KCV и БСК се използва в специални случаи.

Работата изразходват за унищожаване на пробата, се дава от

А н P * L = 1 (COS б - защото а),

където P - масата на махалото, кг;

L 1 - разстоянието от оста на махалото на центъра на тежестта;

б - ъгъл след удара;

а - ъгъл на удара

4.2.4. Циклично трайност производителност характеризират материал при повтарящи се цикли на стрес. Стресът цикъл - набор от промени в напрежението между двата гранични стойности на S макс и S мин за период T (Фигура 4.9.).

Фиг. 4.9. Синусоидален напрежение цикъл промяна

Разграничаване симетрични цикли (R = -1) и асиметричен (R варира в широки граници). Различни видове цикли характеризират с различни режими на машинни части.

Процесът на постепенно натрупване на повреди в материала под действието на циклични натоварвания, което води до промяна в неговите качества, напукване и разрушаване на тяхното развитие, наречена умора, и имота, за да устои на умора - издръжливост (ГОСТ 23207-78).

В умората на машини единици засегне редица фактори (фиг. 4.10).

Фиг. 4.10. Фактори, влияещи върху якостта на умора

Унищожаване на умора в сравнение с унищожаването на статичното натоварване има редица функции:

- Той се провежда при напрежения по-ниски от статичното натоварване, по-ниска граница на провлачване или максимална якост;

- Липса започва на повърхността (или близо) е локално, в области на концентрация на напреженията (щам). Местно концентрация на напрежение създава повреди повърхността поради циклично натоварване или разфасовки под формата на следи от обработка, въздействие върху околната среда;

- Унищожаването се извършва на няколко етапа, които характеризират процесите на натрупване на повреди в материала, образуването на пукнатини от умора, постепенното развитие и сливане на някои от тях в един от основните пукнатината и бързо окончателното унищожаване;

- Унищожаването на структурата има характерен капризи, което отразява последователността на процесите на умора. Пробивът се състои от унищожаването на огнището (на мястото на образуване на микропукнатини), и две зони - (. Фиг 4.11) умората и доломит.

Фиг. 4.11. Шофиране фрактура умора фрактура: 1 - пукнатина на зародиши център; 2 - умора зона; 3 - doloma зона

4.3. Здравината на конструкцията на метали и сплави

Структурна здравина метали и сплави, - набор на якостните свойства, които са в най-голяма корелация с характеристиките за обслужване на продукта.

Съпротивлението на материал за крехко разрушаване е най-важната характеристика, която определя надеждността на конструкцията.

Преходът към крехко разрушаване се дължи на редица фактори:

- Естеството на сплавта (тип решетка, химичен състав, размер на частиците, замърсяването сплав);

- Design функция (наличието на стрес концентратори);

- Условия за експлоатация (температурен режим, наличието на натоварването на метала).

Има няколко критерия за оценка на здравината на конструкцията на метали и сплави:

- Критерии за определяне на надеждността на метала срещу внезапното унищожение (критична температура крехкост, издръжливост, работа, абсорбира в разпространението на пукнатини; способност за оцеляване при циклично натоварване);

- Критерии за определяне на издръжливостта на материала (якост на умора, издръжливост на контакт, износоустойчивост, устойчивост на корозия).

като параметрите, използвани за оценка на надеждността на материала: 1) сила KCV въздействие и БСК; 2) праг на температура на крехкост при ниски температури Т 50. Въпреки това, тези параметри само качествено неподходящи за изчисление сила.

параметър KCV да провери годността на материала за съдове под налягане, тръбопроводи и други конструкции с висока надеждност.

Параметър БСК, определена на екземпляри от умора пукнатини в основата на прореза са по-показателно. Той описва работата на пукнатина в отражението огъване и оценява способността на материала да инхибира започна разрушаването. Ако материалът е БСК = 0, това означава, че процесът се извършва без да се разрушава неговите експлоатационни разходи. Този материал е крехък, оперативно ненадеждни. Обратно, по-голяма параметъра БСК, определена работна температура, по-висока надеждност на материала в условия. БСК се вземат предвид при избора на материал за конструкции особено критични приложения (самолет, турбинни ротори, и така нататък. Н.).

праг студена крехкост характеризира ефекта на понижаване на температурата в склонността на материала на крехко разрушаване. Тя се определя от резултатите от изпитване на удар, проби с прорез в намаляване на температурата.

В прехода от сферографитен фрактура на крехко разрушаване посочи промени в структурата и драматично намаляване на издръжливост (ris.4.12), наблюдавани при температура интервал (т а - т х) (вискозни гранични стойности на температурата и крехко разрушаване).

Фиг. 4.12. Влияние на температурата върху процента на фрактура тест срязване (B) и устойчивост на удар KCV материал, БСК

Структурата на почивката варира от влакнеста подложка по време на сферографитен фрактура (т> т в) до кристални брилянтен в крехко разрушаване (т <т х). Означаваме праг крехкост температурен интервал (т а - т н), или температура от 50 тона, като почивка в пробата има 50% от компонента на фибри и големината наполовина FTC.

Годността на материала за дадена температура, температурата се съди от запаса на вискозитет, равен на разликата между температурата на операционната и Т 50. В същото време, по-ниска е температурата на прехода на чуплива състояние по отношение на работната температура, по-висока температура и вискозитета на запаса горе гаранция срещу крехко разрушаване.

4.4. Начини за подобряване на здравината на метали

За да се разграничи техническата и теоретичната сила. Технически сила се определи стойността на имота: границата на еластичност 0,05); провлачване 0,2); якост на опън (и в); модул на еластичност (Е); граница на издръжливост R).

Под теоретична силата разбере съпротивлението на деформация и унищожение, което би трябвало да има материал, съгласно физични изчисления, като се отчита силата на interatomic взаимодействието и предположението, че двата реда атоми едновременно изместени един спрямо друг под въздействието на срязване стрес.

Въз основа на кристалната структура и interatomic сили могат да бъдат оценени за определяне на теоретично съдържание на метала се използва следната формула:

т теор »G / 2p,

където G - на срязване модула.

Теоретичната стойност на якост, изчислена по формулата в 100 - 1000 пъти по-технически състав. Това се дължи на дефекти в кристалната структура, и най-вече наличието на размествания. метална сила не е линейна функция на плътността на дислокация (фиг. 4.13).

Фиг. 4.13. Схема устойчивост на деформация в зависимост от плътността и други дефекти в метали 1 - теоретично съдържание; 2-4 - технически състав на (2 - мустаци; 3 - чисти неармирани метали; 4 -splavy, закалени от легиране, закаляване, топлинна или термомеханично лечение)

Както се вижда на фигура 4.13, минималното съдържание се определя от определена критична плътност на изкълчвания и приблизително 10 6-10, 8 cm -2. Тази стойност се отнася до темперирани метали. Стойността на S 0,2 темперирани метал е 10 -5 - 10 -4 G. Ако> 12 октомври - 13 октомври см -2, пукнатината може да се образува в този случай.

Ако плътността на дислокация (брой дефекти) е по-малък от (ris.4.13), съпротивлението на деформация рязко се увеличава, а силата е бързо наближава теоретичното.

Повишена устойчивост се постига чрез:

- Създаването на метали и сплави със структура, без дефекти, т.е. получаване на мустака ( "мустаци");

- Увеличаване на плътността на дефекти, включително размествания и структурните бариери, които пречат на движението на дислокациите;

- Създаването на композитни материали.

4.5. Ефект на отопление на структурата и свойствата на деформиран метал (рекристализация)

Пластмасови деформация (фиг. 4.14) води до нестабилно състояние на материала поради повишената вътрешната енергия (стрес). Деформацията на метал, последвано от неговото втвърдяване, или така наречената втвърдяване. Спонтанните събития трябва да се случват, връщане на метала към по-стабилна структурна състояние.

Фиг. 4.14. Ефект на отопление на механичните свойства и структура на студено работи метал

За спонтанни процеси, които водят пластично деформирани метал за по-стабилно състояние, включва отстраняването на нарушаването на кристална решетка, другите интрагрануларни процеси и образуването на нови храни. За да премахнете напрежения решетка не се нуждаят от високи температури, както това се случва леко движение на атомите. Дори малка отопление (желязо 300 -400 ° C) отнема изкривяването решетка, и тя намалява плътността на дислокация в резултат на взаимното им унищожаване, сливане единици, намаляване на стреса, намаляване на броя на свободните работни места и т.н.

Коригиране изкривена решетка щам в процеса на нагряване на метала се нарича връщане или почивка. Така твърдост на метала се намалява с 20-30% в сравнение с изходното ниво и пластичност увеличава.

Наред с връщането на 0.25 - 0.3 MP се случва полигонизацията (събиране на размествания в стената) и формира клетъчна структура.

Един от начините за облекчаване на вътрешни напрежения по време на деформация материал е рекристализация. Рекристализация т.е. образуването на нови зърна се случва при по-високи температури, отколкото връщането може да започне най-осезаемо скорост, когато се нагряват над определена температура. Колкото по-висока чистота на метала, долната рекристализация температура. Между топене и прекристализация температури съществува връзка:

Реки T = A * T м,

Когато - коефициент в зависимост от чистотата на метала.

За търговски чисти метали, а = 0.3 - 0.4 за сплави с = 0,8.

температура рекристализация има важно практическо значение. За възстановяване на структурата и свойствата на студено закалена метал (например, продължи обработката на натиск, ако е необходимо, чрез търкаляне, протяжни, рисуване и т.н.), то трябва да се нагрява над температурата на рекристализация. Тази обработка се нарича прекристализация отгряване.

процеса на рекристализация може да се раздели на два етапа:

- Или рекристализация на първично пречистване рекристализация, когато продълговата пластмасова деформация вследствие на малки зърна стават закръглени произволно ориентирани зърно;

- Средно рекристализация или състоящи се от растеж зърно и тече при по-висока температура.

Основно кристализация е образуването на нови храни. Тази глоба зърна обикновено срещащи се в интерфейсите на големи деформирани зърна. Въпреки че процесът на отоплителни и отстраняване процеси случи интрагрануларни дефекти (отзад, почивка), но те обикновено не са напълно приключи, от друга страна, новообразуваните зърната вече без дефекти.

В края на първия етап прекристализация структура може да се получи, състояща се от много малки зърна, имащи размер в диаметър няколко микрона. Но в този момент идва един вторичен процес на кристализация, състояща се в отглеждането на царевица.

Има три коренно различен механизъм на растеж на зърно:

- Ембриони, който се състои в това, след като рекристализация първични зародишни центрове на нови кристали, техния растеж води до образуването на нови храни, но те са по-малки от зърната на първоначалното състояние и следователно прекристализация зърна след завършване на процеса ще бъде по-голям от средния;

- Миграция, която се състои в преместване границите на зърното и увеличаване на техния размер. Голям зърно нарасне с "яде" малък;

- Сливането на зърното, което се състои в постепенното "разпадането" на границите на зърното и се сливат с много малки зърна в един голям. Това формира разнообразни конструкция с ниски механични свойства.

Изпълнение на един от основните механизми на растеж зависи от:

- Температурата. При ниски температури, растежът се дължи на сливането на зърна, високи - в резултат на миграцията на зърно граници;

- От първоначалното състояние (степен на деформация). На по-ниска степен на деформация (3-8%), първичната рекристализация е трудно, и растежа на зърно е в резултат на сливането на зърното. В края на процеса произвежда гигантски зърна. Когато голяма степен на деформация (над 10%) сливането на зърна трудни, и растеж се дължи на миграцията на границите на зърното. Малки зърна се образуват. Така се получава след отгряване равновесие структура, механичните свойства са променени, отстранява метал втвърдяване, еластичността се увеличава.





; Дата: 06.01.2014; ; Прегледи: 827; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото попълнение
Page генерирана за: 0.033 сек.