Proprietățile mecanice ale metalelor. Caracteristici generale ale proprietăților mecanice Proprietăți mecanice care

Principalele proprietăți mecanice includ rezistența, ductilitatea, duritatea, rezistența la impact și elasticitatea. Majoritatea indicatorilor proprietăților mecanice sunt determinați experimental prin întinderea probelor standard pe mașini de testare.

Putere- capacitatea unui metal de a rezista distrugerii sub acțiunea forțelor externe asupra acestuia.

Plastic- capacitatea unui metal de a-și schimba ireversibil forma și dimensiunea sub influența forțelor externe și interne, fără distrugere.

Duritate- capacitatea unui metal de a rezista la introducerea unui corp mai solid în el. Duritatea este determinată folosind testere de duritate prin introducerea unei bile de oțel întărit în metal (pe un dispozitiv Brinell) sau prin introducerea unei piramide de diamant într-o suprafață de probă bine pregătită (pe un dispozitiv Rockwell). Cu cât dimensiunea de imprimare este mai mică, cu atât duritatea metalului testat este mai mare. De exemplu, oțelul carbon înainte de călire are o duritate de 100. . . 150 HB (conform lui Brinell), iar după întărire - 500. . . 600 HB.

puterea impactului- capacitatea metalului de a rezista la actiunea sarcinilor de soc. Această valoare, notată KS(J / cm 2 sau kgf m / cm), determinat de raportul de lucru mecanic DAR, cheltuită pentru distrugerea probei în timpul îndoirii la impact, până la zona secțiunii transversale a probei .

Elasticitate- capacitatea unui metal de a-și restabili forma și volumul după încetarea forțelor externe. Această valoare este caracterizată de modulul de elasticitate E(MPa sau kgf / mm 2), care este egal cu raportul de tensiuni a to deformarea elastică cauzată de aceasta. Otelurile si aliajele pentru fabricarea arcurilor si arcuri trebuie sa aiba o elasticitate mare.

Proprietățile mecanice ale metalelor

Sub proprietățile mecanice înțelegeți caracteristicile care determină comportamentul metalului (sau a altui material) sub acțiunea forțelor mecanice externe aplicate. Proprietățile mecanice includ de obicei rezistența unui metal (aliaj) la deformare (rezistență) și rezistența la rupere (plasticitate, tenacitate și capacitatea metalului de a nu se prăbuși în prezența fisurilor).

În urma încercărilor mecanice se obțin valori numerice ale proprietăților mecanice, adică valori ale tensiunii sau deformațiilor la care apar modificări ale stărilor fizice și mecanice ale materialului.

Evaluarea proprietății

La evaluarea proprietăților mecanice ale materialelor metalice, se disting mai multe grupuri de criterii ale acestora.

  1. Criterii determinate indiferent de caracteristicile de design și natura produselor de serviciu. Aceste criterii sunt găsite prin testarea standard a epruvetelor netede pentru întindere, compresiune, încovoiere, duritate (încercări statice) sau îndoire la impact a epruvetelor crestate (încercări dinamice).
  2. Rezistența și proprietățile plastice determinate în timpul testelor statice pe probe netede, deși sunt importante (sunt incluse în formulele de calcul), în multe cazuri nu caracterizează rezistența acestor materiale în condiții reale de funcționare a pieselor și structurilor mașinii. Ele pot fi utilizate numai pentru un număr limitat de produse de formă simplă care funcționează în condiții de încărcare statică la temperaturi apropiate de normal.
  3. Criterii de evaluare a rezistenței structurale a materialului, care sunt în cea mai mare corelație cu proprietățile de serviciu ale acestui produs și caracterizează performanța materialului în condiții de funcționare.

Rezistența structurală a metalelor

Criteriile de rezistență structurală pentru materialele metalice pot fi împărțite în două grupe:

  • criterii care determină fiabilitatea materialelor metalice împotriva defecțiunilor bruște (rezistență la fractură, lucru absorbit în timpul propagării fisurilor, supraviețuire etc.). Aceste tehnici, care folosesc principiile de bază ale mecanicii ruperii, se bazează pe încercări statice sau dinamice ale probelor cu fisuri ascuțite care apar în piesele și structurile reale ale mașinii în condiții de funcționare (tăieri, găuri traversante, incluziuni nemetalice, microgoluri etc. ). Fisurile și microdiscontinuitățile modifică foarte mult comportamentul metalului sub sarcină, ele fiind concentratoare de tensiuni;
  • criterii care determină durabilitatea produselor (rezistența la oboseală, rezistența la uzură, rezistența la coroziune etc.).

Criterii de evaluare

Criterii de evaluare a rezistenței structurii în ansamblu (rezistența structurală), determinate în timpul testelor pe banc, la scară completă și operaționale. În timpul acestor teste, este relevată influența asupra rezistenței și durabilității structurii unor factori precum distribuția și magnitudinea tensiunilor reziduale, defectele în tehnologia de fabricație și proiectarea produselor metalice etc.

Pentru a rezolva problemele practice ale metalurgiei, este necesar să se determine atât proprietățile mecanice standard, cât și criteriile de rezistență structurală.

Criterii de selecție a materialelor

Proprietăți- aceasta este o caracteristică cantitativă sau calitativă a unui material care determină comunitatea sau diferența acestuia cu alte materiale.
Există trei grupe principale de proprietăți: operaționale, tehnologice și de cost, care stau la baza alegerii materialului și determină fezabilitatea tehnică și economică a utilizării acestuia. Proprietățile de performanță sunt primordiale.
operațională numiți proprietățile materialului care determină performanța pieselor de mașini, dispozitivelor și sculelor, puterea, viteza, costul acestora și alți indicatori tehnici și operaționali.
Performanța marii majorități a pieselor și produselor de mașini oferă un nivel de proprietăți mecanice care caracterizează comportamentul materialului sub acțiunea unei sarcini externe. Deoarece condițiile de încărcare ale pieselor mașinii sunt diverse, proprietățile mecanice includ un grup mare de indicatori.
În funcție de schimbarea în timp, sarcina este împărțită în statică și dinamică. Încărcarea statică este caracterizată printr-o rată scăzută de modificare a mărimii sale, iar sarcinile dinamice se modifică în timp la rate mari, de exemplu, în timpul încărcării cu șoc. În plus, sarcinile sunt împărțite în tracțiune, compresiune, încovoiere, răsucire și forfecare. Modificarea sarcinii poate fi de natură periodic recurentă, drept urmare sunt numite repetitiv variabile sau ciclice. În condițiile de funcționare ale mașinilor, impactul sarcinilor enumerate se poate manifesta în diverse combinații.
Sub influența sarcinilor externe, precum și a transformărilor structurale de fază, în materialul structurilor apar forțe interne, care pot fi exprimate prin sarcini externe. Se numesc forțele interne pe unitatea de suprafață a secțiunii transversale a corpului stresuri. Introducerea conceptului de tensiuni face posibilă efectuarea de calcule privind rezistența structurilor și a elementelor acestora.
În cel mai simplu caz al tensiunii axiale a unei tije cilindrice, solicitarea σ este definit ca raportul dintre forța de tracțiune P și aria secțiunii transversale inițiale Fo, adică.

σ = P/Fo

Acțiunea forțelor externe duce la deformarea corpului, adică. pentru a-și schimba dimensiunea și forma. Deformația care dispare după descărcare se numește elastică, iar deformația care rămâne în corp se numește plastică (reziduală).
Performanța unui grup separat de piese de mașină depinde nu numai de proprietățile mecanice, ci și de rezistența la acțiunea unui mediu de lucru activ din punct de vedere chimic, dacă un astfel de efect devine semnificativ, atunci proprietățile fizice și chimice ale materialului devin decisive. - rezistenta la caldura si rezistenta la coroziune.
Rezistență la căldură caracterizează capacitatea unui material de a rezista coroziunii chimice într-o atmosferă de gaze uscate la temperatură ridicată. În metale, încălzirea este însoțită de formarea unui strat de oxid (zgur) la suprafață.
Rezistență la coroziune- aceasta este capacitatea unui metal de a rezista coroziunii electrochimice, care se dezvoltă în prezența unui mediu lichid pe suprafața metalului și a neomogenității sale electrochimice.
Pentru unele piese de mașini sunt importante proprietățile fizice care caracterizează comportamentul materialelor în câmpuri magnetice, electrice și termice, precum și sub influența fluxurilor mari de energie sau radiațiilor. Ele sunt de obicei împărțite în magnetice, electrice, termofizice și radiații.
Capacitatea unui material de a fi supus diferitelor metode de prelucrare la cald și la rece este determinată de proprietăți tehnologice. Acestea includ proprietățile de turnare, deformabilitatea, sudarea și prelucrabilitatea cu o unealtă de tăiere. Proprietățile tehnologice fac posibilă efectuarea prelucrărilor de schimbare a formei și obținerea de semifabricate și piese de mașină.
Ultimul grup de proprietăți de bază include costul materialului, care evaluează economia utilizării acestuia. Indicatorul său cantitativ este - prețul cu ridicata - costul pe unitate de masă a materialelor sub formă de lingouri, profile, pulbere, bucăți și semifabricate sudate, conform căruia producătorul își vinde produsele întreprinderilor de construcții de mașini și instrumente.

Proprietăți mecanice determinate sub sarcini statice

Proprietățile mecanice caracterizează rezistența unui material la deformare, distrugere sau o caracteristică a comportamentului său în procesul de distrugere. Acest grup de proprietăți include indicatori de rezistență, rigiditate (elasticitate), plasticitate, duritate și vâscozitate. Grupul principal de astfel de indicatori este caracteristicile standard ale proprietăților mecanice, care sunt determinate în condiții de laborator pe eșantioane de dimensiuni standard. Indicatorii proprietăților mecanice obținuți în timpul unor astfel de încercări evaluează comportamentul materialelor sub sarcină externă fără a ține cont de proiectarea piesei și de condițiile de funcționare.
După metoda de aplicare a sarcinilor, încercările statice se disting pentru întindere, compresiune, încovoiere, torsiune, forfecare sau forfecare. Cele mai frecvente sunt testele de tracțiune (GOST 1497-84), care fac posibilă determinarea mai multor indicatori importanți ai proprietăților mecanice.

Încercarea de tracțiune. La întinderea probelor standard cu o zonă de secțiune transversală Fo și o lungime de lucru (calculată) lo, se construiește o diagramă de tensiune în coordonatele: sarcină - alungirea probei (Fig. 1). Pe diagramă sunt trei secțiuni: deformare elastică până la încărcare Rupr .; deformare plastică uniformă de la Rupr. la Рmax și deformarea plastică concentrată de la Рmax la Рк. Sectiunea rectilinie se mentine pana la sarcina corespunzatoare limitei de proportionalitate Rpc. Tangenta pantei secțiunii drepte caracterizează modulul de elasticitate de primul fel E.

Orez. unu. Diagrama de tracțiune a metalului ductil (a) și diagrame
tensiuni condiționate ale metalelor ductile (b) și casante (c).
Diagrama tensiunilor adevărate (linia întreruptă) este dată pentru comparație.

Deformare plastică deasupra controlului R. merge cu sarcina crescândă, deoarece metalul este întărit în procesul de deformare. Călirea unui material în timpul deformării se numește călire prin muncă.

Întărirea prin muncă a metalului crește până când proba se rupe, deși sarcina de tracțiune scade de la P max la P k (Fig. 1, a). Acest lucru se explică prin apariția unei subțieri locale a gâtului în probă, în care se concentrează în principal deformarea plastică. În ciuda scăderii sarcinii, efortul de tracțiune în gât crește până când specimenul cedează.
Când este întins, proba se alungește, iar secțiunea sa transversală scade continuu. Efortul adevărat este determinat prin împărțirea sarcinii care acționează la un anumit moment la aria pe care o are proba în acel moment (Fig. 1b). Aceste tensiuni în practica de zi cu zi nu determină, ci folosesc condițiile de solicitare, având în vedere că secțiunea transversală F o proba rămâne neschimbată.

Tensiuni σ control, σ t, σ in - caracteristici standard de rezistență. Fiecare se obține prin împărțirea sarcinii corespunzătoare R ex. Rt și R max la aria secțiunii transversale inițiale F despre .

limita elasticaσ ex. denumește solicitarea la care deformația plastică atinge valori de 0,005; 0,02 și 0,05%. Se notează limitele elastice corespunzătoareσ 0,005, σ 0,02, σ 0,05.

Limita de curgere condiționată este efortul, care corespunde unei deformații plastice egală cu 0,2%; este desemnatσ 0,2 . Limita de curgere fizicăσ t determinată din diagrama de tracțiune când are un platou de curgere. Cu toate acestea, atunci când sunt testate la tensiune, majoritatea aliajelor nu prezintă un platou de randament pe diagrame. Deformația plastică aleasă de 0,2% caracterizează destul de exact trecerea de la deformațiile elastice la cele plastice.

Rezistența la tracțiune caracterizează capacitatea maximă portantă a materialului, rezistența sa înainte de distrugere:

σ în \u003d P max / F o

Plasticitatea este caracterizată prin alungirea relativă δ și contracția relativă ψ:

unde lk este lungimea finală a probei; lo și Fo sunt lungimea inițială și aria secțiunii transversale a probei; Fk este aria secțiunii transversale la locul rupturii.
Pentru materialele cu conținut scăzut de plastic, încercările de tracțiune (Fig. 1c) provoacă dificultăți semnificative. Astfel de materiale sunt de obicei supuse testelor de încovoiere.

Test de îndoire. În timpul unei încercări de încovoiere, în eșantion apar atât tensiuni de tracțiune, cât și tensiuni de compresiune. Fontele, oțelurile pentru scule, oțelurile cementate și ceramica sunt testate pentru îndoire. Caracteristicile determinate sunt rezistența la tracțiune și deformarea.

Rezistența la încovoiere se calculează cu formula:

σ și = L / W,

unde M este cel mai mare moment încovoietor; W - modul de secțiune, pentru imaginea unei secțiuni circulare

W = πd 3 / 32

(unde d este diametrul probei), iar pentru mostrele dreptunghiulare W = bh 2 /6, unde b, h sunt lățimea și înălțimea probei).
Teste de duritate . Duritatea este înțeleasă ca capacitatea unui material de a rezista pătrunderii în suprafața sa de către un corp solid - un indentor. O bilă de oțel călit sau un vârf de diamant sub formă de con sau piramidă este folosită ca indentor. Când sunt indentate, straturile de suprafață ale materialului suferă o deformare plastică semnificativă. După îndepărtarea încărcăturii, o amprentă rămâne pe suprafață. O caracteristică a deformării plastice în curs este că în apropierea vârfului apare o stare complexă de efort, aproape de compresia neuniformă. Din acest motiv, deformarea plastică este experimentată nu numai de plastic, ci și de materialele casante.
Astfel, duritatea caracterizează rezistența unui material la deformarea plastică. Aceeași rezistență este estimată și prin rezistența temporară, în determinarea căreia se produce o deformare concentrată în regiunea gâtului. Prin urmare, pentru o serie de materiale, valorile numerice ale durității și rezistenței la tracțiune sunt proporționale. În practică, patru metode de măsurare a durității sunt utilizate pe scară largă: duritatea Brinell, duritatea Vickers, duritatea Rockwell și microduritatea.
La determinarea durității conform Brinell (GOST 9012-59), o minge întărită cu un diametru de 10 este presată pe suprafața probei; 5 sau 2,5 mm sub sarcină de la 5000N la 30000N. După îndepărtarea sarcinii, pe suprafață se formează o amprentă sub forma unui orificiu sferic cu diametrul d.
La măsurarea durității Brinell se folosesc tabele prealcătuite care indică numărul de duritate HB. În funcție de diametrul de indentare și de sarcina selectată, cu cât diametrul de indentare este mai mic, cu atât duritatea este mai mare.
Metoda de măsurare Brinell este utilizată pentru oțelurile cu duritate < 450 HB, metale neferoase cu duritate < 200 HB. Pentru ei s-a stabilit o corelație între rezistența la tracțiune (în MPa) și numărul de duritate HB:
σ în » 3.4 HB - pentru oteluri carbon laminate la cald;
σ în » 4,5 HB - pentru aliaje de cupru;
σ în » 3,5 HB - pentru aliaje de aluminiu.
Cu metoda standard de măsurare Vickers (GOST 2999-75), o piramidă de diamant tetraedrică cu un unghi de vârf de 139 ° este presată în suprafața probei. Amprenta se obține sub forma unui pătrat, a cărui diagonală se măsoară după îndepărtarea sarcinii. Numărul de duritate HV este determinat folosind tabele speciale după valoarea diagonalei de amprentă la o sarcină selectată.

Metoda Vickers este utilizată în principal pentru materiale cu duritate mare, precum și pentru testarea durității pieselor cu secțiuni mici sau straturi subțiri de suprafață. De regulă, se folosesc sarcini mici: 10,30,50,100,200,500 N. Cu cât secțiunea piesei sau a stratului studiat este mai subțire, cu atât sarcina este mai mică.
Numerele de duritate Vickers și Brinell pentru materialele cu duritate de până la 450 HB sunt practic aceleași.
Măsurarea durității Rockwell (GOST 9013-59) este cea mai versatilă și cea mai puțin intensivă forță de muncă. Numărul de duritate depinde de adâncimea adâncirii vârfului, care este folosit ca un con de diamant cu un unghi la vârf de 120 0 sau o bilă de oțel cu un diametru de 1,588 mm. Pentru diferite combinații de sarcini și vârfuri, dispozitivul Rockwell are trei scale de măsurare: A.V.S. Duritatea Rockwell este indicată de cifrele care determină nivelul de duritate, iar literele HR indicând scala de duritate, de exemplu: 70HRA, 58HRC, 50HRB. Numerele de duritate Rockwell nu au relații exacte cu numerele de duritate Brinell și Vickers.
Scara A (vârf - con diamant, sarcină totală 600N). Această scară este utilizată pentru materiale deosebit de dure, pentru materiale de tablă subțire sau straturi subțiri (0,6-1,0 mm). Limitele de măsurare a durității pe această scară sunt 70-85.
Scara B (vârf - bilă de oțel, sarcină totală 1000N). Cu această scară se determină duritatea materialelor relativ moi (<400НВ). Пределы измерения твердости 25-100.

Scara C (vârf - con diamant, sarcină totală 1500N). Această cântare este utilizată pentru materiale dure (> 450 HB), cum ar fi oțelurile călite. Limitele de măsurare a durității pe această scară sunt 20-67. Determinarea microdurității (GOST 9450-76) se realizează prin presarea unei piramide de diamant în suprafața probei la sarcini mici (0,05-5N), urmată de măsurarea diagonalei amprentei. Această metodă evaluează duritatea boabelor individuale, a componentelor structurale, a straturilor subțiri sau a părților subțiri.

Proprietăți mecanice determinate sub sarcini dinamice

În timpul funcționării pieselor mașinii, sunt posibile sarcini dinamice, sub care multe metale prezintă o tendință de rupere fragilă. Riscul de distrugere este crescut de crestături - concentratoare de stres. Pentru a evalua tendința metalului de a se rupe fragil sub influența acestor factori, se efectuează teste dinamice de încovoiere la impact pe testere de impact cu pendul (Fig. 2). Proba standard este plasată pe doi spori și se aplică o lovitură în mijloc, ducând la distrugerea probei. Pe scara copra pendulului se determină lucrul La cheltuiți pentru distrugere și calculați caracteristica principală obținută ca urmare a acestor teste - percuţie viscozitate:

KS = K / S01, [MJ/m2],

Unde S 0 1, aria secțiunii transversale a probei la crestătură.


Orez. 2. Schema pendul copra (a) și încercarea de impact (b):
1 - proba; 2 - pendul; 3 - scara; 4 – indicator de scară; 5- frana.

În conformitate cu GOST 9454-78, sunt testate trei tipuri de probe: în formă de U (raza crestăturii r=1 mm); În formă de V (r \u003d 0,25 mm) și în formă de T (fisura de oboseală creată la baza crestăturii. În consecință, rezistența la impact înseamnă: KCU, KCV, KCT. Rezistența la impact a tuturor proprietăților mecanice este cea mai sensibilă la scăderea temperaturii Prin urmare, testele de rezistență la impact la temperaturi scăzute sunt utilizate pentru a determina pragul fragilitate la rece- temperatura sau intervalul de temperatură în care scade rezistența la impact. fragilitate la rece- capacitatea unui material metalic de a pierde din vâscozitate, rupere fragilă odată cu scăderea temperaturii. Friabilitatea la rece se manifestă în fier, oțel, metale și aliaje având o rețea cubică (bcc) sau hexagonală compactă (HP) centrată pe corp. Este absent în metalele cu o rețea cubică centrată pe față (fcc).

Proprietăți mecanice determinate sub sarcini ciclice variabile

Multe piese ale mașinii (arbori, biele, roți dințate) suferă sarcini ciclice repetate în timpul funcționării. Procesele de acumulare treptată a deteriorării într-un material sub acțiunea sarcinilor ciclice, care conduc la modificarea proprietăților acestuia, formarea de fisuri, dezvoltarea și distrugerea lor, sunt numite oboseală,și capacitatea de a rezista la oboseală - rezistenta(GOST 23207-78). Capacitatea materialelor de a lucra în condiții de încărcare ciclică este apreciată de rezultatele testării probelor pentru oboseală (GOST 25.502-79). Acestea sunt efectuate pe mașini speciale care creează încărcări multiple în probe (tensiune - compresie, încovoiere, torsiune). Probele sunt testate secvenţial la diferite niveluri de stres, determinând numărul de cicluri înainte de defecţiune. Rezultatele testului sunt reprezentate ca o curbă de oboseală, care este reprezentată în coordonatele: efortul maxim al ciclului σ max / sau σ în ) este numărul de cicluri. Curbele de oboseală vă permit să definiți următoarele criterii de rezistență:

- puterea ciclică, care caracterizează capacitatea portantă a materialului, adică. cea mai mare tensiune pe care o poate suporta pentru un anumit timp de lucru.- durabilitate ciclică- numărul de cicluri (sau ore de funcționare) pe care materialul le suportă înainte de formarea unei fisuri de oboseală de o anumită lungime sau înainte de cedarea prin oboseală la o solicitare dată.

Pe lângă determinarea criteriilor luate în considerare pentru anduranța la ciclu înalt, pentru unele cazuri speciale, teste pentru oboseală cu ciclu scăzut. Acestea sunt efectuate la tensiuni înalte (peste σ 0,2 ) și frecvența de încărcare scăzută (de obicei nu mai mult de 6 Hz). Aceste teste simulează condițiile de funcționare ale structurilor (de exemplu, aeronave) care percep sarcini ciclice rare, dar semnificative.

Proprietățile mecanice caracterizează capacitatea unui material de a rezista la deformare și distrugere sub acțiunea sarcinilor aplicate.

După natura schimbării în timp a sarcinii care acționează, încercările mecanice se împart în statice (întindere, compresiune, încovoiere, torsiune); dinamice (pentru îndoire la impact) și ciclice (pentru oboseală).

În funcție de efectul temperaturii asupra procesului, acestea sunt împărțite în teste la temperatura camerei, la temperatură scăzută și la temperatură înaltă (pentru rezistență pe termen lung, fluaj).

Teste statice sunt efectuate atunci când o probă este expusă la o anumită viteză a unei sarcini care acționează constant. Rata de deformare este 10 -4 -10 -1 s -1 . Încercările de întindere statică sunt printre cele mai frecvente. Proprietățile determinate de aceste teste sunt date în numeroase standarde de specificații ale materialelor. Testele statice includ: tensiune, compresie, încovoiere, torsiune.

Teste dinamice sunt caracterizate prin aplicarea unei sarcini de șoc asupra probei și o viteză semnificativă de deformare. Durata testului nu depășește sute de fracțiuni de secundă. Rata de deformare este de aproximativ 10 2 s -1 . Încercările dinamice sunt cel mai adesea efectuate conform schemei de îndoire la impact a specimenelor cu crestătură.

Teste ciclice caracterizat prin multiple modificări ale sarcinii în mărime și direcție. Un exemplu de teste sunt teste de oboseală, sunt lungi și, pe baza rezultatului lor, determină numărul de cicluri până la cedare la diferite valori ale tensiunii. În cele din urmă, se constată că eșantionul poate rezista fără distrugere la un anumit număr de cicluri de încărcare.

Cea mai simplă proprietate mecanică este duritatea. Metodele de determinare a durității se împart, în funcție de rata de aplicare a sarcinii, în statice și dinamice, iar după metoda de aplicare a acesteia, în metode de indentare și zgâriere. Metodele de determinare a durității conform Brinell, Rockwell, Vickers sunt metode de testare statică.

Duritate – Aceasta este capacitatea unui material de a rezista presării în el de un corp mai dur (un indentor) sub acțiunea forțelor externe.

La testarea durității, o piramidă, un con sau o bilă (indentor) este presată în suprafața materialelor, în legătură cu care se disting metodele de testare, respectiv, conform Vickers, Rockwell și Brinell. În plus, există metode de testare a durității mai puțin obișnuite: metoda rebound elastic (conform Shore), metoda durității comparative (Poldi) și altele.

La testarea materialelor pentru duritate, nu se fac mostre speciale standard, cu toate acestea, se impun anumite cerințe privind dimensiunile, suprafața probelor și a produselor.

Duritatea Vickers(GOST 2999-75) se determină prin presarea unei piramide de diamant în metal cu un unghi de vârf de 136 ° sub o sarcină constantă (P): 1; 2; 2,5; 3; 5; zece; 20; treizeci; 50 sau 100 kgf și mențineți sub sarcină timp de 10–15 s. Pentru a determina duritatea metalelor și aliajelor feroase, se folosesc sarcini de la 5 la 100 kgf, aliaje de cupru - de la 2,5 la 50 kgf, aliaje de aluminiu - de la 1 la 100 kgf. După îndepărtarea sarcinii, lungimea diagonalei indentării este determinată cu ajutorul unui microscop al dispozitivului, iar duritatea HV este calculată prin formula

unde P este sarcina, kgf; d este diagonala amprentei, mm.

Standardul de testare conține un tabel cu dependența durității de mărimea sarcinii și lungimea diagonalei. Prin urmare, în practică, nu se fac calcule, ci se folosește un tabel de calcul gata făcut. Duritatea Vickers HV se măsoară în kgf/mm2, N/mm2 sau MPa. Valoarea durității Vickers poate varia de la HV 2060 la HV 5 la o sarcină de 1 kgf.

Prin metoda Brinell o bilă de oțel întărit cu un diametru de 10, 5 sau 2,5 mm este presată în probă sau produs sub acțiunea unor sarcini de 3.000, 1.000, 750, 500, 250, 62,5 kgf și altele (GOST 9012-59). Schema de determinare a durității Brinell este prezentată în fig. 1.20. Amprenta rotundă rezultată pe eșantion se măsoară cu o lupă iar valoarea durității Brinell se regăsește din tabele, a căror valoare nu depășește 450 HB. Duritatea Brinell este aproape aceeași cu valorile durității Vickers.

Duritatea HB este, de asemenea, mărimea tensiunilor de rezistență la indentare, adică cantitate fizica:

unde P este sarcina, kgf; D este diametrul bilei, mm; t este adâncimea segmentului de amprentă; d este diametrul indentării, mm.

Orez. 1.20. Schema de determinare a durității Brinell.

Duritatea Brinell HB (implicit) are dimensiunea kgf/mm 2, de exemplu, duritatea unui aliaj de aluminiu este de 70 HB. Cu o sarcină definită în Newtoni, duritatea Brinell este măsurată în MPa.

De exemplu, duritatea oțelului recoapt este de 207 HB la o sarcină de 3.000 kgf, un diametru al bilei de 10 mm, un diametru de amprentă de 4,2 mm sau, având în vedere factorul de conversie: 1 newton = 9,8 kgf, HB = 2028 MPa.

Prin metoda Rockwell(GOST 9013-59) un con de diamant este presat cu un unghi la vârf de 120° (scara A și C) sau o bilă de oțel cu un diametru de 1,5875 mm (scara B). În acest caz se determină duritatea, respectiv, HRA, HRC și HRB. În prezent, măsurarea durității Rockwell este cea mai comună metodă, deoarece atunci când se utilizează testere de duritate Rockwell, nu este necesară măsurarea indentării, numărul durității este citit de pe scara instrumentului imediat după ce sarcina principală este îndepărtată.

Metoda constă în presarea indentorului în proba de testare sub acțiunea a două sarcini aplicate succesiv - preliminara P 0 și principala P 1, care se adaugă la cea preliminară, astfel încât sarcina totală P = P0 + P1. După menținerea timp de câteva secunde, sarcina principală este îndepărtată și se măsoară adâncimea reziduală de penetrare a indentorului, care în același timp continuă să fie sub acțiunea preîncărcării. Mișcarea indicatorului principal al indicatorului cu o diviziune a scalei corespunde mișcării indentatorului cu 0,002 mm, care este luată ca unitate de duritate.

Pe fig. 1.21 prezintă o schemă de măsurare a durității folosind metoda Rockwell cu un con de diamant sau carbură. În timpul testării, se măsoară adâncimea amprentei restaurate. Scalele A și C coincid între ele, deoarece testele sunt efectuate cu același indentor - un con de diamant, dar la sarcini diferite: 60 și, respectiv, 150 kgf. Duritatea în acest caz este definită ca

Orez. 1.21. Schema de determinare a durității Rockwell (indentor - con).

În practică, valorile durității Rockwell nu sunt calculate prin formule, ci sunt citite de pe scara corespunzătoare (neagră sau roșie) a instrumentului. Cântarele HRC și HRA sunt folosite pentru duritate mare, HRB pentru duritate scăzută. Numărul durității Rockwell este măsurat în unități arbitrare, este o măsură a adâncimii de adâncime a indentorului sub o anumită sarcină.

Proprietățile mecanice ale metalelor în tensiune . Încercarea de întindere a materialelor se efectuează în conformitate cu GOST 1497-84 „Metode de testare a tensiunii”. Standardul stabilește metode de încercare statică de tracțiune a metalelor feroase și neferoase pentru a determina la o temperatură de 20 ° C limitele de proporționalitate, elasticitate, limită de curgere, rezistență la tracțiune, alungire relativă și contracție relativă, modul de elasticitate.

Pentru testare se folosesc eșantioane plate și cilindrice tăiate dintr-o piesă sau realizate special. Dimensiunile probelor sunt reglementate de standardul specificat, sunt supuse asemănării geometrice și pot fi scurte și lungi. Pentru o probă cilindrică, se ia raportul dintre lungimea de lucru inițială l 0 și diametrul inițial d0: l 0 = 5d 0 - eșantion scurtă, l 0 = 10d 0 este un eșantion lung. Pentru o probă plată, se ia raportul lungimii de lucru l 0 și aria secțiunii transversale F 0: l 0 = 5,65 F 0 - eșantion scurtă, l 0 = 11,3 F 0 este o probă lungă. Probele cilindrice sunt realizate cu un diametru de 3 mm sau mai mult. Probele constau dintr-o parte de lucru cu o lungime l 0 , și capete, a căror formă și dimensiune corespund mânerelor mașinii (Fig. 1.22).

Orez. 1.22. Epruvete cilindrice și plate înainte și după încercarea de tracțiune.

Orez. 1.23. Diagrama de întindere primară.

Proba este întinsă pe mașini speciale care înregistrează mărimea sarcinii aplicate și modificarea lungimii probei în timpul întinderii.

Aceleași mașini vă permit să înregistrați modificarea lungimii probei odată cu creșterea sarcinii (Fig. 1.23), adică. Diagrama de încercare la tracțiune primară în coordonate: sarcină (P), în N, kN și alungirea absolută a probei Δ lîn mm.

Măsurând mărimea sarcinii în punctele caracteristice ale diagramei de încercare la tracțiune (Fig. 1.23), se determină următoarele caracteristici ale proprietăților mecanice ale materialelor:

σ pts - limită de proporționalitate, punct R;

σ 0,05 - limită elastică, punct e;

σ t - limita de curgere fizică, punctul s;

σ 0,2 - limita de curgere condiționată;

σ in - rezistența la rupere sau rezistența la rupere, punctul b.

Valorile de 0,05 și 0,2 din înregistrarea rezistenței elastice și de curgere corespund valorii deformației reziduale Δ l ca procent din l 0 când proba este întinsă. Tensiunile de încercare la tracțiune se determină prin împărțirea sarcinii P corespunzătoare punctului caracteristic din diagramă la aria secțiunii transversale inițiale F 0 a părții de lucru a probei de încercare:

Aria secțiunii transversale F 0 se determină după cum urmează:

pentru o probă cilindrică

pentru o probă plată, F 0 = a 0 × b 0, unde a 0 este grosimea inițială și b 0 este lățimea inițială a probei. În punctul k se determină efortul de rezistență la rupere a materialului.

Limita proporțională și limita elastică sunt determinate cu ajutorul unui extensometru (un dispozitiv pentru determinarea cantității de deformare). Limita de curgere fizică și condiționată se calculează prin determinarea sarcinii din diagrama de tracțiune. Dacă nu există un punct de curgere pe diagramă, atunci pentru a calcula forța de curgere condiționată, este necesar să se deseneze construcții grafice pe diagramă (Fig. 1.24). Mai întâi, găsiți valoarea deformației reziduale, egală cu 0,2% din l 0 , apoi marcați un segment pe axa de deformare egal cu 0,2% din l 0 și trageți o linie paralelă cu porțiunea proporțională a diagramei de întindere până când se intersectează cu curba de întindere. Sarcina R 0,2 corespunde punctului de intersecție a acestora. Limita de curgere fizică sau condiționată caracterizează capacitatea unui material de a începe deformarea plastică, de ex. rezistenta la mici deformari plastice.

Orez. 1.24. Determinarea limitei de curgere.

Rezistența la tracțiune poate fi calculată folosind citirea forțemetrului, în funcție de sarcina maximă P max la rupere; sau găsiți P max (P in) din diagrama de întindere primară. Caracterul deformării la tracțiune a materialelor vâscoase și casante diferă semnificativ.

Materialele fragile, după ce ating sarcina maximă, eșuează rapid fără deformare plastică semnificativă, prin urmare, σ in pentru materialele fragile este o caracteristică a rezistenței la rupere, iar pentru materialele ductile, este o caracteristică a rezistenței la deformare.

Stresul de fractură este definit ca adevărat. În acest caz, sarcina de fractură este împărțită la aria secțiunii transversale finale a specimenului după fractură (Fc):

Toate valorile calculate în acest fel sunt caracteristici ale rezistenței materialului.

Plasticitatea, adică capacitatea de a se deforma fără distrugere, se caracterizează prin modificări ale dimensiunilor probei. La testarea la rupere se determină caracteristicile de plasticitate: alungirea relativă

și contracție relativă

Unde l la și F k - respectiv, lungimea piesei de lucru și aria secțiunii transversale a probei după ruptură.

Caracteristicile calculate ale proprietăților mecanice după încercarea de tracțiune sunt înregistrate în protocol.

Proprietățile mecanice ale metalelor sub compresie . Pentru materialele fragile cu rezistență scăzută la tracțiune, se efectuează un test de compresie conform GOST 25.503-97. Pentru testare se folosesc probe cilindrice cu capete netede și caneluri de capăt.

La compresiune se constată următoarele caracteristici de rezistenţă la deformare: limită de proporţionalitate
, limită elastică
, puterea fizică de curgere
, limita de curgere condiționată
, rezistență la tracțiune
. Tensiunile sunt calculate ca raport dintre sarcina corespunzătoare și aria secțiunii transversale a probei înainte de deformare. Rezistența la tracțiune poate fi calculată fără înregistrarea unei diagrame de compresie, pentru alte calcule este necesară o diagramă de încercare primară.

Diagrama de compresie a probelor ductile diferă de cea a probelor fragile. Materialele foarte ductile nu se sparg sub compresie și nu se aplatizează. Prin urmare, rezistența temporară la compresiune a probelor de plastic poate fi determinată numai condiționat, deoarece după secțiunea de întărire, are loc o creștere rapidă a aplatizării probei. Materialele fragile sunt distruse la deformații ușoare, iar rezistența la tracțiune se găsește în raportul dintre sarcina maximă și aria secțiunii transversale inițiale a probei. Materialele fragile, cum ar fi fonta, au o rezistență la compresiune mai mare decât rezistența la tracțiune. Multe materiale fragile eșuează sub compresie din cauza forfecării sau forfecării de-a lungul planurilor la un unghi de 45° față de axa probei.

Caracteristicile plasticității în compresie includ ε - scurtarea relativă a probei:
unde h 0 , h k sunt înălțimile inițiale și finale ale eșantionului.

Teste de încovoiere . Testul de îndoire se efectuează conform GOST 14019-80 conform două scheme: cu o sarcină concentrată aplicată la mijlocul travei și cu îndoire pură (Fig. 1.25).

Orez. 1.25. Schema de îndoire printr-o forță concentrată ( A) și două sarcini simetrice ( b).

Ca rezultat al testului, limita de proporționalitate, limita de elasticitate, limita de curgere se găsesc cu o măsurare precisă a mărimii deformației. Rezistența la încovoiere este calculată σ izg:
unde М izg este cel mai mare moment încovoietor, egal cu prima schemă de încărcare М izg = Р l/4 și conform celei de-a doua scheme - M izg \u003d Ra; W - momentul de rezistență, caracteristic secțiunii transversale a grinzii, pentru probe de secțiune rotundă W = πd 3 /32; pentru mostre de secțiune dreptunghiulară W = bh 2 /6, unde h este înălțimea barei.

Plasticitatea caracterizează f razr (valoarea deflexiunii), deformarea, care depinde de material, lungimea probei, momentul de inerție etc.

Teste dinamice . Test de impact . O caracteristică importantă a proprietăților mecanice este puterea impactului, care caracterizează munca specifică efectuată la distrugerea la impactul unei probe cu o crestătură. Rezistența la impact este determinată la testarea pe un tester de impact cu pendul cu o marjă de operare constantă a pendulului în conformitate cu GOST 9454-78 „Metoda de testare la îndoire la impact la temperaturi scăzute, camere și ridicate”. Standardul se aplică metalelor și aliajelor feroase și neferoase și stabilește o metodă de testare de la -100 la +1.000 °C. Metoda se bazează pe distrugerea unei probe cu un concentrator de stres prin impactul unui tester de impact pendular. Ca rezultat al testului, se determină munca totală efectuată la impactul K sau rezistența la impact a COP.

Se folosesc specimene dreptunghiulare cu un concentrator U, V, T (fisura de oboseala). Cele mai comune probe sunt probe de 55×10×10 mm cu concentrat de U de 2×2 mm (Fig. 1.26).

Orez. 1.26. Probă standard cu crestătură în U pentru încercarea de impact.

Doar o parte din energia pendulului este cheltuită pentru distrugerea probei prin impact și, prin urmare, pendulul continuă să se miște după distrugerea probei, deviând cu un anumit unghi. Cu cât este mai mare cantitatea de muncă cheltuită pentru distrugerea probei, cu atât este mai mic unghiul cu care se abate de la verticală după distrugere. Valoarea acestui unghi determină munca de impact K sau munca cheltuită la distrugerea probei. Lucrarea fracturii K este legată de aria secțiunii transversale a probei S0 la locul fracturii și astfel se determină KC – rezistența la impact: KS \u003d K / S 0, unde K se măsoară în J (kgf m), S 0 în m 2 (cm 2).

În funcție de tipul de concentrator, rezistența la impact este desemnată KCU, KCV, KCT și are dimensiunile MJ/m2 (MJ/cm2) sau kgf m/cm2.

Controlați întrebările și sarcinile

1. Ce tipuri de rețele cristaline sunt tipice pentru metalele pure?

2. Desenați rețelele cristaline ale bcc, fcc, hcp, indicați numărul lor de coordonare și densitatea de împachetare.

3. Ce tipuri de legături sunt tipice pentru metalele Al, Cu, Fe; semimetale Bi, Si si materiale nemetalice?

4. Descrieți semnele tipice ale unei stări metalice.

5. Ce defecte în structura cristalului sunt prezente în cristalele reale?

6. Descrieți structura materialelor plastice și a altor materiale nemetalice.

7. Descrieţi principalele metode de cercetare a materialelor.

8. Ce este macroanaliza materialelor?

9. Ce se poate determina în studiul microstructurii?

10. Cum se pregătesc obiectele de cercetare pentru macro- și microanaliză?

11. Descrieți avantajele microscopiei electronice în studiul materialelor.

11. Ce probleme pot fi rezolvate prin utilizarea metodelor de analiză cu raze X pentru studiul materialelor?

12. Care sunt cerințele pentru alegerea materialului în fabricarea produselor?

13. Descrieți proprietățile chimice ale materialelor.

14. Ce tipuri de coroziune sunt posibile în materiale în timpul funcționării lor în medii agresive?

15. Descrieți proprietățile fizice și termice ale materialelor.

16. Descrieți proprietățile mecanice ale materialelor.

17. Cum se determină duritatea Brinell, Rockwell și Vickers?

18. Notați unitățile de duritate Brinell, Rockwell și Vickers.

19. Ce metode de testare a proprietăților mecanice sunt clasificate ca statice, dinamice și ciclice?

20. Desenați o diagramă de tracțiune primară pentru un material ductil.

21. Cum se determină rezistența la tracțiune și rezistența la curgere din diagrama de tracțiune?

22. Ce tipuri de probe sunt folosite pentru a găsi alungirea și contracția relativă?

23. Ce caracteristici sunt determinate în timpul încercărilor de compresiune și încovoiere?

24. Ce caracteristici sunt calculate la testarea îndoirii la impact?

25. Care este diferența dintre rezistența la impact, notată KCU, KV, KST?

Proprietăți mecanice caracterizează capacitatea materialelor de a rezista acțiunii forțelor externe. Principalele proprietăți mecanice includ rezistența, duritatea, rezistența la impact, elasticitatea, ductilitatea, fragilitatea etc.

Putere - Aceasta este capacitatea unui material de a rezista efectelor dăunătoare ale forțelor externe.

Duritate - aceasta este capacitatea unui material de a rezista la introducerea unui alt corp mai solid în el sub acțiunea unei sarcini.

Viscozitate este proprietatea unui material de a rezista la rupere sub acțiunea sarcinilor dinamice.

Elasticitate - aceasta este proprietatea materialelor de a-și restabili dimensiunea și forma după terminarea sarcinii.

plasticitate numită capacitatea materialelor de a-și schimba dimensiunea și forma sub influența forțelor externe, fără a se prăbuși în același timp.

X fragilitate - aceasta este proprietatea materialelor de a se prăbuși sub acțiunea forțelor externe fără deformații reziduale.

Duritate este rezistența unui material la pătrunderea în suprafața sa de către un corp standard (indentor) care nu se deformează în timpul testării.

Distribuția largă se explică prin faptul că nu sunt necesare mostre speciale.

Aceasta este o metodă de testare nedistructivă. Principala metodă de evaluare a calității produselor tratate termic. Duritatea se apreciază fie după adâncimea de penetrare a indentorului (metoda Rockwell), fie după dimensiunea amprentei din indentare (metode Brinell, Vickers, microdurități).

În toate cazurile, apare deformarea plastică a materialului. Cu cât rezistența materialului la deformarea plastică este mai mare, cu atât duritatea este mai mare.

Cele mai răspândite metode sunt Brinell, Rockwell, Vickers și microduritate. Schemele de testare sunt prezentate în fig. 3.1.

Orez. 3.1. Scheme de determinare a durității: A- conform lui Brinell ; b- conform lui Rockwell; în- conform lui Vickers

Duritatea Brinell(GOST 9012)

Testul se efectuează pe un tester de duritate Brinell (Fig. 3.1 a)

O bilă de oțel călit cu un diametru de D 2,5 este folosită ca indentor; 5; 10 mm, in functie de grosimea produsului.

Sarcina P, în funcție de diametrul bilei și de duritatea măsurată: pentru oțel tratat termic și fontă - , bronz turnat și alamă - , aluminiu și alte metale foarte moi - .

Timp de expunere: pentru oțel și fontă - 10 s, pentru alamă și bronz - 30 s.

Imprimarea rezultată este măsurată în două direcții folosind o lupă Brinell.

Duritatea este definită ca raportul dintre sarcina aplicată P și suprafața sferică a indentării F:

Condițiile standard sunt D = 10 mm; P = 3000 kgf; = 10 s. În acest caz, duritatea Brinell este desemnată HB 250, în alte cazuri sunt indicate condițiile: HB D / P /, HB 5/ 250 / 30 - 80.

metoda Rockwell ( GOST 9013)

Pe baza indentării în suprafața vârfului sub o anumită sarcină (Fig. 3.1 b)

Indentatorul pentru materiale moi (până la HB 230) este o bilă de oțel cu diametrul de 1/16 "( 1,6 mm), pentru materiale mai dure - un con de diamant.

Încărcarea se realizează în două etape. Mai întâi, se aplică o preîncărcare (10 kf) pentru a aduce vârful în contact strâns cu proba. Apoi se aplică sarcina principală P 1, de ceva timp acționează sarcina totală de lucru P. După îndepărtarea sarcinii principale se determină valoarea durității din adâncimea adânciturii reziduale a vârfului h sub sarcină.

Se folosesc trei scale de duritate în funcție de natura materialului.

Scale de duritate Rockwell


metoda Vickers

Duritatea este determinată de mărimea amprentei (Fig. 3.1 c).

Ca indentor, se folosește o piramidă tetraedrică de diamant cu un unghi de vârf de 136 o.

Duritatea este calculată ca raport dintre sarcina aplicată P și aria suprafeței amprentei F:

Sarcina P este de 5…100 kgf. Tipărire diagonală d măsurată cu ajutorul unui microscop montat pe instrument.

Avantajul acestei metode este că este posibil să se măsoare duritatea oricăror materiale, produse subțiri, straturi de suprafață. Precizie ridicată și sensibilitate a metodei.

Metoda microdurității- pentru a determina duritatea componentelor structurale individuale și a fazelor aliajului, straturi de suprafață foarte subțiri (sutimi de milimetru).

Similar cu metoda Vickers. Indentatorul este o piramidă de dimensiuni mai mici, sarcinile de indentare P sunt 5 ... 500 gf

metoda de zgâriere.

Cu un con, piramidă sau minge de diamant, se aplică o zgârietură, care este o măsură. Când zgâriați alte materiale și le comparăm cu o măsură, se apreciază duritatea materialului.

Este posibil să provocați o zgârietură cu o lățime de 10 mm sub o anumită sarcină. Observați cantitatea de sarcină care dă această lățime.

Metoda dinamică (conform Shore)

O minge este aruncată pe o suprafață de la o înălțime dată și sare înapoi într-o anumită cantitate. Cu cât valoarea rebound este mai mare, cu atât materialul este mai dur.

Ca rezultat al testelor dinamice pentru îndoirea la impact a probelor speciale cu crestătură (GOST 9454), se estimează vâscozitatea materialelor și se stabilește tendința lor de a trece de la o stare ductilă la una fragilă.

Vâscozitatea - capacitatea unui material de a absorbi energia mecanică a forțelor externe datorită deformării plastice.

Este o caracteristică energetică a materialului, exprimată în unități de lucru.Vâscozitatea metalelor și aliajelor este determinată de compoziția lor chimică, tratamentul termic și alți factori interni.

De asemenea, vâscozitatea depinde de condițiile în care funcționează metalul (temperatura, viteza de încărcare, prezența concentratoarelor de tensiuni).

puterea impactului este determinată de munca A cheltuită la distrugerea probei, raportată la aria secțiunii transversale a acesteia F; J/m2:

Testele sunt efectuate prin lovirea unui tester de impact cu pendul special. Pentru testare se folosește un eșantion standard crestat, montat pe suporturile unui copra. Un pendul cu o anumită masă lovește pe partea opusă crestăturii.

Proprietăți tehnologice determina capacitatea materialelor de a suferi diferite tipuri de prelucrare. Proprietăți de turnare caracterizată prin capacitatea metalelor și aliajelor în stare topită de a umple bine cavitatea matriței și de a-și reproduce cu acuratețe forma (fluiditatea), cantitatea de reducere a volumului în timpul solidificării (contracție), tendința de a forma fisuri și pori, tendința pentru a absorbi gazele în stare topită.

Ductilitate - aceasta este capacitatea metalelor și aliajelor de a suferi diferite tipuri de tratament sub presiune fără distrugere.

Sudabilitate este determinată de capacitatea materialelor de a forma îmbinări sudate puternice.

Prelucrabilitate este determinată de capacitatea materialelor de a fi prelucrate de o unealtă de tăiere.

Proprietăți mecanice - capacitatea unui metal de a rezista efectelor forțelor externe, sarcinilor. Prin urmare, atunci când alegeți un material, este necesar, în primul rând, să țineți cont de proprietățile mecanice de bază ale acestuia. Aceste proprietăți sunt determinate din rezultatele încercărilor mecanice în care materialul este supus unor forțe (încărcări) externe.

Sarcina induce stres si deformare in corpul solid. Voltaj- mărimea sarcinii, raportată la unitatea de suprafață a secțiunii transversale a probei de testat. Deformare- capacitatea unui material de a-și schimba forma și dimensiunea sub influența forțelor externe aplicate (încărcărilor). În direcția de acțiune a forțelor (încărcărilor), apar deformații de tracțiune, compresiune, încovoiere, răsucire și forfecare. În practică, de regulă, forțele acționează asupra unei piese sau a unui produs nu separat, ci în combinație între ele, caz în care apar deformații complexe.

Deformarile pot fi: elastice si plastice.

Deformare elastică- după ce sarcina este îndepărtată, proba revine la poziția inițială.

Deformare plastica- după ce sarcina este îndepărtată, proba nu revine la poziția inițială.

Principalele proprietăți mecanice sunt:

1) Duritate. Duritate - capacitatea unui metal de a rezista la introducerea unui alt corp mai dur în el;

2) Forță. Forța - capacitatea unui metal de a rezista distrugerii;

3) Vâscozitate. Vâscozitate - capacitatea unui metal de a rezista la impact sau la impactul sarcinilor dinamice;

4) Plasticitate. Plasticitate - capacitatea unui metal de a rezista la deformare.

5) Oboseala. Oboseala este capacitatea unui metal de a rezista efectelor tensiunilor alternante repetate. În procesul de oboseală, există o acumulare treptată a deteriorării materialului sub influența tensiunilor alternante repetitive, ducând la formarea de fisuri și distrugere.

6) Rezistenta. Rezistenta este capacitatea unui material de a rezista la oboseala. Limita de anduranță este solicitarea maximă pe care o poate suporta un metal fără distrugere pentru un anumit număr de cicluri de încărcare. Limita de anduranță este determinată de încovoiere și tensiune-compresie.

Metode de măsurare a durității.

Metode de determinare a durității Marcat. Formulă Indentor sau vârf Note
Duritatea T Brinell (Brinell) HB HB=P/F 0 Artă. temperament. minge. D: 2,5 >6 3-6 <3 P=KD2K=factor K = 30 negru Me. K = 10 culori Pe mine. K=2,5 a materialelor antifricţiune P-load F 0 - zona de amprentare a bilei Diametrul bilei D
Duritatea Rockwell (Rockwell) HRB HRC HRA Pe mine. bila D=1,58 diamant. con. cu< при вер.120 0 100+900=1000N 100+1400=1500N 100+500=600N P \u003d P 0 + P 1 P 0 \u003d 100H-const. P - sarcină totală P 0 \u003d 100N-const P 1 - sarcină suplimentară
Duritatea Vickers (Vickers) HV HV=1,85P/D2 Diamant. piramidă. cu< при вер.136 0 De la 5 la 120 kgf. P-load D-media aritmetică a două diagonale ale amprentei piramidei diamantului
Microduritate H0 H 0 \u003d 1,85P / D 2 Piramida de diamant cu< при вер.136 0 De la 5 la 500 g.

 

Ar putea fi util să citiți: