Metallerin mukavemet açısından test edilmesinin açıklamaları. Metallerin mekanik özelliklerini test etme yöntemleri

Metallerin mekanik özelliklerini belirleme yöntemleri aşağıdakilere ayrılır:
- yük yavaş ve düzgün bir şekilde arttığında statik (çekme, basma, bükme, burulma, sertlik testleri);
- yük yüksek hızda büyüdüğünde dinamik (darbeli bükme testleri);
- döngüsel, yükün büyüklüğü ve yönü tekrar tekrar değiştiğinde (yorulma testleri).

Çekme testi

Çekme mukavemeti test edilirken, çekme mukavemeti (σ in), akma mukavemeti (σ t), bağıl uzama (δ) ve bağıl daralma (ψ) belirlenir. Testler, Fo kesit alanı ve çalışma (hesaplanan) uzunluğu lo olan standart numuneler kullanılarak çekme test makinelerinde gerçekleştirilir. Testler sonucunda çekme diyagramı elde edilir (Şekil 1). Apsis ekseni deformasyonun değerini, ordinat ekseni ise numuneye uygulanan yükün değerini gösterir.
Nihai mukavemet (σ in), numunenin başlangıç ​​kesit alanına (Pmax/Fo) bağlı olarak malzemenin tahribatsız olarak dayanabileceği maksimum yüktür.

Pirinç. 1. Gerilim diyagramı

Gerildiğinde numunenin uzadığı ve kesitinin sürekli olarak azaldığı unutulmamalıdır. Gerçek stres, belirli bir anda etki eden yükün numunenin o anda sahip olduğu alana bölünmesiyle belirlenir. Günlük uygulamada gerçek gerilmeler belirlenmez, ancak numunenin Fo kesitinin değişmeden kaldığı varsayılarak koşullu gerilmeler kullanılır.

Akma dayanımı (σ t), numunenin başlangıç ​​kesit alanına (Рт/Fo) bağlı olarak plastik deformasyonun meydana geldiği yüktür. Ancak çekme testleri sırasında çoğu alaşımın diyagramlarında akma platoları yoktur. Bu nedenle, koşullu akma dayanımı (σ 0,2) belirlenir - %0,2'lik plastik deformasyonun karşılık geldiği stres. Seçilen %0,2 değeri, elastik deformasyonlardan plastik deformasyonlara geçişi oldukça doğru bir şekilde karakterize eder.

Malzemenin özellikleri aynı zamanda plastik deformasyonun belirli bir değere ulaştığı stres anlamına gelen elastik limiti (σ pr) de içerir. Tipik olarak 0,005'lik artık gerinim değerleri kullanılır; 0,02; %0,05. Böylece, σ 0,05 = Ppr / Fo (Ppr, artık uzamanın %0,05 olduğu yüktür).

Orantılılık sınırı σ pc = Ppc / Fo (Ppc, Hooke yasasının hala karşılandığı eylem altında maksimum yüktür).

Plastisite göreceli uzama (δ) ve göreceli daralma (ψ) ile karakterize edilir:

δ = [(lk - lo)/lo]∙%100 ψ = [(Fo – Fk)/Fo]∙%100,

burada lk numunenin son uzunluğudur; lo ve Fo, numunenin başlangıç ​​uzunluğu ve kesit alanıdır; Fk kopma bölgesindeki kesit alanıdır.

Düşük plastisiteli malzemeler için çekme testleri zordur çünkü numunenin yerleştirilmesi sırasındaki küçük distorsiyonlar kopma yükünün belirlenmesinde önemli bir hataya neden olur. Bu tür malzemeler genellikle bükülme testine tabi tutulur.

Sertlik testi

Düzenlemeler:

Sertlik, bir malzemenin başka, daha sert bir cismin, bir çenticinin nüfuzuna direnme yeteneğidir. Malzemenin sertliği Brinell, Rockwell, Vickers ve Shore yöntemleriyle belirlenir (Şekil 2).

A	B	V

Pirinç. 2. Brinell (a), Rockwell (b) ve Vickers (c)'ye göre sertliği belirleme şemaları

Bir metalin Brinell sertliği HB harfleri ve bir sayı ile gösterilir. Sertlik numarasını SI sistemine dönüştürmek için Brinell sertlik değerinin çarpıldığı K = 9,8 106 katsayısını kullanın: HB = HB K, Pa.

Brinell sertlik yönteminin, sertliği HB 450'den fazla olan çelikler ve sertliği 200 HB'den fazla olan demir dışı metaller için kullanılması önerilmez.

İçin çeşitli malzemeler nihai mukavemet (MPa cinsinden) ile sertlik sayısı HB arasında bir korelasyon kurulmuştur: ≈ 3,4 HB'de σ - sıcak haddelenmiş karbon çelikleri için; σ in ≈ 4,5 HB - bakır alaşımları için, σ in ≈ 3,5 HB - alüminyum alaşımları için.

Rockwell yöntemiyle sertlik tespiti, metale bir elmas koni veya çelik bilyenin bastırılmasıyla gerçekleştirilir. Rockwell cihazının üç ölçeği vardır - A, B, C. Elmas koni sert malzemeleri test etmek için kullanılır (ölçek A ve C), top ise yumuşak malzemeleri test etmek için kullanılır (ölçek B). Sertlik, ölçeğe bağlı olarak HRB, HRC, HRA harfleriyle belirtilir ve özel birimlerle ifade edilir.

Vickers yöntemini kullanarak sertliği ölçerken, metal yüzeye (taşlanmış veya cilalanmış) dört yüzlü bir elmas piramit bastırılır. Bu yöntem, yüksek sertliğe sahip ince parçaların ve ince yüzey katmanlarının (örneğin nitrürleme sonrası) sertliğini belirlemek için kullanılır. Vickers sertliği HV olarak tanımlanır. HV sertlik numarasının SI sistemine dönüştürülmesi, HB sertlik numarasının dönüştürülmesine benzer şekilde gerçekleştirilir.

Shore yöntemini kullanarak sertliği ölçerken, çentikli bir top numunenin üzerine yüzeyine dik olarak düşer ve sertlik, topun geri tepme yüksekliği ile belirlenir ve HS olarak adlandırılır.

Kuznetsov-Herbert-Rehbinder yöntemi - sertlik, desteği incelenen metal olan bir sarkacın salınımlarının sönüm süresi ile belirlenir.

Darbe testi

Darbe dayanımı, bir malzemenin dinamik yüklere direnme yeteneğini ve bunun sonucunda ortaya çıkan kırılgan kırılma eğilimini karakterize eder. Darbe testi için çentikli özel numuneler yapılır ve bunlar daha sonra sarkaçlı darbe sürücüsünde imha edilir (Şekil 3). Sarkaçlı kazık çakıcı ölçeği kullanılarak, imha için harcanan iş K belirlenir ve bu testler sonucunda elde edilen ana özellik hesaplanır - darbe dayanımı. Numunenin imha işinin kesit alanına oranı ile belirlenir ve MJ/m2 cinsinden ölçülür.

Darbe mukavemetini belirtmek için KS harfleri kullanılır ve numunedeki kesim tipini belirten üçüncü harf eklenir: U, V, T. KCU gösterimi, U benzeri çentikli bir numunenin darbe mukavemeti anlamına gelir, KCV - V benzeri çentikli ve KCT - kesimin tabanında oluşturulan çatlaklı. Darbe testleri sırasında bir numunenin yok edilmesi işi iki bileşen içerir: çatlak başlatma işi (Az) ve çatlak yayılma işi (Ar).

Darbe dayanımının belirlenmesi özellikle düşük sıcaklıklarda çalışan ve soğukta kırılganlığa yani çalışma sıcaklığı düştükçe darbe dayanımında azalma eğilimi gösteren metaller için önemlidir.

Pirinç. 3. Sarkaç kazık sürücüsünün şeması ve darbe numunesi

Düşük sıcaklıklarda çentikli numuneler üzerinde darbe testleri yapılırken, sıcaklıktaki azalmanın malzemenin kırılgan kırılma eğilimi üzerindeki etkisini karakterize eden soğuk kırılganlık eşiği belirlenir. Sünek kırılmadan kırılgan kırılmaya geçiş sırasında soğuk kırılganlığın sıcaklık eşiği olarak adlandırılan sıcaklık aralığında darbe dayanımında keskin bir azalma gözlenir. Bu durumda kırılmanın yapısı lifli mattan (sünek kırılma) kristal parlaklığa (kırılgan kırılma) doğru değişir. Soğuk kırılganlık eşiği, numunenin kırılmasında lifli bileşenin %50'sinin gözlendiği veya darbe dayanımı değerinin yarı yarıya azaldığı bir sıcaklık aralığı (tb. – txr.) veya bir sıcaklık t50 ile belirlenir.

Bir malzemenin belirli bir sıcaklıkta çalışmaya uygunluğu, çalışma sıcaklığı ile soğuk kırılganlığın geçiş sıcaklığı arasındaki farkla belirlenen viskozitenin sıcaklık marjı ile değerlendirilir ve ne kadar büyük olursa malzeme o kadar güvenilir olur.

Yorgunluk testi

Yorulma, tekrarlanan alternatif gerilimlerin etkisi altında bir malzemede çatlakların ve tahribatın oluşmasına yol açan kademeli hasar birikimi sürecidir. Metal yorgunluğu, bireysel hacimlerindeki stres konsantrasyonundan kaynaklanır (metalik olmayan ve gaz kalıntılarının biriktiği yerlerde, yapısal kusurlar). Bir metalin yorulmaya direnme yeteneğine dayanıklılık denir.

Yorulma testleri, bir veya her iki ucundan sabitlenmiş, dönen bir numunenin tekrarlı-alternatif bükülmesi için makinelerde veya çekme-basınç testine yönelik makinelerde veya tekrarlı-alternatif burulma için gerçekleştirilir. Testler sonucunda malzemenin yorulmaya karşı direncini karakterize eden dayanıklılık sınırı belirlenir.

Yorulma limiti, temel sayıda yükleme çevriminden sonra yorulma hasarının meydana gelmediği maksimum gerilimdir.

Dayanıklılık sınırı σR ile gösterilir; burada R, döngü asimetri katsayısıdır.

Dayanıklılık sınırını belirlemek için en az on numune test edilir. Her numune, yalnızca bir hasara kadar streste veya belirli bir temel döngü sayısında test edilir. Temel çevrim sayısı en az 107 yük (çelik için) ve 108 (demir dışı metaller için) olmalıdır.

Yapısal mukavemetin önemli bir özelliği, döngüsel yükleme altında hayatta kalma yeteneğidir; bu, 0,5...1 mm boyutunda ilk makroskopik yorulma çatlağının başladığı andan son yıkıma kadar bir parçanın çalışma süresi olarak anlaşılmaktadır. Dayanıklılık, yorulma çatlaklarının erken tespiti ve daha fazla gelişmesinin önlenmesi yoluyla sorunsuz çalışması sağlanan ürünlerin operasyonel güvenilirliği açısından özellikle önemlidir.

Mekanik özellikler Metalin yük altındaki davranışını belirler. Mekanik özelliklerin özellikleri şu şekilde elde edilir: mekanik testler. Bunu yapmak için, belirli bir malzemenin numunesine bir miktar kuvvet uygulayın ve malzemenin reaksiyonunu ölçün.

Çeşitli dış kuvvetlerin etkisi altında metal deforme olur ve tahrip olur. Ancak uygulanan yükün büyüklüğü yükleme koşullarını karakterize edemez. Bu yükün hangi kesit alanına etki ettiğini bilmek önemlidir.

Yükleme karakteristiği olarak alınır Gerilim - Kuvvetin etki ettiği kesit alanına oranı:

Rastgele alınan herhangi bir alana etki eden voltaj normal bir bileşene ayrıştırılabilir σ , platforma dik ve teğet T.

Aynı yükte Pçubukların deformasyonu (Şekil 30) farklı olacaktır: kesit alanı daha küçük olduğundan ikincisi daha fazla uzayacaktır.

İkinci çubuktaki gerilim daha büyük olacağından, daha fazla deformasyona maruz kalacaktır.

Bir metalin dayanabileceği stres, ürünün boyutundan bağımsız olarak onun ana mekanik özelliğidir.

Kuvvet

Kuvvet bir metalin dış ve iç gerilimlerin etkisi altında deformasyona ve tahribata direnme yeteneğidir.

Devlet standartları, çekme, basma, bükme ve burulma testleri sırasında mukavemet özelliklerinin elde edilmesini sağlar. Hepsi bu - statik testler yükte kademeli ve yumuşak bir artışla.

En bilgilendirici test, çekme test makinesi kullanılarak yapılan çekme testidir; çoğu durumda standart mukavemet özelliklerini elde etmek için gerçekleştirilir (Şekil 32).

Çekme test makinesi, çekme testini kaydetmek için bir cihazla donatılmıştır. streç çizelgeler– uygulanan yük arasındaki ilişkinin grafiği P ve numune D'nin uzaması ben(Şek. 31). Modern arabalar Sadece diyagramı kaydetmekle kalmayıp aynı zamanda mukavemet özelliklerini de hesaplayan bir bilgisayara erişiminiz var.

Bu testten aşağıdaki mukavemet özellikleri elde edilebilir:

elastik sınır[MPa] numunenin önceki şekline ve boyutuna dönmesini sağlayan en yüksek gerilimdir;

akma dayanımı[MPa] yükü arttırmadan metalin plastik akışının gerilimidir;

gerilme direnci[MPa] metalin kırılmadan dayanabileceği en büyük gerilimdir.

Gerçek veya fiziksel akma noktasının belirlenmesi zordur: tüm metaller bir "verim platosu" oluşturmaz. Bu nedenle çoğunlukla belirlenir kanıt gücü %0,2 kalıcı deformasyona neden olan: » .

Çoğu parçanın ve yapının önemli plastik deformasyonu kabul edilemez olduğundan, mukavemet hesaplamaları genellikle akma mukavemeti kullanılarak yapılır. Ancak gerilme kırılmasının hangi noktada başlayacağını gösterdiği için çekme mukavemetini de bilmek gerekir.

Plastik

Plastik- Bu, bir metalin zarar görmeden deforme olma yeteneğidir.

Süneklik özellikleri aynı çekme testinden belirlenir. Bu

göreceli uzantı [%]

göreceli daralma [%], Nerede

ben 0 ve ben K, mm – testten önce ve sonra numune uzunluğu;

F 0 ve F K, mm2 – numunenin başlangıç ​​ve son kesit alanı (Şekil 32).

Bağıl uzama ve bağıl daralmanın her ikisi de güvenilirlik kriterleridir: daha büyük d ve y değerlerine sahip bir malzeme daha güvenilirdir.

Sertlik

Sertlik- bu, bir malzemenin içine başka, daha katı bir cismin girmesine direnme yeteneğidir.

Ölçüm yöntemleri, aletler, tanımlamalar ve sertlik birimleri, "Metallerin ve alaşımların sertliğinin belirlenmesi" laboratuvar çalışması kılavuzlarında açıklanmıştır. Kendi başınıza keşfedin!

Viskozite

Viskozite– bu, bir malzemenin şok ve dinamik yükler altında tahribata karşı direnç gösterme yeteneğidir.

Dayanıklılık özelliği darbeli bükme testi ile belirlenir. Bu, öncekilerin aksine, yükün numuneye çok yüksek bir hızda, saniyenin binde biri kadar bir sürede uygulandığı dinamik bir testtir.

Test, sarkaçlı bir kazık sürücüsü üzerinde gerçekleştirilir (Şekil 33).

Belirli bir açıya kaldırılan ağır bir sarkaç serbest bırakılır. Sarkacın yolunda bir örnek var. Sarkaç bıçağının darbesi onu yok eder. Yıkım sırasında yapılan iş, sarkacın testten önceki ve sonraki potansiyel enerjisi arasındaki fark olarak tanımlanır.

Darbe gücü numunenin yok edilmesi işinin kesit alanına bölümüdür:

[J/m2], burada

A P - yıkım işi,

F– numunenin kesit alanı.

Numunenin bir çentiği olması gerekir - bir stres yoğunlaştırıcı. Darbe dayanımının belirlenmesi kesim tipine bağlıdır (Şek. 34).

Aynı malzeme için KCU > KCV > KCT yani kesim ne kadar keskin olursa malzeme o kadar kolay yok edilir.

Darbe dayanımı aynı zamanda bir malzemenin güvenilirliğinin de bir kriteridir; kırılgan veya aniden kırılmayacağının garantisidir.

Kesin olarak konuşursak, darbe dayanıklılığı, çatlak başlatmanın özel çalışmasını içeren karmaşık bir özelliktir. A h ve çatlak yayılımının özel çalışması A R. Malzemenin güvenilirliğinin daha güvenilir bir şekilde değerlendirilmesi için yoğunlaştırıcının yarıçapındaki darbe dayanımı ekstrapolasyonla belirlenir. R sıfıra doğru gidiyor. Bu çatlak yayılımının işi olacak A p, bu da güvenilirliğin değerlendirilmesine olanak tanır (malzemede neredeyse her zaman çatlak çekirdekleri bulunur; soru bunların büyüyüp büyümeyeceğidir).

Mekanik özellikler, uygulanan dış mekanik kuvvetlerin etkisi altında bir metalin (veya başka bir malzemenin) davranışını belirleyen özellikler olarak anlaşılır. Mekanik özellikler genellikle bir metalin (alaşımın) deformasyona karşı direncini (mukavemet) ve kırılmaya karşı direncini (süneklik, tokluk) ve ayrıca metalin çatlakların varlığında çökmeme yeteneğini içerir.

Mekanik testler sonucunda mekanik özelliklerin sayısal değerleri elde edilir; Malzemenin fiziksel ve mekanik durumlarında değişikliklerin meydana geldiği stres veya gerinim değerleri.

Metalik malzemelerin mekanik özellikleri değerlendirilirken çeşitli kriter grupları ayırt edilir.

1. Kriterler bağımsız olarak belirlenir Tasarım özellikleri ve ürün hizmetlerinin niteliği. Bu kriterler, pürüzsüz numunelerin çekme, basma, bükülme, sertlik (statik testler) veya çentikli numunelerin darbeli bükülmesi (dinamik test) için standart testleriyle bulunur.

2. Değerlendirme kriteri yapısal güç Belirli bir ürünün servis özellikleriyle en büyük korelasyon içinde olan ve malzemenin çalışma koşulları altındaki performansını karakterize eden malzemeler. Metalik malzemelerin yapısal mukavemetine ilişkin kriter iki gruba ayrılabilir:

Metalik malzemelerin ani tahribata karşı güvenilirliğini belirleyen kriterler (tokluk, kırılma, çatlak ilerlemesi sırasında emilen iş, hayatta kalma vb.)

Ürünlerin dayanıklılığını belirleyen kriterler (yorulma direnci, aşınma direnci, korozyon direnci vb.)

3. Tezgah, doğal ve operasyonel testler sırasında belirlenen yapının mukavemetini bir bütün olarak (yapısal mukavemet) değerlendirme kriterleri.

Metalurjideki pratik problemleri çözmek için hem standart mekanik özellikleri hem de yapısal dayanım kriterlerini belirlemek gerekir.

7. Test yöntemleri

7.1. Çekme testleri. Bu test için kenarlarında kalınlaşma bulunan silindirik bir numune kullanılır (Şekil 6).

Pirinç. 6. Çekme testi numuneleri

Numune bir test makinesinin tutma yerlerine yerleştirilir ve gerginliğe tabi tutulur. Modern makinelerde germe hızı 0,003-3000 mm/dak arasında geniş bir aralıkta değişebilmektedir. Test makineleri, test sonucunu - deformasyon eğrisini - kaydeden bir cihazla donatılmıştır (Şekil 7). Çekme testlerinin sonuçlarına göre mukavemet ve süneklik özellikleri belirlenir.

Metale stres uygulanması deformasyona neden olur. Deformasyon, yük kaldırıldıktan sonra kaybolan elastik veya yük kaldırıldıktan sonra kalan plastik olabilir. Gösterilen diyagramda (Şekil 7a), elastik deformasyon OA çizgisi ve onun devamı (kesikli çizgi) ile karakterize edilir.

A noktasının üzerinde gerilim ve gerinim arasındaki orantı ihlal edilir. Gerilme sadece elastik değil aynı zamanda kalıcı plastik deformasyona da neden olur. Değeri, kesikli çizgiden katı eğriye kadar olan yatay bölüme eşittir.

Dış kuvvetlerin etkisi altındaki elastik deformasyon sırasında kristal kafesteki atomlar arasındaki mesafe değişir. Yükün kaldırılması atomlar arası mesafenin değişmesine neden olan nedeni ortadan kaldırır, atomlar orijinal yerlerine döner ve deformasyon ortadan kalkar.

Plastik deformasyon sırasında kristalin bir kısmı diğerine göre hareket eder. Yük kaldırıldığında kristalin yer değiştiren kısmı eski yerine dönmeyecek ve deformasyon kalacaktır.

Şekil 2'de gösterilmiştir. Şekil 7a'da, AAV'nin dışarıdan uygulanan stres (ler) ile bunun neden olduğu göreceli deformasyon (e) arasındaki bağımlılığı, metallerin göreceli özelliklerini karakterize eder. OA düz çizgisinin eğimi metalin sertliğini gösterir, eğim açısının tanjantı elastik modül (E) ile orantılıdır, A gerilimi teknik ölçümlerde plastik deformasyonun ortaya çıkma anına karşılık gelir a akma mukavemeti adı verilen karakteristik 0,2 olarak kabul edilir (uzunluğun veya diğer numune boyutunun %0,2'sine eşit artık deformasyona neden olan stres). Çekmede elde edilen maksimum gerilime karşılık gelen maksimum gerilime nihai dayanım adı verilir.

Pirinç. 7. Gerilmeye bağlı olarak gerinim değişimi

Kırılma öncesindeki plastik deformasyon miktarıdır ve uzunluktaki (veya kesitteki) göreceli değişiklik olarak tanımlanır. göreceli uzantı d (veya göreceli daralma y), metalin plastisitesini karakterize edin.

Uzama: d = (l ila - l 0) 100/ l 0

Nispeten daralma: y = (F 0 - F k) 100/ F 0

burada l 0 ve l k numunenin uzunluğudur ve F 0 ve F k sırasıyla numunenin imha öncesi ve sonrası kesit alanıdır.

S 0.2, s B, d, y ve E malzemelerinin özellikleri temeldir - yapısal malzemelerin temini için GOST'a, kabul testi sertifikalarına dahil edilirler ve ayrıca güç ve hizmet ömrü hesaplamalarına dahil edilirler.

7.2. Bükme testi. Kırılgan malzemeler için eğilme testleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha sıklıkla testler, iki destek üzerinde duran bir numune üzerinde konsantre bir yük ile gerçekleştirilir. Nihai bükülme mukavemeti bükülme (smaks) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

sizg (s maks) = M maks / w,

burada Mmax maksimum bükülme momentidir, w numunenin kesit alanıdır.

7.3. Etki testleri. Darbe dayanımı, bir malzemenin darbe yükünün etkisi altında deformasyon ve kırılma sırasında mekanik enerjiyi absorbe etme yeteneğini ifade eder. Tipik olarak darbe mukavemeti, geleneksel olarak çentiğin tabanındaki numunenin kesitine (J/m2, nm/m2, kgf×m/cm2); a n sembolüyle gösterilir.

İki destek üzerinde bulunan numunenin imhası, sarkaçlı kazık sürücüsünün etkisiyle gerçekleştirilir (Şekil 8 a).

Pirinç. 8. Kazık çakıcının sarkacının şeması (a) ve darbe testi için numune türleri (b)

Testler, Şekil 2'de gösterilen numune türlerinden biri kullanılarak gerçekleştirilir. 8 b, aynı kesitte (10x10 mm) 2 mm derinliğinde kesiklere sahiptir; imha noktasında net kesit 8x10 mm'dir. İkinci durumda mekanik olarak 1 mm derinliğinde bir kesim yapılır ve ardından yine 1 mm derinliğinde bir yorulma çatlağı oluşturulur. Kesimler r = 1 mm (U şekilli kesim) ve r = 0,25 mm (V şekilli kesim) farklı keskinliklerde yapılır.

Bir A n örneğini yok etme işi iki bileşenden oluşur - çatlak başlatma işi (A z) ve çatlak yayılma işi (A p), yani. Bir n = A z + Bir r.

Çatlak başlangıcına ilişkin çalışma, çentiğin tabanında bir çatlağın başlamasından önce numunenin makrodeformasyonu için harcanan çalışma olarak anlaşılmaktadır. Bunun için Az değeri metalin deforme olabilen hacmiyle orantılıdır ve ikincisi kesimin keskinliğiyle orantılıdır.

Bu bağlamda, farklı kesim keskinliğine sahip numuneleri test ederek elde edilen verileri bir grafik üzerinde çiziyoruz. a-r koordinatları ve bu iki noktadan geçerek ordinat ekseniyle kesişene kadar düz bir çizgi çizin (Şekil 9).

Pirinç. 9. Ekstrapolasyon yöntemiyle çatlak performansının belirlenmesine yönelik grafik

Bu nedenle çentik yarıçapının değerlerini sıfıra çıkararak, numunenin darbe dayanımını sıfıra eşit bir çentikle elde ederiz, yani. çatlak yayılımı üzerinde çalışmak A r.

Çatlak yayılmasına ilişkin çalışma başka bir yöntemle elde edilebilir - numunelerin önceden uygulanmış bir çatlakla doğrudan test edilmesi (numuneleri darbe testi için hazırlamak için üçüncü seçenek (Şekil 8b). Açıkçası, böyle bir numuneyi test ederken ortaya çıkan darbe mukavemeti yayılma işine eşittir, çünkü çatlak hazır ve A z = 0, bu durumda A n = A r.

Güvenilir bir yapısal malzeme, bir çatlağı yaymak için yapılan işin sıfır olduğu bir malzeme olarak kabul edilir.

Sarkaç kazık çakıcılarında çentik bulunan numunelerin test edilmesi sonucunda, belirlemenin yanı sıra tam çalışma Bu tip bir numunenin deformasyonu ve imhası için harcanan bir n, birim alan başına spesifik çalışma KS = A n /S o da hesaplanır; burada S o, numunelerin noktadaki net kesit alanıdır. Testten önce kesimin. Çentik türüne bağlı olarak, özel çalışma, U şeklinde bir çentik kullanıldığında KSU, V şeklinde bir çentik kullanıldığında KCV ve bir numunenin çatlakla test edilmesi durumunda KST olarak adlandırılır.

Soğuk kırılganlık eşiğini belirlemek için farklı sıcaklıklarda darbe testleri yapılır. Birçok metal ve alaşım için yıkım mekanizması belirli sıcaklıklarda değişir. Sıcaklık düştükçe sünek kırılma gevrek kırılmaya dönüşür. Yıkımın doğasındaki değişimlerin sıcaklık aralığına denir soğuk kırılganlık eşiği.

Sünek kırılma, lifli bir kırılma ve çatlak ilerlemesi üzerinde belirli bir çalışma ile karakterize edilir ve gevrek kırılma, çatlak ilerlemesi üzerinde neredeyse sıfır iş ile kristalin bir kırılma ile karakterize edilir. Soğuk kırılganlık eşiği, bir kırılmadaki fiber içeriğinin (%B) veya çatlak ilerleme işinin (Ap) %100'den (veya Ap için bir değerden) sıfıra değiştiği sıcaklık aralığı ile karakterize edilir. Şekil 2'de gösterilene benzer bir eğri. 10'a seri denir çünkü yapımı farklı sıcaklıklarda bir dizi test gerektirir.

Pirinç. 10. Seri eğriler

Soğuk kırılganlık eşiği iki sıcaklıkla karakterize edilir: Tv (üstünde çamurun tamamen viskoz olduğu sıcaklık) ve Tn (bu sıcaklığın altında kırılma tamamen kırılgandır ve A p = 0). Soğuk kırılganlık eşiği bir sayı ile karakterize edilirse, T50 eşiğinin ortası gösterilir (kırılmadaki lifin %50'sinin veya Ap değerinin yarı yarıya azaldığı sıcaklık). Bu sıcaklık yarı kırılgan sıcaklık denir.

7.4. Sertlik testleri. Bir malzemenin sertliği, içine yabancı bir cismin (girinti) girmesine karşı gösterdiği direnç anlamına gelir; sertlik aynı zamanda deformasyona karşı direnci de karakterize eder.

Pirinç. 11. Sertlik test şemaları

a – Brinell'e göre, b – Rockwell'e göre, c – Vickers'a göre

Sertliği belirlemenin en yaygın yöntemi, P kuvvetinin etkisi altında test numunesine çapı D olan bir bilyenin yerleştirildiği Brinnell yöntemidir (Şekil 11a). Brinnell sertlik sayısı HB, P yükünün d çaplı girintinin küresel yüzeyi.

Rockwell yönteminde (Şekil 11b), elmas koni girinti görevi görür. Sertlik numarası girinti derinliğinin (h) tersidir.

Vickers yöntemiyle (Şekil 11c), bir elmas piramit bastırılır ve girintinin (d) köşegeni boyunca sertlik (HV) değerlendirilir.

Metalleri kullanın Gündelik Yaşamİnsan gelişiminin başlangıcında başladı. Bakır onların ilk temsilcisidir. Doğada bulunur ve mükemmel şekilde işlenir. Arkeolojik kazılar sırasında ev eşyaları ve ondan yapılan çeşitli ürünler sıklıkla bulunur.

Gelişim sürecinde insan, farklı metalleri birleştirmeyi ve daha güçlü alaşımlar üretmeyi öğrendi. Alet yapımında kullanıldılar ve daha sonra silah yapımında kullanıldılar. Günümüzde deneyler devam ediyor, modern yapıların inşasına uygun, metallerin spesifik mukavemetine sahip alaşımlar oluşturuluyor.

Yük türleri

Metallerin ve alaşımların mekanik özellikleri, dış kuvvetlerin veya yüklerin üzerlerindeki etkisine direnebilecek olanları içerir. Çok çeşitli olabilirler ve etkilerine göre ayırt edilirler:

• Yavaş yavaş sıfırdan maksimuma çıkan ve daha sonra sabit kalan veya biraz değişen statik;
• dinamik - bir darbe sonucu ortaya çıkar ve kısa bir süre sürer.

Deformasyon türleri

Deformasyon, kendisine uygulanan yüklerin (dış kuvvetlerin) etkisi altında katı bir gövdenin konfigürasyonunun değiştirilmesidir. Malzemenin önceki şekline döndüğü ve orijinal boyutlarını koruduğu deformasyonlar elastik kabul edilir, aksi takdirde (şekil değişti, malzeme uzadı) - plastik veya artık. Birkaç tür deformasyon vardır:

• Sıkıştırma. Üzerindeki basınç kuvvetlerinin etkisi sonucu vücudun hacmi azalır. Kazan ve makinelerin temelleri bu tür deformasyonlara maruz kalır.
• Esneme. Bir cismin uzunluğu, yönü ekseniyle çakışan uçlarına kuvvet uygulandığında artar. Kablolar ve tahrik kayışları esnemeye maruz kalır.
• Kaydırma veya kesme. Bu durumda kuvvetler birbirine doğru yönlendirilir ve belirli koşullar altında kesme meydana gelir. Örnekler perçinler ve bağlantı cıvatalarıdır.
• Burulma. Zıt yönde yönlendirilmiş bir çift kuvvet, bir ucunda sabitlenmiş bir gövdeye (motor milleri ve takım tezgahları) etki eder.
• Bükülmek. Dış kuvvetlerin etkisi altında vücudun eğriliğinde meydana gelen değişiklikler. Bu eylem kirişler, vinç bomları ve demiryolu rayları için tipiktir.

Metal mukavemetinin belirlenmesi

Üretimde kullanılan metalin temel gereksinimlerinden biri metal yapılar ve detaylar güçtür. Bunu belirlemek için metal bir numune alınır ve bir test makinesinde gerilir. Standart incelir, uzunluğu artarken kesit alanı azalır. Belirli bir noktada numune yalnızca tek bir yerde esnemeye başlar ve bir "boyun" oluşturur. Ve bir süre sonra en ince yer olan bölgede yırtılma meydana gelir. Yalnızca sünek ve kırılgan metaller bu şekilde davranır: sert çelik ve dökme demir yalnızca hafifçe gerilir ve boyun oluşturmaz.

Numune üzerindeki yük, test makinesine yerleştirilmiş, kuvvet ölçer adı verilen özel bir cihaz tarafından belirlenir. Malzemenin çekme mukavemeti adı verilen bir metalin ana karakteristiğini hesaplamak için, numunenin kırılmadan önce dayanabileceği maksimum yükü, çekmeden önceki kesit alanına bölmek gerekir. Bu değer, tasarımcının üretilecek parçanın boyutlarını belirlemesi ve teknoloji uzmanının işleme modlarını ataması için gereklidir.

Dünyanın en güçlü metalleri

Yüksek mukavemetli metaller aşağıdakileri içerir:

• Titanyum. Aşağıdaki özelliklere sahiptir:

  • yüksek spesifik güç;
  • yüksek sıcaklıklara karşı direnç;
  • düşük yoğunluklu;
  • korozyon direnci;
  • mekanik ve kimyasal dayanıklılık.

Titanyum tıpta, askeri sanayide, gemi yapımında ve havacılıkta kullanılmaktadır.

• Uranüs. Dünyanın en ünlü ve dayanıklı metali, zayıf bir radyoaktif malzemedir. Doğal olarak bulunan saf formu ve bağlantılarda. Ağır bir metaldir, esnektir, dövülebilir ve nispeten sünektir. Endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılır.
• Tungsten. Metalin mukavemetinin hesaplanması, kimyasal saldırıya duyarlı olmayan en dayanıklı ve refrakter metal olduğunu gösterir. İyi dövülmüş ve ince bir ipliğe çekilebilir. Filament için kullanılır.
• Renyum. Refrakter, var yüksek yoğunluk ve sertlik. Çok dayanıklıdır, sıcaklık değişimlerine maruz kalmaz. Elektronik ve teknolojide uygulama bulur.
• Osmiyum. Sert metal, refrakter, mekanik hasarlara ve agresif ortamlara karşı dayanıklıdır. Tıpta kullanılır, roketçilikte, elektronik ekipmanlarda kullanılır.
• İridyum. Doğada nadiren serbest formda, daha sıklıkla osmiyumlu bileşikler halinde bulunur. İşleme kendini iyi bir şekilde ödünç vermez, yüksek dirence sahiptir kimyasallar ve güç. Metal alaşımları: titanyum, krom, tungsten takı yapımında kullanılır.
• Berilyum. Nispi yoğunluğu ve açık gri rengi olan oldukça toksik bir metal. Demir metalurjisi, nükleer enerji, lazer ve havacılık teknolojisinde uygulama alanı bulur. Yüksek sertliğe sahiptir ve alaşımların alaşımlanmasında kullanılır.
• Krom. Yüksek mukavemetli, mavi-beyaz renkte, alkalilere ve asitlere karşı dayanıklı, çok sert bir metaldir. Metal ve alaşımların mukavemeti, bunların tıbbi ve kimyasal ekipmanların yanı sıra metal kesme aletlerinin imalatında kullanılmasına olanak tanır.

• Tantal. Metal gümüş renklidir, sertliği yüksektir, mukavemeti yüksektir, refrakterdir ve korozyona karşı dayanıklıdır, sünektir ve işlenmesi kolaydır. Nükleer reaktörlerin oluşturulmasında, metalurjide ve kimya endüstrisinde kullanılır.
• Rutenyum. Yüksek mukavemete, sertliğe, refrakterliğe ve kimyasal dirence sahiptir. Kontaklar, elektrotlar ve keskin uçlar ondan yapılır.

Metallerin özellikleri nasıl belirlenir?

Metalleri mukavemet açısından test etmek için kimyasal, fiziksel ve teknolojik yöntemler kullanılır. Sertlik, malzemelerin deformasyona nasıl direnç gösterdiğini belirler. Dirençli metal daha fazla dayanıklılığa sahiptir ve ondan yapılan parçalar daha az aşınır. Sertliği belirlemek için metale bir top, elmas koni veya piramit bastırılır. Sertlik değeri, baskının çapına veya nesnenin girinti derinliğine göre belirlenir. Daha güçlü metal daha az deforme olur ve baskının derinliği daha sığ olur.

Ancak çekme numuneleri, germe sırasında giderek artan bir yük ile çekme test makinelerinde test edilir. Standart daire veya kare kesite sahip olabilir. Metalin darbe yüklerine dayanıp dayanamayacağını test etmek için darbe testleri yapılır. Özel olarak yapılmış bir numunenin ortasında bir kesi yapılır ve darbe cihazının karşısına yerleştirilir. Zayıf noktanın olduğu yerde yıkım meydana gelmelidir. Metallerin mukavemeti test edilirken malzemenin yapısı X ışınları, ultrason ve güçlü mikroskoplar kullanılarak incelenir ve kimyasallarla aşındırma da kullanılır.

Teknolojik olanlar en çok basit türler imha, süneklik, dövme, kaynak testleri. Ekstrüzyon testi, bir levha malzemenin soğuk şekillendirilmeye uygun olup olmadığını belirlemeyi mümkün kılar. Bir top kullanarak, ilk çatlak görünene kadar metale bir delik bastırılır. Kırılma meydana gelmeden önce deliğin derinliği malzemenin plastisitesini karakterize edecektir. Bükme testi yeteneğin belirlenmesini mümkün kılar sac malzeme istenilen şekli alın. Bu test kaynak dikişlerinin kalitesini değerlendirmek için kullanılır. Telin kalitesini değerlendirmek için bir bükülme testi kullanılır. Borular düzleşme ve bükülme açısından test edilir.

Metallerin ve alaşımların mekanik özellikleri

Metaller aşağıdakileri içerir:

1. Kuvvet. Bir malzemenin dış kuvvetlerin etkisi altında yıkıma direnme yeteneğinde yatmaktadır. Gücün türü dış kuvvetlerin nasıl hareket ettiğine bağlıdır. Şunlara ayrılır: sıkıştırma, çekme, burulma, bükülme, sürünme, yorulma.
2. Plastik. Bu, metallerin ve alaşımlarının yük altında tahrip edilmeden şekil değiştirebilme ve darbe bittikten sonra da şeklini koruyabilme yeteneğidir. Bir metal malzemenin sünekliği, onu gererek belirlenir. Uzama arttıkça kesit azalırken metal daha sünek olur. İyi plastisiteye sahip malzemeler basınçla mükemmel şekilde işlenir: dövme, presleme. Plastisite iki büyüklükle karakterize edilir: göreceli daralma ve uzama.
3. Sertlik. Metalin bu kalitesi, daha fazla sertliğe sahip bir yabancı cismin, artık deformasyonlara yol açmadan nüfuz etmesine direnme yeteneğinde yatmaktadır. Aşınma direnci ve mukavemet, sertlikle yakından ilişkili olan metallerin ve alaşımların temel özellikleridir. Bu özelliklere sahip malzemeler, metal işlemede kullanılan aletlerin üretiminde kullanılır: kesiciler, eğeler, matkaplar, kılavuzlar. Çoğunlukla bir malzemenin sertliği onun aşınma direncini belirler. Böylece sert çelikler çalışma sırasında yumuşak çeliklere göre daha az aşınır.
4. Darbe gücü. Alaşımların ve metallerin özelliği, darbenin eşlik ettiği yüklerin etkisine direnmektir. Bu, makinenin çalışması sırasında darbe yüklerine maruz kalan parçaların yapıldığı malzemenin önemli özelliklerinden biridir: tekerlek aksları, krank milleri.
5. Tükenmişlik. Bu, metalin sürekli stres altındaki durumudur. Metal malzemenin yorulması yavaş yavaş meydana gelir ve ürünün tahrip olmasına neden olabilir. Metallerin yorulma nedeniyle hasara karşı direnç gösterme yeteneğine dayanıklılık denir. Bu özellik alaşımın veya metalin doğasına, yüzeyin durumuna, işlemin doğasına ve çalışma koşullarına bağlıdır.

Güç sınıfları ve tanımları

Bağlantı elemanlarının mekanik özelliklerine ilişkin düzenleyici belgeler, metal mukavemet sınıfı kavramını ortaya koydu ve bir tanımlama sistemi oluşturdu. Her güç sınıfı, aralarına bir noktanın yerleştirildiği iki sayı ile gösterilir. İlk sayı, çekme mukavemetinin 100 kat azaldığı anlamına gelir. Örneğin mukavemet sınıfının 5,6 olması, çekme mukavemetinin 500 olacağı anlamına gelecektir. İkinci sayı 10 kat artırılır - bu, yüzde olarak ifade edilen çekme mukavemetine orandır (500x0,6=300), yani %30 gerilme için çekme mukavemetinin minimum akma mukavemetidir. Bağlantı elemanı olarak kullanılan tüm ürünler kullanım amacına, şekline, kullanılan malzemeye, mukavemet sınıfına ve kaplamasına göre sınıflandırılmaktadır. Kullanım amaçlarına göre bunlar:

• Saban demirleri. Tarım makinalarında kullanılırlar.
• Mobilya. İnşaat ve mobilya üretiminde kullanılır.
• Yol. Metal yapıları sabitlerler.
• Makine Mühendisliği. Makine mühendisliği endüstrisinde ve alet yapımında kullanılır.

Bağlantı elemanlarının mekanik özellikleri, yapıldıkları çeliğe ve işleme kalitesine bağlıdır.

Spesifik güç

Bir malzemenin spesifik mukavemeti (aşağıdaki formül), çekme mukavemetinin metalin yoğunluğuna oranı ile karakterize edilir. Bu değer belirli bir kütle için yapının gücünü gösterir. Uçak imalatı, roketçilik ve uzay aracı üretimi gibi endüstriler için büyük önem taşımaktadır.

Spesifik dayanıklılık açısından titanyum alaşımları, kullanılanların en güçlüsüdür. teknik malzemeler. alaşımlı çelikler olarak sınıflandırılan metallerin özgül mukavemetinin iki katı. Havada, asidik ve alkali ortamlarda korozyona karşı hassas değildirler, deniz suyundan korkmazlar ve iyi ısı direncine sahiptirler. Yüksek sıcaklıklarda mukavemetleri magnezyum ve alüminyum içeren alaşımlardan daha yüksektir. Bu özelliklerinden dolayı kullanımları inşaat malzemesi, sürekli artmaktadır ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum alaşımlarının dezavantajı işlenebilirliklerinin düşük olmasıdır. Bunun nedeni fiziksel ve kimyasal özellikler alaşımların malzemesi ve özel yapısı.

Yukarıda metallerin spesifik mukavemetini gösteren bir tablo bulunmaktadır.

Metallerin plastisitesini ve gücünü kullanma

Metalin çok önemli özellikleri süneklik ve dayanıklılıktır. Bu özellikler doğrudan birbirine bağlıdır. Metalin şekil değiştirmesine izin vermezler ve dış ve iç kuvvetlere maruz kaldığında makroskobik tahribatı önlerler.

Sünekliği yüksek olan metaller yük altında kademeli olarak tahrip olur. İlk başta bir bükülme var ve ancak o zaman yavaş yavaş çökmeye başlıyor. Sünek metaller kolayca şekil değiştirir, bu nedenle araba gövdelerinin yapımında yaygın olarak kullanılırlar. Metallerin mukavemeti ve sünekliği, kendisine uygulanan kuvvetlerin yönüne ve malzemenin imalatı sırasında haddelemenin hangi yönde gerçekleştirildiğine bağlıdır. Yuvarlanırken metal kristallerin kendi yönünde enine yönden daha fazla uzadığı tespit edilmiştir. Çelik sac, haddeleme yönünde çok daha fazla dayanıma ve sünekliğe sahiptir. Enine yönde mukavemet %30, süneklik ise %50 azalır, sac kalınlığı boyunca bu rakamlar daha da düşüktür. Örneğin kaynak sırasında bir çelik sac üzerinde kırılmanın ortaya çıkması, kaynak ekseninin ve haddeleme yönünün paralelliği ile açıklanabilir. Malzemenin sünekliğine ve mukavemetine bağlı olarak, çeşitli makinelerin, yapıların, aletlerin ve cihazların imalatında kullanılma olasılığı belirlenir.

Metalin standart ve tasarım direnci

Metallerin kuvvete karşı direncini karakterize eden ana parametrelerden biri normatif direnç. Tasarım standartlarına göre monte edilir. Hesaplanan direnç, standart direncin belirli bir malzeme için karşılık gelen güvenilirlik faktörüne bölünmesiyle elde edilir. Bazı durumlarda yapıların çalışma koşullarının katsayısı da dikkate alınır. Pratik önemi olan hesaplamalarda esas olarak kullanırlar tasarım direnci metal

Metalin gücünü arttırmanın yolları

Metallerin ve alaşımların mukavemetini arttırmanın birkaç yolu vardır:

• Kusursuz bir yapıya sahip alaşımların ve metallerin oluşturulması. Sıradan metallerden onlarca kat daha güçlü olan bıyıkların (bıyıkların) üretimine yönelik gelişmeler var.
• Yapay yollarla hacimsel ve yüzey sertleştirmesinin elde edilmesi. Metal basınçla işlendiğinde (dövme, çekme, haddeleme, presleme), hacimsel sertleşme oluşurken, tırtıllı açma ve bilyeli püskürtme yüzey sertleşmesi sağlar.
• Periyodik tablodaki elementleri kullanarak oluşturma.
• Metalin içinde bulunan yabancı maddelerden arındırılması. Sonuç olarak mekanik özellikleri iyileştirilir ve çatlakların yayılması önemli ölçüde azalır.
• Parçaların yüzeyindeki pürüzlerin giderilmesi.

• Titanyum alaşımları, spesifik yer çekimi alüminyumu yaklaşık% 70 oranında aşan 4 kat daha güçlüdür, bu nedenle spesifik dayanım açısından titanyum içeren alaşımların uçak yapımında kullanılması daha karlı olur.
• Birçok alüminyum alaşımı, karbon içeren çeliklerin özgül mukavemetini aşar. Alüminyum alaşımları yüksek sünekliğe, korozyon direncine sahip olup, basınç ve kesme yoluyla kolaylıkla işlenebilmektedir.
• Plastikler metallere göre daha yüksek özgül dayanıma sahiptir. Ancak yetersiz sertlik, mekanik dayanım, eskime, artan kırılganlık ve düşük ısı direnci nedeniyle, tekstolitlerin ve getinakların özellikle büyük boyutlu yapılarda kullanımları sınırlıdır.
• Korozyona karşı direnç ve özgül mukavemet açısından demirli, demirsiz metallerin ve bunların alaşımlarının çoğunun cam elyafından daha düşük olduğu tespit edilmiştir.

Metallerin mekanik özellikleri, pratik ihtiyaçlar için kullanılmalarında en önemli faktördür. Bir yapıyı, parçayı veya makineyi tasarlarken ve bir malzemeyi seçerken, sahip olduğu tüm mekanik özellikleri dikkate aldığınızdan emin olun.

Mekanik özellikler, bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında deformasyona ve tahribata karşı direncini karakterize eder.

Ana mekanik özellikler şunları içerir:

Kuvvet
- plastisite
- darbe dayanımı
- sertlik

Kuvvet– bu, bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında çökmeme yeteneğidir.

Plastik bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında tahribatsız şekil değiştirme (deforme olma) yeteneğidir.

Bir metalin darbe (dinamik) mekanik kuvvetlere (şok yüklere) dayanma yeteneğini belirler.

Sertlik bir metalin diğer sert malzemelerin içine nüfuz etmesine direnme yeteneğidir.

Metallerin mekanik test türleri ve koşulları

Mekanik özellikleri belirlemek için aşağıdaki test türleri gerçekleştirilir:

Çekme testleri;
- statik bükülme testleri;
- darbeli bükme testleri;
- sertlik ölçümü.

Numuneleri test etme koşulları şunları içerir: numunelere uygulanan yükün sıcaklığı, tipi ve niteliği.

Test sıcaklığı:

Normal (+20°С);
- düşük (+20°C'nin altında, sıcaklık 0...-60°C);
- yüksek (+20°C'nin üstünde, sıcaklık +100...+1200°C).

Yük türü:

germe
sıkıştırma
bükülmek
burulma
dilim

Yük uygulamasının karakteri:

Yük yavaş ve düzgün bir şekilde artar veya sabit kalır - statik testler;
- yükün yüksek hızlarda uygulanması; şok yükü - dinamik testler;
- çoklu tekrarlanan değişken yük; Büyüklükteki veya büyüklük ve yöndeki yük değişiklikleri (gerilme ve basma) - dayanıklılık testleri.

Mekanik test numuneleri

Standart numuneler üzerinde mekanik testler yapılır. Numunelerin şekli ve boyutları testin türüne bağlı olarak belirlenir.

Mekanik çekme testleri için standart silindirik ( yuvarlak bölüm) ve düz (dikdörtgen kesitli) numuneler. Silindirik numuneler için çapı dо=10 mm, kısa lо=5×do = 50 mm ve uzun lо=10×do = 100 mm olan numuneler ana numuneler olarak alınır.

Düz numunelerin kalınlığı levhanın kalınlığına eşit olup genişlik 10, 15, 20 veya 30 mm olarak ayarlanmıştır.

Çekme kavramaları için kafaları olmayan düz numune

Başlıklı düz örnek

Statik testlerle belirlenen mekanik özellikler

Statik numuneye uygulanan yükün yavaş ve düzgün bir şekilde arttığı testlerdir.

Statik çekme testlerinde aşağıdaki ana faktörler belirlenir: mekanik karakteristiği metal:

Akma dayanımı (σ t);
- çekme mukavemeti veya geçici direnç (σ in);
- bağıl uzama (δ);
- göreceli daralma (ψ).

çekme yükünde gözle görülür bir artış olmadan numunenin deforme olduğu strestir.

numunenin arızalanmasından önceki maksimum yükteki strestir.

imhadan sonra numunenin uzunluğundaki artışın testten önceki başlangıç ​​uzunluğuna oranıdır.

numunenin imha sonrasında kesit alanındaki azalmanın testten önceki başlangıç ​​alanına oranıdır.

Statik çekme testinde, demir ve diğer plastik metaller, numune sabit bir Pm yükü altında uzatıldığında bir akma platosuna sahiptir.

Maksimum yük Pmax'ta, numunenin bir bölgesinde "boyun" adı verilen kesitte bir daralma görülür. Numunenin tahribatı boyunda başlar. Numunenin kesiti azaldığı için numunenin tahribatı maksimumdan daha düşük bir yükte meydana gelir. Test sırasında cihazlar, yüklerin belirlendiği bir çekme diyagramı çizer. Testten sonra tahrip edilen numuneler bir araya getirilerek boynun nihai uzunluğu ve çapı ölçülür. Bu verilerden mukavemet ve süneklik hesaplanır.

Mekanik darbe testi

Dinamik testler, deformasyon oranının statik testlere göre önemli ölçüde daha yüksek olduğu testlerdir.

Dinamik darbeli bükme testleri, bir metalin gevrek kırılmaya uğrama eğilimini ortaya koymaktadır. Yöntem, bir sarkaçlı kazık çakıcının bir darbesi ile bir numunenin bir çentik (gerilme yoğunlaştırıcı) ile imha edilmesine dayanmaktadır.

Standart, üç tip çentikli numuneler sağlar:

R = 1 mm yarıçaplı U şekilli numune (KCU yöntemi);

R = 0,25 mm yarıçaplı V şekilli numune (KCV yöntemi);

numune I – yorulma çatlağı ile şekillendirilmiştir (KST yöntemi).

Darbe dayanımı, yoğunlaştırıcı konumundaki numunenin ilk kesit alanıyla ilgili darbe işi olarak anlaşılmaktadır.

Testin ardından numuneyi yok etmek için gereken darbe işi sarkaçlı kazık çakıcı terazisi kullanılarak belirlenir. Numunenin kesit alanı arızadan önce belirlenir.

METALLERİN SERTLİK TAYİNİ

Sertlik, bir metalin, bir top, koni veya piramit girintili olduğunda yüzey katmanındaki plastik deformasyona direnme özelliğidir. Sertlik ölçümü basit ve hızlıdır ve ürüne zarar vermeden gerçekleştirilir. Sertliği belirlemek için üç yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır:

Brinell sertliği (sertlik birimi HB olarak belirlenmiştir);
- Rockwell sertliği (sertlik birimi HR olarak belirlenmiştir);
- Vickers sertliği (sertlik birimi HV olarak belirlenmiştir).

Brinell sertliğinin belirlenmesi, D = 10 mm çapındaki bir çelik bilyenin bir yükün etkisi altında bir numuneye (ürüne) preslenmesinden ve yükün kaldırılmasından sonra girinti çapının d ölçülmesinden oluşur.

Brinell sertliği HB rakamları ve harfleriyle gösterilir, örneğin 180 HB. Nasıl daha küçük çap baskı, sertlik ne kadar yüksek olursa. Sertlik ne kadar yüksek olursa metalin mukavemeti o kadar artar ve sünekliği o kadar az olur. Metal ne kadar yumuşak olursa cihaz üzerindeki yük o kadar az olur. Bu nedenle, çelik ve dökme demirin sertliğini belirlerken yük, nikel, bakır ve alüminyum için - 1000 N, kurşun ve kalay için - 250 N olmak üzere 3000 N olarak alınır.

Rockwell sertliğinin belirlenmesi, bir elmas koni (A ve C ölçekleri) veya 1,6 mm çapında bir çelik bilye (B ölçeği) içeren bir ucun, art arda uygulanan ön hazırlık (Po) etkisi altında test numunesine (ürün) bastırılmasından oluşur. ve ana (P) yükler ve ölçüm uç nüfuz derinliği (h). Rockwell sertliği, ölçeği belirten HR rakamları ve harfleriyle gösterilir. Örneğin, 60 HRC (C ölçeğinde sertlik 60).

Vickers sertliğinin belirlenmesi, normal dört yüzlü piramit şeklindeki bir elmas ucunun, bir yükün etkisi altında numuneye (ürüne) bastırılmasından ve yükün kaldırılmasından sonra kalan girintinin (d) köşegeninin ölçülmesinden oluşur. Yöntem, ince parçaların ve sertliği yüksek ince yüzey katmanlarının sertliğini belirlemek için kullanılır. Vickers sertliği sayı ve harflerle HV, örneğin 200 HV ile gösterilir.

Statik bükme testleri

Statik bükülmeye yönelik teknolojik testler, bir metalin şekil ve boyutta verilen bir bükülmeyi kabul etme yeteneğini belirlemek için kullanılır. Kaynaklı bağlantılarda da benzer testler yapılır.

Bükme testleri sac ve şekilli (çubuk, kare, köşebent, kanal vb.) metalden yapılmış numuneler üzerinde gerçekleştirilir. İçin metal levha Numunenin (b) genişliği, kalınlığın (2 t) iki katına eşit, ancak 10 mm'den az olmayacak şekilde alınır. Mandrelin yarıçapı teknik özelliklerde belirtilmiştir.

Üç tür bükülme vardır:

Belli bir açıya kadar bükün;
- kenarlar paralel oluncaya kadar mandrelin etrafında bükün;
- kenarlar birbirine değene kadar (düzleşinceye kadar) bükün.

Numunede çatlak, yırtık, delaminasyon veya kırık olmaması numunenin testi geçtiğinin işaretidir.