TO kategoria:
Metallityöt ja työkalutyöt
Metallin lujuus ja kovuus
Kone- ja työkaluvalmistuksessa käytetyillä metalleilla on monia arvokkaita ominaisuuksia, mutta tärkeimmät niistä ovat lujuus ja kovuus.
Puhutaanpa lyhyesti näistä ominaisuuksista.
Lujuus, kuten tiedetään, on materiaalin kykyä vastustaa tuhoa. Jos metalli ei murtu venyessään tai ei romahda iskussa, metallin sanotaan olevan vahva. Mutta tekniikassa ei voi luottaa vain yleisvaikutelmaan siitä, onko käsittelemäsi metalli vahvaa vai ei tarpeeksi vahvaa. Materiaalin lujuus on mitattava tarkasti ja sen repeytymis- ja iskukuormituksenkestävyys on määritettävä erikseen. Metallin lujuuden määrittämiseksi siitä valmistettuja näytteitä jännitetään erikoiskoneilla, kunnes ne rikkoutuvat. Jäljittämällä voimaa, jolla näyte repeytyi, ja tutkimalla sen mittojen muutosta repeämiskohdassa, on mahdollista saada täydellinen ja tarkka kuvaus sen metallin lujuudesta, josta näyte on valmistettu.
Sitten jakamalla näytteen rikkoneen voiman suuruus kilogrammoina näytteen poikkileikkauspinta-alalla, joka ilmaistaan neliömillimetreinä, määritettiin näytteen kestämä jännitys, eli näytteen vetolujuus. materiaali. Tämän voiman suuruutta poikkipinta-alayksikköä kohti, ei siis mitattuna kg, vaan kg/mm2, kutsutaan vetolujuudeksi ja se on merkitty kaikessa teknisessä kirjallisuudessa, piirustuksissa ja teknisissä asiakirjoissa kirjaimella sv (sigma be).
Tietyn metallin vetolujuuden arvon tunteminen mahdollistaa tuotteen lujuuden laskemisen lisäksi myös tarvittavien leikkausolosuhteiden valitsemisen sitä käsiteltäessä. Tämä on erittäin tärkeää, koska terästen lujuus vaihtelee suuresti. Joten esimerkiksi Art. 1 on = 32 ± 40 kg/mm2, ja jotkut runsasseosteiset teräkset saavuttavat 200 kg/mm2.
Revittyä näytettä tarkemmin tutkimalla voidaan havaita, että sen poikkileikkaus repeämiskohdassa on hieman kaventunut ja kokonaispituus kasvanut. Tämä ilmiö osoittaa, kuinka kykenevä tietty materiaali vastustaa tuhoa ja muuttaa muotoaan häiritsemättä hiukkasten välistä molekyyliyhteyttä, eli olla muovia.
Jos nyt lasketaan kuinka paljon näytteen poikkileikkausala on pienentynyt, ja jaetaan sitten tämä arvo sen alkuperäisellä pinta-alalla, saadaan tulos ilmaistuna. prosenttia ja sitä kutsutaan poikkileikkauksen suhteelliseksi puristukseksi. Poikkileikkauksen suhteellinen puristus on merkitty kirjaimella f (psi) ja se kuvaa materiaalin viskositeettia. Pehmeimpien vähähiilisten terästen arvo saavuttaa 60%, vähiten sitkeiden terästen - jopa 30%.
Näytteen lisääntyneen pituuden mittaukselle on tunnusomaista suhteellinen venymä ja se on merkitty kirjaimella 8 (delta). Mitä suurempi suhteellinen venymä, sitä suurempi on metallin sitkeys. Suhteellisen venymän 5 ja suhteellisen puristuksen arvon mukaan<|>, epäsuorasti voidaan arvioida metallin viskositeettia. Metallin viskositeetti ymmärretään materiaalin ominaisuutena, joka on haurauden vastakohta.
Metallien toinen pääominaisuus on kovuus. Mitä suurempi kovuus, sitä kestävämpi osa, sitä hitaammin se kuluu. Leikkuutyökalu poistaa lastut osasta vain siksi, että sen kovuus on paljon suurempi kuin käsiteltävän materiaalin kovuus. Pienikin muutos kovuudessa vaikuttaa merkittävästi osan ja työkalun suorituskykyominaisuuksiin. Kaikki tämä pakottaa valmistajat tarkkailemaan huolellisesti osan kovuutta.
Metallin kovuus määritetään painamalla esinettä testattavaan materiaaliin. Sisennyssyvyys määrää, kuinka suuri tämä kovuus on. Nykyiset kovuuden mittauslaitteet toimivat tällä periaatteella: Brinell-puristin ja Rockwell-instrumentit.
Karkaisemattomien terästen, samoin kuin valuraudan, kovuus mitataan Brinell-puristimella puristamalla niihin halkaisijaltaan 10 mm:n teräskuula 3000 kg:n voimalla. Muilla materiaaleilla pallon puristusvoima vaihtelee: kuparilla, messingillä ja vastaavilla se on 1000 kg ja pehmeillä metalliseoksilla 250 kg. Rockwell-laite määrittää kovetettujen materiaalien kovuuden puristamalla erityistä timanttikartiota. Mittauksen tulos, joka kuvaa materiaalin kovuutta, on vastaavat kovuusluvut: Brinell-kovuusluku (Hb) ja Rockwell-kovuusluku (HR).
Brinnell-kovuusluku Ib edustaa tulosta jakamalla kuorma (kg) pallon sisennyspinta-alalla, ilmaistuna mm2. Välttääksesi laskelmia määritettäessä Hb-lukua, käytä erityisiä taulukoita, joista löydät tämän luvun tuloksena olevan tulosteen halkaisijan perusteella. Suurin kovuus, joka voidaan testata tällä puristimella, on: Yv = 450.
Brinell-puristin (kuva 15) toimii seuraavasti. Tasaisen ja tasaisen pinnan saamiseksi puhdistettu osa asennetaan palloniveleen ja ruuvia pyörittävää vauhtipyörää nostetaan, kunnes se koskettaa kärkipalloa. Sitten ne sulkevat öljyn poistoaukon sylinteristä säiliöön ruuvilla ja luovat paineen mäntään ja pallon kärkeen toimien pumppuna. Aktivoitu pumppu pakottaa öljyn sylinteriin säiliöstä, muodostaa painetta mäntään ja välittää sen samanaikaisesti painemittariin ja vipuun painoilla. Paineen määrä vastaa kuormien painoa. Jonkin ajan kuluttua ruuvi aukeaa, osa sylinteristä tulevasta öljystä menee säiliöön ja paine putoaa nollaan. Tämän jälkeen laske ruuvi vauhtipyörällä, vapauta osa ja mittaa painatuksen halkaisija erityisellä suurennuslasilla.
Riisi. 1. Kaavioesitys Brinell-hydraulisesta puristimesta.
Riisi. 2. Kaavio Rockwell-laitteen toiminnasta.
Testausprosessi alkaa tuomalla esine timanttikärjen päälle ja kohdistamalla esivoima (10 kg). Tämä luodaan huolellisesti jousella, joka sijaitsee laitteen karaholkissa. Käyttövipu 6 vaikuttaa laitteen karaan ja sen tukipiste on akselilla 7 ja voiman välittymispaikka kärkeen on prismassa. Tähän vipuun vaikuttaa kuorma.
Ei-työasennossa vipu lepää sakkelin päällä eikä painetta siirry karaan. Testin aikana kahva vapautetaan ja sitten vipu yhdessä sakkelin ja vivun kanssa lasketaan alas. Tämän koko järjestelmän tasaista laskemista helpottaa öljynvaimennin 8, jonka avulla voit säätää voiman kohdistamisen nopeutta testattavaan kohteeseen. Koska timanttikartio laskeutuu, sillä on mahdollisuus liikkua, se tunkeutuu metalliin. Tämän liikkeen suuruus välittyy vivusta indikaattoriin.
On kuitenkin sanottava, että kaikkia osia ei voida testata kovuuden suhteen kuvatuilla laitteilla. Se on mahdotonta esim. niiden avulla määritetään kovuus työkalun leikkuureunasta tai matriisin sisäpinnasta. Tällaisissa tapauksissa he turvautuvat kovuuden tarkistamiseen kalibroitujen tiedostojen avulla.
Tämä päättää teräksen kahden tärkeimmän ominaisuuden - sen lujuuden ja kovuuden - kuvauksen. Nämä ominaisuudet eivät kuitenkaan ole vakioita. Ne voivat muuttua teräksen rakenteen eli rakenteen muutosten myötä. Mikä aiheuttaa teräksen rakenteen muutoksen?
Tärkeimmät mekaaniset ominaisuudet ovat lujuus, sitkeys, kovuus, iskulujuus ja elastisuus. Useimmat mekaanisten ominaisuuksien indikaattorit määritetään kokeellisesti venyttämällä standardinäytteitä testauskoneilla.
Vahvuus- metallin kyky vastustaa tuhoa, kun se altistuu ulkoisille voimille.
Muovi- metallin kyky muuttaa peruuttamattomasti muotoaan ja kokoaan ulkoisten ja sisäisten voimien vaikutuksesta ilman tuhoa.
Kovuus- metallin kyky vastustaa kovemman kappaleen tunkeutumista siihen. Kovuus määritetään kovuustesteillä työntämällä karkaistu teräskuula metalliin (Brinell-laitteella) tai viemällä timanttipyramidi hyvin valmistettuun näytteen pintaan (Rockwell-laitteella). Mitä pienempi syvennyskoko on, sitä suurempi on testattavan metallin kovuus. Esimerkiksi hiiliteräksen kovuus on 100 ennen karkaisua. . . 150 HB (Brinell) ja kovettumisen jälkeen - 500. . . 600 NV.
Iskun voimakkuus- metallin kyky kestää iskukuormitusta. Tämä määrä on merkitty KS(J/cm 2 tai kgf m/cm), määräytyy mekaanisen työn suhteen A, käytetty näytteen tuhoamiseen iskutaivuttamisen aikana näytteen poikkileikkausalalle .
Elastisuus- metallin kyky palauttaa muotonsa ja tilavuutensa ulkoisten voimien lakkaamisen jälkeen. Tälle suurelle on ominaista kimmomoduuli E(MPa tai kgf/mm 2), joka on yhtä suuri kuin jännitesuhde a to sen aiheuttama elastinen muodonmuutos. Jousien ja lehtijousien valmistukseen käytettävillä teräksillä ja metalliseoksilla on oltava korkea elastisuus.
Metallien mekaaniset ominaisuudet
Mekaanisilla ominaisuuksilla tarkoitetaan ominaisuuksia, jotka määräävät metallin (tai muun materiaalin) käyttäytymisen ulkoisten mekaanisten voimien vaikutuksesta. Mekaaniset ominaisuudet sisältävät yleensä metallin (seoksen) muodonmuutoskestävyyden (lujuus) ja murtumiskestävyyden (sitkeys, sitkeys ja metallin kyky olla romahtamatta halkeamien esiintyessä).
Mekaanisten testien tuloksena saadaan mekaanisten ominaisuuksien numeeriset arvot, eli jännitys- tai muodonmuutosarvot, joissa materiaalin fysikaalisissa ja mekaanisissa oloissa tapahtuu muutoksia.
Kiinteistöarviointi
Metallimateriaalien mekaanisia ominaisuuksia arvioitaessa erotetaan useita kriteeriryhmiä.
- Kriteerit määräytyvät tuotteiden suunnitteluominaisuuksista ja palvelun luonteesta riippumatta. Nämä kriteerit löydetään standarditesteillä sileille näytteille jännityksen, puristuksen, taivutuksen, kovuuden (staattiset testit) tai lovettujen näytteiden iskutaivutus (dynaamiset testit).
- Sileiden näytteiden staattisissa testeissä määritetyt lujuus- ja plastiset ominaisuudet, vaikka ne ovat tärkeitä (ne sisältyvät laskentakaavoihin), eivät monissa tapauksissa luonnehdi näiden materiaalien lujuutta koneen osien ja rakenteiden todellisissa käyttöolosuhteissa. Niitä voidaan käyttää vain rajoitetulle määrälle yksinkertaisen muotoisia tuotteita, jotka toimivat staattisissa kuormitusolosuhteissa ja lämpötiloissa, jotka ovat lähellä normaalia.
- Materiaalin rakenteellisen lujuuden arviointikriteerit, jotka ovat suurimmassa korrelaatiossa tietyn tuotteen käyttöominaisuuksien kanssa ja kuvaavat materiaalin suorituskykyä käyttöolosuhteissa.
Metallien suunnittelulujuus
Metallimateriaalien rakenteellisen lujuuden kriteerit voidaan jakaa kahteen ryhmään:
- kriteerit, jotka määrittävät metallimateriaalien luotettavuuden äkillistä tuhoutumista vastaan (murtolujuus, halkeamien leviämisen aikana absorboitunut työ, kestävyys jne.). Nämä murtumismekaniikan perusperiaatteita käyttävät tekniikat perustuvat staattisiin tai dynaamisiin testeihin näytteistä, joissa on teräviä halkeamia, joita esiintyy todellisissa koneen osissa ja rakenteissa käyttöolosuhteissa (lovet, läpimenevät reiät, ei-metalliset sulkeumat, mikroontelot jne.). ). Halkeamat ja mikroepäjatkuvuudet muuttavat suuresti metallin käyttäytymistä kuormituksen alaisena, koska ne ovat jännityksen keskittäjiä;
- kriteerit, jotka määrittävät tuotteiden kestävyyden (uupumuskestävyys, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys jne.).
Arviointikriteerit
Koko rakenteen lujuuden (rakennelujuus) arviointikriteerit, jotka määritetään penkki-, täyden mittakaavan ja käyttökokeiden aikana. Nämä testit paljastavat sellaisten tekijöiden vaikutuksen rakenteen lujuuteen ja kestävyyteen kuin jäännösjännitysten jakautuminen ja suuruus, metallituotteiden valmistustekniikan ja suunnittelun viat jne.
Metallurgian käytännön ongelmien ratkaisemiseksi on tarpeen määrittää sekä standardinmukaiset mekaaniset ominaisuudet että rakenteellisen lujuuden kriteerit.
GOST 25.503-97
VÄLINEN STANDARDI
LASKELMAT JA LUJUUSTOKEET.
METALLIEN MEKAANINEN TESTAUSMENETELMÄT
PURISTUSTESTIN MENETELMÄ
VALTIOIDEN VÄLINEN NEUVOSTO
STANDARDOINTI, METROLOGIA JA SERTIFIOINTI
Esipuhe
1 KEHITTÄMÄT Voronezh State Forestry Academy (VGLTA), All-Russian Institute of Light Alloys (VILS), Keskusrakennusten tutkimuslaitos (TsNIISK nimetty Kucherenkon mukaan), koko Venäjän mekaanisen standardoinnin ja sertifioinnin tutkimuslaitos Venäjän federaation valtionstandardin suunnittelu (VNIINMASH) OTTAA KÄYTTÖÖN Venäjän valtionstandardilla 2 HYVÄKSYNYT osavaltioiden välinen standardointi-, metrologia- ja sertifiointineuvosto (pöytäkirja nro 12-97, 21. marraskuuta 1997) Seuraavat äänestivät hyväksymisen puolesta:
|
Osavaltion nimi |
Kansallisen standardointielimen nimi |
| Azerbaidžanin tasavalta | Azgosstandart |
| Armenian tasavalta | Armgosstandardi |
| Valko-Venäjän tasavalta | Valko-Venäjän valtion standardi |
| Kazakstanin tasavalta | Kazakstanin tasavallan Gosstandart |
| Kirgisian tasavalta | Kirgisian standardi |
| Moldovan tasavalta | Moldovan standardi |
| Venäjän federaatio | Venäjän Gosstandart |
| Tadžikistanin tasavalta | Tajikgosstandart |
| Turkmenistan | Turkmenistanin valtion päätarkastusvirasto |
| Uzbekistanin tasavalta | Uzgosstandart |
| Ukraina | Ukrainan valtion standardi |
GOST 25.503-97
VÄLINEN STANDARDI
Käyttöönottopäivä 1999-07-01
1 KÄYTTÖALUE
Tämä standardi määrittelee menetelmät staattisiin puristustesteihin °C:ssa rautapitoisten ja ei-rautametallien ja metalliseosten mekaanisten ominaisuuksien määrittämiseksi. Standardi luo menetelmän näytteiden testaamiseksi puristuksessa kovettumiskäyrän muodostamiseksi, virtausjännityksen s s ja muodonmuutosasteen välisen matemaattisen suhteen määrittämiseksi sekä tehoyhtälön parametrien arvioimiseksi (s s 1 - virtausjännitys = 1, n - jännityskovettuvuusindeksi). Tässä standardissa määriteltyjä mekaanisia ominaisuuksia, karkaisukäyrää ja sen parametreja voidaan käyttää seuraavissa tapauksissa: - metallien, metalliseosten valinta ja suunnitteluratkaisujen perustelut; - mekaanisten ominaisuuksien standardoinnin ja metallin laadun arvioinnin tilastollinen hyväksyntävalvonta; - teknisten prosessien ja tuotesuunnittelun kehittäminen; - koneenosien lujuuden laskeminen. Kohdissa 4, 5 ja 6 asetetut vaatimukset ovat pakollisia, muut vaatimukset ovat suositeltavia.2 LAINSÄÄDÄNTÖÄ KOSKEVAT VIITTEET
Tässä standardissa käytetään viittauksia seuraaviin standardeihin: GOST 1497-84 Metallit. Vetotestimenetelmät GOST 16504-81 Tuotteiden tilatestausjärjestelmä. Tuotteiden testaus ja laadunvalvonta. Perustermit ja määritelmät GOST 18957-73 Venymämittarit rakennusmateriaalien ja rakenteiden lineaarisen muodonmuutoksen mittaamiseen. Yleiset tekniset ehdot GOST 28840-90 Koneet materiaalien testaamiseen jännityksessä, puristuksessa ja taivutuksessa. Yleiset tekniset vaatimukset3 MÄÄRITELMÄT
3.1 Tässä standardissa käytetään seuraavia termejä vastaavilla määritelmillä: 3.1.1 testikaavio (puristus): Käyrä kuormasta vs. näytteen absoluuttinen muodonmuutos (lyhennys); 3.1.2 kovettumiskäyrä: virtausjännityksen kaavio logaritmisen jännityksen funktiona; 3.1.3 aksiaalinen puristuskuorma: näytteeseen senhetkisellä testaushetkellä vaikuttava kuorma; 3.1.4 ehdollinen nimellisjännitys s: Jännitys, joka määräytyy kuorman suhteesta alkuperäiseen poikkipinta-alaan; 3.1.5 virtausjännitys s s: myötörajan ylittävä jännitys, joka määräytyy kuorman suhteesta näytteen poikkipinta-alaan, joka on voimassa tietyllä testaushetkellä tasaisen muodonmuutoksen alaisena; 3.1.6 puristuksen suhteellisuusraja: Jännitys, jossa poikkeama kuorman ja näytteen absoluuttisen lyhenemisen välisestä lineaarisesta suhteesta saavuttaa sellaisen arvon, jossa kaavion F tangentin muodostaman kaltevuuskulman tangentti - D h pisteessä F pc kuormien akselilla kasvaa 50% arvostaan lineaarisessa elastisessa osassa; 3.1.7 puristuskimmoraja: Jännitys, jossa näytteen (e) suhteellinen jäännösmuodonmuutos (lyhennys) saavuttaa 0,05 % näytteen alkuperäisestä suunnittelukorkeudesta; 3.1.8 myötöraja (fyysinen) puristuksen alaisena: Pienin jännitys, jossa näyte muuttaa muotoaan ilman, että puristuskuormitus kasvaa merkittävästi; 3.1.9 ehdollinen puristusmyötöraja: Jännitys, jossa näytteen suhteellinen jäännösmuodonmuutos (lyheneminen) saavuttaa 0,2 % näytteen alkuperäisestä suunnittelukorkeudesta; 3.1.10 puristuslujuus: jännitys, joka vastaa suurinta vikaa edeltävää kuormaa; 3.1.11 jännityskovetusindeksi n: Kovettumiskäyriä approksimoivan yhtälön tehoeksponentti, joka kuvaa metallin kykyä kovettua tasaisen plastisen muodonmuutoksen alaisena.4 NÄYTTEIDEN MUOTO JA KOOT
4.1 Testit suoritetaan neljän tyyppisillä näytteillä: lieriömäisillä ja prismamaisilla (neliömäiset ja suorakaiteen muotoiset), sileillä tyypeillä I - III (kuva 1) ja tyypin IV päädyillä (kuva 2).
Kuva 1 - Koenäytteet tyypeistä I - III
Kuva 2 - Tyypin IV kokeelliset näytteet
4.2 Otoksen tyyppi ja koko valitaan taulukon 1 mukaan. Taulukko 1
|
Näytetyyppi |
Sylinterimäisen näytteen alkuhalkaisija d 0, mm |
Prismanäytteen alkupaksuus a 0, mm |
Näytteen työkorkeus (alkusuunnittelu) h(h 0)*, mm |
Määritelty ominaisuus |
Huomautus |
| Kimmomoduuli, suhteellisuusraja | Kuva 1 | ||||
| Suhteellisuusraja, elastisuusraja | |||||
|
6; 10; 15; 20; 25; 30 |
5; 10; 15; 20; 25; 30 |
Määritetty liitteen A mukaisesti |
Fysikaalinen myötöraja, kestolujuus. Karkaisukäyrän rakentaminen logaritmiin jännitysarvoihin asti  |
||
| Kovettumiskäyrän rakentaminen | Kuva 2. Helmen paksuus ja korkeus määritetään liitteen A mukaisesti | ||||
| * Prismaattisen näytteen korkeus määräytyy sen pinta-alan perusteella b× a, rinnastamalla se lähimpään alueeseen d 0:n kautta. ** Kovettumiskäyrien muodostamiseen käytetään vain lieriömäisiä näytteitä. | |||||
| Huomautus - Prismaattisten näytteiden b leveys määritetään suhteesta. | |||||
5 LAITTEITA JA LAITTEITA KOSKEVAT VAATIMUKSET
5.1 Testit suoritetaan kaikkien järjestelmien puristuskoneilla ja jännityskoneilla (puristusvyöhyke), jotka täyttävät tämän standardin ja GOST 28840:n vaatimukset. 5.2 Puristustestejä suoritettaessa testauskoneessa on oltava: - voimaanturi ja venymä mittari tai voima- ja siirtymäanturit, joissa on tallennuslaite - määritettäessä mekaanisia ominaisuuksia E c, . Tässä tapauksessa venymämittari asennetaan näytteeseen sen laskentaosaan ja tallennuslaite on suunniteltu tallentamaan kaavio F (D h); - voima- ja siirtymäanturit, joissa on tallennuslaite - mekaanisten ominaisuuksien määrittämisessä ja kovettumiskäyrän muodostamisessa tyypin III näytteille. Tässä tapauksessa siirtymäanturi asennetaan testauskoneen aktiiviseen kahvaan. Näytteen D h absoluuttinen muodonmuutos (lyhennys) on sallittu mitata mittalaitteilla ja työkaluilla; - voimaanturi ja mittauslaitteet ja -työkalut - muodostettaessa kovettumiskäyrää tyypin IV näytteille. 5.2.1 Venymäanturien on täytettävä standardin GOST 18957 vaatimukset. 5.2.2 Kokonaisvirhe mittaamalla ja tallennettaessa liikkeitä absoluuttisen muodonmuutoksen tallennuslaitteella D h ei saa ylittää ± 2 % mitatusta arvosta. 5.2.3 Tallennuslaitteen tulee mahdollistaa kaavion F (D h) tallennus seuraavilla parametreilla: - kuormitusmittausalueen korkeinta raja-arvoa vastaavan kaavion ordinaattinen korkeus on vähintään 250 mm; - mittakaavan tallennus absoluuttista muodonmuutosakselia pitkin välillä 10:1 - 800:1. 5.2.4 Mittauslaitteiden ja -työkalujen asteikkojakoarvo mitattaessa näytteen lopullista korkeutta h k ei saa ylittää mm: 0,002 - e £ 0,2 % ( ; tyyppien I - III näytteille; 0,050 - e > 0,2 % tyypin IV näytteille, joissa A 0 ja A k - 0,002 - £ 0,002 poikittaisleikkauksen alku- ja loppualueet 0,050 - > 0,002) 5.2.5 Virhe näytteen lopullisen halkaisijan mittauksessa ja poikittaishalkaisija Prismaattisen näytteen poikkileikkausmitat eivät saa olla suurempia kuin, mm: 0,01 - koolle 10 mm asti; 0,05 - yli 10 mm kokoisille.6 TESTIEN VALMISTELU JA SUORITTAMINEN
6.1 Näytteiden lukumäärän mekaanisten ominaisuuksien E c, , , , ja keskiarvon arvioimiseksi on oltava vähintään viisi*, ellei materiaalitoimitusta koskevassa säädösasiakirjassa ole erilaista. ____________ * Jos ero määritettyjen ominaisuuksien välillä ei ylitä 5 %, voit rajoittaa itsesi kolmeen näytteeseen. 6.2 Näytteiden lukumäärä kovettumiskäyrän muodostamista varten 6.2.1 Kovettumiskäyrän muodostamiseksi tyyppien III, IV näytteille ja sen jälkeen testitulosten käsittelyyn korrelaatioanalyysimenetelmillä näytteiden lukumäärä valitaan kovettumiskäyrän odotetun tyypin mukaan. ja sen osat (katso liite B). Karkenemiskäyrän osassa I (katso kuva B.1a) testataan vähintään kuusi näytettä, osa II - vähintään viisi näytettä, osa III - riippuen tätä osaa vastaavan muodonmuutoksen arvosta (vähintään yksi näyte per muodonmuutosaste = 0,10). Kuvissa B.1b - B.1d ja B.1e - B.1k esitettyjen kovettumiskäyrien osalta näytteiden lukumäärän on oltava vähintään 15 ja kuvassa B.1e esitetyissä käyrissä vähintään kahdeksan näytettä jokaista kohden. käyrän osista, jotka on erotettu toisistaan maksimilla ja minimillä. 6.2.2 Testien rajallisessa laajuudessa kovettumiskäyrän muodostamiseksi tyypin III näytteille ja sen jälkeen testitulosten regressioanalyysiin, näytteiden lukumäärän tulee olla vähintään viisi. 6.3 Näytteiden puristuskokeet suoritetaan olosuhteissa, jotka takaavat mahdollisimman vähän kuormituksen epäkeskisyyttä ja kokeiden turvallisuutta. Suositellaan käytettäväksi liitteessä B olevaa laitetta. 6.4 Muovaavien levyjen kovuuden tulee ylittää testauksen aikana vahvistettujen näytteiden kovuus vähintään 5 HRC e. Muovaavien levyjen paksuus asetetaan näytteessä syntyvien voimien mukaan ja se on 20-50 mm. 6.5 On tarpeen valvoa muodonmuutosten tasaisuutta testattaessa näytteitä puristusta varten (ei tynnyriä tai koveruutta). 6.5.1 Kimmomoduulia E c, suhteellisuus- ja kimmoisuusrajaa määritettäessä ohjaus suoritetaan prismaattisten ja sylinterimäisten näytteiden vastakkaisille puolille asennettujen laitteiden avulla, kun taas näiden kahden instrumentin lukemien normalisoitu ero ei saa ylittää 10 (15) %. 6.5.2 Myötölujuutta ja vetolujuutta määritettäessä sekä karkaisukäyrää muodostettaessa säätö suoritetaan sylinterimäisten ja prismaisten näytteiden yhtälöillä:jossa h 0 on sylinterimäisten ja prismaisten näytteiden laskettu alkukorkeus, josta lyhennys (tensometrin kanta) määritetään, mm; h k on lieriömäisten ja prismaattisten näytteiden lopullinen laskettu korkeus tietyn muodonmuutoksen tai tuhoutumisen jälkeen, mm; A 0 - sylinterimäisen näytteen alkuperäinen poikkileikkausala, mm 2 -; A k on lieriömäisen näytteen lopullinen poikkileikkausala testauksen jälkeen tiettyyn muodonmuutokseen tai tuhoutuessa, mm 2; A k.p - prismanäytteen lopullinen poikkileikkauspinta-ala testauksen jälkeen tiettyyn muodonmuutokseen tai tuhoutuessa, mm 2 (A k.p = a k, b k, missä a k on prismanäytteen lopullinen paksuus, b k. on prismaattisen näytteen lopullinen leveys, mm); A 0p on prismanäytteen alkuperäinen poikkileikkausala, mm 2 (A 0p = a b). 6.6 Testattaessa tyyppien I ja II näytteitä, näytteiden päistä poistetaan rasva. Päiden voitelu voiteluaineella ei ole hyväksyttävää. 6.7 Tyypin III näytteitä testattaessa voiteluaineen käyttö on sallittua ja tyypin IV näytteitä testattaessa voiteluaineen käyttö on pakollista. 6.7.1 Tyypin III näytteiden testauksessa käytetään voiteluaineena grafiittia sisältävää koneöljyä, V-32K leikkausnestettä ja Ukrinol 5/5. 6.7.2 Tyypin IV näytteitä testattaessa käytetään voiteluaineena steariinia, parafiinia, parafiini-steariiniseosta tai vahaa. Voiteluainetta levitetään näytteille nestemäisessä tilassa. Voiteluaineen paksuuden tulee vastata helmien korkeutta. 6.7.3 On sallittua käyttää muita voiteluaineita, jotka vähentävät kosketuskitkaa näytteiden ja muotoaan muuttavan levyn välillä. 6.8 Testattaessa näytteiden puristusta myötörajaan asti, suhteellinen jännitysnopeus valitaan välillä 10 -3 s -1 - 10 -2 s -1, myötörajan yli - enintään 10 -1 s -1 ja kovettumiskäyriä muodostettaessa se asetetaan 10 - 3 s -1 arvoon 10 -1 s -1 . Suhteellisen muodonmuutoksen nopeus on suositeltavaa määrittää ottaen huomioon "testauskone - näyte" -järjestelmän elastinen vaatimustenmukaisuus (katso GOST 1497). Jos valittua suhteellista jännitysnopeutta myötöalueella ei voida saavuttaa suoraan testauskonetta säätämällä, se asetetaan välille 3 - 30 MPa/s [(0,3 - 3 kgf/mm 2 × s)] säätämällä kuormitusnopeutta ennen tuottoalueen näytteen alku. 6.9 Mekaanisten ominaisuuksien määrittäminen 6.9.1 Mekaaniset ominaisuudet E с, , , määritetään: - venymäantureilla manuaalisella ja automaattisella tiedonkeruulla (analyyttiset ja laskennalliset käsittelymenetelmät); - testauskoneen koordinaateissa "voima - absoluuttinen muodonmuutos (P - D h)" tallentaman autokaavion mukaan, ottaen huomioon tallennusasteikko. Kaaviot tallennetaan vaiheittaisella kuormituksella purkujaksoilla ja jatkuvalla kasvavalla voimalla määritetyillä kuormitus- ja muodonmuutosnopeuksilla. Tallennusmittakaava: - muodonmuutosakselia pitkin vähintään 100:1; - Kuorma-akselia pitkin kaavion 1 mm ei saa vastata enempää kuin 10 MPa (1,0 kgf/mm 2). Voimien ja muodonmuutosten tallennuskentän tulee yleensä olla vähintään 250 × 350 mm. 6.9.2 Kunkin näytteen testitulokset kirjataan testausselosteeseen (Liite D), ja näyteerän testitulokset kirjataan yhteen koeraporttiin (Liite E). 6.9.3 Puristuskimmomoduuli määritetään tyypin I näytteistä. Alla on esitetty näytteen testausmenettely ja menetelmä testikaavion muodostamiseksi voimaanturin ja venymämittarin lukemien perusteella. Näyte kuormitetaan jännitteeseen s 0 = 0,10 (jännite vastaa suhteellisuusrajan odotettua arvoa). Jännitteellä s 0 näytteeseen asennetaan venymäanturit ja kuormitetaan asteittain kasvavalla jännitteellä (0,70-0,80 asti). Tässä tapauksessa vierekkäisten jänniteportaiden Ds ero on 0,10. Testitulosten perusteella muodostetaan kaavio (kuva 3). Puristuskimmomoduuli E c, MPa (kgf/mm 2) lasketaan kaavalla
Missä D F - kuormitusaste, N (kgf); D h av - näytteen keskimääräinen absoluuttinen muodonmuutos (lyhennys) kuormitettuna D F:llä, mm.
Kuva 3 - Koekaavio puristuskimmomoduulin määrittämiseksi
Puristuskimmomoduulin määrittämiseksi kaaviosta F (D h), joka on tallennettu tallennuslaitteeseen (katso 4.2), näytettä ladataan jatkuvasti arvoon s = (0,7-0,8). Jännite vastaa suhteerajan odotettua arvoa. Kaaviosta kaavalla (1) määritetään kimmokerroin puristuksessa E c. 6.9.4 Suhteellisuusraja puristuksen aikana määritetään tyypin I ja II näytteille. Alla on esitetty menetelmä näytteen testaamiseksi ja menetelmät kaavion muodostamiseksi voimaanturin ja venymämittarin lukemien perusteella. Näyte kuormitetaan jännitteeseen s 0 = 0,10 (jännite vastaa suhteellisuusrajan odotettua arvoa). Jännitteellä s 0 näytteeseen asennetaan venymäanturi ja kuormitetaan portaittain kasvavalla jännitteellä aina (0,70-0,80) asti, kun taas vierekkäisten jänniteportaiden Ds ero on (0,10-0,15). Seuraavaksi näyte ladataan 0,02:n jänniteaskelin. Kun näytteen D h absoluuttisen muodonmuutoksen (lyhenemisen) arvo jännitystasolla 0,02 ylittää näytteen D h (samalla jännitystasolla) absoluuttisen muodonmuutoksen (lyhenemisen) keskiarvon lineaarisella alkukilastuksella osio 2, 3 kertaa, testit lopetetaan.
Kuva 4 - Testikaavio puristuksen suhteellisuusrajan määrittämiseksi
Testitulosten perusteella muodostetaan kaavio ja määritetään suhteellisuusraja puristuksen aikana (kuva 4). Kun rakennat kaaviota, piirrä suora OM, joka on yhtäpitävä alkuperäisen suoran osan kanssa. Piirrä pisteen O kautta ordinaatta-akseli OF ja piirrä sitten suora AB mielivaltaisella tasolla, yhdensuuntainen abskissa-akselin kanssa. Tällä suoralla on jana KN, joka on yhtä suuri kuin puolet segmentistä AK. Piirrä pisteen N ja koordinaattien origon kautta suora ON ja sen suuntaisesti käyrän tangentti CD. Tangenttipiste määrittää kuorman Fpts, joka vastaa suhteellisuusrajaa puristuksen aikana, MPa (kgf/mm 2), laskettuna kaavalla
Suhteellisuusrajan määrittämiseksi puristuksen alaisena kaaviosta F (D h), joka on tallennettu tallentimelle (katso 4.2), näytettä kuormitetaan jatkuvasti jännitykseen, joka ylittää suhteerajan odotetun arvon. Määritä kaaviosta kaavaa (2) käyttäen ja suorittamalla yllä olevat rakenteet puristuksen suhteellisuusraja alkaen . 6.9.5 Puristuskimmoraja määritetään tyypin II näytteistä. Voimaanturin ja venymämittarin lukemiin perustuva testimenettely on esitetty alla. Näyte kuormitetaan 0,10 jännitteeseen (jännitys vastaa puristuskimmorajan odotettua arvoa). Jännitteellä s 0 näytteeseen asennetaan venymäanturi ja kuormitetaan asteittain kasvavalla jännitteellä (0,70-0,80 asti). Tässä tapauksessa vierekkäisten jänniteportaiden Ds ero on (0,10-0,15). Seuraavaksi näyte ladataan jännitteestä (0,70-0,80) 0,05:n jänniteaskelin. Testit lopetetaan, kun näytteen jäännöslyhennys ylittää määritellyn toleranssiarvon. Testitulosten perusteella muodostetaan kaavio ja määritetään puristuskimmoraja (kuva 5).
Kuva 5 - Testikaavio puristuskimmorajan määrittämiseksi
Kuorman F 0,05 määrittämiseksi laske absoluuttinen muodonmuutos (näytteen lyhennys) D h venymämittarin pohjan perusteella. Löytynyttä arvoa kasvatetaan suhteessa kaavion mittakaavaan absoluuttista muodonmuutosakselia pitkin ja saadun pituuden segmentti OE piirretään abskissa-akselia pitkin pisteen O oikealle puolelle. Pisteestä E piirretään yhdensuuntainen suora EP. suoralle viivalle OA. P:n leikkauspiste kaavion kanssa määrittää ordinaatan korkeuden, ts. kuorma F 0,05, joka vastaa puristuskimmorajaa s 0,05 MPa (kgf/mm 2), laskettuna kaavalla
Puristuskimmorajan määrittämiseksi kaaviosta F (D h), joka on tallennettu tallennuslaitteeseen (katso 4.2), näytettä kuormitetaan jatkuvasti jännitykseen, joka ylittää kimmorajan odotetun arvon. Kaaviosta kaavaa (3) ja kuvaa 5 käyttäen määritetään puristuskimmoraja. 6.9.6 Myötölujuus (fyysinen) puristettaessa määritetään tyypin III näytteistä. Näytettä ladataan jatkuvasti odotettua arvoa suurempaan jännitteeseen ja kaavio tallennetaan tallentimeen (katso 4.2). Esimerkki myötörajaa (fyysistä) vastaavan kuorman Ft määrittämisestä on esitetty kuvassa 6.
Kuva 6 - Puristusmyötörajaa vastaavan kuorman Ft määritys
Myötölujuus (fyysinen), MPa (kgf/mm 2), laskettu kaavalla
6.9.7 Ehdollinen puristusmyötöraja määritetään tyypin III näytteistä. Näytettä kuormitetaan jatkuvasti jännitykseen, joka on suurempi kuin odotettu todistusjännitys θ, ja kaavio tallennetaan tallentimeen (katso 4.2). Asteikko muodonmuutosakselia pitkin on vähintään 100:1 ja kuormitusakselia pitkin - kaavion 1 mm: n tulee vastata enintään 10 MPa (1,0 kgf / mm 2). Määritys kaavioista, jotka on tallennettu asteikolla venymäakselilla 50:1 ja 10:1, on sallittu, jos näytteen alkukorkeus on suurempi tai yhtä suuri kuin 25 ja 50 mm. Tuloksena oleva kaavio rakennetaan uudelleen ottaen huomioon testauskoneen jäykkyys. Kaaviosta (kuva 7) määritetään ehdollista myötörajaa (fyysistä) vastaava kuormitus puristuksen aikana laskettuna kaavalla
Koetulosten perusteella muodostetaan kaavio F (D h) (Kuva 8) ja määritetään ehdollista puristusmyötölujuutta vastaava kuorma, joka lasketaan kaavalla (5).
1 - testauskoneen jäykkyyden ominaisuus; 2 - kaavio F (D h), tallennettu tallentimelle; 3 - kaavio F (D h), tallennettu ottaen huomioon testauskoneen jäykkyys
Kuva 7 - Testikaavio puristusmyötörajan määrittämiseksi
D h ost t - näytteen absoluuttinen jäännösmuodonmuutos (lyheneminen).
Kuva 8 - Testikaavio puristusmyötörajan määrittämiseksi
6.9.8 Lopullinen puristuslujuus määritetään tyypin III näytteistä. Näytettä ladataan jatkuvasti epäonnistumiseen saakka. Suurin näytteen tuhoamista edeltävä kuorma otetaan kuormitukseksi, joka vastaa murtopuristuslujuutta s in, MPa (kgf/mm 2), laskettuna kaavalla
6.10 Testausmenettely kovettumiskäyrän muodostamiseksi 6.10.1 Kovettumiskäyrän muodostamiseksi testataan sarja identtisiä tyyppien III ja IV sylinterimäisiä näytteitä (katso osa 3) useilla määritetyillä kuormituksilla. 6.10.2 Kovettumiskäyrä piirretään koordinaatteina: ordinaatit - virtausjännitys s s, abskissa - logaritminen venymä (Kuva 9) tai kaksoislogaritmiset koordinaatit , (Kuva 10).
Kuva 9 - Kokeellinen karkaisukäyrä koordinaateissa s s -
Kuva 10 - Kokeellinen karkaisukäyrä logaritmisina koordinaatteina
Virtausjännitys s s, MPa (kgf/mm 2), laskettu kaavalla
Missä F on aksiaalinen puristuskuorma, N (kgf). Virtausjännitys s s 1, MPa (kgf/mm 2) määritetään graafisesti kokeellisesta kovettumiskäyrästä, jossa näytteen logaritminen venymä (lyhennys) on yhtä suuri kuin 1. Logaritminen venymä (lyheneminen) lasketaan kaavoilla: tyypin III näytteille
Tyypin IV näytteille
Kunkin näytteen testitulokset kirjataan testiraporttiin (Liite D) ja näyteerän testitulokset kirjataan yhteenvetoraporttiin (Liite D). Huomautus - On mahdollista muodostaa karkaisukäyrä suhteellisen muodonmuutoksen (lyhenemisen) perusteella esim 
. 6.10.3 Näytteen testausmenettely esitetään alla. Näyte ladataan määrättyyn kuormaan. Näyte puretaan nollakuormitukseen ja lopullinen näytteen halkaisija dk mitataan kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa ja tyypin III näytteille myös näytteen lopullinen korkeus hk. Lopullinen halkaisija dk tyypin IV näytteille mitataan järkyttynyt näyte (0,5 etäisyydellä päistä). Tyypin III näytteiden dk:n määrittämiseksi mittaa käänteisten näytteiden halkaisijat molemmista päistä kahdessa keskenään kohtisuorassa suunnassa ja aseta päiden lopullisen halkaisijan aritmeettinen keskiarvo d t ja mittaa näytteen keskeltä väännetyn työkappaleen lopullinen halkaisija, mm, laskettuna kaavan mukaan
Mittaustuloksista d to ja h to lasketaan keskiarvo. Näytteen A lopullinen poikkileikkausala pyöristetään taulukon 2 mukaisesti. Tyypin IV näytteille suoritetaan kertatesti, kunnes olkapäät katoavat. Tasaisen muodonmuutoksen suurempien asteiden saavuttamiseksi käytetään kaksivaiheista muodonmuutosta ja logaritmisen muodonmuutoksen arvon tulee olla vähintään 0,45. Kaksivaiheisessa testissä näytteet teroitetaan ensimmäisen tärähdyksen jälkeen, jolloin muodostuu sylinterimäinen syvennys (tyyppi IV). Näytehelmien mitat valitaan taulukon 1 mukaan. Jauhetun näytteen korkeuden ja halkaisijan suhde on otettu liitteen A mukaisesti. Tyypin III näytteissä on sallittua käyttää välihiontaa kaksivaiheiseen väännytykseen, ja vaiheiden välisen logaritmisen muodonmuutosasteen on oltava vähintään 0,45 . 6.10.4 Virtausjännitykset s s ja vastaavat logaritmiset jännitysarvot tietyille kuormitustasoille määritetään kohdan 6.10.2 mukaisesti. 6.10.5 Muodosta kovettumiskäyrä (katso kuvat 9, 10). Kokeellisten tietojen käsittelymenetelmät on esitetty liitteessä E. 6.10.6 Perustetuissa tapauksissa (rajallinen määrä näytteitä tai tuloksia käytetään vaiheittaiseen kuormitukseen liittyvien prosessien laskemiseen) tyypin III näytteitä voidaan testata asteittainen kuormituksen lisäys (kuva 11). Tässä tapauksessa kovettumiskäyrän muodostamisen testitulokset käsitellään regressioanalyysillä (katso liite E).
Kuva 11 - Testien suorittaminen kuormituksen asteittaisella lisäyksellä
6.10.7 Näytteiden testaus katsotaan pätemättömäksi: - jos tyypin IV näytteiden helmet repeytyvät irti lastauksen aikana; - kun näyte tuhoutuu metallurgisen tuotannon vikojen vuoksi (kerrokset, kaasureiät, kalvot jne.). Virheellisten näytteiden korvaamiseksi testattavien näytteiden lukumäärän on oltava sama. 6.11 Kun testaat kaikentyyppisiä näytteitä, noudata kaikkia tämän laitteen parissa työskennellessä annettuja teknisiä turvallisuussääntöjä. Tyypin IV näytteiden testaus on suoritettava laitteella (katso liite B).
LIITE A
(informatiivinen)
NÄYTTEEN KOKOJEN MÄÄRITTÄMINEN III, IV TYYPPI
Tyypin III koekappaleet karkaisukäyrän muodostamista varten tehdään korkeudella h0 yli halkaisijan d0. Tyypin IV näytteille se on sallittua. Alkusuhteen tulee olla mahdollisimman korkea ja samalla varmistaa pitkittäinen vakaus. Näytteen korkeus h 0 määritetään kaavalla
, (A.1)
missä n on jännityskovettumisen osoitin; n - korkeuden vähennyskerroin (n = 0,5 - tyypin III näytteille; n = 0,76 - tyypin IV näytteille). Näytteen korkeus h0 kaavalla (A.1) määrityksen jälkeen pyöristetään lähimpään kokonaislukuun. Maanäytteiden suhde on 1,0. Yleisesti käytettyjen metallien ja metalliseosten n indikaattorin arvot on esitetty taulukossa A.1. Helmen paksuudeksi u 0 (kohta 4) otetaan muovista ja keskilujista materiaaleista valmistetuille näytteille 0,5-0,8 mm ja hauraille materiaaleille 1,0-1,2 mm. Suuret u 0 -arvot valitaan näytteille, jotka on valmistettu materiaaleista, joilla on korkea lujuusominaisuus, ja valmistettaessa näytteitä toistuvaa häirintää varten. Taulukko A.1 - Venymäkovetusindeksin arvo tankomateriaalin puristuksen aikana
|
Materiaali |
Materiaalin kunto |
Jännityskovettuvuusindeksi n |
|
1 TEKNISET PUHTAAT METALLIT |
||
| Rauta | Normaali hehkutus | |
| Hehkutus tyhjiössä | ||
| Alumiini | Hehkutus | |
| Kupari | Hehkutus | |
| Nikkeli | Hehkutus | |
| Hopea | Hehkutus | |
| Sinkki | Hehkutus | |
| Molybdeeni | Uudelleenkiteytyshehkutus | |
| Magnesium | Painamalla | |
| Tina | - | |
| Uranus | - | |
|
2 HIILITERÄS |
||
| Hiilipitoisuus 0,05-0,10 % | Kuuma valssaus | |
| Hiilipitoisuus 0,10-0,15 % | Hehkutus | |
| Osittainen hehkutus | ||
| Normalisointi | ||
| Hiilipitoisuus 0,20-0,35 % | Hehkutus | |
| Osittainen hehkutus | ||
| Normalisointi | ||
| Kuuma valssaus | ||
| Hiilipitoisuus 0,40-0,60 % | Hehkutus | |
| Osittainen hehkutus | ||
| Normalisointi | ||
| Kuuma valssaus | ||
| Hiilipitoisuus 0,70-1,0 % | Hehkutus | |
| Osittainen hehkutus | ||
| Kuuma valssaus | ||
| Hiilipitoisuus 1,1-1,3 % | Osittainen hehkutus | |
|
3 SEOSTETTUA RAKENNE- JA TYÖKALUTERÄKSESTÄ |
||
| 15X | Kuuma valssaus | |
| 20X | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| Karkaisu + karkaisu t = 650 °C | ||
| Karkaisu + karkaisu t = 500 °C | ||
| 35X | Kuuma valssaus | |
| 40X | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| Karkaisu + karkaisu t = 400 °C | ||
| 45X | Kuuma valssaus | |
| 20G | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| 10G2 | Hehkutus | |
| 65G | Kuuma valssaus | |
| 15ХГ | Hehkutus | |
| Kuuma valssaus | ||
| 40ХН | Hehkutus | |
| 35ХС | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| 12ХН3А | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| Karkaisu + karkaisu t = 600 °C | ||
| Kuuma valssaus | ||
| 4ХНМА | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| Karkaisu + karkaisu t = 600 °C | ||
| Kuuma valssaus | ||
| 30ХГСА | Hehkutus | |
| Normalisointi | ||
| 18ХГТ | Hehkutus | |
| 17GSND | Normalisointi + vanhentaminen t = 500 °C | |
| 17SSAYU | Normalisointi | |
| hvg | Hehkutus | |
| 5ХНВ | ||
| 7Х3 | ||
| X12F | ||
| 3Х3В8Ф | ||
| P18 | ||
|
4 RUSSEESTEISTÄ TERÄS |
||
| 20Х13 | Hehkutus | |
| 12Х18Н9 | Normalisointi | |
| 12Х18Н9Т | Öljykovettuminen | |
| Sammuttaminen vedessä | ||
| 20Х13Н18 | Öljykovettuminen | |
| 10Х17Н13М2Т | Sammuttaminen vedessä | |
|
Austeniittiset teräkset tyyppi 09Х17Н7У, 08Н18Н10, 10Х18Н12, 10Х23Н18 |
||
| 17-7 | Kovettumista | |
| 18-8 | ||
| 18-10 | ||
| 23-20 | ||
|
5 ALUMIINISEOKSET |
||
| AMg2M | Hehkutus | |
| A mg6 | Hehkutus | |
| D1 | Hehkutus | |
| Kovettuminen + luonnollinen ikääntyminen | ||
| Vanhentaminen t = 180 °C | ||
| Vanhentaminen t = 200 °C | ||
| 1915 | Kovettumista | |
| Alueen ikääntyminen | ||
| Vanheneminen maksimivoimakkuuteen (vakaa tila) | ||
| Painamalla | ||
| AK4-1 | Hehkutus | |
| Kovettumista + ikääntymistä | ||
| AB | Painamalla | |
| D20 | Painamalla | |
| D16 | Painamalla | |
|
6 KUPARISEOKSET |
||
| Messinki L63 | Hehkutus | |
| Messinki LS59-1V | Hehkutus | |
| Messinki CuZn15 (15 % Zn) | - | |
| Messinki CuZn30 (30 % Zn) | - | |
| Pronssi OF7-0,25 | Hehkutus | |
| Pronssi C u A l 41 (41 % A l) | - | |
|
7 TITAANISEOKSET |
||
| OT4 | Hehkutus tyhjiössä | |
| VT16 | Hehkutus tyhjiössä | |
Missä m on Poissonin suhde, jonka arvot useille metalleille on annettu taulukossa A.2. __________________ 1) Toistuvan turvotuksen tapauksessa näytteet tehdään 0,02-0,03 mm pienemmällä helmen korkeudella kuin laskettu. Taulukko A.2 - Metallien ja metalliseosten Poisson-suhteiden m arvot
|
Metallien ja metalliseosten nimi |
|
| Hiiliteräkset, joissa on korkea mangaanipitoisuus (15G, 20G, 30G, 40G, 50G, 60G, 20G2, 35G2) | |
| Iridium | |
| Teräs 20Х13, 30ХНМ | |
| Austeniittiset teräkset | |
| Rauta, vähähiiliset teräkset ja runsasseostetut teräkset, laatuluokat 30Х13, 20Н5, 30ХН3 | |
| Sinkki, volframi, hafnium, korkeahiilipitoiset teräkset, teräs 40ХН3 | |
| Kromi, molybdeeni | |
| Koboltti | |
| Alumiini, duralumiini, nikkeli, zirkonium, tina | |
| Titaani, magnesiumseokset | |
| Tantaali | |
| Vanadiini | |
| Hopea | |
| Kupari | |
| Niobium, palladium, platina | |
| Kulta | |
| Johtaa | |
| Indium |
Kuva A.1 - Helmien korkeuden optimiarvon riippuvuus Poissonin suhteesta
LIITE B
(informatiivinen)
VAHVISTUSKÄYRIEN TYYPIT
Puristustestien tuloksista muodostettuja kovettumiskäyriä on kahdeksan tyyppiä (kuva B.1). Kovettumiskäyrien kulku s s () määräytyy pääasiassa metallien ja metalliseosten luonteen (kuvat B.1a, b, c, d, e), esilämpö- ja muovikäsittelyn tyypin ja tavan mukaan (kuva B.1f, g, j). Yleisin tyyppi on kuvan B.1a mukainen karkaisukäyrä. Tämän tyyppinen karkaisukäyrä on ominaista lämpökäsitellyille ja kuumavalssatuille hiili- ja seosteräksille ja työkaluteräksille, monille runsasseosteisille teräksille, raudalle, alumiinille ja sen seoksille, kuparille ja titaanille ja suurimmalle osalle niiden seoksista, kevytmetalleista ja useista vaikeasti muotoutuvia metalleja ja niiden seoksia. Näissä kovettumiskäyrissä virtausjännitys kasvaa suhteellisen voimakkaasti muodonmuutoksen alkuvaiheissa, myöhemmin kovettumisen intensiteetti pienenee ja pysyy sitten lähes muuttumattomana muodonmuutoksen kasvaessa. Muovattavien metallien ja metalliseosten s s:n kasvun intensiteetti kasvun myötä on pienempi kuin kestävien metallien ja metalliseosten kohdalla. Toisen tyyppisille kovettumiskäyrille (kuva B.1b) on ominaista korkea kovettumisen intensiteetti, joka voi laskea hieman korkeilla muodonmuutosasteilla. Tämäntyyppinen karkaisukäyrä on tyypillinen austeniittisille teräksille ja joillekin kupari- ja titaaniseoksille. Kolmas karkaisutyyppi (Kuva B.1c) kuvaa zirkoniumin ja siihen perustuvan seoksen zirkolai-2 riippuvuutta s s (). Tällaisilla kovettumiskäyrillä kovettumisen intensiteetti pienillä muodonmuutosasteilla on hyvin merkityksetöntä ja kasvaa sitten jyrkästi; kovettumisen voimakkuuden merkityksetön väheneminen ilmenee muodonmuutosasteilla, jotka ovat lähellä tuhoa. Neljäs kovettumiskäyrätyyppi (kuva B.1d) eroaa siinä, että s s:n maksimiarvon saavuttamisen jälkeen sen arvo joko laskee tai pysyy ennallaan edelleen kasvaessa. Tämän tyyppiset kovettumiskäyrät on määritetty sinkille ja sen seoksille, joissa on alumiinia hehkutetussa tilassa (käyrä 2), karkaistussa ja vanhentuneessa tilassa (käyrä 1), sekä joillekin alumiiniseoksille, joiden muodonmuutosaste on suuri. Kuvassa B.1e esitetyt kovettumiskäyrät ovat tyypillisiä supermuovisille materiaaleille. Tällaisten materiaalien s s () -käyrän kulku on monimutkainen, ja siinä ilmenevät maksimit ja minimit (viides tyyppi kovettumiskäyrät). Kuvassa B.1e (kuudes tyyppi) esitetyt kovettumiskäyrät ovat ominaisia erilaisille sitkeille metalliseoksille, jotka ovat saaneet esikäsittelyn paineella kylmässä suhteellisen pienillä muodonmuutoksilla (n. 0,1-0,15), sekä kuormitussuunnat esi- ja myöhemmät muodonmuutokset ovat päinvastaisia (esimerkiksi piirustus + järkytys). Tässä tapauksessa s s:n muutoksen intensiteetti on pienempi seoksilla, jotka ovat saaneet suuremman alustavan muodonmuutosasteen (käyrä 3 verrattuna käyrään 1). Tällaisilla kovettumiskäyrillä s s -kasvun kasvun intensiteetti koko muodonmuutosaste-alueella on pienempi kuin kolmen ensimmäisen tyypin kovettumiskäyrillä (kuvat B.1a, b, c). Kuvassa B.1g esitetyt karkaisukäyrät viittaavat seoksiin, jotka on esimuodostettu kylmässä päinvastaisilla kuormitussuunnailla alustavan ja myöhemmän muodonmuutoksen aikana, sitkeitä teräksiä, joilla on suuri esimuodonmuutosaste (yli 0,1-0,15), keski- ja korkea. teräkset, messingit ja pronssit, joilla on suuri alustava muodonmuutos. Karkaisukäyrien kahdeksas tyyppi (kuva B.1i) vastaa teräksiä ja joitain niihin perustuvia seoksia, jotka ovat saaneet esikäsittelyn kylmäplastisen muodonmuutoksen muodossa, kun taas molempien muodonmuutosten kuormitussuunta on sama. Kovettumiskäyrien (käyrät 3 ja 4) tasaisempi kaltevuus vastaa suurempia alustavan muodonmuutoksen asteita. Tällaisille teräksille on ominaista alhainen ss:n kasvun intensiteetti kasvaessa. Ensimmäisen tyypin kovettumiskäyrät ovat hyvin likimääräisiä riippuvuudellaJollain approksimaatiolla riippuvuus (B.1) kuvaa toisen ja kolmannen tyypin kovettumiskäyriä. On suositeltavaa käyttää tätä riippuvuutta neljännen tyypin kovettumiskäyrän likimääräiseksi muodonmuutosasteiden alueella, kunnes sille ilmestyy maksimi. Kuudennen, seitsemännen ja kahdeksannen tyypin kovettumiskäyrät voidaan linearisoida riittävällä tarkkuudella harjoittelua varten ja sitten jollain approksimaatiolla ne voidaan approksimoida yhtälön avulla.
Missä on esimuotoiltujen terästen ekstrapoloitu myötöraja (ordinaatta-akselilla olevan linearisoidun suoran leikkaama segmentti); b ¢ on linearisoitujen kovettumiskäyrien jyrkkyyttä kuvaava kerroin.
Kuva B.1 - Karkaisukäyrien tyypit
NÄYTTEIDEN TESTAUSLAITTEIDEN SUUNNITTELU PURISTUSSA
Kuvassa B.1 on kokoonpanopiirustus puristustestien suorittamiseen tarkoitetusta laitteesta, joka mahdollistaa näytteen ja muotoaan muuttavan levyn välisten vääristymien poistamisen ja näytteen kuormitusvirheen pienentämisen. Muuntyyppisten laitteiden käyttö on sallittua.
5 - näyte; 6 - itsesuuntautuva tuki vaihdettavalla sisäkkeellä
Kuva B.1 - Puristustestilaite
PROTOKOLLA Testauksen tarkoitus _________________________________________________________________________ Testauskone. Tyyppi _____________________________________________________________________________________________________________________________________ Kirjoita ________________________________________________. Kovuus Brinellin tai Rockwellin asteikon mukaan _____________________________________________________________ |
PROTOKOLLA Testauksen tarkoitus _________________________________________________________________________ Testauskone. Tyyppi ______________________. Näyte. Tyyppi ________________ |
|
Näytenumero |
Brinell tai Rockwell kovuus |
s s, MPa (kgf/mm 2) |
||||||||
KONSOLIDOITU PÖYTÄKIRJA Testien nimet __________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Testatun materiaalin ominaisuudet: Merkki ja kunto. ________________________________________________________________ Kuitusuunta ____________________________________ ________________________________________________________________________________ Testauskoneen ja mittauslaitteiston tyyppi ja pääominaisuudet: testauskone ____________________________________________________________________ venymämittari ______________________________________________________________________ siirtymäanturi _______________________________________________________ mittauslaitteet ja -työkalut _________________________________________________ voimaanturi _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ muodonmuutosnopeus (HB tai HR ________) _______________________________ Latausnopeus, MPa/s (kgf/mm 2 × s) _____________________________________________ Muotoilevan levyn liikenopeus, mm/s ______________________________________ |
KOKEELLISTEN TIETOJEN KÄSITTELY VAHVISTUSKÄYRÄN MUODOSTAMISTA VARTEN. APPROKSIMAATTORIEN YHTÄLÖIDEN PARAMETRIEN ESTMIOINTI
1 Kun testataan näyteerää, yksi näyte testataan kullekin tietylle arvolle. Yhtälöillä kuvatut vahvistuskäyrät (kuvat B.1a, b, c) tai (kuvat B.1 e, g, j) on muodostettu kaikkien koepisteiden pienimmän neliösumman menetelmällä prosessoinnin tulosten perusteella koko koepisteiden alueella. tutkittu muodonmuutosasteita. Käsittely tulee suorittaa tietokoneella. Tässä tapauksessa karkenemiskäyrille määritetään approksimointiyhtälöiden parametrit n, , b¢.
Kuva E.1 - jännityskovetusindeksin n tyypilliset riippuvuudet muodonmuutosasteesta
Jos kokeellista dataa käsitellään analyyttisesti, on suositeltavaa käyttää viitekirjallisuutta. 2 Rajoitetulla määrällä kokeita Rajatulla määrällä kokeita (viisi näytettä) kovettumiskäyrät muodostetaan koneen tietueiden käsittelykaavioiden perusteella kaikkien testinäytteiden laskeutumiseksi lopulliseen muodonmuutosasteeseen. s s lasketaan arvoille, jotka ovat yhtä suuria kuin 0,01; 0,03; 0,05; 0,08; 0,1 ja sen jälkeen 0,05 välein muodonmuutosasteen lopulliseen arvoon asti. Jokaiselle arvolle s s määritetään tietojen keskiarvona (viisi pistettä). Kovettumiskäyrien rakentaminen ja kokeellisten tietojen jatkokäsittely suoritetaan kuten näyteerää testattaessa. 3 Venymäkovetusindeksin n määrittäminen matalilla muodonmuutosasteilla ja kapealla alueella Useimmille metalleille ja metalliseoksille riippuvuus n () ei ole lineaarinen funktio (kuva E.1): kasvaessa n yleensä laskee ja saavuttaa lähes vakioarvo suurilla arvoilla (kuva E.1a), tai ensin kasvaa saavuttaen maksimiarvon ja sitten laskee (kuva E.1b). Ja vain joissakin tapauksissa n on lineaarinen (kuva E.1 a). Ensimmäinen riippuvuustyyppi (kuva E.1b) on tyypillistä kupari-, hiili- ja työkaluteräksille sekä useille rakenneseosteräksille. Kuvassa E.1b esitetty riippuvuustyyppi n on ominaista materiaaleille, jotka läpikäyvät muodonmuutoksen aikana rakenteellisia vaihemuutoksia - austeniittiset teräkset, jotkut messingit. Rauta- ja kromirakenneterästen n:n arvo ei käytännössä muutu kasvun mukana (kuva E.1c). Alumiiniseosten kemiallisesta koostumuksesta riippuen havaitaan kaikki kolme riippuvuustyyppiä n. Useimpien metallien ja metalliseosten n:n muutoksesta johtuen kasvun myötä, n on määritettävä pienillä muodonmuutosasteilla ja kapealla alueella. n voidaan määrittää käsittelemällä kokeellista dataa tietokoneella pienimmän neliösumman menetelmällä, mutta koepisteiden lukumäärän on oltava vähintään 8-10 tarkastelulla muodonmuutosasteiden alueella tai laskettuna kaavalla
. (E.1)
Metallien mekaaninen testaus. Lujuus, metallin lujuuden määritys.
Metallin valinta koneenosien ja -rakenteiden valmistukseen määräytyy suunnittelun, toiminnallisten, teknisten ja taloudellisten vaatimusten perusteella.
Metallilla on oltava tarvittava lujuus, kyky muotoutua, se on täytettävä käyttöolosuhteet (korroosionkestävyys, lämmön- ja sähkönjohtavuus jne.) ja sen on oltava mahdollisimman pieni.
Lujuus on tärkein vaatimus kaikilta koneenosien ja metallirakenteiden valmistuksessa käytettävältä metallilta.
Lujuus on materiaalin kyky kestää ulkoista kuormitusta rikkoutumatta. Lujuusmitta on kuorma, jonka jokainen neliömillimetri (tai senttimetri) osan poikkileikkauksesta voi kestää.
Metallin lujuus määritetään venyttämällä tietyn muotoisia ja kokoisia näytteitä testauskoneella. Venytettäessä näytteen poikkileikkausala pienenee, näyte ohenee ja sen pituus kasvaa. Jossain vaiheessa näytteen venyminen koko pituudelta pysähtyy ja muodostuu vain yhteen paikkaan ns. Jonkin ajan kuluttua näyte repeytyy kohdassa, jossa "niska" muodostuu.
Venytysprosessi tapahtuu vain viskooseissa materiaaleissa (kova teräs, valurauta), näyte repeytyy merkityksettömällä venymällä ja ilman "kaulan" muodostumista.
Jakamalla maksimikuorma, jonka näyte kesti ennen rikkoutumista (kuorma mitataan erikoislaitteella - testikoneen suunnitteluun kuuluvalla voimamittarilla), sen poikkipinta-alalla ennen venytystä saadaan metallin pääominaisuus. saatu vetolujuus (σ in).
Suunnittelijan on tiedettävä kunkin metallin vetolujuus osan mittojen määrittämiseksi ja teknikon - prosessointimuotojen määrittämiseksi.
Korotetuissa lämpötiloissa lyhytkestoiset vetokokeet suoritetaan tavanomaisilla testauskoneilla, koneeseen rakennetaan vain uuni (yleensä sähkömuhveli) näytteen lämmittämiseksi. Uuni asennetaan koneen runkoon siten, että muhvelin akseli osuu koneen akseliin. Testinäyte asetetaan uuniin. Tasaista kuumennusta varten uunin tulee olla 2-4 kertaa pidempi kuin näyte, joten sen kiinnittäminen suoraan koneen kahvoihin on mahdotonta. Näyte kiinnitetään erityisiin lämmönkestävästä teräksestä valmistettuihin jatkeisiin, jotka puolestaan kiinnitetään koneen kahvoihin.
Yhdenmukaisten tulosten saamiseksi on välttämätöntä, että näytettä pidetään testilämpötilassa 30 minuuttia. Kuumennetun metallin vetolujuuteen vaikuttaa merkittävästi vetonopeus: mitä suurempi nopeus, sitä suurempi vetolujuus. Siksi teräksen lämmönkestävyyden arvioimiseksi oikein, vetokokeen keston tulisi olla 15-20 minuuttia.
Metallin vetokoe koostuu näytteen venyttämisestä, jossa piirretään näytteen venymän (Δl) riippuvuus käytetystä kuormituksesta (P), minkä jälkeen tämä kaavio rakennetaan uudelleen ehdollisten jännitysten (σ - ε) kaavioksi.
Vetokokeet suoritetaan saman GOST:n mukaan ja määritetään näytteet, joille testit suoritetaan.
Kuten edellä mainittiin, testauksen aikana rakennetaan metallin vetolujuuskaavio. Sillä on useita tunnusomaisia alueita:
- Leikkaus OA on suhteellisuusleikkaus kuorman P ja venymän ∆l välillä. Tämä on alue, jolla Hooken laki säilyy. Tämän suhteellisuuden löysi Robert Hooke vuonna 1670, ja siitä tuli myöhemmin tunnetuksi Hooken laki.
- OB-osa on elastisen muodonmuutoksen osa. Toisin sanoen, jos näytteeseen kohdistetaan kuorma, joka ei ylitä Ru, ja sen jälkeen kuormitusta puretaan, niin näytteen muodonmuutos vähenee purkamisen aikana saman lain mukaan, jonka mukaan ne kasvoivat kuormituksen aikana
Pisteen B yläpuolella jännityskaavio poikkeaa suorasta - muodonmuutos alkaa kasvaa kuormaa nopeammin ja kaavio saa kaarevan ilmeen. Kuormalla, joka vastaa arvoa Рт (piste C), kaavio menee vaakasuoraan leikkaukseen. Tässä vaiheessa näyte saa merkittävän pysyvän venymän ilman, että kuormitus kasvaa käytännössä. Tällaisen osan muodostuminen jännitys-venymäkaaviossa selittyy materiaalin ominaisuudella muotoutua vakiokuormituksessa. Tätä ominaisuutta kutsutaan materiaalin juoksevuudeksi, ja jännitys-venymäkaavion abskissa-akselin suuntaista leikkausta kutsutaan myötörajaksi. 
Joskus tuottotasango on luonteeltaan aaltoilevaa. Tämä koskee useammin muovimateriaalien venymistä ja selittyy sillä, että ensin muodostuu lohkon paikallinen oheneminen, sitten tämä oheneminen leviää materiaalin viereiseen tilavuuteen ja tämä prosessi kehittyy, kunnes leviämisen seurauksena. tällaisessa aallossa esiintyy yleinen tasainen venymä, joka vastaa myötöaluetta. Kun myötöraja on olemassa, materiaalin mekaanisia ominaisuuksia määritettäessä otetaan käyttöön ylä- ja alarajan käsitteet.
Myöntötasanteen ilmestymisen jälkeen materiaali saa jälleen kyvyn vastustaa venymistä ja kaavio nousee. Pisteessä D voima saavuttaa maksimiarvon Pmax. Kun voima Pmax saavutetaan, näytteeseen ilmestyy terävä paikallinen kapeneminen - kaula. Kaulan poikkileikkausalan pieneneminen aiheuttaa kuormituksen pudotuksen ja kaavion pistettä K vastaavalla hetkellä näyte repeää.
Näytteen venyttämiseen kohdistettu kuorma riippuu näytteen geometriasta. Mitä suurempi poikkileikkausala on, sitä suurempi on näytteen venyttämiseen vaadittava kuorma. Tästä syystä tuloksena oleva konekaavio ei anna laadullista arviota materiaalin mekaanisista ominaisuuksista. Näytteen geometrian vaikutuksen eliminoimiseksi konekaavio rekonstruoidaan koordinaatteina σ − ε jakamalla ordinaatin P näytteen A0 alkuperäisellä poikkileikkausalalla ja abskissa ∆l lo:lla. Tällä tavalla uudelleen järjestettyä kaaviota kutsutaan ehdolliseksi jännitysdiagrammiksi. Jo tästä uudesta kaaviosta selvitetään materiaalin mekaaniset ominaisuudet.
Seuraavat mekaaniset ominaisuudet määritetään:
Suhteellisuusraja σпз– suurin jännitys, jonka jälkeen Hooken lain pätevyys rikotaan σ = Eε, missä E on pituussuuntainen kimmomoduuli tai ensimmäisen tyyppinen kimmomoduuli. Tässä tapauksessa E =σ/ε = tanα, eli moduuli E on kaavion suoraviivaisen osan kaltevuuskulman tangentti abskissa-akseliin nähden 
Elastinen raja σу- ehdollinen jännitys, joka vastaa tietyn arvon jäännösmuodonmuutoksia (0,05; 0,001; 0,003; 0,005%); jäännösmuodonmuutoksen toleranssi on osoitettu indeksissä σу 
myötölujuus σт– jännitys, jossa muodonmuutos lisääntyy ilman, että vetokuormitus kasvaa merkittävästi
Myös erottuva todiste voimaa- tämä on ehdollinen jännitys, jossa jäännösmuodonmuutos saavuttaa tietyn arvon (yleensä 0,2% näytteen työpituudesta; silloin ehdollinen myötöraja merkitään σ0,2). Arvo σ0,2 määritetään pääsääntöisesti materiaaleille, joilla ei ole kaaviossa tasannetta tai myötöhammasta