제품의 성능을 평가하고재료의 물리적 및 기계적 특성을 결정하기 위해 다양한 지침, GOST 및 기타 규제 및 자문 문서가 사용됩니다. 전체 제품 시리즈 또는 동일한 유형의 재료 샘플의 파괴를 테스트하는 방법도 권장됩니다. 이것은 매우 경제적인 방법은 아니지만 효과적인 방법입니다.
성격 묘사
재료의 기계적 성질의 주요 특성은 다음과 같습니다.
하나.인장 강도 또는 인장 강도 - 샘플이 파괴되기 전에 가장 높은 하중에서 고정되는 응력. 재료의 강도와 가소성의 기계적 특성은 외부 하중의 영향으로 모양과 파괴의 돌이킬 수 없는 변화에 저항하는 고체의 특성을 설명합니다.
2.조건부 항복 강도는 잔류 변형률이 샘플 길이의 0.2%에 도달할 때의 응력입니다. 이것은 시편이 응력의 눈에 띄는 증가 없이 변형을 계속하는 동안 가장 작은 응력입니다.
삼.장기간 강도의 한계를 주어진 온도에서 최대 응력이라고 하며, 이는 특정 시간 동안 샘플을 파괴합니다. 재료의 기계적 특성 결정은 장기 강도의 궁극적인 단위에 따라 결정됩니다. 파괴는 섭씨 7,000도에서 100시간 동안 발생합니다.
넷.조건부 크리프 한계는 크리프 속도뿐만 아니라 주어진 연신율도 샘플에서 특정 시간 동안 주어진 온도에서 발생하는 응력입니다. 한계는 섭씨 7,000도에서 100시간 동안 금속이 0.2% 변형되는 것입니다. 크리프(Creep)는 일정한 하중과 장시간 고온에서 금속이 일정 비율로 변형되는 현상입니다. 내열성은 파괴 및 크리프에 대한 재료의 저항입니다.
5.피로한계는 피로파괴가 발생하지 않을 때의 사이클 응력의 가장 높은 값이다. 하중 주기의 수는 재료의 기계적 테스트가 계획되는 방식에 따라 지정되거나 임의적일 수 있습니다. 기계적 특성에는 재료의 피로와 내구성이 포함됩니다. 사이클의 하중 작용으로 손상이 누적되고 균열이 형성되어 파괴로 이어집니다. 이것은 피로입니다. 그리고 피로 저항의 속성은 지구력입니다.
장력과 압축
엔지니어링에 사용되는 재료실습은 두 그룹으로 나뉩니다. 첫 번째는 상당한 잔류 변형이 나타나야 하는 파괴를 위한 플라스틱이고, 두 번째는 부서지기 쉽고 매우 작은 변형에서 무너집니다. 당연히 이러한 분할은 생성된 조건에 따라 각 재료가 취성 및 연성으로 작용할 수 있기 때문에 매우 임의적입니다. 응력 상태의 특성, 온도, 변형률 및 기타 요인에 따라 다릅니다.
재료의 기계적 특성인장 및 압축은 연성 및 취성 모두에 대해 웅변적입니다. 예를 들어, 연강은 인장에서 테스트되고 주철은 압축에서 테스트됩니다. 주철은 부서지기 쉽고 강철은 연성입니다. 취성 재료는 압축 강도가 더 큰 반면 인장 변형은 더 나쁩니다. 플라스틱은 압축 및 인장에서 재료와 거의 동일한 기계적 특성을 갖습니다. 그러나 임계값은 여전히 스트레칭에 의해 결정됩니다. 재료의 기계적 특성을보다 정확하게 결정할 수있는 것은 이러한 방법입니다. 인장 및 압축 다이어그램은 이 기사의 그림에 나와 있습니다.
취성 및 가소성
가소성과 취성이란 무엇입니까?첫 번째는 붕괴되지 않고 잔류 변형을 대량으로 받는 능력입니다. 이 속성은 가장 중요한 기술 작업에 결정적입니다. 굽힘, 드로잉, 드로잉, 스탬핑 및 기타 많은 작업은 가소성의 특성에 따라 다릅니다. 연성 재료에는 어닐링된 구리, 황동, 알루미늄, 연강, 금 등이 포함됩니다. 청동과 두랄루민은 플라스틱이 훨씬 적습니다. 거의 모든 합금강은 연성이 매우 약합니다.
연성 재료의 강도 특성아래에서 논의될 항복 강도와 비교됩니다. 취성 및 가소성의 특성은 온도와 하중 속도에 크게 영향을 받습니다. 빠른 장력은 재료를 취성으로 만들고 느린 장력은 연성을 만듭니다. 예를 들어 유리는 부서지기 쉬운 재료이지만 온도가 정상이면 장기간 하중을 견딜 수 있습니다. 즉, 가소성의 특성을 나타냅니다. 그리고 저탄소강은 연성이지만 급격한 충격하중을 받으면 취성재료로 보입니다.
진동 방식
재료의 물리적 및 기계적 특성길이 방향, 굽힘, 비틀림 및 기타 훨씬 더 복잡한 유형의 진동에 의해 결정되며 샘플의 크기, 모양, 수신기 및 여자 유형, 부착 방법 및 동적 하중 적용 방식에 따라 결정됩니다. 대형 제품도 이 방법을 사용하여 시험을 하게 되는데, 하중을 가하는 방법, 진동을 가진 방법 및 등록하는 방법에 적용 방법이 크게 변경된 경우입니다. 대형 구조물의 강성을 평가해야 할 때 재료의 기계적 특성을 결정하는 데 동일한 방법이 사용됩니다. 그러나 이 방법은 제품의 재료 특성을 국부적으로 결정하는 데 사용되지 않습니다. 이 기술의 실제 적용은 기하학적 치수와 밀도가 알려진 경우, 지지대에 제품을 고정할 수 있는 경우, 제품 자체(변환기, 특정 온도 조건 등이 필요한 경우)에만 가능합니다.
예를 들어 온도를 변경할 때하나 또는 다른 변화가 발생하면 가열될 때 재료의 기계적 특성이 달라집니다. 거의 모든 신체는 이러한 조건에서 팽창하여 구조에 영향을 미칩니다. 모든 몸체는 구성되는 재료의 특정 기계적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성이 모든 방향에서 변경되지 않고 동일하게 유지되는 경우 이러한 본체를 등방성이라고 합니다. 재료의 물리적 및 기계적 특성이 변하는 경우 - 이방성. 후자는 거의 모든 재료의 특징이지만 정도만 다릅니다. 그러나 예를 들어 이방성이 매우 미미한 철강이 있습니다. 그것은 나무와 같은 천연 재료에서 가장 두드러집니다. 생산 조건에서 재료의 기계적 특성은 다양한 GOST가 사용되는 품질 관리를 통해 결정됩니다. 이질성의 추정치는 테스트 결과를 요약할 때 통계 처리에서 얻습니다. 샘플은 많고 특정 디자인에서 잘라야 합니다. 기술적 특성을 얻는이 방법은 매우 힘든 것으로 간주됩니다.
음향 방법
결정하기 위한 음향적 방법재료의 기계적 특성과 특성은 상당히 많으며 사인파 및 펄스 모드에서 진동의 입력, 수신 및 등록 방식이 모두 다릅니다. 음향 방법은 결함 감지 중 건축 자재, 두께 및 인장 상태의 연구에서 사용됩니다. 구조 재료의 기계적 특성도 음향 방법을 사용하여 결정됩니다. 다양한 전자 음향 장치가 이미 개발 및 대량 생산되고 있으며, 이를 통해 사인파 및 펄스 모드 모두에서 전파 매개변수인 탄성파를 기록할 수 있습니다. 이를 기반으로 재료 강도의 기계적 특성이 결정됩니다. 낮은 강도의 탄성 진동을 사용하면 이 방법은 절대적으로 안전합니다.
어쿠스틱 방식의 단점은항상 가능한 것과는 거리가 먼 음향 접촉의 필요성. 따라서 이러한 작업은 재료의 강도에 대한 기계적 특성을 긴급히 획득해야 하는 경우 그다지 생산적이지 않습니다. 결과는 표면 상태, 연구 중인 제품의 기하학적 모양 및 치수, 테스트가 수행되는 환경에 의해 크게 영향을 받습니다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는 엄밀히 정의된 음향적 방법으로 특정 문제를 해결해야 하며, 반대로 상황에 따라 여러 개를 동시에 사용해야 하는 경우가 있습니다. 예를 들어, 유리 강화 플라스틱은 탄성파의 전파 속도가 좋기 때문에 수신기와 방사기가 샘플의 반대 표면에 위치할 때 종단 간 사운딩이 널리 사용되기 때문에 이러한 연구에 적합합니다. .
결함 감지
결함 감지 방법은 다양한 산업 분야에서 재료의 품질을 제어하는 데 사용됩니다. 비파괴 및 파괴 방법이 있습니다. 다음은 비파괴적입니다.
1. 표면의 균열 및 침투 부족을 확인하기 위해 사용됩니다. 자기 결함 탐지. 이러한 결함이 있는 영역,산란장을 특징으로 합니다. 특수 장치로 감지하거나 단순히 전체 표면에 자성 분말 층을 적용할 수 있습니다. 결함이 있는 곳은 도포해도 파우더의 위치가 변합니다.
2. 결함 감지는 다음을 사용하여 수행됩니다. 초음파. 지향성 빔은 샘플 내부 깊숙이 불연속성이 있더라도 다르게 반사(산란)됩니다.
3. 재료의 결함이 잘 드러난다. 방사선 연구 방법, 밀도가 다른 매질에 의한 방사선 흡수의 차이를 기반으로 합니다. 감마선 탐상 및 X선이 사용됩니다.
4. 화학적 결함 탐지. 약한 용액으로 표면이 에칭된 경우질산, 염산 또는 이들의 혼합물 (왕수), 결함이있는 곳에서 격자가 검은 색 줄무늬 형태로 나타납니다. 유황 자국을 제거하는 방법을 적용할 수 있습니다. 재료가 이질적인 곳에서는 유황이 변색되어야 합니다.
파괴적인 방법
파괴적인 방법은 이미 부분적으로 여기에서 해체되었습니다.샘플은 굽힘, 압축, 인장에 대해 테스트됩니다. 즉, 정적 파괴 방법이 사용됩니다. 충격 굽힘 시 다양한 주기 하중으로 제품을 테스트하면 동적 특성이 결정됩니다. 거시적 방법은 재료의 구조에 대한 일반적인 그림을 그리고 대량으로 그립니다. 이러한 연구를 위해서는 에칭 처리되는 특별히 연마된 샘플이 필요합니다. 따라서 예를 들어 강철에서 결정립의 모양과 배열, 변형이 있는 결정의 존재, 섬유, 껍질, 기포, 균열 및 기타 합금의 불균일성을 식별하는 것이 가능합니다.
현미경 방법이 연구됩니다.미세 구조와 가장 작은 결함이 드러납니다. 샘플을 미리 연마하고 연마한 다음 동일한 방식으로 에칭합니다. 추가 테스트에는 전기 및 광학 현미경과 X선 회절 분석의 사용이 포함됩니다. 이 방법의 기초는 물질의 원자에 의해 산란되는 광선의 간섭입니다. 재료의 특성은 X선 회절 패턴을 분석하여 제어합니다. 재료의 기계적 특성은 강도를 결정하며 이는 안정적이고 안전한 작동 구조를 구축하는 데 가장 중요합니다. 따라서 재료는 높은 수준의 기계적 특성을 잃지 않고 수용할 수 있는 모든 상태에서 다양한 방법으로 신중하게 테스트됩니다.
제어 방법
비파괴 검사를 위해재료의 특성, 효과적인 방법의 올바른 선택은 매우 중요합니다. 이와 관련하여 가장 정확하고 흥미로운 것은 결함 감지 방법인 결함 제어입니다. 여기서 결함 검출 방법을 구현하는 방법과 물리적 및 기계적 특성을 결정하는 방법은 근본적으로 다르기 때문에 차이점을 알고 이해해야 합니다. 후자가 물리적 매개변수의 제어 및 재료의 기계적 특성과의 후속 상관 관계를 기반으로 하는 경우 결함 감지는 결함에서 반사되거나 제어된 환경을 통과하는 방사선의 직접 변환을 기반으로 합니다.
물론 가장 좋은 점은 복잡한 제어입니다.복잡성은 샘플의 강도 및 기타 물리적 및 기계적 특성을 식별하는 데 사용할 수 있는 최적의 물리적 매개변수를 결정하는 데 있습니다. 또한 동시에 구조적 결함을 제어하기 위한 최적의 수단을 개발하여 구현합니다. 그리고 마지막으로이 자료에 대한 통합 평가가 나타납니다. 성능은 비파괴적인 방법을 결정하는 데 도움이 되는 전체 매개 변수에 의해 결정됩니다.
기계적 테스트
이 테스트는 확인하고재료의 기계적 특성을 평가합니다. 이러한 유형의 제어는 오래 전에 등장했지만 여전히 관련성을 잃지 않았습니다. 현대의 첨단 소재조차도 종종 소비자로부터 심하게 비판을 받습니다. 그리고 이것은 검사가 더 신중하게 수행되어야 함을 시사합니다. 이미 언급했듯이 기계적 테스트는 정적 및 동적의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 전자는 제품 또는 샘플의 비틀림, 인장, 압축, 굽힘을 확인하고 후자는 경도 및 충격 강도를 확인합니다. 현대 장비는 이러한 단순하지 않은 절차를 고품질로 수행하고 이 재료의 모든 작동 특성을 드러내는 데 도움이 됩니다.
인장 시험은 다음을 밝힐 수 있습니다.가해진 일정하거나 증가하는 인장 응력에 대한 재료의 저항. 이 방법은 오래되고 테스트되었으며 이해할 수 있으며 매우 오랫동안 사용되었으며 여전히 널리 사용됩니다. 샘플은 시험기의 고정 장치를 사용하여 세로 축을 따라 늘어납니다. 샘플의 인장 속도는 일정하고 하중은 특수 센서로 측정됩니다. 동시에 연신율과 적용된 하중 준수가 모니터링됩니다. 그러한 테스트의 결과는 새로운 디자인이 만들어질 때 매우 유용합니다. 아직 아무도 로드 상태에서 어떻게 작동할지 모르기 때문입니다. 재료의 탄성에 대한 모든 매개변수의 식별만이 제안할 수 있습니다. 최대 응력 - 항복 강도는 주어진 재료가 견딜 수 있는 최대 하중을 정의합니다. 이것은 안전 마진을 계산하는 데 도움이 됩니다.
경도 시험
재료의 강성은 모듈로 계산됩니다.탄력. 유동성과 경도의 조합은 재료의 탄성을 결정하는 데 도움이 됩니다. 기술 프로세스에 브로칭, 롤링, 프레싱과 같은 작업이 포함된 경우 가능한 소성 변형의 크기를 아는 것만으로 충분합니다. 높은 가소성으로 재료는 적절한 하중에서 어떤 모양도 취할 수 있습니다. 압축 테스트는 안전 한계를 결정하는 방법으로도 사용될 수 있습니다. 특히 재료가 부서지기 쉬운 경우.
경도는 identer를 사용하여 테스트됩니다.훨씬 더 단단한 재료로 만들어졌습니다. 대부분의 경우 이 테스트는 Brinell 방법(공을 눌러 넣음), Vickers(피라미드 모양의 식별자) 또는 Rockwell(원뿔 사용)에 따라 수행합니다. 재료의 표면에 일정 시간 동안 일정한 힘으로 식별자를 눌렀다가 샘플에 남아 있는 각인을 조사합니다. 상당히 널리 사용되는 다른 테스트가 있습니다. 예를 들어 하중이 가해지는 순간 재료의 저항을 평가할 때 충격 강도에 대한 테스트입니다.
