Įvertinti gaminių eksploatacines savybes irnustato fizines ir mechanines medžiagų savybes, naudojamos įvairios instrukcijos, GOST ir kiti norminiai bei rekomendaciniai dokumentai. Taip pat rekomenduojami to paties tipo gaminių ar medžiagų pavyzdžių sunaikinimo bandymo metodai. Tai nėra labai ekonomiškas metodas, tačiau efektyvus.
Charakteristika
Pagrindinės medžiagų mechaninių savybių charakteristikos yra šios.
1.Laikinas pasipriešinimas arba atsparumas tempimui yra įtempimo jėga, kuri fiksuojama esant didžiausiai apkrovai prieš sunaikinant bandinį. Mechaninės medžiagų stiprumo ir tamprumo savybės apibūdina kietųjų medžiagų savybes, kad jos galėtų atsispirti negrįžtamiems formos pokyčiams ir įtrūkimams veikiant išorinėms apkrovoms.
2.Sąlyginis išeigos įtempis vadinamas įtempiu, kai likutinė deformacija siekia 0,2% mėginio ilgio. Tai yra mažiausias įtempis, kol mėginys ir toliau deformuojasi be pastebimo apkrovos padidėjimo.
3.Ilgalaikio stiprumo riba vadinama didžiausiu stresu tam tikroje temperatūroje, dėl kurio bandinys tam tikrą laiką sunaikinamas. Medžiagų mechaninės charakteristikos nustatomos atsižvelgiant į galutinius ilgalaikio stiprumo vienetus - gedimas įvyksta esant 7000 laipsnių Celsijaus temperatūrai per 100 valandų.
4.Sąlyginė šliaužimo riba yra įtampa, sukelianti tam tikrą pailgėjimą tam tikroje temperatūroje tam tikrą laiką mėginyje, taip pat šliaužimo greitis. Laikoma, kad riba yra metalo deformacija per 100 valandų, esant 7000 laipsnių Celsijaus, 0,2%. Šliaužimas yra tam tikras metalų deformacijos greitis ilgą laiką pastoviai pakraunant ir aukštoje temperatūroje. Šilumos atsparumas yra medžiagos atsparumas sunaikinimui ir šliaužimui.
5.Ištvermės riba yra didžiausia ciklo patiriamo streso vertė, kai dėl nuovargio nesiseka. Pakrovimo ciklų skaičius gali būti nustatytas arba savavališkas, atsižvelgiant į tai, kaip planuojami medžiagų mechaniniai bandymai. Mechaninės savybės apima medžiagų nuovargį ir ištvermę. Veikiant apkrovoms, ciklas kaupiasi, susidaro įtrūkimai, todėl sunaikinami. Tai yra nuovargis. O atsparumo nuovargiui savybė yra ištvermė.
Tempimas ir suspaudimas
Medžiagos, kurios naudojamos inžinerijojepraktika suskirstyta į dvi grupes. Pirmasis yra plastikinis, kurio sunaikinimui turėtų atsirasti reikšmingos likutinės deformacijos, antrasis yra trapus, sulaužantis labai mažas deformacijas. Natūralu, kad toks skirstymas yra labai savavališkas, nes kiekviena medžiaga, atsižvelgiant į sukurtas sąlygas, gali būti trapi ir plastinė. Tai priklauso nuo streso būsenos pobūdžio, temperatūros, tempimo greičio ir kitų veiksnių.
Механические характеристики материалов при tempimas ir gniuždymas yra iškalbingi ir plastiko, ir trapūs. Pvz., Švelnus plienas įtempiamas, o ketaus - suspaudžiant. Ketaus yra trapus, plienas - elastingas. Trapios medžiagos turi didesnį atsparumą suspaudimui, o tempimo deformacija yra blogesnė. Plastikinės turi beveik tas pačias mechanines medžiagų savybes, kurias veikia suspaudimas ir tempimas. Tačiau jų slenkstį vis dar lemia tempimas. Būtent šiais metodais galima tiksliau išsiaiškinti medžiagų mechanines savybes. Tempimo ir suspaudimo schema pateikta šio straipsnio iliustracijose.
Trapumas ir lankstumas
Kas yra lankstumas ir trapumas?Pirmasis yra gebėjimas nesugriūti, dideliais kiekiais gaunant likutines deformacijas. Ši savybė yra labai svarbi atliekant kritines proceso operacijas. Lenkimas, piešimas, piešimas, štampavimas ir daugelis kitų operacijų priklauso nuo tamprumo savybių. Plastikinės medžiagos yra atkaitintas varis, žalvaris, aliuminis, švelnus plienas, auksas ir panašiai. Daug mažiau kaliojo yra bronzos ir duralumino. Beveik visi legiruoti plienai yra labai silpnai plastikiniai.
Plastikinių medžiagų stiprumo charakteristikospalyginkite su našumo stiprumu, kuris bus aptartas žemiau. Trapumo ir lankstumo savybes labai veikia temperatūra ir pakrovimo greitis. Greitas įtempimas suteikia medžiagai trapumo, o lėtas įtempimas suteikia jai lankstumo. Pavyzdžiui, stiklas yra trapi medžiaga, tačiau jis gali atlaikyti ilgalaikį streso poveikį, jei temperatūra yra normali, tai yra, parodo plastiškumo savybes. Ir mažai anglies išskiriantis plienas yra elastingas, tačiau smarkiai veikiant, jis atrodo kaip trapi medžiaga.
Vibracijos metodas
Физико-механические характеристики материалов nustatomas pagal išilginių, lenkiamųjų, sukimo ir kitų, dar sudėtingesnių rūšių virpesių sužadinimą ir atsižvelgiant į mėginių dydį, formas, imtuvo ir patogeno tipus, tvirtinimo būdus ir dinaminės apkrovos taikymo grandines. Negabaritinius gaminius taip pat reikia išbandyti šiuo metodu, jei žymiai pakeisite taikymo metodą apkrovos taikymo, vibracijos sužadinimo ir jų registravimo metoduose. Tas pats metodas nustato medžiagų mechanines savybes, kai reikia įvertinti didelių matmenų konstrukcijų tvirtumą. Tačiau vietiniu būdu nustatant produkto savybes šis metodas nenaudojamas. Praktinis technikos pritaikymas yra įmanomas tik tada, kai žinomi geometriniai matmenys ir tankis, kai gaminį galima pritvirtinti prie atramų, o ant paties gaminio - keitiklių, reikalingos tam tikros temperatūros sąlygos ir pan.
Pavyzdžiui, keičiantis temperatūros sąlygomsįvyksta vienas ar kitas pokytis, kaitinant medžiagų mechaninės savybės skiriasi. Beveik visi kūnai tokiomis sąlygomis išsiplečia, o tai daro įtaką jų struktūrai. Bet kuris kūnas turi tam tikras mechanines medžiagų, iš kurių jis susideda, savybes. Jei į visas puses šios savybės nesikeičia ir išlieka tokios pačios, toks kūnas vadinamas izotropiniu. Jei medžiagų fizikinės ir mechaninės savybės pasikeičia - anizotropinės. Pastaroji yra būdinga beveik visoms medžiagoms, tik skirtingais laipsniais. Bet yra, pavyzdžiui, plienų, kuriuose anizotropija yra labai maža. Tai ryškiausia natūraliose medžiagose, tokiose kaip mediena. Gamybos sąlygomis medžiagų mechaninės savybės nustatomos atliekant kokybės kontrolę, kai naudojami įvairūs GOST. Heterogeniškumo įvertinimas gaunamas atliekant statistinį apdorojimą, kai apibendrinami bandymo rezultatai. Mėginių turėtų būti daug ir jie turi būti paimti iš tam tikro dizaino. Šis technologinių charakteristikų gavimo būdas laikomas gana daug laiko reikalaujančiu.
Akustinis metodas
Akustiniai metodai identifikavimuimedžiagų mechaninės savybės ir jų charakteristikos yra daugybė, ir visi jie skiriasi svyravimo įvesties, priėmimo ir registravimo būdais sinusoidiniais ir impulsiniais režimais. Tyrime naudojami akustiniai metodai, pavyzdžiui, statybinės medžiagos, jų storis ir įtempimo būsena, nustatant trūkumus. Konstrukcinių medžiagų mechaninės savybės taip pat nustatomos naudojant akustinius metodus. Jau kuriama ir masiškai gaminama daugybė įvairių elektroninių akustinių instrumentų, kurie leidžia įrašyti elastines bangas ir jų sklidimo parametrus tiek sinusoidiniu, tiek impulsiniu režimu. Jų pagrindu nustatomos medžiagų atsparumo mechaninės savybės. Jei naudojami mažo intensyvumo elastingi virpesiai, šis metodas tampa visiškai saugus.
Akustinio metodo trūkumas yraakustinio kontakto poreikis, kuris toli gražu ne visada įmanomas. Todėl šie darbai nėra per daug produktyvūs, jei skubiai reikia išgauti mechanines medžiagų stiprumo savybes. Didžiulę įtaką rezultatui daro bandomosios prekės paviršiaus būklė, geometrinės formos ir matmenys, taip pat aplinka, kurioje atliekami bandymai. Norint įveikti šiuos sunkumus, konkrečią problemą reikia išspręsti griežtai apibrėžtu akustiniu metodu arba, priešingai, naudoti kelis iš jų vienu metu, tai priklauso nuo konkrečios situacijos. Pavyzdžiui, stiklo pluoštas yra tinkamas tokiam tyrimui, nes elastinių bangų sklidimo greitis yra geras, todėl garsas yra plačiai naudojamas, kai imtuvas ir spinduolis yra priešinguose mėginio paviršiuose.
Klaidų nustatymas
Įvairių pramonės šakų medžiagų kokybei kontroliuoti naudojami trūkumų nustatymo metodai. Yra neardomieji ir nesunaikinamieji metodai. Neardomosios yra šios.
1. Norėdami nustatyti įtrūkimus paviršiuose ir prasiskverbimą, jis naudojamas magnetinio trūkumo aptikimas. Vietos, turinčios tokių trūkumųbūdingi dispersiniai laukai. Juos galite aptikti specialiais prietaisais arba tiesiog ant viso paviršiaus uždėti magnetinių miltelių sluoksnį. Defektų vietose miltelių vieta pasikeis jau juos pritaikius.
2. Klaidų aptikimas taip pat atliekamas naudojant ultragarsu. Krypties spindulys bus atspindimas (išsibarstęs) skirtingais būdais, net jei pavyzdyje yra kokių nors nenuoseklumų.
3. Medžiagos trūkumai gerai matomi radiacijos tyrimo metodasremiantis skirtingo tankio terpės radiacijos sugerties skirtumu. Naudotas gama trūkumų nustatymas ir rentgeno spinduliai.
4. Cheminių trūkumų aptikimas. Jei paviršius išgraviruotas silpnu tirpaluazoto, druskos rūgšties ar jų mišinio (aqua regia), tada vietose, kur yra defektų, tinklas pasirodo juodų juostelių pavidalu. Galite pritaikyti metodą, kuriame imami sieros atspaudai. Vietose, kur medžiaga nevienalytė, siera turėtų pakeisti spalvą.
Sunaikinantys metodai
Naikinantys metodai čia jau iš dalies išardomi.Mėginiai tiriami lenkimo, suspaudimo, tempimo atžvilgiu, tai yra, naudojami statiniai destruktyvūs metodai. Jei produktas išbandomas su kintančiomis ciklinėmis apkrovomis smūgio lenkimui, nustatomos dinaminės savybės. Makroskopiniai metodai nusako didelį medžiagos struktūros vaizdą ir dideliais kiekiais. Tokiam tyrimui reikalingi specialiai poliruoti pavyzdžiai, kurie yra išgraviruoti. Taigi, galima nustatyti grūdų formą ir vietą, pavyzdžiui, pliene, ar nėra kristalų su deformacija, pluoštų, apvalkalų, burbulų, įtrūkimų ir kitų lydinių nevienalytiškumo.
Tiriama mikroskopiniais metodaismikrostruktūra ir atskleidžiami mažiausi defektai. Tuo pačiu būdu mėginiai iš anksto sumalami, nušlifuojami ir po to išgraviruojami. Tolesnis bandymas apima elektrinių ir optinių mikroskopų naudojimą ir rentgeno analizę. Šio metodo pagrindas yra spindulių, kuriuos išsklaido materijos atomai, trukdžiai. Medžiagos savybės stebimos naudojant rentgeno analizę. Medžiagų mechaninės savybės lemia jų stiprumą, o tai yra pagrindinis dalykas kuriant patikimas ir saugias eksploatuojamas konstrukcijas. Todėl medžiaga kruopščiai ir įvairiais būdais tikrinama visomis sąlygomis, kurias ji sugeba priimti neprarasdama aukšto mechaninių savybių lygio.
Kontrolės metodai
Для проведения неразрушающего контроля за Medžiagų savybės turi didelę reikšmę teisingam efektyvių metodų pasirinkimui. Tiksliausi ir įdomiausi trūkumų nustatymo metodai šiuo atžvilgiu yra defektų patikrinimas. Čia reikia žinoti ir suprasti trūkumų nustatymo metodų ir fizinių bei mechaninių savybių nustatymo metodų skirtumus, nes jie iš esmės skiriasi vienas nuo kito. Jei pastarieji yra pagrįsti fizikinių parametrų valdymu ir vėlesniu jų koreliacija su mechaninėmis medžiagos savybėmis, tada trūkumų aptikimas grindžiamas tiesioginiu radiacijos, kuri atsispindi nuo defekto arba praeina per kontroliuojamą aplinką, konvertavimu.
Geriausia, žinoma, visapusiška kontrolė.Sudėtingumą sudaro optimalių fizinių parametrų nustatymas, pagal kuriuos galima nustatyti bandinio stiprumą ir kitas fizines bei mechanines savybes. Tuo pačiu metu sukuriamas ir įgyvendinamas optimalus struktūrinių defektų valdymo priemonių rinkinys. Ir galiausiai pasirodo vientisas šios medžiagos įvertinimas: jos veikimą lemia daugybė parametrų, kurie padėjo nustatyti neardomuosius metodus.
Mechaniniai bandymai
Naudojant tokius testus, jie patikrinami irįvertino medžiagų mechanines savybes. Ši kontrolės rūšis pasirodė seniai, tačiau vis dar neprarado savo aktualumo. Net ir šiuolaikines aukštųjų technologijų medžiagas vartotojai gana dažnai ir nuožmiai kritikuoja. Tai rodo, kad tyrimas turėtų būti atliekamas nuodugniau. Kaip jau minėta, mechaninius bandymus galima suskirstyti į du tipus: statinį ir dinaminį. Pirmasis patikrina, ar gaminys ar pavyzdys nėra sukimo, tempimo, suspaudimo, lenkimo, o antrasis - kietumo ir tvirtumo. Šiuolaikinė įranga padeda efektyviai atlikti šias ne per daug paprastas procedūras ir atskleisti visas šios medžiagos eksploatacines savybes.
Испытанием на растяжение можно выявить medžiagos atsparumas nuolatinio ar didėjančio tempimo įtempio veikimui. Metodas yra senas, išbandytas ir suprantamas, naudojamas labai ilgą laiką ir vis dar plačiai naudojamas. Mėginys ištempiamas išilgine ašimi, naudojant tvirtinimo įtaisą bandymo mašinoje. Mėginio tempimo greitis yra pastovus, apkrova matuojama specialiu jutikliu. Tuo pačiu metu kontroliuojamas pailgėjimas, taip pat atitikimas jo taikomajai apkrovai. Tokių testų rezultatai yra ypač naudingi, jei reikia sukurti naujus dizainus, nes iki šiol niekas nežino, kaip jie elgsis apkrova. Gali pasiūlyti tik identifikuoti visus medžiagos elastingumo parametrus. Didžiausias atsparumas įtempiui - lemia maksimalią apkrovą, kurią tam tikra medžiaga gali atlaikyti. Tai padės apskaičiuoti saugos ribą.
Kietumo testas
Medžiagos standumas apskaičiuojamas modulioelastingumas. Sklandumo ir kietumo derinys padeda nustatyti medžiagos elastingumą. Jei technologiniame procese yra tokių operacijų kaip prapjovimas, valcavimas, presavimas, tuomet tiesiog būtina žinoti galimų plastinių deformacijų dydį. Esant dideliam tampumui, tinkama apkrova medžiaga galės įgauti bet kokią formą. Suspaudimo testas taip pat gali būti naudojamas saugos veiksniams nustatyti. Ypač jei medžiaga trapi.
Kietumas tikrinamas identifikatoriumi kaspagamintas iš daug kietesnės medžiagos. Dažniausiai šis tyrimas atliekamas pagal Brinello metodą (rutulys paspaudžiamas), Vickers (identifikatorius piramidės pavidalu) arba Rockwell (naudojamas kūgis). Identifikatorius, turintis tam tikrą jėgą, tam tikrą laiką spaudžiamas į medžiagos paviršių, o po to tiriamas bandinyje likęs įspaudas. Yra ir kitų gana plačiai naudojamų bandymų: pavyzdžiui, atsparumas smūgiams, kai įvertinamas medžiagos atsparumas apkrovos veikimo momentu.
