Upang suriin ang mga katangian ng pagganap ng mga produkto at matukoy ang pisikal at mekanikal na mga katangian ng mga materyales, ginagamit ang iba't ibang mga tagubilin, GOST at iba pang mga dokumento ng regulasyon at pagpapayo. Inirerekomenda din ang mga pamamaraan para sa pagsubok sa pagkasira ng isang buong serye ng mga produkto o mga sample ng parehong uri ng materyal. Ito ay hindi isang napakatipid na paraan, ngunit ito ay epektibo.
Kahulugan ng mga katangian
Ang mga pangunahing katangian ng mekanikal na katangian ng mga materyales ay ang mga sumusunod.
1. Ang tensile strength o tensile strength - ang stress force na naayos sa pinakamataas na load bago ang pagkasira ng sample. Ang mga mekanikal na katangian ng lakas at plasticity ng mga materyales ay naglalarawan ng mga katangian ng mga solido upang labanan ang hindi maibabalik na mga pagbabago sa hugis at pagkasira sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na karga.
2. Ang conditional yield strength ay ang stress kapag ang natitirang strain ay umabot sa 0.2% ng sample na haba. Ito ayang pinakamababang stress habang patuloy na nagde-deform ang specimen nang walang kapansin-pansing pagtaas ng stress.
3. Ang limitasyon ng pangmatagalang lakas ay tinatawag na pinakamalaking stress, sa isang naibigay na temperatura, na nagiging sanhi ng pagkasira ng sample para sa isang tiyak na oras. Ang pagtukoy sa mga mekanikal na katangian ng mga materyales ay nakatuon sa mga pinakahuling yunit ng pangmatagalang lakas - ang pagkasira ay nangyayari sa 7,000 degrees Celsius sa loob ng 100 oras.
4. Ang conditional creep limit ay ang stress na nagdudulot sa isang partikular na temperatura para sa isang partikular na oras sa sample ng isang partikular na elongation, pati na rin ang creep rate. Ang limitasyon ay ang pagpapapangit ng metal sa loob ng 100 oras sa 7,000 degrees Celsius ng 0.2%. Ang creep ay isang tiyak na rate ng pagpapapangit ng mga metal sa ilalim ng patuloy na paglo-load at mataas na temperatura sa loob ng mahabang panahon. Ang heat resistance ay ang resistensya ng isang materyal sa bali at gumapang.
5. Ang limitasyon sa pagkapagod ay ang pinakamataas na halaga ng cycle stress kapag hindi nangyari ang fatigue failure. Ang bilang ng mga cycle ng paglo-load ay maaaring ibigay o arbitrary, depende sa kung paano pinlano ang mekanikal na pagsubok ng mga materyales. Kasama sa mga mekanikal na katangian ang pagkapagod at tibay ng materyal. Sa ilalim ng pagkilos ng mga naglo-load sa cycle, ang mga pinsala ay naipon, ang mga bitak ay nabuo, na humahantong sa pagkawasak. Ito ay pagkapagod. At ang katangian ng paglaban sa pagod ay tibay.
Iunat at paliitin
Mga materyales na ginamit sa engineeringang pagsasanay ay nahahati sa dalawang pangkat. Ang una ay plastik, para sa pagkawasak kung saan dapat lumitaw ang mga makabuluhang natitirang deformation, ang pangalawa ay malutong, gumuho sa napakaliit na mga deformation. Naturally, ang gayong dibisyon ay napaka-arbitrary, dahil ang bawat materyal, depende sa mga kondisyon na nilikha, ay maaaring kumilos kapwa bilang malutong at bilang ductile. Depende ito sa katangian ng estado ng stress, temperatura, rate ng strain at iba pang mga salik.
Ang mekanikal na katangian ng mga materyales sa tension at compression ay mahusay magsalita para sa parehong ductile at brittle. Halimbawa, ang mild steel ay sinusubok sa tension, habang ang cast iron ay sinusuri sa compression. Ang bakal na bakal ay malutong, ang bakal ay malagkit. Ang mga malutong na materyales ay may higit na lakas ng compressive, habang ang makunat na pagpapapangit ay mas malala. Ang plastik ay may humigit-kumulang na parehong mekanikal na katangian ng mga materyales sa compression at pag-igting. Gayunpaman, ang kanilang threshold ay tinutukoy pa rin sa pamamagitan ng pag-uunat. Ito ang mga pamamaraang ito na maaaring mas tumpak na matukoy ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales. Ang tension at compression diagram ay ipinapakita sa mga larawan para sa artikulong ito.
Karupok at kaplastikan
Ano ang plasticity at fragility? Ang una ay ang kakayahang hindi gumuho, tumatanggap ng mga natitirang deformation sa malalaking dami. Ang ari-arian na ito ay mapagpasyahan para sa pinakamahalagang teknolohikal na operasyon. Ang baluktot, pagguhit, pagguhit, panlililak at maraming iba pang mga operasyon ay nakasalalay sa mga katangian ng plasticity. Kasama sa ductile materials ang annealed copper, brass, aluminum, mild steel, gold, at iba pa. Mas mababa ang ductile bronzeat dural. Halos lahat ng alloyed steel ay napakahinang ductile.
Ang mga katangian ng lakas ng mga plastik na materyales ay inihambing sa lakas ng ani, na tatalakayin sa ibaba. Ang mga katangian ng brittleness at plasticity ay lubos na naiimpluwensyahan ng temperatura at rate ng paglo-load. Ang mabilis na pag-igting ay ginagawang malutong ang materyal, habang ang mabagal na pag-igting ay ginagawa itong ductile. Halimbawa, ang salamin ay isang malutong na materyal, ngunit maaari itong makatiis ng isang pangmatagalang pag-load kung ang temperatura ay normal, iyon ay, ito ay nagpapakita ng mga katangian ng plasticity. At ang mild steel ay ductile, ngunit sa ilalim ng shock load ay lumalabas ito bilang isang malutong na materyal.
Paraan ng pagkakaiba-iba
Physico-mechanical na katangian ng mga materyales ay natutukoy sa pamamagitan ng excitation ng longitudinal, bending, torsional at iba pa, kahit na mas kumplikadong mga uri ng vibrations, at depende sa laki ng mga sample, hugis, uri ng receiver at exciter, mga pamamaraan ng pangkabit at mga scheme para sa paglalapat ng mga dynamic na pagkarga. Ang mga malalaking sukat na produkto ay napapailalim din sa pagsubok gamit ang pamamaraang ito, kung ang paraan ng aplikasyon sa mga pamamaraan ng pag-aaplay ng pagkarga, paggulo ng mga panginginig ng boses at pagrehistro sa kanila ay makabuluhang nagbago. Ang parehong paraan ay ginagamit upang matukoy ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales kapag ito ay kinakailangan upang masuri ang tigas ng malalaking sukat na mga istraktura. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay hindi ginagamit para sa lokal na pagpapasiya ng mga katangian ng materyal sa isang produkto. Ang praktikal na aplikasyon ng pamamaraan ay posible lamang kapag ang mga geometric na sukat at densidad ay kilala, kapag posible na ayusin ang produkto sa mga suporta, at saprodukto - mga converter, kailangan ang ilang partikular na kondisyon ng temperatura, atbp.
Halimbawa, kapag pinapalitan ang mga rehimen ng temperatura, nangyayari ang isa o isa pang pagbabago, ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales ay nagiging iba kapag pinainit. Halos lahat ng mga katawan ay lumalawak sa ilalim ng mga kondisyong ito, na nakakaapekto sa kanilang istraktura. Anumang katawan ay may ilang mga mekanikal na katangian ng mga materyales na kung saan ito ay binubuo. Kung ang mga katangiang ito ay hindi nagbabago sa lahat ng direksyon at nananatiling pareho, ang naturang katawan ay tinatawag na isotropic. Kung nagbabago ang pisikal at mekanikal na mga katangian ng mga materyales - anisotropic. Ang huli ay isang katangian ng halos lahat ng mga materyales, sa ibang lawak lamang. Ngunit mayroong, halimbawa, mga bakal, kung saan ang anisotropy ay napakaliit. Ito ay pinaka-binibigkas sa mga likas na materyales tulad ng kahoy. Sa mga kondisyon ng produksyon, ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales ay tinutukoy sa pamamagitan ng kontrol sa kalidad, kung saan ginagamit ang iba't ibang GOST. Ang pagtatantya ng heterogeneity ay nakukuha mula sa pagpoproseso ng istatistika kapag ang mga resulta ng pagsusulit ay buod. Ang mga sample ay dapat na marami at gupitin mula sa isang partikular na disenyo. Ang pamamaraang ito ng pagkuha ng mga teknolohikal na katangian ay itinuturing na medyo matrabaho.
Acoustic method
Mayroong maraming mga acoustic na pamamaraan para sa pagtukoy ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales at ang kanilang mga katangian, at lahat sila ay naiiba sa mga paraan ng pag-input, pagtanggap at pagpaparehistro ng mga oscillations sa sinusoidal at pulsed mode. Ang mga pamamaraan ng tunog ay ginagamit sa pag-aaral, halimbawa, ng mga materyales sa gusali, ang kanilang kapal at estado ng pag-igting, sa panahon ng pagtuklas ng kapintasan. Ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales sa istruktura ay tinutukoy din gamit ang mga pamamaraan ng acoustic. Maraming iba't ibang mga electronic acoustic device ang ginagawa na at ginagawa nang marami, na nagbibigay-daan sa pag-record ng mga elastic wave, ang kanilang mga parameter ng propagation sa sinusoidal at pulsed mode. Sa kanilang batayan, ang mga mekanikal na katangian ng lakas ng mga materyales ay tinutukoy. Kung gagamitin ang mga elastic oscillations na mababa ang intensity, magiging ganap na ligtas ang paraang ito.
Ang disbentaha ng acoustic method ay ang pangangailangan para sa acoustic contact, na hindi laging posible. Samakatuwid, ang mga gawaing ito ay hindi masyadong produktibo kung kinakailangan upang agarang makuha ang mga mekanikal na katangian ng lakas ng mga materyales. Ang resulta ay lubos na naiimpluwensyahan ng estado ng ibabaw, ang mga geometric na hugis at sukat ng produktong pinag-aaralan, pati na rin ang kapaligiran kung saan isinasagawa ang mga pagsubok. Upang malampasan ang mga paghihirap na ito, ang isang tiyak na problema ay dapat malutas sa pamamagitan ng isang mahigpit na tinukoy na pamamaraan ng tunog o, sa kabaligtaran, ang ilan sa mga ito ay dapat gamitin nang sabay-sabay, depende ito sa partikular na sitwasyon. Halimbawa, mahusay ang fiberglass sa naturang pag-aaral, dahil maganda ang propagation velocity ng elastic waves, at samakatuwid ang end-to-end sounding ay malawakang ginagamit, kapag ang receiver at emitter ay matatagpuan sa magkabilang ibabaw ng sample.
Defectoscopy
Ang mga pamamaraan ng Defectoscopy ay ginagamit upang kontrolin ang kalidad ng mga materyales sa iba't ibang industriya. May mga di-mapanira at mapanirang pamamaraan. Kabilang sa hindi mapanira ang sumusunod.
1. Ginagamit ang magnetic flaw detection upang matukoy ang mga bitak sa ibabaw at kakulangan ng pagtagos. Ang mga lugar na may ganitong mga depekto ay nailalarawan sa mga stray field. Maaari mong makita ang mga ito gamit ang mga espesyal na device o maglagay lamang ng isang layer ng magnetic powder sa buong ibabaw. Sa mga lugar na may mga depekto, magbabago ang lokasyon ng pulbos kahit na inilapat.
2. Ang defectoscopy ay isinasagawa din sa tulong ng ultrasound. Ang directional beam ay ipapakita (kakalat) sa ibang paraan, kahit na mayroong anumang mga discontinuities sa loob ng sample.
3. Ang mga depekto sa materyal ay mahusay na ipinapakita ng paraan ng radiation ng pananaliksik, batay sa pagkakaiba sa pagsipsip ng radiation ng isang daluyan ng iba't ibang density. Ginagamit ang gamma flaw detection at X-ray.
4. Pagtuklas ng bahid ng kemikal. Kung ang ibabaw ay nakaukit na may mahinang solusyon ng nitric acid, hydrochloric acid o isang halo ng mga ito (aqua regia), pagkatapos ay sa mga lugar kung saan may mga depekto, lumilitaw ang isang network sa anyo ng mga itim na guhitan. Maaari kang maglapat ng paraan kung saan ang mga sulfur print ay tinanggal. Sa mga lugar kung saan hindi homogenous ang materyal, dapat magbago ang kulay ng sulfur.
Mga mapanirang paraan
Ang mga mapanirang pamamaraan ay bahagyang na-dismantle na rito. Ang mga sample ay nasubok para sa baluktot, compression, pag-igting, iyon ay, ginagamit ang mga static na mapanirang pamamaraan. Kung ang produktoay nasubok gamit ang variable cyclic load sa impact bending - natutukoy ang mga dynamic na katangian. Ang mga macroscopic na pamamaraan ay gumuhit ng pangkalahatang larawan ng istraktura ng materyal at sa malalaking volume. Para sa naturang pag-aaral, kinakailangan ang mga espesyal na pinakintab na sample, na napapailalim sa pag-ukit. Kaya, posibleng matukoy ang hugis at pag-aayos ng mga butil, halimbawa, sa bakal, ang pagkakaroon ng mga kristal na may deformation, mga hibla, mga shell, mga bula, mga bitak at iba pang mga inhomogeneities ng haluang metal.
Microscopic na pamamaraan ay pinag-aaralan ang microstructure at ipinapakita ang pinakamaliit na depekto. Ang mga sample ay paunang giniling, pinakintab at pagkatapos ay inukit sa parehong paraan. Ang karagdagang pagsusuri ay kinabibilangan ng paggamit ng mga electrical at optical microscope at X-ray diffraction analysis. Ang batayan ng pamamaraang ito ay ang pagkagambala ng mga sinag na nakakalat ng mga atomo ng isang sangkap. Ang mga katangian ng materyal ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagsusuri sa pattern ng X-ray diffraction. Tinutukoy ng mga mekanikal na katangian ng mga materyales ang kanilang lakas, na siyang pangunahing bagay para sa mga istruktura ng gusali na maaasahan at ligtas sa operasyon. Samakatuwid, ang materyal ay maingat na sinusuri at sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan sa lahat ng mga kundisyon na kayang tanggapin nang hindi nawawala ang mataas na antas ng mga mekanikal na katangian.
Mga paraan ng pagkontrol
Para sa pagsasagawa ng hindi mapanirang pagsubok sa mga katangian ng mga materyales, ang tamang pagpili ng mga epektibong pamamaraan ay napakahalaga. Ang pinaka-tumpak at kawili-wiling sa bagay na ito ay ang mga paraan ng pagtuklas ng kapintasan - kontrol ng depekto. Dito kinakailangan na malaman at maunawaan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga pamamaraan para sa pagpapatupad ng mga pamamaraan ng pagtuklas ng kapintasan at mga pamamaraan para sa pagtukoy ng pisikal namekanikal na mga katangian, dahil ang mga ito sa panimula ay naiiba sa bawat isa. Kung ang huli ay batay sa kontrol ng mga pisikal na parameter at ang kanilang kasunod na ugnayan sa mga mekanikal na katangian ng materyal, ang flaw detection ay batay sa direktang conversion ng radiation na makikita mula sa isang depekto o dumadaan sa isang kontroladong kapaligiran.
Ang pinakamagandang bagay, siyempre, ay ang kumplikadong kontrol. Ang pagiging kumplikado ay nakasalalay sa pagpapasiya ng pinakamainam na pisikal na mga parameter, na maaaring magamit upang matukoy ang lakas at iba pang pisikal at mekanikal na katangian ng sample. At gayundin, sa parehong oras, ang isang pinakamainam na hanay ng mga paraan para sa pagkontrol ng mga depekto sa istruktura ay binuo at pagkatapos ay ipinatupad. At, sa wakas, lumilitaw ang isang mahalagang pagtatasa ng materyal na ito: ang pagganap nito ay tinutukoy ng isang buong hanay ng mga parameter na nakatulong sa pagtukoy ng mga hindi mapanirang pamamaraan.
Mechanical testing
Ang mga mekanikal na katangian ng mga materyales ay sinusuri at sinusuri sa tulong ng mga pagsubok na ito. Ang ganitong uri ng kontrol ay lumitaw nang matagal na ang nakalipas, ngunit hindi pa rin nawawala ang kaugnayan nito. Kahit na ang mga modernong high-tech na materyales ay madalas at matinding pinupuna ng mga mamimili. At ito ay nagpapahiwatig na ang mga pagsusuri ay dapat na isagawa nang mas maingat. Tulad ng nabanggit na, ang mga mekanikal na pagsubok ay maaaring nahahati sa dalawang uri: static at dynamic. Sinusuri ng una ang produkto o sample para sa torsion, tension, compression, bending, at ang huli para sa tigas at lakas ng impact. Ang mga modernong kagamitan ay tumutulong upang maisagawa ang mga hindi masyadong simpleng pamamaraan na ito na may mataas na kalidad at upang matukoy ang lahat ng mga problema sa pagpapatakbo.mga katangian ng materyal na ito.
Maaaring ipakita ng pagsubok sa tensyon ang paglaban ng isang materyal sa mga epekto ng inilapat na pare-pareho o pagtaas ng tensile stress. Ang pamamaraan ay luma, nasubok at nauunawaan, ginamit sa napakatagal na panahon at malawak pa ring ginagamit. Ang sample ay nakaunat kasama ang longitudinal axis sa pamamagitan ng isang kabit sa testing machine. Ang tensile rate ng sample ay pare-pareho, ang pagkarga ay sinusukat ng isang espesyal na sensor. Kasabay nito, ang pagpahaba ay sinusubaybayan, pati na rin ang pagsunod nito sa inilapat na pagkarga. Ang mga resulta ng naturang mga pagsubok ay lubhang kapaki-pakinabang kung ang mga bagong disenyo ay gagawin, dahil wala pang nakakaalam kung paano sila kikilos sa ilalim ng pagkarga. Ang pagkakakilanlan lamang ng lahat ng mga parameter ng pagkalastiko ng materyal ay maaaring magmungkahi. Pinakamataas na diin - ang lakas ng ani ay gumagawa ng kahulugan ng pinakamataas na pagkarga na kayang tiisin ng isang materyal. Makakatulong ito na kalkulahin ang margin ng kaligtasan.
Hardness test
Ang higpit ng materyal ay kinakalkula mula sa modulus of elasticity. Ang kumbinasyon ng pagkalikido at katigasan ay nakakatulong upang matukoy ang pagkalastiko ng materyal. Kung ang teknolohikal na proseso ay naglalaman ng mga operasyon tulad ng broaching, rolling, pressing, kailangan lang malaman ang laki ng posibleng plastic deformation. Sa mataas na plasticity, ang materyal ay magagawang kumuha ng anumang hugis sa ilalim ng naaangkop na pagkarga. Ang isang compression test ay maaari ding magsilbi bilang isang paraan para sa pagtukoy ng margin ng kaligtasan. Lalo na kung marupok ang materyal.
Ang tigas ay sinusubok gamitIdentator, na gawa sa mas mahirap na materyal. Kadalasan, ang pagsubok na ito ay isinasagawa ayon sa pamamaraang Brinell (isang bola ay pinindot sa loob), Vickers (isang pyramid-shaped identer) o Rockwell (isang kono ang ginagamit). Ang isang identifier ay pinindot sa ibabaw ng materyal na may isang tiyak na puwersa para sa isang tiyak na tagal ng panahon, at pagkatapos ay ang imprint na natitira sa sample ay pinag-aralan. Mayroong iba pang medyo malawak na ginagamit na mga pagsubok: para sa lakas ng epekto, halimbawa, kapag ang paglaban ng isang materyal ay sinusuri sa sandali ng paggamit ng isang load.
