Відвідуючи цей сайт, ви приймаєте програму використання cookie. Докладніше про нашу політику використання cookie .

Види випробувань металів

Актуальність

З метою контролю за якістю виробництва застосовуються різні види випробувань металів (хімічні, фізичні, механічні та інші). Головне завдання таких досліджень - порівняльний аналіз характеристик за заданими параметрами. Так, випробування на втому металу проводяться з метою визначення меж витривалості матеріалу у певних умовах експлуатації. Як правило, для цього проводяться навантаження за циклічною схемою.

Одним з найважливіших параметрів конструкційних елементів виступає міцність, яку перевіряють, у тому числі, проведенням випробувань металів на вигин за допомогою напруг, що розтягують і стискають. Спосіб проведення такого виду дослідження якостей матеріалу регламентує ГОСТ 14019-80 . Визначаючи стійкості до ударних (динамічних) навантажень, використовують випробування на ударну в'язкість металу, особливість яких полягає в зниженні температури зразка, що тестується.

Не меншою поширеністю можуть похвалитися випробування металів на розрив чи розтяг. Дане дослідження спрямоване визначення межі пружності матеріалу, плинності, міцності та її відносного подовження, і навіть звуження. Ще одним методом тестування металів та сплавів є визначення твердості за загальноприйнятими шкалами:

В· Брінеллю;

В· Роквеллу;

Віккерсу.

Проводяться такі неруйнівне тестування металів: хімічне, механічне, технологічне, металографічне. Ціль тестування полягає в тому, щоб оцінити якість матеріалу, визначити його експлуатаційні характеристики.

Механічні методи

Механічні методи виявляють стійкість сплавів до різноманітних навантажень, дають інформацію про міцність і пластичність матеріалу. Тестування проводитися в умовах поступового підвищення напруг (статичного навантаження), або ударного навантаження (динамічного навантаження).

Випробування розтягування. Стандартний зразок має встановлені ГОСТ параметри: для круглого зразка довжина дорівнює l0d; для плоского зразка довжина дорівнює 11 З площі поперечного перерізу зразка, вираженого в мм2. Тестування відбувається на спеціальному верстаті. Зразок розтягується вздовж осі до розриву з автоматичним записом діаграми деформації.

Випробування на твердість. Якщо сплав відрізняється твердістю (загартована сталь), а також для тонколистових сталей твердість визначають за Роквеллом, вдавлюючи в зразок кульку діаметром 1,59 мм або алмазний конус. Показник твердості за Роквеллом HR можна перевести у показник твердості за Брінеллем Н. В. за спеціальними таблицями. Для вуглецевих сталей з межею міцності 400 - 1000 МПа є залежність між твердістю по Брінеллю Н. Ст і межею міцності при розтягуванні: 0 = 0,36 НВ.

Випробування на вигин. Випробування визначає здатність листового металу деформуватися згідно із заданою формою. Зразок вирізають з листа без обробки поверхні та вигинають на спеціальному пресі.

Випробування на удар (випробування на крихкість ). Випробування проводять на спеціальних маятникових копрах, поміщаючи стандартні зразки з надрізом. Цим випробуванням визначають здатність металу протистояти дії динамічних навантажень. Чим пластичніший метал, тим вища стійкість до ударних навантажень.

Випробування на втому. Випробування визначає стійкість до циклічних навантажень та вібрації, при яких матеріал не руйнується. Зазвичай застосовується машина для випробування на втому при згинанні. Циліндричний зразок піддаються дії навантажень, що стискають і розтягують.

Випробування на повзучість. Це випробування визначає стійкість матеріалу до тривалого навантаження за підвищеної температури. Тривалість випробування складає кілька тисяч годин. Надійні результати отримують лише на спеціальному устаткуванні з точним контролем температури зразка та точним контролем змін розмірів.

Випробування на злам. Зразок з шийкою руйнується ударом, отриманий злам розглядають під мікроскопом, виявляючи включення, пори, волосинки. Цей тест дозволяє оцінити розмір зерна, товщину загартованого шару, глибину цементації.

Оптичні та фізичні методи

Мікроскопічне дослідження . Контроль структури зламу проводиться металургійним чи поляризаційним мікроскопом. Злам матеріалу досліджують, виявляючи включення, пори, волосинки. Цей тест дозволяє оцінити розмір та форму зерен, фазові співвідношення, товщину загартованого шару, глибину цементації.

Радіографічне дослідження . Цей метод часто застосовують контролю якості зварних швів. На отриманій рентгенограмі виявляють пори, сегрегацію та тріщини. Провівши опромінення у двох перпендикулярних проекціях, можна точно визначити розташування дефекту.

Магнітно-порошковий контроль придатний для феромагнітних матеріалів – сплавів нікелю, заліза, кобальту. Поверхневі та деякі види внутрішніх дефектів феромагнітних матеріалів вдається виявити нанесенням магнітного порошку на зразок намагнічений.

Хімічні методи

Хімічним випробуванням визначається точність хімічного складу, присутність чи відсутність необхідних домішок. При травленні поверхню металу піддають дії хімічних розчинів виявлення пористості, сегрегації тощо. п. Наявність домішок сірки і фосфору вдається виявити методом контактних відбитків, у якому поверхню зразка притискається до сенсибілізованого фотопаперу.

p align="justify"> Метод спектроскопічного аналізу дозволяють оперативно проводити якісне визначення малих кількостей домішок, які неможливо виявити іншими хімічними методами. За допомогою таких приладів як поліхроматори, квантометри, квантоваки аналізують спектр зразка, після чого індикатор вказує процентний склад досліджуваного металу.