МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА (СПЛАВА)

Металлы и сплавы, применяемые в качестве конструк­ционных материалов, подвергаются различным механи­ческим испытаниям. Наиболее распространены испытания на прочность и твердость.

Прочность — сопротивление разрушению под дей­ствием внешних сил определяют при статических испыта­ниях на растяжение. С этой целью из испытуемого мате­риала изготовляют круглые (иногда плоские) образцы определенного диаметра и длины. В процессе испытания на образец дается нагрузка, которая плавно возрастает, и материал образца растягивается.

Прочность характеризуется временным сопротивле­нием на разрыв (пределом прочности σ_в)

σ_в = Р _max /А,

где Р _max - наибольшая нагрузка, которую выдерживает образец до разрушения; А — начальная площадь попереч­ного сечения образца. В нормативах (справочниках) при­водятся предельные значения временного сопротивления на разрыв различных материалов, которые они выдержи­вают без разрушения или повреждения.

Как указывалось, длина образца при испытаниях на растяжение благодаря пластичности металла увеличи­вается до величины l_к.

Отношение l_к/l₀ = δ называют относительным удлине­нием (%), по которому оценивается пластичность при растяжении материала, где l₀ — начальная (расчетная) длина образца.

h0 - hк

Показателем пластичности является также относи­тельное укорочение (при сжатии) материала

100 %

h0

∆=

где h₀ и h_K — начальная и конечная высоты образца. Ве­личины 5 и ∆ характеризуют статическую вязкость ме­таллических материалов. Одним из свойств металлов является их способность сопротивляться ударным (ци­клическим) нагрузкам, что характеризует их ударную вязкость, которую определяют на маятниковых копрах.

Сопротивление металла знакопеременным нагрузкам (усталостному разрушению) выявляется на специальных стендах, имитирующих знакопеременную нагрузку. Мно­гие детали паровых и газовых турбин, реактивных двига­телей и других изделий работают при таких высоких температурах, которые вызывают в ряде металлов и сплавов ползучесть. В этих случаях нужно выбирать материал? стойкий против ползучести.

Твердостью вещества называют его способность сопротивляться вдавливанию в него другого, более твер­дого тела.

Твердость измеряют по трем шкалам: Бринелля НВ (вдавливанием в образец стального, закаленного шари­ка); Роквелла HRC, HRA (алмазным конусом при раз­личных нагрузках) и HRB (стальным закаленным шари­ком); Виккерса HV (алмазной пирамидой). Существуют и другие методы измерения твердости.

Кроме механических свойств металлы и сплавы обла­дают рядом технологических свойств, к которым отно­сятся жидкотекучесть, обрабатываемость методами пла­стической деформации (ковкой, штамповкой и др.), что зависит от пластичности, вязкости материала, способ­ность принимать термическую обработку, обрабатывае­мость посредством резания, свариваемость и т. д.

Повышение механических и технологических свойств сплавов металлов можно осуществлять введением в них особых легирующих компонентов, а также термической и химико-термической обработкой.