Лекция 3

Металдарға қойылатын талаптар.

Жоспар

1.Металдарға талап. Құрылыстағы болат материалдарының механикалық қасиеттері.

2. Теориялық және шынайы беріктік.

3. Болаттың механикалық қасиетін анықтаудың стандартты әдістерді (беріктік, қаттылық, сәндік, морт сынғыштық, шыдамдылық).

М. Ломоносов алғаш рет материалдарды қажалу мен тозуға сынауға ұсыныс жасады, және сол үшін арнайы қажалу машинасы дайындалған болатын. 1897 жылға металдарды сынауға халықаралық нормалар жасалды. XIX ғасырдың 20-30 жылдарына дейін металлдарды есептеу статикалық корсеткіштермен ғана сынады: аққыштық шек, беріктік шек және серпімділік модулі. Ал 20-30 жылдары беріктіктің шыдамдылық шегі, бүгілуі, бұралуы мен созылуы жане қысуы деген ұғымдар енді.

Металдардың сапасы ол комплексті көрсеткіш болып табылады. Оның сапасын бөлек көрсеткішпен бағалауға болмайды. Мысалы, металл өте қатты болуы мүмкін (ол жақсы көрсеткіш), бірақ морт сынғыш болуы мүмкін- (ол жаман көрсеткіштер). Металдардың кешендік құрамын практикалық қолдануына байланысты келесі топтарға бөлуге болады. (табл.1.1).

Кесте 1.1

Металл құрамының негізгі топтары.

1. Химиялық құрам ------ не қосылған?
2. Металл құрылымы ----- қалай қосылған?
3. Физикалық мінездеме (электр өткізгіштік, тығыздық, қаттылық жылу өткізгіштік, түс, балқу температуралары және кристаллдануы) ---- физикалық құрамы бойынша кандай матеиал?
4. Механикалы құрамы (беріктік, жабысқақтық, серпімділік)---- материалдың қолдану мүмкіншіліктері?
5. Технологиялық құрамы (құю кәсібі, дәнекерленуі, өңдеп кесуі)----бөлшекті қалай әзірлеу?
6. Тозуға төтеп беруі, шіруге (коррозия) беріктігі ----- материалдан дайындалған бөлшек қаншалықты ұзаққа шыдайды?

Металдардың қасиеттері әртүрлі әдістермен анықталады: физикалық, химиялық және технологиялық.

Қаттылық материалдың платикалық т деформацияға қарсы тұруын сипаттайды. Бөлшектің неғұрлым қаттылығы жоғары болса, соқұрлым берік және төзімді болады.

Қаттылықты анықтауда көбіне төмендегі тәсідер қолданылады: Брюнеллю, Роквеллу және Виккерсу.

Қаттылықты Бринеллю әдісімен сынағанда, (1,10 суртет) шамамен 0,625...30 кН күшпен, диаметрі 2,5 - 5 немесе 10 мм, болаттан шыңдалған түйіршікпен жаншылады сол кезде сыналып оттырған бет сығылып, одан соң суйды.

Брюнеллюде қаттылық саны Р (кгс) жүгінің Ғ (мм²) ауданынға қатынасын көрсетеді:

Яғни, НВ = Р/ F =2Р / pD[D —(D²-d²) ^1/2] кгс / мм²

Материалдың беріктігімен қаттылық арасында сызықдтық байланыс болады:

Мыстар үшін =0,45 НВ.

Бөлшектің h қалыңдығына байланысты диметр таңдалынады;

D = 2,5 мм - h < 3 мм;

D = 5 мм - h = 3 …6 мм;

D = 10 мм - h > 6 мм.

Р (кгс) жүгі тек диаметрге ғана емес, бөлшектің материалына да тәуелді болады. Қатты материал үшін көбірек жүк қажет:

Р=30 D²- болат, шойын;

Р =10 D²- қола, жез;

Р=2,5 D ²- қалайы, қорғасын және басқа жұмсақ металдар.

Бринеллю бойынша қаттылық үлгілері: 185 НВ,200 НВ,86 НВ. саны кобейсе қаттылықта көбейді. (200НВ > 86НВ).

Металдардың қаттылығын Виккерсу әдісімен (1.11сурет) анықтағанда Бринеллю секілді, бірақ түйіршік орнына 4- қырлы пирамида тәріздес алмас қолданылады:

HV = P / F = 1,8544 P / d ² , кгс /мм^2,

Мұнда, d - беті және қиғаш із сызығы;

Р – пирамидаға түскен жүк, кгс.

d қиғаш сызығын микроскоппен анықталады. Бұл тәсіл майда бөлшектерге және ғылыми зерттеулер кезінде қолданылады. Материалдардың қаттылығы Брюнеллюмен (НВ) және Виккерсу (HV) мағыналары жағынан сәйкес келеді.

Роквеллу әдісімен анықтағанда (1.12 сурет) сыналатын металды алмасты конус (конус бұрышы 120°) немесе диаметрі 1,6 мм болат түйіршікпен белгілі бір күш беріп жаншиды: алдымен Р =10 кгс, онан соң -60,100 немесе 150 кгс күш береді. Құралда үш шкала болады А, В, С, және есептеуге сәйкес қаттылық HRА, HRВ және HRC болады.

HRА, HRВ, HRC қаттылығы лайықты тәртіппен анықталған формуламен бойынша анықталады:

HRC=100 – е (алмазды конус, Р= 150 кгс);

HRА=100 – е (алмазды конус, Р= 60 кгс);

HRВ=130 – е (түйіршік, Р= 100 кгс),

Мұндағы e = 0,002 h2» 0,002 (h1-h0)

Демек, Роквеллумен қаттылық мөлшері өлшемсіз, яғни индентор ауысымының тереңдігіне - 0,002 мм сәйкес болады. Роквеллу қаттылық үлгілері: 47 HRC,23 HRC,30 HRC,80 HRA,30 HRB.

Үлгілерді созылуға сынау созғыш машиналарда жүргізіледі, ол жүкті аз молшерде беріп созып отырады.Жүкті аз бергенде (сәйкесті және аз кернеуде) үлгіде деформация пайда болмай, үлгі қайтып өзінің бастапқы пішіміне қайтып оралады.

Металды қисық созу арқылы оның бірнеше маңызды мінездемелерін анықтауға болады. Ең алдымен жарылуға беріктік шегі (созылу).

Созылу кезіндегі беріктік шегі мына қатынастармен анықталады:

sв = Рв / Fo, кгс / мм² ,

мұнда Fo- көлденең ауданның бастапқы қимасы, мм²

Рв — созылу кезіндегі беріктік күшінің шегі, кгс.

Серпімділік - ол материал өз өлшемін еш зиянсыз (без нарушения) өзгертуін айтады.

Көбінесе бізді абсолютті беріктік қана емес салыстырмалы беріктік қызықтырады.

Кесте 1.2

Әртүрлі материалдардың қаттылығы мен беріктігіне салыстырмалы мінездемелері

Материал	беріктік, sв, кгс / мм^2	Салыстырмалы беріктік, sв/g ´ 10^5	Салыстырмалы қаттылық, (E / g) ^1/3
Конструкциялық болат	450…1100	6…15	-
Қоспаланған болат	1100…1400	15…19	3,3…3,5
Жоғары төзімді болат	1800…2000	22…25	-
Алюмин қорытпасы	420…600	16…21	6,8…6,9
Титан қорытпасы	1200…1400	26…40	4,8…5,1
Стеклопластик	> 700	38…50	7…7,2

Металдың соққыға қарсы қабілетін арнайы жасалған үлгіні соққыға карсы сынау арқылы анықтайды. (1.15 сурет).

Динамикалық байқаулар металдардың морт сынғыштыққа бейімділігін айқындатады. (1.16 сурет). Сынықта талшық санымен (көзбен шолу күңгірт талшықты құрастырушыға) сынық түрін бағалайды: жабысқақ сынық (90% талшық), сынғыш сынық (10% талшық тек қана) және араласқан сынық

Дата добавления: 2014-01-07