10. Металды созу мақсатымен .....
Металды созу арқылы сынағанда оның механикалық қасиеттерінің келесі сипаттамалары анықталады: кернеудің пропроционалдық шегі, серпімділік шегі, аққыштық шегі, беріктік шегі, салыстырмалы ұзаруы және салыстырмалы жіңішкеруі.
Пропорционалдық шек кернеуі σпц деп диаграммадағы тәуелділік қисығына түсірілген жанаманың көлбеулік бұрышының тангенсі бастапқы шамасынан 25 немесе 50 % -ға өсетіндей кернеудің мәнін айтады:
(1.3)
мұндағы Рпц - пропорционалдық шекке сәйкес күштің (жүктеменің) шартты мәні.
Серпімділік шегіне сәйкес кернеуде үлгінің қалдық ұзаруы оның ұзындығының 0,05% құрайды және кернеудің серпімділк шегі мына формуламен анықталады
, (1.4)
мұндағы Р0,05 - серпімділік шекке сәйкес күштің (жүктеменің) шартты мәні.
Кернеудің аққыштық шегі деп үлгінің оған түсірілген күштің тұрақты-лығына қарамастан ұзара беретіндей мәнін айтады. Үлгінің қалдық ұзаруы оның ұзындығының 0,2% - ын құрайды. Аққыштық шегіне сәйкес кернеу мына формуламен анықталады
, (1.5)
мұндағы Р0,2 - серпімділік шекке сәйкес күштің (жүктеменің) шартты мәні.
Кернеудің беріктік шегі деп ең үлкен күшке сәйкес келетін және үлгінің үзілуіне әкеп соғатын кернеуді айтады
, (1.6)
мұндағы Рв - беріктік шекке сәйкес күштің (жүктеменің) шартты мәні.
Салыстырмалы ұзару деп үлгінің абсолюттік ұзаруының, яғни үзілгеннен кейінгі ұзындығының өсімінің , оның бастапқы ұзындығына қатынасын айтады
, (1.7)
мұндағы - үлгінің бастапқы есептелген ұзындығы, - соңғы ұзындығы.
Салыстырмалы жіңішкеруі деп үлгінің жұмыс қимасының сынау барысында абсолюттік жіңішкеруінің , сол қиманың бастапқы ауданына қатынасын айтады
, (1.8)
мұндағы - деформацияға дейінгі жұмыс қимасының ауданы, - жұмыс қимасының деформациядан кейінгі ауданы.
Салыстырмалы ұзару мен жіңішкеру металдың пластикалылығын сипаттайды.
11. Металдың қаттылығын анықтау.Бринел әдісі
Металдың ең негізгі механикалық қасиеттерінің бірі ол қаттылық болып табылады, ал металдың басқа қасиеттері онымен өте тығыз байланыста болады. Демек, металдың қаттылығын біле отырып, оның басқа да
механикалық қасиеттерін, металды бүлдірмей оңай анықтауға болады. Металдардың механикалық қасиеттері тәжірибе жүзінде арнайы сынаушы машиналардың жәрдемімен анықталады
Металдардың қаттылығын өлшейтін арнайы жабдықтар бар. Мысалы, машинаның үстеліне қойылған үлгіні шыныққан болат шарикті (ТШ-2 приборымен), алмаздан жасалған конусты немесе пирамиданы (ТК-2 жєне ТП-2 приборларымен) батырып анықтайды. Металл неғұрлым жұмсақ болса, олар соғұрлым үлгіге тереңірек батады.
Металдың қаттылығын анықтау үшін негізгі үш статикалық әдіс кеңінен қолданылады:
- Бринелл әдісі, оған ТШ приборы қолданылады.
- Роквелл әдісі, оған ТК приборы қолданылады.
- Виккерс әдісі, оған ТП приборы қолданылады.
Бринелл әдісімен металдың қатылығын анықтау үшін, оған шынықтырылған болат шарикті (НV= 850) белгілі күшпен батырады. Бринелл машинасы диаметрі 2,5;5;10 мм үш түрлі шарикпен жабдықталған. Металдың қаттылығын Бринелл әдісі бойынша анықтау схемасы 1.11 суретте көрсетілген.
Металдың қаттылығы мен қалыңдығына байланысты, шарикпен машинаның үстеліне қойылған үлгіге күш түсіріліп, үлгі сол күштің әсеріне шамалы уақыт ұcталғаннан кейін, үлгі машинадан алынады. Нәтижесінде сыналған үлгінің бетінде шариктың таңбасы (айшық) қалады. Неғұрлым металл жұмсақ болса, соғұрлым үлгіге шарик тереңірек батады. Қаттылық, үлгіге түсірілген күштің, үлгіде қалған шарик таңбасының бет ауданына қатынасымен анықталады. Бринелл әдісі бойынша анықталған қаттылық НВ әріпімен белгіленіп, мына формула бойынша есептеліп шығарылады:
,
(1.9)
мұнда Р- үлгіге түсірілген күш, кгс;
S = π·D·h– шариктің үлгідегі таңбасының ауданы, мм2 ;
D – шариктің диаметрі, мм ; h – айшықтың тереңдігі, мм;
d – айшықтың диаметрі, мм;
.
(1.10)
Металдың қаттылығы мен қалыңдығына байланысты, арнайы кестені қолдана отырып шариктің диаметрін және оған түсірілетін күшті (Р) анықтайды, сонымен қатар күштің шарикке түсу уақыты да кестеде көрсетілген. Күшті (Р) металдың маркаларына байланысты, келесі формулалар арқылы анықтайды:
Қара металдар мен олардың қорытпалары үшін Р= 30 · D 2;
Қола, мыс, үшін Р= 10 ·D2;
Алюминий, подшипник қорытпалары үшін Р= 2,5 · D 2.