3.4. Електроіндукційний метод

Виявлення внутрішніх дефектів можна зробити, використовуючи метод вихрових струмів. В основі методу вихрових струмів лежить використання електромагнітної індукції. Якщо до індукційної котушки, по якій тече перемінний струм, піднести металеве тіло, то під дією електромагнітного полючи котушки в цьому тілі виникнуть вихрові струми. У залежності від зміни частоти перемінного магнітного полючи котушки міняються величина вихрових струмів і глибина їхнього проникнення. Виміряти вихрові струми можна за допомогою спеціальної вимірювальної котушки чи виміром зворотної дії полю вихрових струмів на збудливу це поле котушку.

Метод вихрових струмів може бути застосований для виявлення поверхневих і підповерхневих дефектів у виробах нескладної форми і постійного перетину (труби, профілі, прутки, смуги) з чистих металів і сплавів, що не мають грубої структурної неоднорідності.

Крім того, метод дозволяє здійснити безконтактний вимір електропровідності і по зміні цього параметра виявляти зони, уражені поверхневої і міжкристалічною корозією; фіксувати виникнення тріщин у результаті корозії під напругою; контролювати напівфабрикати з алюмінієвих сплавів на відсутність перевитрати (непоправний шлюб, що може виникнути при нагріванні деяких алюмінієвих сплавів під загартування); вимірювати товщину аркушів, фоли, покрить і т.д.

Перевага методу вихрових струмів полягає в тому, що з його допомогою можна виявляти дефекти немагнітних матеріалів (алюмінію, магнію, міді й ін.).

Заключний етап:

а) завдання для самопідготовки студентів: Л1 – с. 13 – 18

б) питання:

1. Рентгенівська дефектоскопія, її сутність. різновиди дефектоскопії.

2. Термічний та дилатометричний методи визначення температур фазових перетворень.

3. Фізичні методи контролю якості виливок. Типи методів, їх сутність.

Тема: 2.3.Механічні властивості металів План

1. Пружна і пластична деформація

2. Класифікація механічних випробувань

3. Випробування на розтяг (стиск)

4. Випробування на твердість

4.1. Твердість по Брінеллю

4.2. Твердість по Роквеллу

4.3. Твердість по Віккресу

4.4. Випробування на мікротвердість

5. Крихке та в’язке руйнування металів

6. Випробування на втому

Рекомендована література:

1. Кузьмин б.А., Самохоцкий а.И., Кузнецова т.Н. „Металлургия, металловедение и конструкционные материалы”, изд. „Высшая школа”, 1977 г., м.

2. Богомолова н.А. „Практическая металлография”, изд. „Высшая школа”, 1982 г., м.

Студенти повинні знати:

Основні поняття про пружну та пластичну деформацію металів, фізичну сутність процесу деформації, методи випробування металів статичні та динамічні.

Студенти повинні вміти:

Випробувати метали на розтяг, ударну в’язкість та твердість, визначати залежність розміру зерна, типу зламу, величини твердості та властивостей металу.

1. Пружна і пластична деформація

Д еформацією називається зміна розмірів і форми металу під дією прикладених сил. Деформація металу буває пружною, що зникає після припинення дії зовнішніх сил, і пластичною, що залишається після припинення дії зовнішніх сил. При, пружній деформації під дією прикладеного навантаження відстань між атомами в кристалічних решітках змінюється. При розтягуванні атоми віддаляються, а при стисненні зближуються. Зміна міжатомної відстані дуже мала і після зняття навантаження зміщені атоми під дією сил тяжіння (після розтягування) і відштовхування (після стиснення) стають на свої місця.

При пластичній деформації відбувається ковзання (зсув) однієї частини кристала щодо іншої, як результат переміщення атомів по певних площинах кристалічних решіток. Для того, щоб зсув відбувся шляхом одночасного зсуву однієї частини кристала щодо іншої, як це показано на мал. 2.18, а, потрібно зусилля, які в сотні раз перевищують зусилля що витрачаються при деформації реального металу.

Розглянемо, як відбувається процес ковзання в реальному металі і чому реальна міцність металу значно нижча теоретичної.

Як було вказано вище, кристал реального металу має ряд недосконалості — дислокацій; пластичний зсув в реальному кристалі є процес переміщення дислокацій.

На мал. 2.18, б показана схема зсувної деформації, з якої видно, що переміщення однієї дислокації через весь кристал приводить до зсуву відповідної частини кристала на одну міжатомну відстань.

У реальному металі число дислокацій дуже велике. Утворення дислокацій вимагає значної енергії, але вони легко переміщаються. Таким чином, процес ковзання в кристалі реального металу відбувається не шляхом одночасного зсуву всієї атомної площини, а шляхом переміщення дислокацій уздовж площини ковзання.

О тже, якщо в кристалі немає дислокацій, то він володіє дуже високою міцністю, що дорівнює теоретичній. Це доведено створенням і дослідженням бездіслокационних кристалів у вигляді дуже тонких ниток, так званих ниткоподібних кристалів або вусів. Наприклад, ниткоподібний кристал заліза діаметром 1 мкм має дуже високу межу міцності — 13 000 МН/м² (1300 кгс/мм²). Коли звичайне залізо має межу міцності 300 МН/м² (30 кгс/мм²). Незначні розміри ниткоподібних кристалів (товщина до 2 мкм і довжина до 10 мм) є перешкодою до їх практичного вживання. Із збільшенням товщина і довжини таких кристалів в них з'являються дислокації і міцність їх різко знижується.

Як показано на мал. 2.19, із збільшенням в металі кількості дислокацій міцність спочатку знижується, а потім підвищується. Зміцнення металу при надлишку дислокацій пояснюється тим, що вони перешкоджають переміщенню один одного і тому утрудняють пластичну деформацію.

Способами зміцнення, що збільшують кількість дислокацій, є: термічна і термомеханічна обробка, а також і пластична деформація, що проводиться при кімнатній температурі (холодна деформація), наприклад плющення, волочіння. Зміцнення металу в результаті холодної деформації називається наклепом, при якому підвищуються міцність і твердість, але знижується пластичність. Великий ступінь деформації приводить до зміни форми і співвідношення розмірів зерен (мал. 2.20).