Практикалық жұмыс №4 Сынуға қарсылас сипаттамаларды табу және сынуды зерттеу
Жұмыстың мақсаты: Бұзылуға қарсылас сипаттамаларды анықтау және екпінді тұтқырлыққа байқау.
Теориялық негізі
Соғу кезінде тұтқырлыққа байқау
Көп жағдайында деформация жүктеу кезінде соңғы қорытындысында бұзылумен аяқталады. Бұзылу әрекеті субмикрокопиялық мөлшерлерлі жарықтардың пайда болуымен басталады және үлгінің немесе конструкцияның бөлек бөліктерге макроскопиялық бөлінуімен аяқталады. Беріктіктің макроскопиялық теорияларында екі бұзылу түрін айырады: үзу - созылмалы жүктеу әрекетінің нәтижесінде және кесу - жанама жүктеудің әрекеті нәтижесінде болады.
Жұлу алдыңғы макропластикалық деформациясыз болуы мүмкін, ал кесу арқылы қиратуда макроскопиялық деформация әрқашанда өтіп жатады. Сол себепті жұлу көбінесе сынғыштыққа сәйкес , ал кесу тұтқыр бұзылуға сай келеді.
Металдық материалдардың қирату жүктемелерін көтере алу қабілетін бағалау және металдың сынғыштық бұзылуға жақындығын анықтау үшін динамикалық байқауды қолданады. Көбіне кесілген үлгілерді иілуге соғу сынауы кең таралған. Стандартты сынауларда динамикалық иілуге деформациялану жылдамдығы 3…5м/с құрайды, ал деформация жылдамдығы 10-2 с-1 ш шамасында, бұл мағыналар статистикалық сынауларға қарағанда бірнеше ретке көп. Соғудың тұтқырлыққа байқауы — динамикалық сынау.
Динамикалық сынауларда өлшемдердің қатаң сәйкестігі және сынаудың өткізілу шарты керек. Төртбұрышты қимасы бар оқтама 10х10 басты үлгі қызметін атқарады, ұзындығы - 55мм және кесудің үшеуінің бір түрі бар: U — тәрізді, V — тәрізді және Т — тәрізді концентратор.
V — тәрізді өткір концентрат үлгілер негізгі болып табылады және жауапты конструкциялар үшін металлдық материалдарды байқауда қолданылады (ұшатын аппараттар, транспорттық құралдар және т.б.). U — тәрізді өткір емес концентратор үлгілер металлдар мен балқымаларды таңдауда және бақылап қабылдау кезінде қолданады. Кесілген және жырық үлгілер ерекше жауапты конструкцияларда жұмыс жасайтын материалдарды сынауға арналған, онда жырықтың дамуына кедергі бірінші дәрежелі мағынаға ие.
Иілгіштікке соғу байқауын әдетте мятниковты копраларда өткізеді.
Сынау схемасы келесідей : Үлгіні арнайы шаблонға горизонтальды жатқызады. Соққыны жайлап маятниктің өзінің ауырлығымен кесуге қарама қарсы жанынан құлатып, үлгі жазықтығының перпендикуляр осьне бойлай, соққы береді.
Деформацияның толық жұмысын және бұзылуын анықтап(А), тұтқырлыққа сынау – қарастырылған сынаулар нәтижесінде алынған негізігі сипаттаманы есептеуге болады. КС =А/F,мұндағы F — кесу орнында сынауға дейін үлгінің көлденең қимасының ауданы. Формуладан көрініп отырғандай, пластикалық деформацияға және бұзылуға жұмсалатын А жұмысы көп болған сайын, яғни пластикалық және жүктеме ағынының деңгейі сынаудың бүкіл кезеңінде жоғары болған сайын, КС мағынасы жоғарылайды.
Концентратордың түріне байланысты үлгіні соққы тұтқырлықты белгілеуде үшінші индекс енгізіледі (U, V, T → KCU, KCV, KCT). Кесу терең және өткір болған сайын, кесудің жүктеме концентрациясы жоғары, ал А жұмысы төмен.
Белгілі болғандай , соққы сынау мақсаттарының маңыздысының бірі - бұзылудың сынғыштыққа бейімділігіне баға беру болып табылады.
Бұл тапсырма бірнеше бірдей үлгілердің әр түрлі температурада яғни сериальдық байқау деп аталынатын сынау арқылы шешіледі. Осымен бірге соққы тұтқырлығына температуралық тәуелділік құрылады және сынғыш тұтқырлыққа ауысу (Ткр) температурасы анықталады.
Қисық соққы тұтқырлығының үш типі болуы мүмкін — температура ( суретте.)
Соққы тұтқырлығының температураға тәуелділік қисығы.
1 қисық қайшы температураларда да тұтқыр материалдарға сай, мысалы, ГЦК торымен металлдар (мыс, алюминийлер) және қорытпалар (аустенитті болаттар) . 2 қисық температуралардың кең диапазонында материал сынғыштығын сынау кезінде алынады, мысалы, шыныққан мартенсит болаттарға. 3 қисық сынғыштың тұтқырлыққа ауысу температурасының интервалымен сипатталады, ол арқылы Тхр температурасын бағалауға болады. Мұндай типті КС — Т қисықтар ОЦК және ГП торлары бар металдарға , ферритті – перлитті құрылымды көптеген болаттарға сай. Байқалатын материалдың Тхр және Тр жұмыс температурасын біле отыра, оның тұтқырлық температуралық қорын бағалауға болады: Х=( Тр- Тхр)/ Тр.
Х көп болған сайын, бұзылудың сынғыштығы қауіп-қатері аз болады.
Сондықтан сынғыш және тұтқыр бұзылу сипаты соққы кезінде иілгіш сынық түрімен нақты анықталатындықтан ( жалтыраған кристалды немесе күңгірт,талшықты), Тхр-ді қисық құрылымы арқылы анықтауға болады. (50:50) сынық кезінде сынғыш және тұтқыр учаскелері тең бөліктерге қирайтын сәйкес температура Тхр. – Т50.
Тұтқырлық күйінен сынғышқа ауысу температурасы бар металлдар мен балқымалар, қарсы мағыналы температуралар (төмен -30 … -50 ºС) аумағында жатады, оларды суыққатөзімділер деп атайды.