12. Твердость, у сталость, выносливость

Твердостью называют способность материала со-

противляться проникновению в него другого, более

твердого тела. Высокой твердостью должны обладать

металлорежущие инструменты: резцы, сверла, фре-

зы, а также поверхностно-упрочненные детали. Твер-

дость металла определяют способами Бринелля,

Роквелла и Виккерса.

За меру твердости НВ принимают отношение на-

грузки к площади поверхности отпечатка диаметром

d и глубиной t, который образуется при вдавливании

силой Р шарика диаметром D. Числовое значение

твердости определяют так: измеряют диаметр отпе-

чатка с помощью оптической лупы (с делениями), по

полученному значению находят в таблице, приложен-

ной к ГОСТу, соответствующее число твердости. Для

оценки твердости металлов в малых объемах, напри-

мер на зернах металла или его структурных составля-

ющих, применяют способ определения микротвер-

дости.

Усталостью называют процесс постепенного на-

копления повреждений материала под действием

повторно-переменных напряжений, приводящий к

образованию трещин и разрушению. Усталость ме-

талла обусловлена концентрацией напряжений в от-

дельных его объемах, в которых имеются неметал-

лические включения: газовые пузыри, различные

местные дефекты и т.д. Характерным является уста-

лостный излом, образующийся после разрушения

образца в результате многократного нагружения. Ис-

пытания на усталость проводят на специальных ма-

шинах.

Выносливость — свойство материала противосто-

ять усталости. Предел выносливости — это макси-

мальное напряжение, которое может выдержать ме-

талл без разрушения заданное число циклов нагру-

жения.

−1 ≈ 0,43в, −1р ≈ 0,36в,

где −1 и −1р — соответственно пределы выносливос-

ти при изгибе и растяжении — сжатии; в — предел

прочности.

13. Испытания на у дарную вязкость,

усталостную п рочность, п олзучесть

Кроме статических испытаний на ударную вяз-

кость, изделия подвергают испытанию под действи-

ем ударных (динамических) знакопеременных нагру-

зок и высоких температур. Для испытаний применя-

ется стандартный надрезанный образец, который

устанавливается на опорах копра. Маятник опреде-

ленной массы поднимают на установленную высоту

Н, закрепляют его, а затем освобожденный от за-

щелки маятник падает, разрушает образец и снова

поднимается на некоторую высоту h.

Испытания на усталостную прочность. Усталости

подвержены вагонные оси, коленчатые валы, лопатки

турбин, рессоры, пружины. Тщательное шлифование,

полирование и упрочнение поверхности деталей зна-

чительно увеличивают сопротивление усталости и

увеличивают срок службы изделия. Испытания на ус-

талостную прочность производят на различных ма-

шинах в зависимости от характера работы деталей.

Наиболее распространенными типами машин явля-

ются:

1) машины для испытания изгибом при вращении;

2) машины для испытания при растяжении — сжатии;

3) машины для испытания при кручении.

Испытания на ползучесть. Ползучестью называ-

ют свойство металла медленно и непрерывно удли-

няться под действием приложенных к нему постоян-

ных рабочих напряжений в условиях повышенных и

высоких температур. Количественной характеристи-

кой ползучести является так называемый предел

ползучести. Испытания на ползучесть производятся

на специальных установках, в которых имеются на-

гревательные устройства и приборы. Применяются и

низкотемпературные установки, работающие даже

при гелиевых температурах, которые влияют в пер-

вую очередь на прочность и пластичность изделий.