Kvartiralarni sotib olish 

Metalllarning mexanik xossalari va ularni aniqlash usullari. Materiallar va payvandlangan bo'g'inlarni sinovdan o'tkazish Po'latning mustahkamligini tekshirish

Guk qonuni

Ma'lumki, turli metallar va qotishmalar turli xil mexanik va texnologik xususiyatlarga ega bo'lib, ular mashina qismlarining sifatini, shuningdek, metallga ishlov berish qobiliyatini oldindan belgilab beradi. Metallning bu xossalari taranglik, siqish, egilish, qattiqlik va boshqalar uchun tegishli testlar orqali aniqlanadi.

Kuchlanish sinovi. Uzilish metallining mustahkamligini aniqlash uchun namuna 1 tayyorlanadi va qisqichlarga (yoki tutqichlarga) 2 o'rnatiladi. Ushbu maqsadlar uchun gidravlik quvvat uzatish tizimi yoki vintli tizimli mashinalar ko'pincha ishlatiladi.

Kuchlanish kuchi F (51-rasm) sinov namunasida kuchlanish hosil qiladi va uning cho'zilishiga olib keladi. Stress namunaning kuchidan oshib ketganda, u buziladi.

Guruch. 51

Sinov natijalari odatda diagramma shaklida taqdim etiladi. F yuk abtsissalar o'qi bo'ylab, absolyut cho'zilish?l ordinatalar o'qi bo'ylab chizilgan.

Diagrammadan ko'rinib turibdiki, dastlab namuna yukga mutanosib ravishda cho'ziladi. To'g'ri kesma OA teskari, elastik deformatsiyalarga mos keladi. Yukni tushirishda namuna o'zining asl o'lchamlarini oladi (bu jarayon egri chiziqning bir xil tekis qismi bilan tavsiflanadi). Egri chiziqli AC qismi qaytarilmas plastik deformatsiyalarga mos keladi. Yukni tushirish vaqtida (CB kesilgan to'g'ri chiziq) namuna o'zining dastlabki o'lchamlariga qaytmaydi va bir oz qoldiq deformatsiyani saqlaydi.

C nuqtadan boshlab, namuna yukni oshirmasdan uzayadi. CM diagrammasining gorizontal qismi hosil platosi deb ataladi. Deformatsiyaning yukni ko'paytirmasdan ortib borayotgan kuchlanishiga oquvchanlik deyiladi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, suyuqlik kristallarning sezilarli o'zaro siljishi bilan birga keladi, buning natijasida namuna yuzasida 45 ° burchak ostida namuna o'qiga moyil bo'lgan chiziqlar paydo bo'ladi. Suyuqlik holatini boshdan kechirgandan so'ng, material yana cho'zilishga qarshi turish qobiliyatiga ega bo'ladi (kuchlanadi) va M nuqtasidan tashqaridagi diagramma avvalgidan ancha yumshoqroq bo'lsa ham, yuqoriga ko'tariladi. D nuqtasida namunadagi stress maksimal qiymatga etadi va namunada bo'yin deb ataladigan o'tkir mahalliy torayish paydo bo'ladi. Bo'yinning ko'ndalang kesimi maydoni tezda pasayadi va natijada namuna parchalanadi, bu diagrammadagi K nuqtasining holatiga mos keladi.

F D - ma'lum vaqtdan keyin cho'zilgan namunaning yo'q qilinishi sodir bo'ladigan yuk, N (kgf); S - namunaning boshlang'ich holatidagi tasavvurlar maydoni, m 2 (mm 2).

Odatda, har xil metallar va qotishmalarni taranglikka sinashda nisbiy cho'zilish e - namunaning yorilishi uchun uzunligi ortishining namunaning boshlang'ich uzunligiga nisbati aniqlanadi. Bu formula bilan aniqlanadimi? \u003d?l / l 0 -100,

qayerda: ? - nisbiy kengaytma;

L \u003d l 1 - I 0 - mutlaq cho'zilish; l 0 - namunaning dastlabki uzunligi; l 1 - sinovdan so'ng namuna uzunligi. Elastik deformatsiya paytida materialdagi kuchlanish namunaning nisbiy uzayishiga mutanosib ravishda ortishi eksperimental ravishda aniqlandi. Bu qaramlik Guk qonuni deb ataladi.

Bir tomonlama (uzunlamasına) cho'zish uchun Huk qonuni o \u003d E-?,

bu erda: o \u003d F / s - normal stress; F - kuchlanish kuchi; s - tasavvurlar maydoni;

Nisbiy kengaytma;

E - novda materialiga qarab doimiy qiymat.

Eslatma. SI tizimida stressning birligi Paskaldir - 1 m 2 maydonga normal sirt bo'ylab bir tekis taqsimlangan 1 nyuton (N) kuchidan kelib chiqadigan stress.

1 Pa \u003d 0,102 10 -4 kgf / sm 2;

1 Pa \u003d 0,102 10 -6 kgf / mm 2;

1 kgf / sm 2 \u003d 9,81 10 4 Pa;

1 kgf / mm 2 \u003d 9,81 10 6 Pa.

Paskal kuchlanish birligi juda kichik bo'lganligi sababli, kattaroq birlikdan foydalanish kerak - megapaskal 1 MPa = 10 6 Pa.

Davlat standarti kvadrat millimetr uchun nyuton birligidan foydalanishga imkon beradi (N / mm 2). N / mm 2 va MPa da ifodalangan stresslarning raqamli qiymatlari bir xil. N / mm 2 birligi ham qulay, chunki chizmalardagi o'lchamlar millimetrda.

Proportsionallik omili E valentlik moduli yoki Young moduli deb ataladi. Elastiklik modulining fizik ma'nosi nima? Keling, namunaning kuchlanish diagrammasiga murojaat qilaylik (51-rasmga qarang, II). Undagi elastiklik moduli abscissa o'qiga qiyshayish burchagi a tangensiga proporsionaldir. Bu shuni anglatadiki, OA to'g'ri chiziq qanchalik tik bo'lsa, material shunchalik qattiqroq bo'ladi va elastik deformatsiyaga qarshilik ko'rsatadi.

Metallni xarakterlash uchun nafaqat nisbiy cho'zilishni, balki ko'ndalang kesimning nisbiy torayishini ham bilish muhimdir, bu esa materialning plastikligini tavsiflash imkonini beradi.

Tabiiyki, namuna cho'zilganida, tasavvurlar maydoni kamayadi. Tanaffus nuqtasida u eng kichik bo'ladi. Nisbiy torayish formula bilan aniqlanadi? = (S 0 - S 1) / S 0 100%,

qayerda: ? - nisbiy torayish;

S 0 - sinovdan oldin namunaning ko'ndalang kesimi maydoni; S 1 - yorilish nuqtasida (bo'yin qismida) namunaning ko'ndalang kesimi maydoni.

Namuna ko'ndalang kesimining nisbiy cho'zilishi va nisbiy torayishi qanchalik katta bo'lsa, material shunchalik plastik bo'ladi.

Metalllarning mexanik xossalarining ko'rib chiqilgan uchta xususiyatidan tashqari: cho'zilish kuchi (o pch), nisbiy cho'zilish (e) va nisbiy torayish (?), dastgohda qayd etilgan diagrammadan foydalanib, elastik chegarani aniqlash mumkin. (o y) va oqish kuchi (o m),

Siqish testi. Metalllarni siqish uchun sinovdan o'tkazish uchun (53-rasm) presslar ko'pincha ishlatiladi, ularda bosim kuchi gidravlik bosimni oshirish orqali hosil bo'ladi. Plastmassa materialning namunasi, masalan, yumshoq po'lat (53-rasm, I) siqilganida, uning ko'ndalang o'lchamlari ortadi, uzunligi esa sezilarli darajada kamayadi. Bunday holda, namunaning yaxlitligini buzish yo'q (54-rasm). Siqilish diagrammasidan (53, II-rasm) ko'rinib turibdiki, yuklanishning dastlabki bosqichida deformatsiya yukga mutanosib ravishda kuchayadi, keyin yukning bir oz ortishi bilan deformatsiya keskin kuchayadi, so'ngra yukning o'sishi. namuna kesmasining ortishi hisobiga deformatsiya asta-sekin sekinlashadi.


Guruch. 52


Guruch. 53

Mo'rt materiallardan tayyorlangan namunalar siqilish ostida yo'q qilinadi (54-rasm, III). Misol uchun, quyma temirdan yasalgan novda, sinish yukiga erishilganda, qiya platformalar bo'ylab bir-biriga nisbatan harakatlanadigan qismlarga bo'linadi (53-rasm, III).

Guruch. 54

Siqish uchun Huk qonuni to'liq qo'llaniladi, unga ko'ra materiallar elastik chegaragacha qo'llaniladigan kuchga mutanosib ravishda siqilishga qarshilik ko'rsatadi. Ko'pgina materiallar uchun bosim moduli kuchlanish moduliga teng. Faqatgina istisnolar - bu ba'zi mo'rt materiallar - beton, g'isht va boshqalar. Siqilish kuchlanishining tabiatidagi kuchlanish kuchlanishiga o'xshashligi bu jarayonlarni bir xil matematik tenglamalar bilan tasvirlash imkonini beradi.

Bükme testi. Bükme uchun sinovdan o'tkazilganda, namuna (nur) uchlari bilan ikkita tayanchga yotqiziladi va o'rtasiga yuklanadi (55-rasm). Materialning egilishga chidamliligi namunaning egilishining kattaligi bilan baholanadi.


Guruch. 55

Keling, to'sindagi xayoliy uzunlamasına tolalarni tasavvur qilaylik. Bükme deformatsiyalanganda, bir zonaning tolalari siqiladi, ikkinchisi esa cho'ziladi (55-rasm, II).

Siqilish va kuchlanish zonalari o'rtasida neytral qatlam mavjud bo'lib, uning tolalari deformatsiyaga uchramaydi, ya'ni ularning uzunligi o'zgarmaydi. Anjirdan. 55 shuni ko'rsatadiki, neytral qatlamdan qanchalik ko'p tolalar joylashgan bo'lsa, ular shunchalik katta deformatsiyaga uchraydi. Shunday qilib, biz ichki kuchlar ta'sirida nurning ko'ndalang kesimlarida egilganda normal bosim va kuchlanish kuchlanishlari paydo bo'ladi, degan xulosaga kelishimiz mumkin, ularning kattaligi kesmadagi ko'rib chiqilayotgan nuqtalarning holatiga bog'liq. Eng yuqori kuchlanishlarni belgilash odatiy holdir: siqish zonasida - ? max, streç zonasida -? m ah. Neytral o'qda joylashgan nuqtalarda stresslar nolga teng. Turli balandlikdagi kesma nuqtalarida paydo bo'ladigan normal kuchlanishlar neytral qatlamdan masofaga mutanosib ravishda ortadi va formula bilan hisoblanishi mumkinmi? = (E z) / p,

qayerda: ? - normal stresslar;

z - bizni qiziqtirgan toladan neytral qatlamgacha bo'lgan masofa; E - elastiklik moduli; p - neytral qatlamning egrilik radiusi.

Kesish testi. Kesish uchun sinovdan o'tkazilganda (56-rasm) silindrsimon shaklga ega bo'lgan metall namunasi 3 qurilmaning teshigiga kiritiladi, bu vilkalar 1 va disk 2. Mashina diskni vilkadan tortib oladi, chunki buning natijasida namunaning o'rta qismi uning ekstremal qismlariga nisbatan harakatlanadi. Ish maydoni S (kesish maydoni) namunaning ko'ndalang kesimining ikki barobariga teng, chunki kesish bir vaqtning o'zida ikkita tekislikda sodir bo'ladi.

Guruch. 56

Kesishda ta'sir qiluvchi kuchlar tekisliklari bilan chegaralangan deformatsiyalanuvchi kesimlarning barcha nuqtalari teng masofalarga siljiydi, ya'ni bu nuqtalarda material bir xil deformatsiyani boshdan kechiradi. Bu shuni anglatadiki, bo'limning barcha nuqtalarida bir xil samarali stresslar bo'ladi.

Stress qiymati ichki (ko'ndalang) kuchlarning hosil bo'lgan F ni novda S ko'ndalang kesimi maydoniga bo'lish yo'li bilan aniqlanadi. Stress vektori kesma tekisligida joylashganligi sababli, unda kesish stressi paydo bo'ladi, bu bilan aniqlanadi. formula r cf = F / 2S, bu erda: r cf - kuchlanish qiymati kesilgan;

F - natijaviy kuch;

S - namunaning ko'ndalang kesimi maydoni. Kesish - materialning bir qismining boshqasiga nisbatan siljishi natijasida yuzaga keladigan sinish, bu kesish kuchlanishlari ta'sirida sodir bo'ladi. Siqilish deformatsiyasi uchun Guk qonuni amal qiladi: elastik zonada kuchlanishlar nisbiy deformatsiyalarga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Proportsionallik koeffitsienti - siljishdagi elastiklik modulining qiymati G. Nisbiy siljish (kesish burchagi) y bilan belgilanadi. Shunday qilib, siljish deformatsiyasi uchun Guk qonuni t = Gg ko'rinishga ega, bu erda: r = F/S - siljish kuchlanishi; F - tangensial kuch; S - kesish qatlamlarining maydoni; y - siljish burchagi;

G - tananing materialiga qarab kesish moduli.

Burilish sinovi. Namunalarni buralish uchun sinovdan o'tkazishda quvur 2 ning bir uchi 1 mahkamlanadi, ikkinchisi tutqich 3 yordamida aylantiriladi (57-rasm). Buralish bu kesimlarda harakat qiluvchi momentlar (kuchlar juftligi) ta'sirida novda, mil, trubaning ko'ndalang kesimlarining o'zaro aylanishi bilan tavsiflanadi. Agar buralish kuchlarini qo'llashdan oldin novda yuzasiga to'g'ri chiziqli generatrislar qo'llanilsa (57-rasm, I), u holda burmalangandan so'ng bu generatorlar spiral chiziqlar shaklini oladi va har bir kesma chiziqqa nisbatan ma'lum bir burchak ostida aylanadi. qo'shni (57-rasmga qarang, II) . Bu shuni anglatadiki, har bir bo'limda kesish deformatsiyasi sodir bo'ladi va kesish kuchlanishlari paydo bo'ladi. Buralish paytida materialning siljish darajasi burilish burchaklari bilan belgilanadimi? va u. Buralishning mutlaq qiymati ko'rib chiqilayotgan qismning sobit qismga nisbatan burilish burchagi bilan aniqlanadi. Eng katta burilish burchagi novda sobit uchidan eng katta masofada olinadi.


Guruch. 57

Burilish burchagi nisbati? burilishga duchor bo'lgan I kesmaning uzunligiga buralishning nisbiy burchagi Q = deyiladi? /Z,

bu yerda: Q - nisbiy burilish burchagi;

burilish burchagi;

Qattiqlik sinovi. Zavod va laboratoriya amaliyotida materiallarning qattiqligini aniqlashda ikkita usul qo'llaniladi: Brinell usuli va Rokvell usuli.

Brinell usuli. Bu usul metallarning qattiqligini o'lchashda diametri 2,5 bo'lgan po'lat shar 1; 625 N dan 30 kN gacha (62,5 dan 3000 kgf gacha) berilgan yuk 3 da sinov namunasi 2 yuzasiga 5 yoki 10 mm bosiladi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, namuna yuzasida qolgan izning diametri d o'lchanadi (58-rasm), bu qanchalik kichik bo'lsa, metall qattiqroq bo'ladi.

Guruch. 58

Eslatma. Chelik to'p kamida HB850 qattiqligi bilan issiqlik bilan ishlangan po'latdan yasalgan bo'lishi kerak. Sirt pürüzlülüğü R z GOST 2789-73 bo'yicha 0,100 parametridan past emas. To'pning yuzasi 5 marta kattalashtirishda lupa bilan ko'rinadigan nuqsonlardan xoli bo'lishi kerak.

Brinell qattiqlik raqami formula bo'yicha hisoblanadi

D - sharning diametri, mm;

d - bosma diametri, mm.

Maxsus jadval (GOST 9012-59) eng keng tarqalgan metallarning qattiqligini aniqlash imkonini beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, o p = 0,36 HB formulasi bilan ifodalangan an'anaviy uglerod uslublari uchun po'lat HB ning Brinell qattiqligi va uning kuchlanish kuchi o'rtasida bog'liqlik mavjud.

Shuning uchun, Brinell bo'yicha po'latning qattiqligini bilib, kuchlanish kuchini hisoblash mumkin.

Bu formula katta amaliy ahamiyatga ega. Brinell usuli odatda qattiqlashtirilmagan po'latlar, quyma temir va rangli metallarning qattiqligini aniqlaydi. Qattiqlashtirilgan po'latlarning qattiqligi Rockwell tester yordamida o'lchanadi.

Rokvell usuli. Ushbu usul yordamida metallarning qattiqligini o'lchashda standart turdagi uchi (qattiq metallar uchun olmos konus yoki yumshoqroq uchun po'lat shar) ikkita ketma-ket qo'llaniladigan yuk ta'sirida sinov namunasiga bosiladi: dastlabki (F 0) 100 N. (10 kgf) va yakuniy (F 1) 1000 N (100 kgf) - to'p uchun va 1500 N (150 kgf) - olmos konus uchun.

Oldindan yuklanish ta'sirida konus metallga h 0 chuqurlikka kiradi (59-rasm, I); dastlabki asosiy yukga qo'shganda, iz chuqurligi h ga oshadi (59-rasm, II) va asosiy yukni olib tashlaganingizdan so'ng h 1 (59-rasm, III) ga teng bo'lib qoladi.


Guruch. 59

Asosiy yuk F 1 tufayli olingan iz chuqurligi h = h 1 - h 0 Rokvellning qattiqligini tavsiflaydi. Rokvell sinovlari sinov tugagandan so'ng darhol qattiqlik raqamini ko'rsatadigan indikator bilan jihozlangan maxsus asboblar bilan amalga oshiriladi.

Ko'rsatkich ikkita shkalaga ega: qora (C) olmos konus bilan sinash uchun va qizil (B) to'p bilan sinash uchun.

Rokvellning qattiqligi ixtiyoriy birliklarda o'lchanadi.

Rokvell qattiqligining belgilanishiga misol: HRC50 (qattiqlik C shkalasida 50).

Kalibrlangan fayllar bilan qattiqlikni aniqlash. HRC qattiqligi turli xil kesilgan qattiqlikka issiqlik bilan ishlov berilgan bir qator fayllar yordamida aniqlanishi mumkin. Odatda, çentik oralig'i 3 dan 5 HRC birligigacha o'zgaradi. Fayllarni kalibrlash mos yozuvlar plitalari bo'yicha amalga oshiriladi, ularning qattiqligi qurilmada oldindan aniq belgilanadi.

Sinovdan o'tgan qismning qattiqligi qattiqlikning minimal oralig'iga ega bo'lgan ikkita fayl bilan aniqlanadi, ulardan biri faqat qismning ustida siljishi mumkin, ikkinchisi esa uni biroz tirnaladi. Agar HRC62 bo'lgan fayl metallni chizib qo'ysa va HRC59 bilan u faqat qismning yuzasida sirg'alib ketsa, u holda qattiqlik HRC60-61 bo'ladi.

Amalda bu usul qattiqligini boshqa usul bilan o'lchash qiyin bo'lgan asboblarning (raybalar, kesgichlar va boshqalar) qattiqligini aniqlash uchun ishlatiladi.

Qattiqlikni aniqlashning boshqa usullari mavjud (Vikkers usuli, elektromagnit usullar va boshqalar), bu kitobda ko'rib chiqilmaydi.


METALLARNING MEXANIK XUSUSIYATLARI VA ULARNI ANIQLASH USULLARI.

Kirish

Mexanik xususiyatlar metallarning tashqi kuchlar (yuklar) ta'siriga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini aniqlaydi. Ular metallarning kimyoviy tarkibi, tuzilishi, texnologik qayta ishlash xarakteri va boshqa omillarga bog'liq. Metalllarning mexanik xususiyatlarini bilgan holda, ishlov berish paytida va mashina va mexanizmlarning ishlashi paytida metallning xatti-harakatlarini baholash mumkin.

Metalllarning asosiy mexanik xususiyatlariga mustahkamlik, egiluvchanlik, qattiqlik va zarba kuchi kiradi.

Kuch - metallning unga ta'sir qiladigan tashqi kuchlar ta'sirida qulab tushmaslik qobiliyati.

Plastisite - metallning shakli va o'lchamidagi qoldiq o'zgarishlarni buzilmasdan qabul qilish qobiliyati.

Qattiqlik - metallning boshqa, qattiqroq jism tomonidan bosilishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati.

Ta'sir kuchi - zarba yuki ostida metallning vayron bo'lishiga qarshilik darajasi.

Mexanik xususiyatlar amalga oshirish orqali aniqlanadi mexanik sinov.

1. Tortishish sinovi

Ushbu testlar metallarning proportsionallik, elastiklik, mustahkamlik va egiluvchanlik chegaralari kabi xususiyatlarni aniqlaydi. Siqish sinovlari uchun shakli va o'lchamlari standart bilan belgilanadigan yumaloq va tekis namunalar qo'llaniladi (2.1-rasm, a, b). Diametri d 0 = 10 mm bo'lgan, hisoblangan uzunligi l 0 = 10d 0 bo'lgan silindrsimon namunalar normal deb ataladi va l 0 = 5d 0 uzunlikdagi namunalar qisqa. Siqish sinovida namuna asta-sekin ortib borayotgan yuk ta'sirida cho'ziladi va ishlamay qoladi.

Stretch diagrammasi deb ataladigan kuchlanish egri chizig'ini avtomatik ravishda chizadigan maxsus o'z-o'zini yozish moslamasi bilan jihozlangan. Koordinatalardagi kuchlanish diagrammasi "yuk P - cho'zilish? l" metall va qotishmalarning bir qator xossalarini aniqlash imkonini beruvchi xarakterli maydonlar va nuqtalarni aks ettiradi (2.1-rasm). 0 - Rpc maydonida namunaning cho'zilishi yukning ortishiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda ortadi. R pts dan yukning ortishi bilan R pts - P nazorat bo'limida to'g'ridan-to'g'ri proportsionallik buziladi, lekin deformatsiya elastik (qaytariladigan) bo'lib qoladi. P vpr nuqtasi ustidagi sohada sezilarli qoldiq deformatsiyalar yuzaga keladi va cho'zish egri chizig'i to'g'ri chiziqdan sezilarli darajada og'adi. P t yuki ostida diagrammaning gorizontal qismi paydo bo'ladi - asosan past karbonli po'latdan yasalgan qismlarda kuzatiladigan T-T 1 rentabellik platformasi. Mo'rt metallarning kuchlanish egri chizig'ida hosil platosi yo'q. P t nuqtasidan yuqorida, yuk maksimal yuk P ga to'g'ri keladigan A nuqtaga ko'tariladi, shundan so'ng u namunaning (bo'yinning) mahalliy yupqalanishining shakllanishi bilan bog'liq bo'lgan tusha boshlaydi. Keyin yuk B nuqtasiga tushadi, bu erda namunaning yo'q qilinishi sodir bo'ladi. Bo'yinning shakllanishi bilan faqat egiluvchan metallar yo'q qilinadi.

a, b - kuchlanishni sinash uchun standart namunalar;

c - plastmassa materialdan tayyorlangan namunaning kuchlanish diagrammasi

2.1-rasm - valentlik sinovi

Kuchlanish diagrammasining asosiy nuqtalariga mos keladigan kuchlar formula bo'yicha megapaskal, MPa bilan ifodalangan kuch xususiyatlarini aniqlashga imkon beradi.

bu erda y i - stress, MPa;

P i - kuchlanish diagrammasining mos keladigan nuqtasi, N;

F 0 - sinovdan oldin namunaning ko'ndalang kesimi maydoni, mm 2.

Kompyuterdagi proportsionallik chegarasi - bu kuchlanish va kuchlanish o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri proportsionallik saqlanib qoladigan maksimal kuchlanish:

bu erda P c - mutanosiblik chegarasiga mos keladigan kuchlanish, N.

Elastik chegara y nazorati - bu plastik deformatsiyalar dastlab ma'lum bir bardoshlik (odatda 0,05%) bilan tavsiflangan ma'lum bir kichik qiymatga erishadigan stressdir:

bu erda P nazorat elastik chegaraga mos keladigan kuchlanish, N.

Jismoniy oqim kuchi y t - bu stress bo'lib, undan boshlab namunaning deformatsiyasi yukning keyingi ko'payishisiz deyarli sodir bo'ladi:

bu yerda P t - oquvchanlik kuchiga mos keladigan kuchlanish, N.

Agar berilgan materialning tortishish diagrammasida oquvchanlik nuqtasi bo'lmasa, u holda shartli oquvchanlik y 0,2 aniqlanadi - 0,2% ga teng plastik deformatsiyani keltirib chiqaradigan kuchlanish.

Cho'zilish kuchi (cho'zilish kuchi) y in - namunani yo'q qilishdan oldingi maksimal yukning uning dastlabki tasavvurlar maydoniga nisbatiga teng kuchlanish:

bu erda P in - kuchlanish kuchiga mos keladigan kuchlanish, N.

Cho'zilish sinovi natijalariga ko'ra metallarning egiluvchanlik xususiyatlari aniqlanadi.

Metall egiluvchanlik ko'rsatkichlari - nisbiy cho'zilish va nisbiy torayish - sinovdan oldin va keyin namuna o'lchovlari natijalaridan hisoblanadi.

Nisbiy cho'zilish d yorilishdan keyin namuna uzunligining o'sishining uning dastlabki taxminiy uzunligiga nisbati sifatida topiladi, foizda ifodalanadi:

bu erda l k - yorilishdan keyingi namunaning uzunligi, mm;

l 0 - taxminiy (dastlabki) namuna uzunligi, mm.

Nisbatan torayish w, yorilishdan keyin namunaning ko'ndalang kesimi maydonining pasayishining uning kesimining boshlang'ich maydoniga nisbati bilan aniqlanadi, foiz sifatida ifodalanadi:

bu erda F 0 - namunaning dastlabki tasavvurlar maydoni;

F dan - vayron qilingan joydagi namunaning ko'ndalang kesimi maydoni.

2. Qattiqlikni aniqlash usullari

Metall materiallarning qattiqligini aniqlashning eng keng tarqalgan usuli bu chuqurlik usuli bo'lib, unda doimiy statik yuk ta'sirida sinov yuzasiga boshqa, qattiqroq tana (uchi) bosiladi. Materialning yuzasida iz qoladi, uning o'lchami materialning qattiqligini baholash uchun ishlatiladi. Qattiqlik ko'rsatkichi materialning plastik deformatsiyaga chidamliligini tavsiflaydi, qoida tariqasida, yukning mahalliy kontaktli qo'llanilishi bilan katta.

Qattiqlik maxsus qurilmalarda - qattiqlik o'lchagichlarda aniqlanadi, ular bir-biridan chuqurlashtirilgan uchining shakli, o'lchami va materiali, qo'llaniladigan yukning kattaligi va qattiqlik sonini aniqlash usuli bilan farqlanadi. Metallning sirt qatlamlari qattiqlikni o'lchash uchun sinovdan o'tkazilganligi sababli, to'g'ri natijaga erishish uchun metall yuzasida tashqi nuqsonlar (yoriqlar, katta tirnalishlar va boshqalar) bo'lmasligi kerak.

Brinell qattiqligini o'lchash. Ushbu usulning mohiyati shundan iboratki, diametri 10, 5 yoki 2,5 mm bo'lgan qotib qolgan po'lat to'p sinovdan o'tgan metall yuzasiga yuk ta'sirida namunaning qalinligiga qarab bosiladi. sinovdan o'tgan materialning kutilgan qattiqligiga va formulalar bo'yicha uchining diametriga qarab tanlangan: P = 30D 2; P \u003d 10D 2; P \u003d 2.5D 2 (2.1-jadval).

2.1-jadval - D koptok diametrini va P yukini tanlash

Namuna materiali

Qattiqlik, kgf/mm2

Namuna qalinligi, mm

To'pning diametri D, mm

P/D2, kgf/mm2

Yuk ostidagi chidamlilik, s

Qora metallar (po'lat, quyma temir)

Qora metallar

Qattiq rangli metallar (guruch, bronza, mis)

Yumshoq rangli metallar (qalay, alyuminiy va boshqalar)

Namuna yuzasida iz qoladi (2.2-rasm, a), uning diametri qattiqlikni belgilaydi. Imprintning diametri bo'linishlari bo'lgan maxsus lupa bilan o'lchanadi.

Qattiqlik formula bo'yicha hisoblanadi

bu erda HB - Brinell qattiqligi, kgf / mm 2;

F - hosil bo'lgan izning maydoni, mm 2;

D - uchi diametri, mm;

d - bosma diametri, mm.

Shakl 2.2 - Brinell (a), Rokvell (b), Vickers (c) usullari bilan qattiqlikni o'lchash

Amalda ular maxsus jadvallardan foydalanadilar, ular chuqurlik diametrining HB bilan belgilangan qattiqlik raqamiga tarjimasini beradi. Masalan: 120 HB, 350 HB va boshqalar. (H - qattiqlik, B - Brinell bo'yicha, 120, 350 - 1200 va 3500 MPa ga to'g'ri keladigan kgf / mm 2 da qattiqlik soni).

Bu usul, asosan, qattiqlashtirilmagan metallar va qotishmalarning qattiqligini o'lchash uchun ishlatiladi: prokat, zarb, quyma va boshqalar.

Agar materialning qattiqligi 450 kgf / mm 2 dan oshmasa, Brinell qattiqligi tekshirgichidan foydalanish mumkin. Aks holda, to'p deformatsiyalanadi, natijada o'lchov xatolari paydo bo'ladi. Bundan tashqari, Brinell qattiqlik o'lchagichi yupqa sirt qatlamlari va nozik qismli namunalarni sinash uchun mos emas.

Rokvellning qattiqligini o'lchash. O'lchov diametri 1,588 mm bo'lgan po'lat to'pni yoki 120 ° burchak burchagi bo'lgan olmos konusini sinovdan o'tgan metallga bosish orqali amalga oshiriladi (2.2-rasm, b ga qarang). Brinell usulidan farqli o'laroq, Rokvellning qattiqligi chuqurchaning diametri bilan emas, balki uchining chuqurligi bilan aniqlanadi.

Chiziq ketma-ket qo'llaniladigan ikkita yuk ta'sirida amalga oshiriladi - dastlabki, tengmi? 100 N va yakuniy (jami) yuk 1400, 500 va 900 N ga teng. Qattiqlik bosmalarning chuqurlik chuqurligidagi farq bilan aniqlanadi. Qattiq materiallar (masalan, qotib qolgan po'lat) 1500 N yukni talab qiladi va qattiqlashtirilmagan po'lat, bronza, guruch va boshqa yumshoq materiallarning qattiqligini aniqlash uchun 1000 N yuk bilan po'lat sharli chuqurchadan foydalaniladi. Chuqurlik chuqurligi avtomatik ravishda o'lchanadi va o'lchovdan keyingi qattiqlik uchta shkala bo'yicha hisoblanadi: A, B, C (2.2-jadval).

2.2-jadval - A, B, C tarozilari uchun maslahatlar va yuklar

Rokvell bo'yicha qattiqlik (qattiqlik raqami) quyidagicha ko'rsatilgan: 90 HRA, 80 HRB, 55 HRC (H - qattiqlik, P - Rockwell, A, B, C - qattiqlik shkalasi, 90, 80, 55 - an'anaviy birliklarda qattiqlik soni ).

Rokvell qattiqligini aniqlash keng qo'llaniladi, chunki u yumshoq va qattiq metallarni qo'shimcha o'lchovlarsiz sinab ko'rish imkonini beradi; tazyiqlarning o'lchami juda kichik, shuning uchun siz tayyor qismlarni shikastlamasdan sinab ko'rishingiz mumkin.

Vickers qattiqligini o'lchash. Bu usul yumshoq va juda qattiq metallar va qotishmalarning qattiqligini o'lchash imkonini beradi. Bu juda nozik sirt qatlamlarini (qalinligi 0,3 mm gacha) qattiqlik sinovi uchun javob beradi. Bunday holda, sinov namunasiga tepa burchagi 136 o bo'lgan tetraedral olmos piramidasi bosiladi (2.2-rasmga qarang, c). Bunday sinovlarda 50 dan 1200 N gacha bo'lgan yuklar qo'llaniladi.Chiziqni o'lchash uning diagonali uzunligi bo'ylab, chuqurlikni qattiqlik tekshirgichga kiritilgan mikroskop ostida tekshiradi. Vickers qattiqlik soni, HV bilan belgilanadi, formula bo'yicha topiladi

d - bosma diagonali uzunligi, mm.

Amalda, qattiqlik soni HV maxsus jadvallar bo'yicha topiladi.

3. Ta'sir kuchini aniqlash

Ta'sir kuchini aniqlash maxsus sarkaç zarbasini tekshirgichda amalga oshiriladi (2.3-rasm). Sinov uchun kopra tayanchlariga o'rnatiladigan standart tishli namunadan foydalaniladi. Ma'lum massaga ega mayatnik belgilangan H balandlikka ko'tariladi va mahkamlanadi, so'ngra mandaldan bo'shatilgan mayatnik yiqilib, namunani yo'q qiladi va yana ma'lum h balandlikka ko'tariladi. Zarba namunaning chetiga qarama-qarshi tomonida qo'llaniladi. Sinov uchun har xil turdagi kesiklarga ega prizmatik namunalar qo'llaniladi: U shaklidagi, V shaklidagi, T shaklidagi (charchoq yorilishi bo'lgan chok).

a - sinov sxemasi; b - sinov uchun namunalar.

Shakl 2.3 - Ta'sir sinovi

CS ning ta'sir kuchi (J / sm 2) mayatnik tomonidan standart tishli namunani yo'q qilish uchun sarflangan ish bilan baholanadi, tishdagi namunaning kesishishi bilan bog'liq:

bu erda A - namunani yo'q qilish uchun sarflangan ish (zarbadan oldin va keyin mayatnik energiyalari farqi bilan aniqlanadi: A 0 - A 1), J;

F - tirqishdagi namunaning ko'ndalang kesimi maydoni, sm 2.

Namunadagi tirqishning turiga qarab, zarba kuchi KCU, KCV, KCT bilan belgilanadi (uchinchi harf - tirqish turi).

metall xossalarini tekshirish mexanik

Adabiyot

1. Tushinskiy, L.I. Materiallarni tadqiq qilish usullari / L.I. Tushinskiy, A.V. Ploxov, A.O. Tokarev, V.N. Sindeev. - M.: Mir, 2004. - 380 b.

2. Laxtin, Yu.M. Materialshunoslik / Yu.M. Lakhtin. - M.: Metallurgiya, 1993. - 448 b.

3. Fetisov, G.P. Materialshunoslik va metallar texnologiyasi / G.P. Fetisov, M.G. Karpman va boshqalar - M .: Oliy maktab, 2001. - 622 p.

4. Evstratova, I.I. Materialshunoslik / I.I. Evstratova va boshqalar - Rostov-na-Don: Feniks, 2006. - 268 p.

5. Markova, N.N. Temir-uglerod qotishmalari / N.N. Markov. - Burgut: OrelGTU, 2006. - 96 p.

6. Ilyina, L.V. Mashinasozlikda ishlatiladigan materiallar: ma'lumotnoma / L.V. Ilyina, L.N. Kurdyumov. - Burgut: OrelGTU, 2007 yil.

Shunga o'xshash hujjatlar

    Strukturaviy materiallarning mexanik xossalarini kuchlanishda sinab ko'rish orqali aniqlash. Metall va qotishmalarning sifati, tuzilishi va xossalarini o'rganish, ularning qattiqligini aniqlash usullari. Alyuminiy qotishmalarini issiqlik bilan ishlov berish.

    o'quv qo'llanma, 29/01/2011 qo'shilgan

    Materiallarni statik sinovdan o'tkazishning mohiyati. Ularni amalga oshirish usullari. Kesish, buralish va egilish sinovlarini amalga oshirish va ularning muhandislik amaliyotidagi ahamiyati. Materiallarning qattiqligini Vikers bo'yicha, Brinell usuli bo'yicha, Rokvell usuli bo'yicha o'lchash.

    referat, 12/13/2013 qo'shilgan

    Brennel, Rokvell, Vikers bo'yicha qattiqlikni aniqlash usuli. Har xil usullarda qattiqlikni tekshirish sxemasi. Namunaning yuk ostida ta'sir qilish muddati. Sinov qilingan metall yuzasiga standart uchlarini kiritishning asosiy usullari.

    laboratoriya ishi, qo'shilgan 01/12/2010

    Qattiqlikni aniqlash va chuqurlikni o'lchash usullari, turli usullarda sinov sxemalari. Materialning qattiqroq jismning kirib borishiga qarshiligi. Qattiqlikni aniqlash bo'yicha hisob-kitoblar; Brinell qattiqligini Rakvell, Vikers qattiqligiga aylantirish.

    laboratoriya ishi, qo'shilgan 01/12/2010

    Materialning kuchlanish sinovi paytida va buzilishdan oldin materialning xatti-harakatlarini tahlil qilish. Metallurgiya sanoati uchun materiallarning proporsionalligi, suyuqligi, cho'zilishi, mustahkamligi, elastikligi va plastikligining asosiy mexanik xususiyatlari.

    laboratoriya ishi, qo'shilgan 01/12/2010

    Qattiqlik tushunchasi. Qattiq uchi chekinish usuli. Brinell, Vickers va Rockwell qattiqligini o'lchash. Mikroqattiqlikni o'lchash. Uskunani tanlash tartibi. Quvur xususiyatlarini aniqlash uchun mexanik qattiqlik sinovlarini o'tkazish.

    kurs qog'ozi, 2013 yil 06/15 qo'shilgan

    Kuchlanishning indikator diagrammasi bo'yicha metallning qotib qolish tabiatini o'rganish bo'yicha nazariy ma'lumotlarni ko'rib chiqish. Brinell va Rokvell bo'yicha qattiqlikni aniqlash sxemasi. Digamma indikatorining asosiy parametrlarini hisoblash, grafik bog'liqliklarni tahlil qilish.

    muddatli ish, 04/04/2014 qo'shilgan

    Segregatsiya tushunchasi va turlari, ularning paydo bo'lish sabablari va ularni bartaraf etish yo'llari. Metallning mexanik xossalarining ta'sir kuchini o'lchashning mohiyati va usuli. Po'latni karbürleme: jarayonning mohiyati, tuzilishi, xususiyatlari va qo'llanilishi. Titan va uning qotishmalari.

    test, 26/06/2013 qo'shilgan

    Metalllarning mexanik xossalari, ularni aniqlashning asosiy usullari. Po'latni nitrlashning texnologik xususiyatlari. Nitrlanishga duchor bo'lgan mashina qismlari va mexanizmlariga misollar. Avtomobil benzinlarining fizik va kimyoviy xossalari. Yog 'markalari.

    test, 2013-09-25 qo'shilgan

    Metall va qotishmalarning xossalari. Korroziyaga chidamlilik, sovuqqa chidamlilik, issiqlikka chidamlilik, antifriktsiya. Metalllarning mexanik xossalari. Namuna valentlik diagrammasi. Ta'sir sinovi. Elastiklikning jismoniy ma'nosi. Aşınma turlari va strukturaviy mustahkamlik.

Metalllardan foydalaning Kundalik hayot insoniyat taraqqiyotining boshida boshlangan. Mis ularning birinchi vakili hisoblanadi. U tabiatda mavjud va mukammal qayta ishlangan. Arxeologik qazishmalar paytida ko'pincha uy-ro'zg'or buyumlari va undan tayyorlangan turli xil mahsulotlar topiladi.

Rivojlanish jarayonida inson turli metallarni birlashtirishni o'rgandi, katta quvvatli qotishmalar ishlab chiqardi. Ulardan asboblar yasashda, keyinroq qurol yasashda foydalanilgan. Tajribalar bizning davrimizda davom etmoqda, zamonaviy konstruktsiyalarni qurish uchun mos keladigan metallarning o'ziga xos kuchiga ega qotishmalar yaratilmoqda.

Yuklarning turlari

Metall va qotishmalarning mexanik xususiyatlariga tashqi kuchlar yoki ularga yuklarning ta'siriga qarshilik ko'rsatishga qodir bo'lganlar kiradi. Ular juda xilma-xil bo'lishi mumkin va ularning ta'siri bilan ajralib turadi:

  • statik, ular asta-sekin noldan maksimalgacha ko'tariladi va keyin doimiy bo'lib qoladi yoki biroz o'zgaradi;
  • dinamik - ta'sir natijasida paydo bo'ladi va qisqa vaqt davomida harakat qiladi.

Deformatsiya turlari

Deformatsiya - bu qattiq jismning konfiguratsiyasini unga qo'llaniladigan yuklar (tashqi kuchlar) ta'sirida o'zgartirish. Materialning oldingi shakliga qaytib, asl o'lchamlarini saqlab qolgan deformatsiyalar elastik deb hisoblanadi, aks holda (shakli o'zgargan, material cho'zilgan) - plastik yoki qoldiq. Deformatsiyaning bir necha turlari mavjud:

  • Siqish. Tananing hajmi unga bosim kuchlarining ta'siri natijasida kamayadi. Bunday deformatsiya qozon va mashinalarning poydevori tomonidan boshdan kechiriladi.
  • Cho'zish. Jismning uzunligi uning uchlariga yo'nalishi uning o'qiga to'g'ri keladigan kuchlar qo'llanilganda ortadi. Kabellar, haydovchi kamarlar cho'zilgan.
  • Shift yoki kesish. Bunday holda, kuchlar bir-biriga yo'naltiriladi va ma'lum sharoitlarda kesish sodir bo'ladi. Masalan, perchinlar va bog'lovchi murvatlar.
  • Buralish. Bir uchida mahkamlangan jismga qarama-qarshi yo'naltirilgan juft kuchlar ta'sir qiladi (dvigatellar va stanoklar).
  • egilish. Tashqi kuchlar ta'sirida tananing egri chizig'ining o'zgarishi. Bunday harakat to'sinlar, kranlar bomlari, temir yo'l relslari uchun xosdir.

Metallning mustahkamligini aniqlash

Metall konstruktsiyalar va qismlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan metallga qo'yiladigan asosiy talablardan biri bu mustahkamlikdir. Uni aniqlash uchun metall namunasi olinadi va sinov mashinasida cho'ziladi. Standart ingichka bo'ladi, uning uzunligi bir vaqtning o'zida o'sishi bilan kesma maydoni kamayadi. Ma'lum bir vaqtda namuna faqat bir joyda cho'zila boshlaydi va "bo'yin" hosil qiladi. Va bir muncha vaqt o'tgach, eng nozik joy mintaqasida bo'shliq paydo bo'ladi. Favqulodda yopishqoq metallar o'zini shunday tutadi, mo'rt: qattiq po'lat va quyma temir biroz cho'zilgan va ular bo'yin hosil qilmaydi.

Namunadagi yuk kuch o'lchagich deb ataladigan maxsus qurilma tomonidan aniqlanadi, u sinov mashinasiga o'rnatiladi. Materialning kuchlanish kuchi deb ataladigan metallning asosiy xarakteristikasini hisoblash uchun yorilishdan oldin namuna tomonidan ushlab turilgan maksimal yukni cho'zishdan oldin tasavvurlar maydoni qiymatiga bo'lish kerak. Ushbu qiymat dizayner uchun ishlab chiqarilgan qismning o'lchamlarini aniqlash uchun va texnologga ishlov berish rejimlarini belgilash uchun kerak.

Dunyodagi eng kuchli metallar

Yuqori quvvatli metallarga quyidagilar kiradi:

  • Titan. U quyidagi xususiyatlarga ega:

    • yuqori o'ziga xos kuch;
    • yuqori haroratga qarshilik;
    • past zichlik;
    • korroziyaga qarshilik;
    • mexanik va kimyoviy qarshilik.

Titan tibbiyot, harbiy sanoat, kemasozlik va aviatsiyada qo'llaniladi.

  • Uran. Dunyodagi eng mashhur va bardoshli metall zaif radioaktiv materialdir. Tabiatda sof shaklda va birikmalarda uchraydi. U og'ir metallarga tegishli, moslashuvchan, egiluvchan va nisbatan egiluvchan. Ishlab chiqarish sohalarida keng qo'llaniladi.
  • Volfram. Metallning mustahkamligini hisoblash shuni ko'rsatadiki, u kimyoviy hujumga mos kelmaydigan eng bardoshli va o'tga chidamli metalldir. U yaxshi zarb qilingan, uni ingichka ipga tortish mumkin. Filament uchun ishlatiladi.
  • Reniy. Olovga chidamli, yuqori zichlik va qattiqlikka ega. Juda bardoshli, harorat o'zgarishiga tobe emas. Elektronika va muhandislik sohalarida qo'llanilishini topadi.
  • Osmiy. Qattiq metall, o'tga chidamli, mexanik shikastlanishga va agressiv muhitga chidamli. Tibbiyotda qo'llaniladi, raketa texnologiyasi, elektron uskunalar uchun ishlatiladi.
  • Iridium. Tabiatda u kamdan-kam hollarda erkin shaklda, ko'pincha osmiy bilan birikmalarda uchraydi. U yomon ishlangan, kimyoviy moddalarga yuqori qarshilik va kuchga ega. Metall bilan qotishmalar: titan, xrom, volfram zargarlik buyumlarini tayyorlash uchun ishlatiladi.
  • berilliy. Nisbiy zichlikka ega, och kulrang rangga ega bo'lgan yuqori zaharli metall. U qora metallurgiya, atom energetikasi, lazer va aerokosmik texnikada qo'llaniladi. U yuqori qattiqlikka ega va qotishmalarni qotishma uchun ishlatiladi.
  • Chromium. Yuqori quvvatli, oq-ko'k rangga ega, ishqor va kislotalarga chidamli juda qattiq metall. Metall va qotishmalarning mustahkamligi ularni tibbiy va kimyoviy asbob-uskunalar, shuningdek, metall kesish asboblari uchun ishlatishga imkon beradi.

  • Tantal. Metall kumush rangga ega, yuqori qattiqlik, mustahkamlik, o'tga chidamlilik va korroziyaga chidamlilik, egiluvchanlik va ishlov berish oson. U yadro reaktorlarini yaratishda, metallurgiya va kimyo sanoatida qo'llaniladi.
  • Ruteniy. Yuqori kuchga, qattiqlikka, refrakterlikka, kimyoviy qarshilikka ega. Undan kontaktlar, elektrodlar, o'tkir uchlar tayyorlanadi.

Metalllarning xossalari qanday aniqlanadi?

Metalllarning mustahkamligini tekshirish uchun kimyoviy, fizik va texnologik usullar qo'llaniladi. Qattiqlik materiallarning deformatsiyaga qanday qarshilik ko'rsatishini aniqlaydi. Chidamli metall katta kuchga ega va undan yasalgan qismlar kamroq eskiradi. Qattiqlikni aniqlash uchun metallga shar, olmos konus yoki piramida bosiladi. Qattiqlik qiymati izning diametri yoki ob'ektning chuqurligi bilan belgilanadi. Kuchliroq metall kamroq deformatsiyalanadi va izning chuqurligi kamroq bo'ladi.

Ammo valentlik namunalari valentlik paytida asta-sekin o'sib boruvchi yuk bilan tortish mashinalarida sinovdan o'tkaziladi. Standart ko'ndalang kesimdagi doira yoki kvadratga ega bo'lishi mumkin. Metallni zarba yuklariga bardosh berish uchun sinash uchun zarba sinovlari o'tkaziladi. Maxsus tayyorlangan namunaning o'rtasida kesma qilinadi va urma moslamasiga qarama-qarshi qo'yiladi. Zaif nuqta bo'lgan joyda halokat sodir bo'lishi kerak. Metalllarni mustahkamlik uchun sinovdan o'tkazishda materialning tuzilishi rentgen nurlari, ultratovush va kuchli mikroskoplar yordamida tekshiriladi, shuningdek, kimyoviy qirqish qo'llaniladi.

Texnologik ko'pchilikni o'z ichiga oladi oddiy ko'rinishlar yo'q qilish, egiluvchanlik, zarb qilish, payvandlash uchun sinovlar. Ekstruziya sinovi choyshab materialining sovuq shakllanishga qodirligini aniqlashga imkon beradi. To'pni ishlatib, birinchi yoriq paydo bo'lguncha metallda teshik siqib chiqariladi. Sinish paydo bo'lishidan oldin chuqurning chuqurligi materialning plastikligini tavsiflaydi. Bükme testi varaq materialining qabul qilish qobiliyatini aniqlash imkonini beradi kerakli shakl. Ushbu test payvandlashda payvand choklarining sifatini baholash uchun ishlatiladi. Telning sifatini baholash uchun kink testi qo'llaniladi. Quvurlar tekislash va bükme uchun sinovdan o'tkaziladi.

Metall va qotishmalarning mexanik xossalari

Metall tarkibiga quyidagilar kiradi:

  1. Kuch. Bu materialning tashqi kuchlar ta'sirida halokatga qarshi turish qobiliyatida yotadi. Kuchning turi tashqi kuchlarning qanday ta'sir qilishiga bog'liq. U quyidagilarga bo'linadi: siqilish, taranglik, buralish, egilish, o'rmalanish, charchoq.
  2. Plastik. Bu metallar va ularning qotishmalarining yuk ta'sirida vayron bo'lmasdan shaklini o'zgartirishi va ta'sir tugagandan keyin uni saqlab qolish qobiliyatidir. Metall materialning egiluvchanligi u cho'zilganida aniqlanadi. Ko'proq cho'zilish sodir bo'ladi, kesmani qisqartirganda, metall shunchalik egiluvchan bo'ladi. Yaxshi egiluvchanlikka ega materiallar bosim bilan mukammal tarzda qayta ishlanadi: zarb qilish, bosish. Plastiklik ikki qiymat bilan tavsiflanadi: nisbiy qisqarish va cho'zilish.
  3. Qattiqlik. Metallning bu sifati unga qattiqroq bo'lgan begona jismning kirib kelishiga qarshilik ko'rsatish va qoldiq deformatsiyalarni olmaslik qobiliyatidadir. Aşınmaya qarshilik va mustahkamlik qattiqlik bilan chambarchas bog'liq bo'lgan metallar va qotishmalarning asosiy xususiyatlari hisoblanadi. Bunday xususiyatlarga ega materiallar metallni qayta ishlash uchun ishlatiladigan asboblarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi: kesgichlar, fayllar, matkaplar, kranlar. Ko'pincha materialning qattiqligi uning aşınma qarshiligini aniqlaydi. Shunday qilib, qattiq po'latlar yumshoq navlarga qaraganda ish paytida kamroq eskiradi.
  4. zarba kuchi. Ta'sir bilan birga keladigan yuklarning ta'siriga qarshi turish uchun qotishmalar va metallarning o'ziga xos xususiyati. Bu biri muhim xususiyatlar mashinaning ishlashi paytida zarba yukini boshdan kechiradigan qismlar tayyorlanadigan material: g'ildirak o'qlari, krank mili.
  5. Charchoq. Bu doimiy stress ostida bo'lgan metallning holati. Metall materialning charchashi asta-sekin sodir bo'ladi va mahsulotning yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin. Metalllarning charchoqdan sinishga qarshi turish qobiliyatiga chidamlilik deyiladi. Bu xususiyat qotishma yoki metallning tabiatiga, sirt holatiga, qayta ishlashning tabiatiga va ish sharoitlariga bog'liq.

Kuch sinflari va ularning belgilanishi

Mahkamlagichlarning mexanik xususiyatlari bo'yicha me'yoriy hujjatlar metall mustahkamlik sinfi tushunchasini kiritdi va belgilash tizimini o'rnatdi. Har bir kuch sinfi ikkita raqam bilan ko'rsatilgan, ular orasida nuqta qo'yilgan. Birinchi raqam kuchlanish kuchini bildiradi, 100 marta kamayadi. Masalan, 5,6 kuch sinfi kuchlanish kuchi 500 bo'lishini anglatadi. Ikkinchi raqam 10 baravar ko'payadi - bu valentlik kuchiga nisbati, foiz sifatida ifodalangan (500x0,6 \u003d 300), ya'ni 30% cho'zish uchun valentlik kuchining minimal oquvchanligi. Mahkamlagichlar uchun ishlatiladigan barcha mahsulotlar foydalanish maqsadi, shakli, ishlatiladigan materiali, mustahkamlik sinfi va qoplamasi bo'yicha tasniflanadi. Foydalanish maqsadiga ko'ra ular:

  • Ulashgan. Ular qishloq xo'jaligi mashinalari uchun ishlatiladi.
  • Mebel. Ular qurilish va mebel ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
  • Yo'l. Ular metall konstruktsiyalarga biriktirilgan.
  • Muhandislik. Ular mashinasozlik sanoatida va asbobsozlikda qo'llaniladi.

Mahkamlagichlarning mexanik xususiyatlari ular ishlab chiqarilgan po'latga va ishlov berish sifatiga bog'liq.

Maxsus kuch

Materialning o'ziga xos kuchi (quyida formula) valentlik kuchining metall zichligiga nisbati bilan tavsiflanadi. Ushbu qiymat ma'lum bir vazn uchun strukturaning kuchini ko'rsatadi. Samolyot, raketa va kosmik kemalar kabi sanoat uchun eng katta ahamiyatga ega.

Muayyan kuch jihatidan titanium qotishmalari ishlatiladigan barcha texnik materiallardan eng kuchli hisoblanadi. qotishma po'latlar bilan bog'liq bo'lgan metallarning o'ziga xos kuchi ikki barobar. Ular havoda, kislotali va gidroksidi muhitda korroziyaga uchramaydi, dengiz suvidan qo'rqmaydi va yaxshi issiqlik qarshiligiga ega. Yuqori haroratlarda ularning kuchi magniy va alyuminiy bilan qotishmalarga qaraganda yuqori. Ushbu xususiyatlar tufayli ulardan konstruktiv material sifatida foydalanish doimiy ravishda ortib bormoqda va mashinasozlikda keng qo'llaniladi. Kamchilik titanium qotishmalari ishlov berish qobiliyatining pastligidadir. Bu jismoniy va bilan bog'liq kimyoviy xossalari material va maxsus qotishma tuzilishi.

Yuqorida metallarning o'ziga xos mustahkamligi jadvali mavjud.

Metalllarning plastikligi va mustahkamligidan foydalanish

Yuqori darajada muhim xususiyatlar metall egiluvchanlik va mustahkamlikdir. Bu xususiyatlar bir-biriga bevosita bog'liq. Ular tashqi va ichki kuchlar ta'sirida metallning shaklini o'zgartirishga va makroskopik halokatga yo'l qo'ymaydi.

Yukning ta'siri ostida egiluvchanligi yuqori bo'lgan metallar asta-sekin yo'q qilinadi. Avvaliga ular egilishga ega va shundan keyingina u asta-sekin yiqila boshlaydi. Egiluvchan metallar shaklini osongina o'zgartiradi, shuning uchun ular avtomobil korpuslarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Metalllarning mustahkamligi va egiluvchanligi unga qo'llaniladigan kuchlar qanday yo'naltirilganligiga va materialni ishlab chiqarishda prokat qaysi yo'nalishda amalga oshirilganiga bog'liq. Prokat paytida metall kristallari ko'ndalang yo'nalishga qaraganda ko'proq o'z yo'nalishi bo'yicha cho'zilishi aniqlandi. Po'lat plitalar uchun mustahkamlik va egiluvchanlik prokat yo'nalishi bo'yicha ancha katta. Transvers yo'nalishda mustahkamlik 30% ga, plastiklik esa 50% ga kamayadi, bu ko'rsatkichlar varaq qalinligida ham pastroq. Misol uchun, payvandlash paytida po'lat plitalardagi sinishning ko'rinishini payvand chokining o'qining parallelligi va prokat yo'nalishi bilan izohlash mumkin. Materialning plastikligi va mustahkamligiga ko'ra, uni mashinalar, konstruktsiyalar, asboblar va asboblarning turli qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatish imkoniyati aniqlanadi.

Metallning me'yoriy va dizayn qarshiligi

Metalllarning kuch ta'siriga chidamliligini tavsiflovchi asosiy parametrlardan biri normativ qarshilik hisoblanadi. Dizayn standartlariga muvofiq o'rnatiladi. Dizayn qarshiligi me'yorni ushbu material uchun tegishli xavfsizlik omiliga bo'lish yo'li bilan olinadi. Ba'zi hollarda tuzilmalarning ish sharoitlari koeffitsienti ham hisobga olinadi. Amaliy ahamiyatga ega bo'lgan hisob-kitoblarda, asosan, metallning hisoblangan qarshiligi qo'llaniladi.

Metallning mustahkamligini oshirish usullari

Metall va qotishmalarning mustahkamligini oshirishning bir necha yo'li mavjud:

  • Qusursiz tuzilishga ega bo'lgan qotishmalar va metallarni yaratish. Oddiy metallarning kuchidan bir necha o'n baravar yuqori mo'ylov (mo'ylov) ishlab chiqarish uchun ishlanmalar mavjud.
  • Sun'iy ravishda volumetrik va sirt qotib qolishini olish. Metallni bosim bilan qayta ishlaganda (zarb qilish, tortish, prokatlash, presslash) hajmning qattiqlashuvi hosil bo'ladi, nayzalash va o'qlash sirt qotib qolishini beradi.
  • Davriy jadval elementlari yordamida yaratish.
  • Metallni unda mavjud bo'lgan aralashmalardan tozalash. Natijada, uning mexanik xususiyatlari yaxshilanadi, yoriqlar tarqalishi sezilarli darajada kamayadi.
  • Qismlarning yuzasidan pürüzlülüğü yo'q qilish.
  • O'ziga xos og'irligi alyuminiydan taxminan 70% ga yuqori bo'lgan titanium qotishmalari 4 baravar kuchliroqdir, shuning uchun o'ziga xos mustahkamlik nuqtai nazaridan titan qotishmalari samolyot qurilishida foydalanish uchun foydalidir.
  • Ko'pgina alyuminiy qotishmalari uglerodli po'latlarning o'ziga xos kuchidan oshadi. Alyuminiy qotishmalari yuqori egiluvchanlikka, korroziyaga chidamliligiga ega, bosim va kesish orqali mukammal qayta ishlanadi.
  • Plastmassalar metallarga qaraganda yuqori o'ziga xos kuchga ega. Ammo etarli darajada qattiqlik, mexanik kuch, qarish, mo'rtlashuvning kuchayishi va past issiqlikka chidamliligi tufayli, tekstolitlar va getinaklar, ayniqsa, katta o'lchamli tuzilmalarda foydalanishda cheklangan.
  • Korroziyaga chidamliligi va solishtirma mustahkamligi boʻyicha qora, rangli metallar va ularning koʻpgina qotishmalari shisha bilan mustahkamlangan plastmassalardan past ekanligi aniqlangan.

Metalllarning mexanik xossalari ulardan amaliy ehtiyojlarda foydalanishda eng muhim omil hisoblanadi. Biror turdagi strukturani, qismni yoki mashinani loyihalashda va materialni tanlashda uning barcha mexanik xususiyatlarini hisobga oling.

Metalllarni mexanik sinovdan o'tkazish. Mustahkamlik, metallning mustahkamligini aniqlash.

Mashina qismlari va konstruksiyalarini ishlab chiqarish uchun metallni tanlash dizayn, operatsion, texnologik va iqtisodiy talablar bilan belgilanadi.

Metall zarur quvvatga ega bo'lishi kerak, deformatsiya qilish qobiliyati, ish sharoitlariga (korroziyaga chidamlilik, issiqlik va elektr o'tkazuvchanligi va boshqalar) javob berishi va minimal narxga ega bo'lishi kerak.

Mashina qismlari va metall konstruksiyalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan har qanday metall uchun mustahkamlik asosiy talabdir.

Quvvat - bu materialning yiqilmasdan, tashqi yuklarga bardosh berish qobiliyati. Quvvat o'lchovi - bu qismning har bir kvadrat millimetri (yoki santimetri) bardosh bera oladigan yuk.

Metallning mustahkamligi ma'lum bir shakl va o'lchamdagi namunalarni sinov mashinasida cho'zish orqali aniqlanadi. Cho'zilganida, namunaning tasavvurlar maydoni kamayadi, namuna ingichka bo'ladi va uzunligi ortadi. Bir nuqtada, namunaning butun uzunligi bo'ylab cho'zilishi to'xtaydi va faqat bitta joyda sodir bo'ladi, bo'yin deb ataladigan narsa hosil bo'ladi. Biroz vaqt o'tgach, namuna "bo'yin" shakllanishi joyida buziladi.

Cho'zilish jarayoni shu tarzda faqat yopishqoq materiallar uchun, mo'rt bo'lganlar uchun (qattiq po'lat, quyma temir) uchun bir oz cho'zilgan holda va "bo'yin" hosil bo'lmasdan davom etadi.

Namuna yorilishdan oldin bardosh bergan maksimal yukni (yuk maxsus qurilma bilan o'lchanadi - sinov mashinasining dizayniga kiritilgan kuch o'lchagich), cho'zishdan oldin uning tasavvurlar maydoniga bo'linganda, metallning asosiy xarakteristikasi: olingan, kuchlanish kuchi (s in) deb ataladi.

Dizayner qismning o'lchamlarini aniqlash uchun har bir metallning kuchlanish kuchini bilishi kerak, texnolog - ishlov berish rejimlarini belgilash uchun.

Yuqori haroratlarda an'anaviy sinov mashinalarida qisqa muddatli valentlik sinovlari o'tkaziladi, namunani isitish uchun mashinaga faqat o'choq (odatda elektr muffle) o'rnatilgan. Pech mashinaning romiga o'rnatiladi, shunda mufelning o'qi mashinaning o'qiga to'g'ri keladi. Tekshirish uchun namuna o'choq ichiga joylashtiriladi. Bir xil isitish uchun pechka namunadan 2-4 baravar uzunroq bo'lishi kerak, shuning uchun uni to'g'ridan-to'g'ri mashinaning tutqichlariga mahkamlash mumkin emas. Namuna maxsus issiqlikka bardoshli po'lat uzatmalarda o'rnatiladi, ular o'z navbatida mashinaning tutqichlariga o'rnatiladi.

Barqaror natijalarga erishish uchun namunani sinov haroratida 30 daqiqa ushlab turish kerak. Qizdirilgan metallning kuchlanish kuchining qiymati kuchlanish tezligidan sezilarli darajada ta'sirlanadi: tezlik qanchalik yuqori bo'lsa, kuchlanish kuchining qiymati shunchalik katta bo'ladi. Shuning uchun, po'latning issiqlikka chidamliligini to'g'ri baholash uchun valentlik sinovining davomiyligi 15-20 minut bo'lishi kerak.

Kuch - bu metallning tashqi yuklarning ta'siri ostida vayronagarchilikka qarshi turish qobiliyati. Muhandislik materiali sifatida metallning qiymati, boshqa xususiyatlar bilan birga, kuch bilan belgilanadi.

Kuchlilik qiymati molekulalar orasidagi ichki bog'lanishni yengish uchun qancha kuch kerakligini ko'rsatadi.

Metalllarni cho'zilish kuchiga sinovdan o'tkazish turli quvvatdagi maxsus mashinalarda amalga oshiriladi. Ushbu mashinalar kuch hosil qiluvchi, sinov namunasini cho'zuvchi va namunaga qo'llaniladigan kuch miqdorini ko'rsatadigan yuklash mexanizmidan iborat. Mexanizmlar mexanik va gidravlik harakatlardir.

Mashinalarning kuchi har xil va 50 tonnaga etadi. 7, a dastgohning 2-ramka va qisqichlar 4 dan iborat qurilmasini ko'rsatadi, ular yordamida sinov namunalari 3 mahkamlanadi.

Yuqori qisqich ramkada harakatsiz o'rnatiladi va pastki qisqich sinov paytida namunani cho'zgan holda maxsus mexanizm yordamida sekin pastga tushadi.




Guruch. 7. Metalllarning kuchlanish sinovlari:

a - metallarni kuchlanishni tekshirish uchun qurilma; b - kuchlanish sinovlari uchun namunalar: I - dumaloq, II - tekis

Namuna bo'yicha sinov paytida uzatiladigan yuk 1 o'lchov shkalasidagi qurilma o'qining holati bilan aniqlanishi mumkin.

Natijalarni solishtirish uchun namunalar har doim bir xil sharoitlarda sinovdan o'tkazilishi kerak. Shuning uchun tegishli standartlar sinov namunalarining ma'lum o'lchamlarini belgilaydi.

Uzatilish sinovi uchun standart namunalar shaklda ko'rsatilgan yumaloq va tekis bo'laklarning namunalaridir. 7b.

Yassi namunalar choyshablar, lenta materiallari va boshqalarni sinab ko'rishda ishlatiladi va agar metall profil imkon bersa, yumaloq namunalar tayyorlanadi.

Yakuniy quvvat (s b) - bu materialning yo'q qilinishidan oldin boshdan kechirishi mumkin bo'lgan eng katta stress; metallning kuchlanish kuchi namunani yorilish uchun sinovdan o'tkazishda maksimal yukning namunaning dastlabki tasavvurlar maydoniga nisbatiga teng, ya'ni.

s b = P b / F 0,

bu erda R b - namunaning yorilishidan oldingi eng yuqori yuk, kgf;

F 0 - namunaning dastlabki tasavvurlar maydoni, mm 2.

Mashina va inshootlarning xavfsiz ishlashi uchun ish paytida materialdagi kuchlanishlar belgilangan mutanosiblik chegarasidan, ya'ni deformatsiyalar yuzaga kelmaydigan eng yuqori kuchlanishdan oshmasligi kerak.

Ba'zi metallarning valentlik sinovida kuchlanish kuchi, kgf / mm 2:

Qo'rg'oshin 1.8

Alyuminiy 8