§ 4. МЕХАНИК ХИЧЭЭЛ
Металлын гадны хүчийг эсэргүүцэх чадвар нь механик шинж чанараараа тодорхойлогддог. Тиймээс машины эд анги үйлдвэрлэх материалыг сонгохдоо юуны түрүүнд түүний механик шинж чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай: хүч чадал, уян хатан чанар, уян хатан чанар, цохилтын бат бэх, хатуулаг, тэсвэр тэвчээр. Эдгээр шинж чанарууд нь металууд гадны хүчинд (ачаалал) өртдөг механик туршилтын үр дүнд тодорхойлогддог. Гадны хүч нь статик, динамик эсвэл циклик (давтан хувьсах) байж болно. Ачаалал нь хатуу биет дэх стресс, хэв гажилтыг үүсгэдэг.
Хүчдэл- туршилтын дээжийн хөндлөн огтлолын нэгжийн ачааллын утга. Деформаци- гадны хүчний нөлөөн дор хатуу биетийн хэлбэр, хэмжээ өөрчлөгдөх. Суналтын (шахалтын), гулзайлтын, мушгирах, зүсэлтийн хэв гажилт (Зураг 8) байдаг. Бодит байдал дээр материал нь нэг буюу хэд хэдэн төрлийн деформацид нэгэн зэрэг орж болно.
Цагаан будаа. 8. Деформацийн төрлүүд:
a - шахалт, b - хурцадмал байдал, в - мушгирах, d - зүсэх, e - гулзайлгах
Цагаан будаа. 9. Сунгах диаграм:
a - P-∆l координат дахь нөхцөлт диаграмм, b - нөхцөлт хүчдэлийн диаграм ба жинхэнэ хүчдэлийн диаграмм
Хүч чадал, уян хатан чанар, уян хатан чанарыг тодорхойлохын тулд дугуй эсвэл хавтгай дээж хэлбэрээр металыг статик хурцадмал байдалд туршиж үздэг (ГОСТ 1497-73). Туршилтыг суналтын туршилтын машин дээр гүйцэтгэдэг. Туршилтын үр дүнд суналтын диаграммыг олж авна (Зураг 9). Энэ диаграммын абсцисса тэнхлэг нь хэв гажилтын утгыг, ордны тэнхлэг нь дээжинд өгсөн ачааллыг харуулав.
Хүч чадал- материалын ачааллын дор эвдрэлийг эсэргүүцэх чадварыг түүний суналтын бат бэх, уналтын бат бэхээр үнэлдэг. Материалын бат бөх байдлын чухал үзүүлэлт бол мөн тодорхой хүч чадал юм - материалын суналтын бат бэхийг нягтралд харьцуулсан харьцаа. Эцсийн хүч σ in (түр зуурын эсэргүүцэл) нь дээжийг устгахаас өмнөх хамгийн их ачаалалд харгалзах Па (N/m 2) дахь нөхцөлт хүчдэл юм: σ in =P max /F 0, P max нь хамгийн их ачаалал, N; F 0 - дээжийн ажлын хэсгийн анхны хөндлөн огтлолын талбай, м 2. Жинхэнэ суналтын бат бэх Sk нь тасрах үеийн Pk ачааллыг Fk (Sk = Pk / Fk) хагарсны дараа дээжийн хамгийн бага хөндлөн огтлолын талбайд харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог стресс юм.
Ургацын хүч (физик) σ t нь ачааллын мэдэгдэхүйц өсөлтгүйгээр дээжийн хэв гажилт үүсэх хамгийн бага хүчдэл (МПа) юм: σ t = P t / F 0, энд P t нь уналтын өндөрлөг ажиглагдах ачаалал юм. , Н.
Үндсэндээ нүүрстөрөгч багатай ган, гууль л ундаргатай байдаг. Бусад хайлшууд нь гарцгүй байдаг. Ийм материалын хувьд гарцын бат бэхийг (нөхцөлт) тодорхойлдог бөгөөд энэ үед байнгын суналт нь дээжийн дизайны уртын 0.2% -д хүрдэг: σ 0.2 = P 0.2 / F 0.
Уян хатан байдал- ачааллын P нэгжийг арилгасны дараа материалын анхны хэлбэр, хэмжээсээ сэргээх чадварыг пропорциональ байдлын хязгаар σ pc ба уян хатан байдлын σ нэгжээр үнэлнэ.
Пропорциональ байдлын хязгаарσ pts - стресс (МПа), түүнээс дээш дээжийн σ pts = P pts / F 0-ийн хэрэглэсэн стресс ба хэв гажилтын хоорондох пропорциональ байдал зөрчигддөг.
Уян хатан хязгаар(нөхцөлт) σ 0.05 нь үлдэгдэл хэв гажилт нь дээжийн l0-ийн тооцооны уртын 0.05% -д хүрэх ачаалалд тохирсон МПа дахь нөхцөлт хүчдэл юм: σ 0.05 = P 0.05 / F 0, энд P 0, 05 - уян хатан хязгаар. ачаалал, Н.
Хуванцар, өөрөөр хэлбэл, материал нь нуралтгүйгээр гадны хүчний нөлөөн дор шинэ хэлбэр, хэмжээ авах чадвар нь харьцангуй уртасгах, харьцангуй нарийсалтаар тодорхойлогддог.
Харьцангуй өргөтгөл(хагарсны дараа) δ нь хагарсны дараах дээжийн тооцоолсон уртын өсөлтийн (l-ээс -l 0) анхны тооцоолсон урттай l 0-ийн харьцааг хувиар илэрхийлнэ: δ=[(l-ээс -l 0) /л 0 ]100%.
Харьцангуй нарийсалт(хагарсны дараа) φ нь хагарсны дараах дээжийн хөндлөн огтлолын анхны ба хамгийн бага талбайн хоорондын зөрүүг (F 0 -F to) хөндлөн огтлолын F 0 анхны талбайтай харьцуулсан харьцааг хувиар илэрхийлнэ. : φ=[(F 0 -F to)/F 0 ]100%.
Материалын харьцангуй суналт ба агшилтын утга их байх тусам уян хатан байдаг. Хэврэг материалын хувьд эдгээр утга нь тэгтэй ойролцоо байна. Бүтцийн материалын эмзэг байдал нь сөрөг шинж чанар юм.
Нөлөөллийн хүч, өөрөөр хэлбэл, материалын динамик ачааллыг тэсвэрлэх чадварыг дээжийг таслахад зарцуулсан ажлын W (MJ) -ийг зүсэлтийн талбай дахь түүний хөндлөн огтлолын F (м 2) -ийн харьцаагаар тодорхойлно KS = W. /Ф.
Туршилтын хувьд (ГОСТ 9454-78) тусгай стандарт дээжийг ховилтой дөрвөлжин блок хэлбэрээр хийдэг. Дээжийг дүүжин овоолгын машин дээр туршина. Овоолгын чөлөөт уналттай дүүжин нь ховилын эсрэг талаас дээжийг цохино. Үүний зэрэгцээ ажлыг бүртгэдэг.
Цохилтын бат бөх чанарыг тодорхойлох нь тэгээс доош температурт ажилладаг, хүйтэнд хэврэгших хандлагатай байдаг зарим металлын хувьд онцгой чухал юм. Хүйтэн хэврэг байдлын босго бага байх тусам материалын уян хатан хугарал хэврэг болж хувирах температур, материалын зуурамтгай чанарын нөөц их байх тусам материалын нөлөөллийн бат бэх болно. Хүйтэн хэврэг байдал - бага температурт нөлөөллийн бат бөх чанар буурах.
Циклийн зуурамтгай чанар- энэ нь материалын дахин дахин өөрчлөгддөг ачааллын дор энерги шингээх чадвар юм. Циклийн өндөр хатуулагтай материал нь чичиргээг хурдан бууруулдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн дутуу эвдрэлийн шалтгаан болдог. Жишээлбэл, өндөр циклийн зуурамтгай чанар бүхий цутгамал төмөр нь зарим тохиолдолд (хүрээ болон биеийн бусад хэсгүүдийн хувьд) нүүрстөрөгчийн гангаас илүү үнэ цэнэтэй материал юм.
Хатуу байдалМатериалын өөр, илүү хатуу биет нэвтрэхийг эсэргүүцэх чадварыг нэрлэнэ. Металл хайчлах хэрэгсэл нь өндөр хатуулагтай байх ёстой: таслагч, өрөм, зүсэгч, түүнчлэн гадаргуу дээр хатуурсан хэсгүүд. Металлын хатуулгийг Бринел, Роквелл, Викерсийн аргаар тодорхойлно (Зураг 10).
Бринеллийн арга(ГОСТ 9012-59) нь хатуурсан ган бөмбөлгийг тогтмол ачааллын дор хавтгай металл гадаргуу дээр дарахад үндэслэсэн. Бөмбөгний диаметр ба ачааллын хэмжээг турших металлын хатуулаг, зузаанаас хамаарч тогтооно. Бринеллийн хатуулгийг TSh хатуулаг шалгагч (бөмбөгний хатуулаг шалгагч) ашиглан тодорхойлно. Туршилтыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ. Хатуулгыг хэмжих шаардлагатай дээжийн гадаргуу дээр 3-5 см 2 хэмжээтэй талбайг файл эсвэл зүлгүүрийн дугуйгаар цэвэрлэнэ. Дээжийг багажны ширээн дээр байрлуулж, багажны буланд суурилуулсан ган бөмбөлөгт хүрэх хүртэл дээшлүүлнэ. Жинг доошлуулж, бөмбөгийг туршилтын дээж рүү дардаг. Металлын гадаргуу дээр дардас үүсдэг. Дардас нь том байх тусам метал илүү зөөлөн болно.
NV-ийн хатуулгийн хэмжүүрийг D диаметртэй бөмбөлгийг P хүчээр дарахад үүссэн ачааллыг d диаметр ба t гүнтэй даралтын гадаргуугийн талбайн харьцаагаар авна (Зураг 2-ыг үз). 10, а).
Цагаан будаа. 10. Металлын хатуулгийг Бринел (а), Роквелл (б), Викерсийн (в) аргаар тодорхойлох
Хатуулгийн тоон утгыг дараах байдлаар тодорхойлно: оптик томруулдаг шил (хуваалттай) ашиглан хэвлэх диаметрийг хэмжиж, олж авсан утгыг ашиглан ГОСТ-д хавсаргасан хүснэгтээс харгалзах хатуулгийн тоог олно.
Бринеллийн аргын давуу тал нь туршилтын энгийн байдал, олж авсан үр дүнгийн нарийвчлал юм. Бринеллийн аргыг HB>450-тай материалын хатуулгийг хэмжихийг зөвлөдөггүй, жишээлбэл, хатуурсан ган, хэмжилтийн явцад бөмбөг хэлбэрээ алдаж, уншилтыг гажуудуулдаг.
Хатуу материалыг туршихад ашигладаг Роквелл арга(ГОСТ 9013-59). Оройн өнцөг нь 120°-тай алмаазан конус эсвэл 1.59 мм-ийн диаметртэй хатууруулсан ган бөмбөлөгийг дээжинд дардаг. Роквелл хатуулгийг дурын нэгжээр хэмждэг. Хатуулгийн нэгжийн уламжлалт утга нь үзүүрийн тэнхлэгийн хөдөлгөөнд 0.002 мм-ээр тохирч байна. Туршилтыг TK төхөөрөмж дээр хийдэг. Хатуу байдлын утгыг h доголын гүнээр тодорхойлж, төхөөрөмж дээр суурилуулсан заагчийг ашиглан тоолно. Бүх тохиолдолд урьдчилсан ачаалал P0 нь 100 Н байна.
Өндөр хатуулагтай металлыг туршихдаа алмаазан конусыг ашигладаг бөгөөд нийт ачаалал P = P 0 + P 1 = 1500 N. Хатуулгийг "C" масштабаар хэмжиж, HRC гэж тэмдэглэнэ.
Хэрэв туршилтанд ган бөмбөлөг, нийт ачаалал 1000 Н байвал хатуулгийг "B" масштабаар хэмжиж, HRB гэж тэмдэглэнэ.
Маш хатуу эсвэл нимгэн бүтээгдэхүүнийг туршихдаа алмаазан конус хэрэглэж, нийт ачаалал нь 600 Н. Хатуулаг нь "А" хэмжигдэхүүнээр хэмжигддэг бөгөөд HRA гэж нэрлэгддэг. Роквелл хатуулгийн тэмдэглэгээний жишээ: HRC 50 - хатуулаг 50 "C" масштабаар.
Викерсийн аргаар (ГОСТ 2999-75) хатуулгийг тодорхойлохдоо оройн өнцөг нь 136 ° бүхий тетраэдр алмазан пирамидыг материалд дарагдсан үзүүр болгон ашигладаг. Туршилтын явцад 50-аас 1000 Н хүртэлх ачааллыг ашигладаг (даацын бага утгыг нимгэн бүтээгдэхүүн, металлын хатуу, хатуурсан гадаргуугийн давхаргын хатуулгийг тодорхойлоход ашигладаг). Хатуу байдлын тоон утгыг дараах байдлаар тодорхойлно: ачааллыг зайлуулж, микроскоп ашиглан диагональ уртын арифметик дундаж утгыг ашиглан хэвлэмэл материалын диагональ хоёрын уртыг хэмжиж, хүснэгтээс харгалзах хатуулгийн тоог ол. Vickers хатуулгийн тэмдэглэгээний жишээ бол HV 500 юм.
Металлын хатуулгийг бага хэмжээгээр, жишээлбэл, металлын ширхэгүүд эсвэл түүний бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд үнэлэхийн тулд тодорхойлох аргыг ашигладаг. бичил хатуулаг. Төхөөрөмжийн үзүүр (интер) нь алмаазан тетраэдр пирамид юм (136 ° -ийн оройн өнцөгтэй, Викерсийн туршилтын үед пирамидынхтай ижил). Доголын ачаалал бага, 0.05-5 Н, доголын хэмжээ 5-30 микрон байна. Туршилтыг ачаалах механизмаар тоноглогдсон PMT-3 оптик микроскопоор гүйцэтгэдэг. Бичил хатуулаг нь доголын диагоналын хэмжээгээр үнэлэгддэг.
Ядаргаа гэдэг нь дахин давтагдах хүчдэлийн нөлөөн дор материалын эвдрэлийг аажмаар хуримтлуулж, хагарал, эвдрэл үүсэхэд хүргэдэг үйл явц юм. Металлын ядаргаа нь түүний бие даасан эзэлхүүн дэх стрессийн концентрациас үүдэлтэй бөгөөд үүнд металл бус хольц, хийн бөмбөлөг, янз бүрийн орон нутгийн согог гэх мэт байдаг. Дээжийг дахин ачаалсны үр дүнд устгасны дараа ердийн ядаргааны хугарал үүсдэг. (Зураг 11) ба эд ангиудын гадаад төрхөөрөө ялгаатай хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Гөлгөр (хуучирсан) гадаргуутай хугарлын нэг хэсэг 1 нь дахин дахин өөрчлөгддөг ачааллын үйлчлэлээс үүссэн хагарлын бүсэд гадаргуугийн үрэлтийн улмаас үүсдэг бол нөгөө хэсэг нь мөхлөгт хугарал бүхий 2-р хэсэг нь хагарах үед үүсдэг. дээжийг устгах. Ядаргааны туршилтыг тусгай машин дээр хийдэг. Хамгийн түгээмэл машинууд нь нэг буюу хоёр төгсгөлд бэхлэгдсэн эргэдэг дээжийг олон удаа ээлжлэн гулзайлгах зориулалттай машинууд, түүнчлэн суналтын шахалт ба давтан ээлжлэн мушгих туршилт хийх машинууд юм. Туршилтын үр дүнд ядаргаа эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлдог тэсвэрлэлтийн хязгаарыг тодорхойлдог.
Механик шинж чанар нь механик хүчний (ачааллын) нөлөөн дор металын хэв гажилт, эвдрэлд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлдог.
Үндсэн механик шинж чанарууд нь:
Хүч чадал
- хуванцар чанар
- цохилтын хүч
- хатуулаг
Хүч чадал- энэ нь механик хүчний (ачаалал) нөлөөн дор метал нурж унахгүй байх чадвар юм.
ХуванцарМеханик хүчний (ачаалал) нөлөөгөөр эвдрэлгүйгээр хэлбэрээ өөрчлөх (гажиг) металлын чадвар юм.
Металлын нөлөөллийн (динамик) механик хүчийг (цочролын ачаалал) тэсвэрлэх чадварыг тодорхойлдог.
Хатуу байдалЭнэ нь металын бусад хатуу материал руу нэвтрэхийг эсэргүүцэх чадвар юм.
Металлын механик туршилтын төрөл ба нөхцөл
Механик шинж чанарыг тодорхойлохын тулд дараахь төрлийн туршилтуудыг хийдэг.
Суналтын туршилт;
- статик гулзайлтын туршилт;
- цохилтын гулзайлтын туршилт;
- хатуулгийн хэмжилт.
Дээжийг турших нөхцөл нь: температур, төрөл, дээжинд үзүүлэх ачааллын шинж чанар.
Туршилтын температур:
Хэвийн (+20 ° C);
- бага (+20°С-аас доош, температур 0...-60°С);
- өндөр (+20°С-ээс дээш, температур +100...+1200°С).
Ачааллын төрөл:
| сунах | |
| шахалт | |
| нугалах |  |
| мушгих |  |
| зүсмэл |  |
Ачааллын хэрэглээний шинж чанар:
Ачаалал нь аажмаар, жигд нэмэгддэг эсвэл тогтмол хэвээр байна - статик туршилтууд;
- ачааллыг өндөр хурдаар хийдэг; цочролын ачаалал - динамик туршилтууд;
- олон дахин давтагдах хувьсах ачаалал; ачааллын хэмжээ эсвэл хэмжээ, чиглэлийн өөрчлөлт (хүчдэл ба шахалт) - тэсвэрлэлтийн туршилт.
Механик туршилтын дээж
Механик туршилтыг стандарт дээж дээр хийдэг. Туршилтын төрлөөс хамааран дээжийн хэлбэр, хэмжээсийг тогтооно.
Механик суналтын туршилтын хувьд стандарт цилиндр (дугуй хөндлөн огтлол) ба хавтгай (тэгш өнцөгт хөндлөн огтлол) дээжийг ашигладаг. Цилиндр дээжийн хувьд голч нь dо=10 мм, богино lо=5×do = 50 мм, урт lо=10×do = 100 мм диаметртэй дээжийг голчлон авна.
Хавтгай дээж нь хуудасны зузаантай тэнцэх зузаантай, өргөн нь 10, 15, 20 эсвэл 30 мм-ийн хэмжээтэй байна.
Суналтын бариулын толгойгүй хавтгай дээж
Толгойтой хавтгай дээж
Механик шинж чанарыг статик туршилтаар тодорхойлно
Статикдээжинд өгсөн ачаалал аажмаар, жигд нэмэгддэг туршилтууд юм.
Статик суналтын туршилтанд металлын дараах үндсэн механик шинж чанаруудыг тодорхойлно.
Ургацын хүч (σ t);
- суналтын бат бэх буюу түр зуурын эсэргүүцэл (σ in);
- харьцангуй суналт (δ);
- харьцангуй нарийсалт (ψ).
суналтын ачааллыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүйгээр дээжийн хэв гажилтын хүчдэл юм.
дээжийн эвдрэлийн өмнөх хамгийн их ачааллын стресс.
нь устгасны дараа дээжийн уртын өсөлтийг туршилтын өмнөх анхны урттай харьцуулсан харьцаа юм.
Энэ нь устгасны дараа дээжийн хөндлөн огтлолын бууралтыг туршилтын өмнөх анхны талбайтай харьцуулсан харьцаа юм.
Статик суналтын туршилтын үед төмөр болон бусад хуванцар металлууд нь Pm тогтмол ачааллын дор дээжийг сунгах үед уналтын өндөртэй байдаг.
Pmax хамгийн их ачаалалтай үед дээжийн нэг хэсэгт "хүзүү" гэж нэрлэгддэг хөндлөн огтлолын нарийсалт гарч ирдэг. Сорьцыг устгах нь хүзүүнээс эхэлдэг. Дээжийн хөндлөн огтлол багасч байгаа тул дээжийг устгах нь дээд хэмжээнээс бага ачаалалтай үед тохиолддог. Туршилтын явцад төхөөрөмжүүд нь ачааллыг тодорхойлсон суналтын диаграммыг зурдаг. Туршилтын дараа устгасан дээжийг нэгтгэж, хүзүүний эцсийн урт ба диаметрийг хэмжинэ. Эдгээр өгөгдлүүдийн дагуу хүч чадал, уян хатан чанарыг тооцоолно.
Механик нөлөөллийн туршилт
Динамик туршилтууд нь хэв гажилтын хурд нь статик туршилтаас хамаагүй өндөр байдаг туршилтууд юм.
Динамик нөлөөллийн гулзайлтын туршилтууд нь металлын хэврэг хугаралд өртөх хандлагыг харуулдаг. Энэ арга нь дүүжин овоолгын нэг цохилтоор ховилтой (стресс баяжуулагч) дээжийг устгахад суурилдаг.
Стандарт нь гурван төрлийн ховилтой дээжийг өгдөг.
R = 1 мм радиустай U хэлбэрийн дээж (KCU арга);
R = 0.25 мм радиустай V хэлбэрийн дээж (KCV арга);
дээж I – ядаргааны хагарал бүхий хэлбэртэй (KST арга).
Цохилтын хүч гэдэг нь баяжуулах үйлдвэрийн байршил дахь дээжийн анхны хөндлөн огтлолтой холбоотой нөлөөллийн ажил гэж ойлгогддог.
Туршилтын дараа дээжийг устгахад шаардагдах цохилтын ажлыг дүүжин овоолгын масштаб ашиглан тодорхойлно. Дээжний хөндлөн огтлолын талбайг бүтэлгүйтэхээс өмнө тодорхойлно.
МЕТАЛЛЫН ХАТУУЛЛЫГ ТОДОРХОЙЛОХ
Хатуулаг нь бөмбөлөг, конус эсвэл пирамид доголдсон үед гадаргуугийн давхаргад хуванцар хэв гажилтыг эсэргүүцэх металлын шинж чанар юм. Хатуу байдлын хэмжилт нь энгийн бөгөөд хурдан хийгддэг бөгөөд бүтээгдэхүүнийг устгахгүйгээр гүйцэтгэдэг. Хатуу байдлыг тодорхойлох гурван аргыг өргөн ашигладаг.
Бринеллийн хатуулаг (хатуулгийн нэгжийг HB гэж тэмдэглэсэн);
- Rockwell хатуулаг (хатуулгийн нэгжийг HR гэж тодорхойлсон);
- Викерсийн хатуулаг (хатуулгийн нэгжийг HV гэж тодорхойлсон).
Бринеллийн хатуулгийг тодорхойлохдоо ачааны нөлөөгөөр дээж (бүтээгдэхүүн) руу D = 10 мм диаметртэй ган бөмбөлөг шахаж, ачааллыг авсны дараа доголын диаметр d-ийг хэмжихээс бүрдэнэ.
Бринеллийн хатуулгийг HB тоо, үсгээр тэмдэглэнэ, жишээлбэл, 180 HB. Хэвлэлийн диаметр бага байх тусам хатуулаг өндөр болно. Хатуулаг нь өндөр байх тусам металлын бат бөх чанар нэмэгдэж, уян хатан чанар бага байдаг. Металл зөөлөн байх тусам төхөөрөмж дээрх ачаалал бага байх болно. Тиймээс ган, цутгамал төмрийн хатуулгийг тодорхойлохдоо ачааллыг 3000 Н, никель, зэс, хөнгөн цагааны хувьд - 1000 Н, хар тугалга, цагаан тугалганы хувьд - 250 Н байна.
Роквеллийн хатуулгийг тодорхойлох нь алмаазан конус (A ба C масштаб) эсвэл 1.6 мм-ийн диаметртэй ган бөмбөлөг (масштаб В) дараалсан урьдчилсан (Po) үйл ажиллагааны дор туршилтын дээж (бүтээгдэхүүн) руу дарах явдал юм. ба үндсэн (P) ачаалал ба хэмжилтийн үзүүрийн нэвтрэлтийн гүнд (h). Роквеллийн хатуулгийг хуваарийг харуулсан тоо болон HR үсгээр илэрхийлнэ. Жишээлбэл, 60 HRC (хатуулаг нь C масштабаар 60).
Викерсийн хатуулгийг тодорхойлох нь ердийн тетраэдр пирамид хэлбэртэй алмаазан үзүүрийг ачааны нөлөөн дор дээж (бүтээгдэхүүн) руу шахаж, ачааллыг арилгасны дараа үлдсэн доголын диагональ d-ыг хэмжихэд оршино. Энэ аргыг нимгэн хэсгүүдийн хатуулаг, өндөр хатуулагтай нимгэн гадаргуугийн давхаргыг тодорхойлоход ашигладаг. Викерсийн хатуулгийг тоо, үсгээр тэмдэглэсэн HV, жишээлбэл, 200 HV.
Статик гулзайлтын туршилт
Хэлбэр, хэмжээгээр өгөгдсөн гулзайлтыг металл хүлээн авах чадварыг тодорхойлохын тулд статик гулзайлтын технологийн туршилтыг ашигладаг. Үүнтэй төстэй туршилтыг гагнасан холбоос дээр гүйцэтгэдэг.
Гулзайлтын туршилтыг хуудас болон хэлбэртэй (саваа, дөрвөлжин, өнцөг, суваг гэх мэт) металлаар хийсэн дээж дээр гүйцэтгэдэг. Хуудасны хувьд дээжийн өргөнийг (b) хоёр дахин зузаантай (2 т) тэнцүү, гэхдээ 10 мм-ээс багагүй байна. Мандрелийн радиусыг техникийн үзүүлэлтэд заасан болно.
Гурван төрлийн гулзайлт байдаг:
Тодорхой өнцгөөр нугалах;
- хажуу талууд параллель болтол эрдэнийн эргэн тойронд нугалах;
- хажуу тийшээ хүрэх хүртэл ойртож нугалах (хавтгайлах).
Дээжэнд хагарал, урагдал, хугарал, хугарал байхгүй байгаа нь дээжийг сорилтод тэнцсэнийг илтгэнэ.
Металлын механик шинж чанарыг тодорхойлох аргуудыг дараахь байдлаар хуваана.
- статик, ачаалал аажмаар, жигд нэмэгдэх үед (суналт, шахалт, гулзайлтын, мушгиа, хатуулгийн туршилт);
- динамик, ачаалал өндөр хурдтай өсөх үед (нөлөөллийн гулзайлтын туршилт);
- цикл, ачаалал нь хэмжээ, чиглэлд дахин дахин өөрчлөгдөх үед (ядрах туршилт).
Суналтын туршилт
Суналтын бат бэхийг туршихдаа суналтын бат бэх (σ in), уналтын бат бэх (σ t), харьцангуй сунгалт (δ), харьцангуй агшилт (ψ) зэргийг тодорхойлно. Туршилтыг суналтын туршилтын машин дээр хөндлөн огтлолын Fo, ажлын (тооцсон) урттай стандарт дээжийг ашиглан гүйцэтгэдэг. Туршилтын үр дүнд суналтын диаграммыг олж авна (Зураг 1). Абсцисса тэнхлэг нь хэв гажилтын утгыг, ордны тэнхлэг нь дээжинд үзүүлэх ачааллын утгыг илэрхийлнэ.
Эцсийн хүч чадал (σ in) нь дээжийн анхны хөндлөн огтлолын талбайтай (Pmax/Fo) холбоотой материалын устгалгүйгээр тэсвэрлэх хамгийн их ачаалал юм.
Цагаан будаа. 1. Хүчдэлийн диаграмм
Сунгах үед дээж уртасч, хөндлөн огтлол нь тасралтгүй буурч байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жинхэнэ стрессийг тодорхой агшинд ажиллаж буй ачааллыг тухайн үеийн дээжийн талбайд хуваах замаар тодорхойлно. Өдөр тутмын практикт жинхэнэ хүчдэлийг тодорхойлдоггүй боловч дээжийн Fo хөндлөн огтлол өөрчлөгдөхгүй гэж үзвэл нөхцөлт хүчдэлийг ашигладаг.
Ургацын хүч (σ t) нь дээжийн анхны хөндлөн огтлолын талбайтай (Рт/Fo) холбоотой хуванцар хэв гажилт үүсэх ачаалал юм. Гэсэн хэдий ч суналтын туршилтын үед ихэнх хайлш нь диаграмм дээр уналтын өндөрлөгүүд байдаггүй. Тиймээс нөхцөлт гарцын бат бэхийг (σ 0.2) тодорхойлно - 0.2% -ийн хуванцар хэв гажилттай тохирох стресс. Сонгосон утга нь 0.2% нь уян харимхайгаас хуванцар хэв гажилт руу шилжих шилжилтийг маш нарийн тодорхойлдог.
Материалын шинж чанарууд нь уян хатан хязгаарыг (σ pr) агуулдаг бөгөөд энэ нь хуванцар хэв гажилт нь өгөгдсөн утгад хүрэх стрессийг илэрхийлдэг. Ихэвчлэн 0.005-ийн үлдэгдэл омгийн утгыг ашигладаг; 0.02; 0.05%. Тиймээс σ 0.05 = Ppr / Fo (Ppr нь суналтын үлдэгдэл 0.05% байх ачаалал юм).
Пропорциональ байдлын хязгаар σ pc = Ppc / Fo (Ppc нь хамгийн их ачаалал бөгөөд түүний үйл ажиллагааны дор Хукийн хууль хангагдсан хэвээр байна).
Хуванцар чанар нь харьцангуй суналт (δ) ба харьцангуй агшилт (ψ) -ээр тодорхойлогддог.
δ = [(lk - lo)/lo]∙100% ψ = [(Fo – Fk)/Fo]∙100%,
энд lk нь дээжийн эцсийн урт; lo ба Fo нь дээжийн анхны урт ба хөндлөн огтлолын талбай; Fk нь хагарлын талбайн хөндлөн огтлолын талбай юм.
Уян хатан чанар багатай материалын хувьд дээжийг суурилуулах явцад бага зэргийн гажуудал нь эвдрэлийн ачааллыг тодорхойлоход ихээхэн алдаа гаргадаг тул суналтын туршилт хийхэд хэцүү байдаг. Ийм материалыг ихэвчлэн гулзайлтын туршилт хийдэг.
Хатуу байдлын туршилт
Дүрэм журам:
Хатуулаг гэдэг нь материалын өөр, илүү хатуу бие, дотогшоо нэвтрэхийг эсэргүүцэх чадвар юм. Материалын хатуулгийг Brinell, Rockwell, Vickers, Shore аргуудаар тодорхойлно (Зураг 2).
 |
 |
 |
| А | б | В |
Цагаан будаа. 2. Бринелл (а), Роквелл (б), Викерс (в) -ийн дагуу хатуулгийг тодорхойлох схемүүд
Металлын Бринеллийн хатуулгийг HB үсэг болон тоогоор илэрхийлнэ. Хатуулгийн тоог SI систем рүү хөрвүүлэхийн тулд K = 9.8 106 коэффициентийг ашиглан Бринеллийн хатуулгийн утгыг үржүүлнэ: HB = HB K, Pa.
Бринеллийн хатуулгийн аргыг HB 450-аас дээш хатуулагтай ган, 200 HB-аас дээш хатуулагтай өнгөт металлд хэрэглэхийг зөвлөдөггүй.
Төрөл бүрийн материалын хувьд эцсийн хүч чадал (МПа) ба хатуулгийн тоо HB хоорондын хамаарлыг тогтоосон: σ ≈ 3.4 HB - халуун цувисан нүүрстөрөгчийн гангийн хувьд; σ-д ≈ 4.5 HB - зэсийн хайлш, σ-д ≈ 3.5 HB - хөнгөн цагааны хайлш.
Роквеллийн аргаар хатуулгийг тодорхойлохдоо алмаазан конус эсвэл ган бөмбөлгийг металл дээр дарах замаар гүйцэтгэдэг. Rockwell төхөөрөмж нь гурван масштабтай - A, B, C. Алмазан конусыг хатуу материалыг (А ба С масштаб), бөмбөгийг зөөлөн материалыг (В масштаб) туршихад ашигладаг. Масштабаас хамааран хатуулгийг HRB, HRC, HRA үсгээр тэмдэглэж, тусгай нэгжээр илэрхийлнэ.
Викерсийн аргыг ашиглан хатуулгийг хэмжихдээ тетраэдр алмазан пирамидыг металл гадаргуу дээр дардаг (нутагласан эсвэл өнгөлсөн). Энэ аргыг өндөр хатуулагтай (жишээ нь, нитритийн дараа) нимгэн хэсгүүд болон нимгэн гадаргуугийн давхаргын хатуулгийг тодорхойлоход ашигладаг. Викерсийн хатуулгийг HV гэж тодорхойлсон. HV хатуулгийн тоог SI системд хөрвүүлэх нь HB хатуулгийн тоог хөрвүүлэхтэй адил хийгддэг.
Шорын аргыг ашиглан хатуулгийг хэмжихдээ гадаргуутай перпендикуляр сорьцтой бөмбөг нь дээж дээр унах ба хатуулгийг бөмбөгний цохилтын өндрөөр тодорхойлж, HS гэж тэмдэглэнэ.
Кузнецов-Герберт-Ребиндерийн арга - хатуулаг нь судлаж буй металл болох савлуурын хэлбэлзлийн саармагжуулах хугацаагаар тодорхойлогддог.
Нөлөөллийн туршилт
Цохилтын бат бөх чанар нь материалын динамик ачааллыг тэсвэрлэх чадварыг тодорхойлдог бөгөөд үүнээс үүдэн хэврэг хугарал үүсэх хандлагатай байдаг. Нөлөөллийн туршилтын хувьд ховилтой тусгай дээжийг хийдэг бөгөөд дараа нь дүүжин цохилтын хөтөч дээр устгадаг (Зураг 3). Дүүжин овоолгын хэмжүүрийг ашиглан устгахад зарцуулсан K ажлыг тодорхойлж, эдгээр туршилтын үр дүнд олж авсан гол шинж чанар болох цохилтын бат бэхийг тооцоолно. Энэ нь дээжийг устгах ажлын түүний хөндлөн огтлолын харьцаагаар тодорхойлогддог бөгөөд MJ/m 2-ээр хэмжигддэг.
Цохилтын хүчийг тодорхойлохын тулд KS үсгийг ашиглан, дээж дээрх зүсэлтийн төрлийг харуулсан гуравны нэгийг нэмнэ үү: U, V, T. KCU гэсэн тэмдэглэгээ нь U хэлбэрийн ховилтой дээжийн цохилтын бат бэхийг, KCV-тэй гэсэн үг юм. V хэлбэрийн ховил, мөн KCT - хагарал бүхий , зүсэлтийн суурь дээр бий болсон. Цохилтын туршилтын үед дээжийг устгах ажил нь хагарал үүсгэх ажил (Az) ба хагарал тархах ажил (Ar) гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ.
Цохилтын бат бөх чанарыг тодорхойлох нь ялангуяа бага температурт ажилладаг, хүйтэнд хэврэгших хандлагатай байдаг, өөрөөр хэлбэл ажлын температур буурах тусам цохилтын бат бөх чанар буурдаг.
Цагаан будаа. 3. Дүүжин овоолго машин ба цохилтын дээжийн схем
Бага температурт ховилтой дээжинд цохилт өгөх туршилтыг хийхдээ хүйтэн хэврэг байдлын босго хэмжээг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь температурын бууралт нь материалын хэврэг хугарлын хандлагад үзүүлэх нөлөөг тодорхойлдог. Уян хугаралаас хэврэг хугарал руу шилжих үед температурын хязгаарт цохилтын бат бэх огцом буурч байгаа нь хүйтэн хэврэг байдлын температурын босго гэж нэрлэгддэг. Энэ тохиолдолд хугарлын бүтэц нь фиброз царцсан (хугарал) -аас талст гялалзсан (хэврэг хугарал) болж өөрчлөгддөг. Хүйтэн хэврэг байдлын босго нь температурын хязгаар (tb. - txr.) эсвэл нэг температур t50-аар тодорхойлогддог бөгөөд энэ үед дээжийн хугаралд утаслаг бүрэлдэхүүн хэсгийн 50% ажиглагдаж эсвэл цохилтын бат бэхийн утга хоёр дахин буурдаг.
Материалын өгөгдсөн температурт ажиллахад тохиромжтой байдлыг ажлын температур ба хүйтэн хэврэгшилийн шилжилтийн температурын зөрүүгээр тодорхойлдог зуурамтгай чанарын температурын хязгаараар үнэлдэг бөгөөд энэ нь том байх тусам материал илүү найдвартай байдаг.
Ядаргааны тест
Ядаргаа гэдэг нь дахин давтагдах хүчдэлийн нөлөөн дор материалын эвдрэлийг аажмаар хуримтлуулах үйл явц бөгөөд энэ нь хагарал, эвдрэл үүсэхэд хүргэдэг. Металлын ядаргаа нь түүний бие даасан эзэлхүүн дэх стрессийн концентраци (металл бус ба хийн хольц хуримтлагдах, бүтцийн согог) зэргээс үүсдэг. Металлын ядаргааг тэсвэрлэх чадварыг тэсвэрлэх чадвар гэж нэрлэдэг.
Ядаргааны туршилтыг нэг буюу хоёр төгсгөлд бэхэлсэн эргэлдэх дээжийн давтан ээлжлэн гулзайлгах машинууд эсвэл хурцадмал шахалтыг шалгах машинууд эсвэл давтан ээлжлэн мушгих машинууд дээр хийдэг. Туршилтын үр дүнд материалын ядаргаа эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлдог тэсвэрлэлтийн хязгаарыг тодорхойлдог.
Ядаргааны хязгаар нь үндсэн тооны ачааллын мөчлөгийн дараа ядаргааны эвдрэл үүсэхгүй байх хамгийн их ачаалал юм.
Тэсвэрлэлтийн хязгаарыг σ R гэж тэмдэглэсэн бөгөөд R нь мөчлөгийн тэгш бус байдлын коэффициент юм.
Тэсвэрлэлтийн хязгаарыг тодорхойлохын тулд дор хаяж арван дээжийг туршина. Сорьц бүрийг бүтэлгүйтлийн нэг стресс эсвэл үндсэн тооны циклээр туршина. Циклийн үндсэн тоо нь дор хаяж 107 ачаалал (гангийн хувьд), 108 (өнгөт металлын хувьд) байх ёстой.
Бүтцийн бат бэхийн чухал шинж чанар нь мөчлөгийн ачаалалд тэсвэрлэх чадвар бөгөөд энэ нь 0.5...1 мм хэмжээтэй макроскопийн анхны ядаргааны хагарал үүссэн мөчөөс эцсийн устах хүртэл эд ангиудын ажиллах хугацаа гэж ойлгогддог. Амьдрах чадвар нь бүтээгдэхүүний найдвартай ажиллагааг хангахад онцгой ач холбогдолтой бөгөөд ядаргааны хагарлыг эрт илрүүлэх, цаашид үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх замаар асуудалгүй ажиллах боломжийг олгодог.
Металлын суналтын туршилт нь дээжийг сунгах (Δl) нь хэрэглэсэн ачаалал (P) -ээс хамаарлыг графикаар зурж, дараа нь энэ диаграммыг нөхцөлт хүчдэлийн диаграм (σ - ε) болгон дахин бүтээхээс бүрдэнэ.
Суналтын туршилтыг ижил ГОСТ-ийн дагуу хийж, туршилт хийсэн дээжийг тодорхойлно.
Дээр дурдсанчлан туршилтын явцад металлын суналтын диаграммыг хийдэг. Энэ нь хэд хэдэн онцлог шинж чанартай байдаг:
- OA хэсэг нь P ачаалал ба ∆l суналтын хоорондох пропорционалын хэсэг юм. Энэ бол Хукийн хууль хадгалагдан үлдсэн газар юм. Энэхүү пропорциональ байдлыг 1670 онд Роберт Хук нээсэн бөгөөд хожим нь Хукийн хууль гэж нэрлэгдэх болсон.
- OB хэсэг нь уян хатан хэв гажилтын хэсэг юм. Өөрөөр хэлбэл, дээжинд Ru-аас ихгүй ачаалал өгч, дараа нь буулгасан бол буулгах явцад дээжийн хэв гажилт нь ачих үед нэмэгдсэн хуулийн дагуу буурна.
В цэгээс дээш хүчдэлийн диаграмм нь шулуун шугамаас хазайсан - хэв гажилт нь ачааллаас хурдан өсч эхэлдэг бөгөөд диаграмм нь муруй хэлбэртэй болдог. Рт (цэг C) -д тохирох ачааллын үед диаграмм нь хэвтээ хэсэгт ордог. Энэ үе шатанд дээж нь ачаалал бараг нэмэгддэггүй, мэдэгдэхүйц байнгын суналтыг авдаг. Стресс-хэмжилтийн диаграмм дээрх ийм хэсэг үүсэх нь тогтмол ачааллын үед деформацийн материалын шинж чанараар тайлбарлагддаг. Энэ шинж чанарыг материалын шингэн чанар гэж нэрлэдэг ба абсцисса тэнхлэгтэй параллель хүчдэлийн деформацийн диаграмм хэсгийг уналтын талбай гэж нэрлэдэг. 
Заримдаа ургацын өндөрлөг нь долгионтой байдаг. Энэ нь ихэвчлэн хуванцар материалын суналттай холбоотой бөгөөд эхлээд хэсгийн орон нутгийн сийрэгжилт үүсч, дараа нь энэ сийрэгжилт нь материалын зэргэлдээх эзэлхүүн рүү тархаж, энэ процесс нь тархалтын үр дүнд үүсдэгтэй холбон тайлбарладаг. ийм долгионы хувьд ургацын талбайд тохирсон ерөнхий жигд суналт үүсдэг. Ургацын шүд байгаа үед материалын механик шинж чанарыг тодорхойлохдоо дээд ба доод гарцын хязгаарын тухай ойлголтыг нэвтрүүлдэг.
Ургацын тэгш тал гарч ирсний дараа материал нь суналтыг эсэргүүцэх чадварыг дахин олж авч, диаграмм дээшилнэ. D цэг дээр хүч хамгийн их утга Pmax хүрдэг. Хүч Pmax хүрэхэд дээж дээр орон нутгийн хурц нарийсал гарч ирдэг - хүзүү. Хүзүүний хөндлөн огтлолын хэмжээ багасах нь ачаалал буурч, диаграммын K цэгт тохирох мөчид дээж хагардаг.
Сорьцыг сунгахад өгөх ачаалал нь тухайн сорьцын геометрээс хамаарна. Хөндлөн огтлолын хэмжээ их байх тусам дээжийг сунгахад шаардагдах ачаалал их байх болно. Энэ шалтгааны улмаас үүссэн машины диаграмм нь материалын механик шинж чанарын чанарын үнэлгээг өгдөггүй. Дээжийн геометрийн нөлөөллийг арилгахын тулд машины диаграммыг σ − ε координатад P ординатыг дээжийн анхны хөндлөн огтлолын A0 ба абсцисса ∆l-т хуваах замаар сэргээнэ. Ийм байдлаар дахин зохион байгуулсан диаграммыг нөхцөлт стресс диаграм гэж нэрлэдэг. Энэхүү шинэ диаграммаас аль хэдийн материалын механик шинж чанарыг тодорхойлсон болно.
Дараахь механик шинж чанаруудыг тодорхойлно.
Пропорционалийн хязгаар σпз– Хукийн хуулийн хүчинтэй байдал зөрчигдсөн хамгийн их стресс σ = Eε, энд E нь уртааш уян хатан байдлын модуль эсвэл эхний төрлийн уян хатан байдлын модуль юм. Энэ тохиолдолд E =σ/ε = tanα, өөрөөр хэлбэл E модуль нь диаграммын тэгш өнцөгт хэсгийн абсцисса тэнхлэгт налуу өнцгийн тангенс юм. 
Уян хатан хязгаар σу- тодорхой заасан утгын үлдэгдэл хэв гажилтын харагдах байдалд тохирсон нөхцөлт хүчдэл (0.05; 0.001; 0.003; 0.005%); үлдэгдэл хэв гажилтын хүлцлийг σу дахь индекст заасан 
Ургацын хүч σт– суналтын ачааллыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүйгээр хэв гажилтын өсөлт үүсэх стресс
Мөн ялгардаг баталгаа хүч- энэ нь үлдэгдэл хэв гажилт нь тодорхой утгад хүрэх нөхцөлт хүчдэл юм (ихэвчлэн дээжийн ажлын уртын 0.2%; дараа нь нөхцөлт уналтын хүчийг σ0.2 гэж тэмдэглэнэ). Дүрмээр бол σ0.2-ийн утгыг диаграмм дээр тэгш өнцөгт эсвэл уналтын шүдгүй материалын хувьд тодорхойлно.
Металл нь өндөр уян хатан чанар, дулаан, цахилгаан дамжуулалтаар тодорхойлогддог. Тэд өвөрмөц металл гялбаатай байдаг.
D.I-ийн үелэх системийн 80 орчим элемент нь металлын шинж чанартай байдаг. Менделеев. Металл, түүнчлэн металлын хайлш, ялангуяа бүтцийн хувьд механик шинж чанар нь маш чухал бөгөөд гол зүйл нь бат бөх, уян хатан чанар, хатуулаг, нөлөөллийн бат бөх чанар юм.
Гадны ачааллын нөлөөн дор хатуу биед стресс, деформаци үүсдэг. дээжийн анхны хөндлөн огтлолын талбайтай холбоотой.
Деформаци -Энэ нь гадны хүчний нөлөөн дор эсвэл фазын өөрчлөлт, агшилт гэх мэт бие махбодид тохиолддог физик үйл явцын үр дүнд хатуу биетийн хэлбэр, хэмжээ өөрчлөгдөх явдал юм. Деформаци байж болно уян хатан(ачааллыг арилгасны дараа алга болно) ба хуванцар(ачааллыг арилгасны дараа үлдэнэ). Тогтмол нэмэгдэж буй ачаалалтай үед уян хатан хэв гажилт нь дүрмээр бол хуванцар болж хувирдаг бөгөөд дараа нь дээж нь нурдаг.
Ачаалал өгөх аргаас хамааран метал, хайлш болон бусад материалын механик шинж чанарыг шалгах аргуудыг статик, динамик, ээлжлэн гэж хуваадаг.
Хүч чадал -статик, динамик эсвэл ээлжлэн ачааллын үед металын хэв гажилт, эвдрэлийг эсэргүүцэх чадвар. Статик ачааллын дор металлын бат бөх чанарыг хурцадмал байдал, шахалт, гулзайлтын болон мушгиагаар шалгадаг. Суналтын туршилтыг заавал хийх ёстой. Динамик ачааллын үед хүчийг тодорхой цохилтын хүчээр, ээлжлэн ачааллын үед - ядаргааны хүчээр үнэлдэг.
Хүч чадал, уян хатан чанар, уян хатан чанарыг тодорхойлохын тулд дугуй эсвэл хавтгай дээж хэлбэртэй металуудыг статик хурцадмал байдалд туршиж үздэг. Туршилтыг суналтын туршилтын машин дээр гүйцэтгэдэг. Туршилтын үр дүнд суналтын диаграммыг олж авна (Зураг 3.1). . Энэхүү диаграммын абсцисса тэнхлэг нь суналтын утгыг, ордны тэнхлэг нь дээжинд хэрэглэсэн стрессийн утгыг харуулав.
Графикаас харахад хэрэглэсэн стресс нь хичнээн бага байсан ч хэв гажилт үүсгэдэг бөгөөд анхны хэв гажилт нь үргэлж уян хатан байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь хүчдэлээс шууд хамаардаг. Диаграммд үзүүлсэн муруй дээр (Зураг 3.1) уян хатан хэв гажилт нь шугамаар тодорхойлогддог. О.Аба түүний үргэлжлэл.
Цагаан будаа. 3.1. Даралтын муруй
Цэгээс дээгүүр Астресс ба ачаалал хоорондын пропорциональ байдал зөрчигддөг. Стресс нь зөвхөн уян харимхай төдийгүй үлдэгдэл, хуванцар деформаци үүсгэдэг. Түүний утга нь тасархай шугамаас хатуу муруй хүртэлх хэвтээ сегменттэй тэнцүү байна.
Гадны хүчний нөлөөн дор уян хатан хэв гажилтын үед болор тор дахь атомуудын хоорондын зай өөрчлөгддөг. Ачааллыг арилгах нь атом хоорондын зайг өөрчлөхөд хүргэсэн шалтгааныг арилгаж, атомууд анхны байрандаа буцаж, деформаци арилдаг.
Хуванцар хэв гажилт нь огт өөр, илүү төвөгтэй процесс юм. Хуванцар хэв гажилтын үед болорын нэг хэсэг нөгөөтэйгөө харьцангуй хөдөлдөг. Хэрэв ачааллыг арилгавал болорын шилжсэн хэсэг нь анхны байрлалдаа буцаж ирэхгүй; деформаци хэвээр байх болно. Эдгээр шилжилтийг бичил бүтцийн үзлэгээр илрүүлдэг. Нэмж дурдахад, хуванцар хэв гажилт нь үр тарианы доторх мозайк блокуудыг бутлах замаар дагалддаг бөгөөд деформацийн их хэмжээгээр мөхлөгийн хэлбэр, тэдгээрийн орон зай дахь байршил мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж, мөхлөгүүдийн хооронд хоосон зай (нүх) гарч ирдэг. (заримдаа үр тарианы дотор).
Хараат байдлыг илэрхийлдэг OAV(3.1-р зургийг үз) гаднаас хэрэглэсэн хүчдэл ( σ ) ба түүнээс үүссэн харьцангуй хэв гажилт ( ε ) металлын механик шинж чанарыг тодорхойлдог.
· шулуун шугамын налуу О.Ахаруулж байна металлын хатуулаг, эсвэл гаднаас ирж буй ачаалал нь атом хоорондын зайг хэрхэн өөрчилдөг шинж чанар бөгөөд энэ нь эхлээд ойролцоогоор атом хоорондын таталцлын хүчийг тодорхойлдог;
· шулуун шугамын налуу өнцгийн тангенс О.А уян хатан модультай пропорциональ (Э), энэ нь харьцангуй уян хатан хэв гажилтаар хуваагдсан хүчдэлийн коэффициенттэй тоон тэнцүү байна:
пропорциональ байдлын хязгаар гэж нэрлэгддэг хүчдэл ( σ pc), хуванцар хэв гажилт үүсэх мөчтэй тохирч байна. Деформацийг хэмжих арга нь илүү нарийвчлалтай байх тусам цэг нь доогуур байна А;
· техникийн хэмжилтэнд шинж чанар гэж нэрлэдэг ургацын хүч (σ 0.2). Энэ нь дээж, бүтээгдэхүүний урт эсвэл бусад хэмжээтэй харьцуулахад 0.2% -тай тэнцэх үлдэгдэл хэв гажилтыг үүсгэдэг стресс юм;
хамгийн их хүчдэл ( σ в) хурцадмал байдлын үед хүрсэн хамгийн их ачаалалтай тохирч, гэж нэрлэдэг түр зуурын эсэргүүцэл эсвэл суналтын бат бэх .
Материалын өөр нэг шинж чанар нь хугарлын өмнөх хуванцар хэв гажилтын хэмжээ бөгөөд уртын (эсвэл хөндлөн огтлолын) харьцангуй өөрчлөлт гэж нэрлэгддэг. харьцангуй өргөтгөл (δ ) эсвэл харьцангуй нарийсал (ψ ), тэдгээр нь металлын уян хатан чанарыг тодорхойлдог. Муруй доорх талбай OAVметаллыг устгахад зарцуулах ёстой ажилтай пропорциональ . Янз бүрийн аргаар (голчлон зүссэн дээжийг цохих замаар) тодорхойлогддог энэ үзүүлэлтийг тодорхойлдог зуурамтгай чанар металл
Дээжийг эвдрэлийн цэг хүртэл сунгах үед хэрэглэсэн хүч ба дээжийн суналтын хоорондын хамаарлыг графикаар (Зураг 3.2) тэмдэглэснээр деформацийн диаграмм гэж нэрлэгддэг.
Цагаан будаа. 3.2. Диаграм "хүч (хүчдэл) - сунгалт"
Хайлшийг ачаалах үед дээжийн хэв гажилт нь эхлээд макроэластик шинж чанартай бөгөөд дараа нь аажмаар, янз бүрийн мөхлөгт тэгш бус ачааллын дор хуванцар болж хувирдаг бөгөөд энэ нь мултрах механизмаар дамждаг. Деформацийн үр дүнд мултрах хуримтлал нь металыг бэхжүүлэхэд хүргэдэг боловч тэдгээрийн нягтрал нь мэдэгдэхүйц байх үед, ялангуяа бие даасан хэсгүүдэд устгалын төвүүд үүсч, эцэст нь дээжийг бүхэлд нь устгахад хүргэдэг.
Суналтын туршилтын үед бат бөх чанарыг дараах шинж чанаруудаар үнэлнэ.
1) суналтын бат бэх;
2) пропорциональ байдлын хязгаар;
3) урсацын хүч;
4) уян хатан хязгаар;
5) уян хатан модуль;
6) урсацын хүч;
7) харьцангуй суналт;
8) харьцангуй жигд суналт;
9) хагарлын дараа харьцангуй нарийссан.
Суналтын бат бэх (суналтын бат бэх эсвэл суналтын бат бэх) σ-д,нь хамгийн их ачаалалд тохирох хүчдэл юм Р Вдээжийг устгахаас өмнө:
σ in = P in /F 0,
Энэ шинж чанар нь металлын хувьд заавал байх ёстой.
Пропорциональ байдлын хязгаар (σ pc) - энэ бол нөхцөлт хүчдэл юм Р pc, энэ үед деформаци ба ачааллын хоорондох гүүрний пропорциональ хамаарлаас хазайлт эхэлдэг. Энэ нь тэнцүү байна:
σ pc = P pc /F 0.
Үнэ цэнэ σ pc-ийг кгс/мм 2 эсвэл МПа-аар хэмждэг .
Ургацын хүч (σ t) нь хүчдэл ( РТ) ачаалал мэдэгдэхүйц нэмэгдэхгүйгээр дээж хэв гажилт (урсдаг). Томъёогоор тооцоолно:
σ t = РТ / Ф 0 .
Уян хатан хязгаар (σ 0.05) нь суналтын үлдэгдэл нь дээжийн ажлын хэсгийн огтлолын уртын 0.05%-д хүрч, тензоометрийн суурьтай тэнцэх хүчдэл юм. Уян хатан хязгаар σ 0.05-ийг дараахь томъёогоор тооцоолно.
σ 0,05 = П 0,05 /Ф 0 .
Уян хатан модуль (Э) – уян харимхай хэв гажилтын хязгаар доторх хүчдэлийн өсөлтийн суналтын харгалзах өсөлтийн харьцаа. Энэ нь тэнцүү байна:
E = Pl 0 /л дундаж Ф 0 ,
Хаана ∆Р- ачааллын өсөлт; л 0– дээжийн анхны тооцоолсон урт; би гэрлэсэн– суналтын дундаж өсөлт; Ф 0 – анхны хөндлөн огтлолын талбай.
Ургацын хүч
(нөхцөлт)
– ажлын хэсгийн дээжийн хэсгийн уртын 0.2%-д хүрэх үлдэгдэл суналт нь заасан шинж чанарыг тодорхойлохдоо суналтыг харгалзан үздэг хүчдэл.
Томъёогоор тооцоолно:
σ 0,2 = П 0,2 /Ф 0 .
Суналтын диаграмм дээр уналтын тэгш тал байхгүй тохиолдолд л болзолт уналтын хүчийг тодорхойлно.
Харьцангуй өргөтгөл (салсны дараа) - устгасны дараа дээжийн тооцоолсон уртын өсөлтийн харьцаатай тэнцүү материалын уян хатан байдлын нэг шинж чанар ( би) анхны үр дүнтэй урт хүртэл ( л 0) хувиар:
Харьцангуй жигд суналт (δ р)– урагдсаны дараа дээжийн ажлын хэсгийн зүсэлтийн уртын өсөлтийг туршилтын өмнөх урттай харьцуулсан харьцааг хувиар илэрхийлнэ.
Хагарлын дараах харьцангуй нарийсалт (ψ ), түүнчлэн харьцангуй суналт нь материалын уян хатан байдлын шинж чанар юм. Ялгаатай харьцаагаар тодорхойлогддог Ф 0 ба хамгийн бага ( F хүртэл) Устгасны дараа дээжийн хөндлөн огтлолын талбайг анхны хөндлөн огтлолын талбай хүртэл ( F 0), хувиар илэрхийлнэ:
Уян хатан байдал – хэв гажилт үүсгэдэг гадны хүчийг зайлуулсны дараа металын өмнөх хэлбэрээ сэргээх шинж чанар. Уян хатан чанар нь уян хатан байдлын эсрэг шинж чанар юм.
Ихэнхдээ хүчийг тодорхойлохын тулд хатуулаг хэмжих энгийн, үл эвдэх, хялбаршуулсан аргыг ашигладаг.
Доод хатуулаг материалыг гадны биет нэвтрэхэд тэсвэртэй гэж ойлгодог, өөрөөр хэлбэл хатуулаг нь хэв гажилтын эсэргүүцлийг тодорхойлдог. Хатуу байдлыг тодорхойлох олон арга байдаг. Хамгийн түгээмэл нь Бринеллийн арга (Зураг 3.3, а), туршилтын биед хүч хэрэглэх үед Рдиаметртэй бөмбөг Д. Бринеллийн хатуулгийн тоо (HH) нь ачаалал ( Р), хэвлэлийн бөмбөрцөг гадаргуугийн талбайд хуваагдана (диаметр г).
Цагаан будаа. 3.3. Хатуу байдлын туршилт:
a – Бринеллийн хэлснээр; б – Роквеллийн дагуу; в - Викерсийн хэлснээр
Хатуулаг хэмжих үед Викерсийн арга (Зураг 3.3, б) алмазан пирамид дарагдсан байна. Хэвлэлийн диагональыг хэмжих замаар ( г), материалын хатуулгийг (HV) шүүнэ.
Хатуулаг хэмжих үед Роквелл арга (Зураг 3.3, в) хонхорхой нь алмазан конус (заримдаа жижиг ган бөмбөлөг) юм. Хатуу байдлын тоо нь доголын гүний эсрэг утгатай байна ( h). A, B, C гэсэн гурван масштабтай (Хүснэгт 3.1).
|
|
Зөөлөн материалд Brinell, Rockwell B масштабын аргыг, хатуу материалд Rockwell C масштабын арга, нимгэн давхаргад (хуудас) Роквелл А масштабын арга, Викерсийн аргыг ашигладаг. Хатуулаг хэмжих аргууд нь хайлшийн дундаж хатуулгийг тодорхойлдог. Хайлшийн бие даасан бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хатуулгийг тодорхойлохын тулд хэв гажилтыг огцом нутагшуулах, маш бага ачааллын дор 100-400 дахин томруулсан нимгэн хэсэг дээр олдсон алмазан пирамидыг тодорхой газар дарах шаардлагатай. (1-ээс 100 гф хүртэл), дараа нь доголын диагональыг микроскопоор хэмжинэ. Үүний үр дүнд гарсан шинж чанар ( Н) гэж нэрлэдэг бичил хатуулаг , мөн тодорхой бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгийн хатуулгийг тодорхойлдог.
Хүснэгт 3.1 Роквелл аргыг ашиглан хатуулгийг хэмжих туршилтын нөхцөл
|
Туршилтын нөхцөл |
Тэмдэглэл t бат бөх байдал |
|
|
Р= 150 кгс |
||
|
Алмазан конус ба ачаалалаар турших үед Р= 60 кгс |
||
|
Ган бөмбөлөг дарж, ачих үед Р= 100 кгс |
NV утгыг кгс / мм 2 (энэ тохиолдолд нэгжийг ихэвчлэн заадаггүй) эсвэл SI - МПа (1 кгф / мм 2 = 10 МПа) -аар хэмждэг.
Зуурамтгай чанар – металлын нөлөөллийн ачааллыг эсэргүүцэх чадвар. Зуурамтгай чанар нь хэврэг байдлын эсрэг шинж чанар юм. Ашиглалтын явцад олон эд анги нь зөвхөн статик ачааллыг мэдрэхээс гадна цочролын (динамик) ачаалалд өртдөг. Жишээлбэл, төмөр замын уулзвар дээрх зүтгүүр, автомашины дугуйнууд ийм ачааллыг мэдэрдэг.
Динамик туршилтын үндсэн төрөл нь гулзайлтын нөхцөлд ховилтой дээжийн цохилтын ачаалал юм. Динамик нөлөөллийн ачааллыг дүүжин цохилтот хөтчүүд (Зураг 3.4), түүнчлэн унасан ачааллын үед гүйцэтгэдэг. Энэ тохиолдолд дээжийг хэв гажилт, устгахад зарцуулсан ажлыг тодорхойлно.
Ихэвчлэн эдгээр туршилтуудад дээжийг хэв гажилт, устгахад зарцуулсан тодорхой ажлыг тодорхойлдог. Үүнийг дараах томъёогоор тооцоолно.
KS =К/ С 0 ,
Хаана KS- тодорхой ажил; TO– дээжийн хэв гажилт, эвдрэлийн нийт ажил, J; S 0– зүсэлтийн талбайн дээжийн хөндлөн огтлол, м 2 эсвэл см 2.
Цагаан будаа. 3.4. Дүүжин цохилтот шалгагч ашиглан цохилтын туршилт
Туршилтын өмнө бүх төрлийн сорьцын өргөнийг хэмждэг. U ба V хэлбэрийн ховилтой дээжийн өндрийг туршилтын өмнө, харин туршилтын дараа T хэлбэрийн ховилтойгоор хэмждэг. Үүний дагуу хугарлын хэв гажилтын тодорхой ажлыг KCU, KCV, KST гэж тэмдэглэнэ.
Эмзэг байдал бага температурт металл гэж нэрлэдэг хүйтэн хэврэг байдал . Цохилтын бат бэхийн утга нь өрөөний температураас хамаагүй бага байна.
Материалын механик шинж чанарын өөр нэг шинж чанар нь ядрах хүч. Зарим эд анги (босоо ам, холбогч саваа, пүрш, булаг, төмөр зам гэх мэт) нь ашиглалтын явцад хэмжээ, чиглэл (тэмдэг) нь нэгэн зэрэг өөрчлөгдөх ачаалалтай тулгардаг. Ийм ээлжлэн (чичиргээ) ачааллын нөлөөн дор метал ядарч, хүч чадал нь буурч, хэсэг нь нурж унадаг. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг ядрахметалл, үүнээс үүдэн үүссэн хугарал нь ядаргаа юм. Ийм нарийн ширийнийг мэдэхийн тулд та мэдэх хэрэгтэй тэсвэрлэх хязгаар, тэдгээр. өгөгдсөн тооны ачааллын өөрчлөлт (цикл) үед металын эвдрэлгүйгээр тэсвэрлэх хамгийн их хүчдэлийн хэмжээ ( Н).
Элэгдэлд тэсвэртэй -үрэлтийн процессын улмаас металлын элэгдэлд тэсвэртэй байдал. Энэ нь жишээлбэл, холбоо барих материал, ялангуяа цахилгаанжуулсан тээврийн гүйдлийн коллекторын контакт утас ба гүйдэл цуглуулах элементүүдийн хувьд чухал шинж чанар юм. Элэгдэл нь үрэлтийн гадаргуугаас бие даасан хэсгүүдийг салгахаас бүрдэх бөгөөд геометрийн хэмжээс эсвэл хэсгийн массын өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог.
Ядаргааны бат бэх ба элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь бүтцийн эд ангиудын бат бөх байдлын хамгийн бүрэн дүр зургийг өгдөг бөгөөд хатуулаг нь эдгээр хэсгүүдийн найдвартай байдлыг тодорхойлдог.
