§ 4. MEKANİK ÖZELLİKLER
Bir metalin dış kuvvetlere direnme yeteneği mekanik özelliklerle karakterize edilir. Bu nedenle, makine parçalarının üretimi için bir malzeme seçerken, öncelikle mekanik özelliklerini dikkate almak gerekir: mukavemet, elastikiyet, süneklik, darbe dayanımı, sertlik ve dayanıklılık. Bu özellikler, metallerin dış kuvvetlere (yüklere) maruz kaldığı mekanik testlerin sonuçlarına göre belirlenir. Dış kuvvetler statik, dinamik veya döngüsel (tekrar tekrar değişken) olabilir. Yük, katıda strese ve deformasyona neden olur.
Gerilim- test numunesinin birim kesit alanı başına yük değeri. Deformasyon- Uygulanan dış kuvvetlerin etkisi altında katı bir cismin şeklinin ve boyutunun değişmesi. Çekme (basınç), bükülme, burulma ve kayma deformasyonları vardır (Şekil 8). Gerçekte bir malzeme aynı anda bir veya daha fazla deformasyona maruz kalabilir.
Pirinç. 8. Deformasyon türleri:
a - sıkıştırma, b - gerilim, c - burulma, d - kesme, e - bükülme
Pirinç. 9.Streç Tablosu:
a - P-∆l koordinatlarındaki koşullu diyagram, b - koşullu stres diyagramı ve gerçek stres diyagramı
Mukavemet, elastikiyet ve sünekliği belirlemek için yuvarlak veya düz numuneler şeklindeki metaller statik gerilim açısından test edilir (GOST 1497-73). Testler çekme test makinelerinde gerçekleştirilir. Testler sonucunda çekme diyagramı elde edilir (Şekil 9). Bu diyagramın apsis ekseni deformasyon değerlerini, ordinat ekseni ise numuneye uygulanan yükleri gösterir.
Kuvvet- Bir malzemenin yükler altında tahribat direnci, çekme mukavemeti ve akma mukavemeti ile değerlendirilir. Bir malzemenin mukavemetinin önemli bir göstergesi aynı zamanda spesifik mukavemettir - malzemenin çekme mukavemetinin yoğunluğuna oranı. Nihai mukavemet σ in (geçici direnç), numunenin yok edilmesinden önceki en büyük yüke karşılık gelen Pa (N/m 2) cinsinden koşullu gerilimdir: σ in =P max /F 0, burada P max en büyük yüktür, N; F 0 - numunenin çalışma kısmının ilk kesit alanı, m2. Gerçek çekme mukavemeti Sk, kopma anında Pk yükünün Fk kopmasından sonra numunenin minimum kesit alanına oranıyla belirlenen strestir (Sk = Pk / Fk).
Akma mukavemeti (fiziksel) σ t, yükte gözle görülür bir artış olmadan numunenin deforme olduğu en düşük gerilimdir (MPa cinsinden): σ t = P t / F 0, burada P t, akma platosunun gözlendiği yüktür , N.
Temel olarak yalnızca düşük karbonlu çelik ve pirinçte verim platosu vardır. Diğer alaşımların akma platoları yoktur. Bu tür malzemeler için, kalıcı uzamanın numunenin tasarım uzunluğunun% 0,2'sine ulaştığı akma dayanımı (koşullu) belirlenir: σ 0,2 = P 0,2 / F 0.
Esneklik- P ünitesinin yükü kaldırıldıktan sonra malzemenin orijinal şeklini ve boyutlarını geri kazanma yeteneği, orantı limiti σ pc ve elastik limit σ ünitesi ile değerlendirilir.
Orantılılık sınırıσ pts - stres (MPa), bunun üzerinde uygulanan stres ile numunenin deformasyonu arasındaki orantılılık σ pts = P pts / F 0 ihlal edilir.
Elastik sınır(koşullu) σ 0,05, artık deformasyonun ilk olarak numunenin tasarım uzunluğunun %0,05'ine ulaştığı yüke karşılık gelen MPa cinsinden koşullu gerilimdir l0: σ 0,05 = P 0,05 / F 0, burada P 0, 05 - elastik sınır yük, N.
Plastik yani bir malzemenin dış kuvvetlerin etkisi altında çökmeden yeni bir şekil ve boyut alabilme yeteneği, göreceli uzama ve göreceli daralma ile karakterize edilir.
Uzama(kopma sonrası) δ, kopma sonrasında numunenin tahmini uzunluğundaki artışın (l ila -l 0), yüzde olarak ifade edilen orijinal tahmini uzunluğu l 0'a oranıdır: δ=[(l ila -l 0) /l 0 ]%100.
Göreceli daralma(kopmadan sonra) φ, kopmadan sonra numunenin kesitinin başlangıç ve minimum alanları (F 0 -F ila) arasındaki farkın, yüzde olarak ifade edilen, kesitin başlangıç alanı F 0'a oranıdır. : φ=[(F 0 -F ila)/F 0 ]100%.
Bir malzemenin bağıl uzama ve büzülme değerleri ne kadar büyükse o malzeme o kadar sünektir. Kırılgan malzemeler için bu değerler sıfıra yakındır. Yapısal bir malzemenin kırılganlığı olumsuz bir özelliktir.
Darbe gücü yani bir malzemenin dinamik yüklere dayanma yeteneği, bir numuneyi kırmak için harcanan W işinin (MJ cinsinden) kesi bölgesindeki F kesit alanına (m2 cinsinden) oranı olarak tanımlanır KS = W /F.
Test için (GOST 9454-78), çentikli kare bloklar şeklinde özel standart numuneler yapılır. Numune sarkaçlı kazık çakıcılarda test edilir. Kazık çakıcının serbest düşen sarkacı, çentiğin karşı tarafından numuneye çarpıyor. Aynı zamanda iş kayıt altına alınır.
Darbe dayanımının belirlenmesi özellikle sıfırın altındaki sıcaklıklarda çalışan ve soğukta kırılganlık eğilimi gösteren bazı metaller için önemlidir. Soğuk kırılganlık eşiği, yani bir malzemenin sünek kırılmasının kırılgan hale geldiği sıcaklık ne kadar düşükse ve malzemenin viskozite rezervi ne kadar büyükse, malzemenin darbe dayanımı da o kadar büyük olur. Soğuk kırılganlık - düşük sıcaklıklarda darbe dayanımında azalma.
Döngüsel viskozite- Bu, malzemelerin tekrarlanan değişken yükler altında enerjiyi absorbe etme yeteneğidir. Yüksek döngüsel dayanıklılığa sahip malzemeler, genellikle erken arızaların nedeni olan titreşimleri hızlı bir şekilde sönümler. Örneğin yüksek döngüsel viskoziteye sahip dökme demir, bazı durumlarda (çerçeveler ve diğer gövde parçaları için) karbon çeliğinden daha değerli bir malzemedir.
Sertlik bir malzemenin başka, daha katı bir cismin içine nüfuz etmesine direnme yeteneğini çağırın. Metal kesme aletleri yüksek sertliğe sahip olmalıdır: kesiciler, matkaplar, kesiciler ve ayrıca yüzey sertleştirilmiş parçalar. Metalin sertliği Brinell, Rockwell ve Vickers yöntemleriyle belirlenir (Şekil 10).
Brinell yöntemi(GOST 9012-59), sertleştirilmiş bir çelik bilyenin sabit yük altında düz bir metal yüzeye bastırılması gerçeğine dayanmaktadır. Bilyanın çapı ve yükün büyüklüğü, test edilen metalin sertliğine ve kalınlığına bağlı olarak ayarlanır. Brinell sertliği bir TSh sertlik test cihazı (bilya sertliği test cihazı) kullanılarak belirlenir. Test aşağıdaki şekilde gerçekleştirilir. Sertliği ölçülmesi gereken numunenin yüzeyinde eğe veya aşındırıcı disk ile 3-5 cm2 boyutunda bir alan temizlenir. Numune alet masasına yerleştirilir ve alet miline monte edilmiş çelik bilye ile temas edene kadar kaldırılır. Ağırlık indirilir ve top test numunesinin içine doğru bastırılır. Metalin yüzeyinde bir baskı oluşur. Baskı ne kadar büyük olursa metal o kadar yumuşak olur.
NV'nin sertliğinin ölçüsü, yükün, çapı d ve derinliği t olan baskının yüzey alanına oranı olarak alınır; bu, D çapındaki bir topun P kuvveti ile bastırılmasıyla oluşur (bkz. 10, a).
Pirinç. 10. Brinell (a), Rockwell (b) ve Vickers (c) yöntemleriyle metal sertliğinin belirlenmesi
Sertliğin sayısal değeri şu şekilde belirlenir: optik bir büyüteç kullanarak (bölmeli) baskının çapını ölçün ve elde edilen değeri kullanarak GOST'a ekli tabloda karşılık gelen sertlik numarasını bulun.
Brinell yönteminin avantajı testin basitliği ve elde edilen sonuçların doğruluğudur. Brinell yöntemi, örneğin sertleştirilmiş çelik gibi HB>450 olan malzemelerin sertliğinin ölçülmesi için önerilmez, çünkü ölçüm sırasında bilya deforme olur ve okumalar bozulur.
Katı malzemeleri test etmek için kullanılır Rockwell yöntemi(GOST 9013-59). Tepe açısı 120° olan bir elmas koni veya 1,59 mm çapında sertleştirilmiş bir çelik bilya numunenin içine bastırılır. Rockwell sertliği isteğe bağlı birimlerle ölçülür. Sertlik biriminin geleneksel değeri, ucun 0,002 mm'lik eksenel hareketine karşılık gelir. Test bir TK cihazında gerçekleştirilir. Sertlik değeri h girintisinin derinliğine göre belirlenir ve cihaza takılı gösterge kadranı kullanılarak sayılır. Her durumda P0 ön yükü 100 N'dir.
Yüksek sertliğe sahip metalleri test ederken bir elmas koni kullanılır ve toplam yük P = P 0 + P 1 = 1500 N. Sertlik “C” ölçeğinde ölçülür ve HRC olarak adlandırılır.
Test bir çelik bilya ve toplam 1000 N yük alırsa sertlik “B” ölçeğinde ölçülür ve HRB olarak adlandırılır.
Çok sert veya ince ürünleri test ederken bir elmas koni ve toplam 600 N yük kullanın. Sertlik “A” ölçeğinde ölçülür ve HRA olarak gösterilir. Rockwell sertlik tanımına bir örnek: HRC 50 - “C” ölçeğinde sertlik 50.
Vickers yöntemiyle (GOST 2999-75) sertliği belirlerken, malzemeye bastırılan uç olarak 136° tepe açısına sahip dört yüzlü bir elmas piramit kullanılır. Test sırasında 50 ila 1000 N arası yükler kullanılır (ince ürünlerin ve sert, sertleştirilmiş metal yüzey katmanlarının sertliğini belirlemek için daha küçük yük değerleri kullanılır). Sertliğin sayısal değeri şu şekilde belirlenir: yükü kaldırdıktan sonra ve bir mikroskop kullanarak baskının her iki köşegeninin uzunluğunu ölçün ve köşegen uzunluğun elde edilen aritmetik ortalama değerini kullanarak, tabloda karşılık gelen sertlik numarasını bulun. Vickers sertlik tanımına bir örnek HV 500'dür.
Küçük hacimlerdeki metallerin sertliğini değerlendirmek için, örneğin metal taneleri veya yapısal bileşenleri üzerinde, belirlemek için bir yöntem kullanılır. mikro sertlik. Cihazın ucu (girintisi) bir elmas tetrahedral piramittir (tepe açısı 136° olan, Vickers testi sırasındaki piramidinkiyle aynıdır). Girinti üzerindeki yük küçüktür ve 0,05-5 N tutarındadır ve girinti boyutu 5-30 mikrondur. Test, bir yükleme mekanizmasıyla donatılmış bir PMT-3 optik mikroskobu üzerinde gerçekleştirilir. Mikro sertlik girinti köşegeninin boyutuna göre değerlendirilir.
Yorulma, tekrarlanan alternatif gerilimlerin etkisi altında bir malzemede kademeli olarak hasar birikmesi, çatlak oluşumuna ve tahribata yol açma sürecidir. Metal yorgunluğu, metalik olmayan kalıntıların, gaz kabarcıklarının, çeşitli yerel kusurların vb. bulunduğu bireysel hacimlerdeki stres konsantrasyonundan kaynaklanır. Tekrarlanan yüklemenin bir sonucu olarak numunenin tahrip edilmesinden sonra tipik bir yorulma kırığı oluşur. (Şekil 11) ve görünüm itibariyle farklı iki parçadan oluşmaktadır. Pürüzsüz (aşınmış) bir yüzeye sahip kırığın (1) bir kısmı, tekrar tekrar değişken yüklerin etkisinden kaynaklanan çatlaklar alanındaki yüzeylerin sürtünmesi nedeniyle oluşur, diğer kısım (2) ise granüler bir kırılma ile oluşur. numunenin imhası. Yorulma testleri özel makinelerde yapılmaktadır. En yaygın makineler, bir veya her iki uçtan sabitlenmiş dönen bir numunenin tekrarlanan değişken bükülmesine yönelik makinelerin yanı sıra çekme-basınç ve tekrarlanan değişken burulma testlerine yönelik makinelerdir. Testler sonucunda yorulma direncini karakterize eden dayanıklılık sınırı belirlenir.
Mekanik özellikler, bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında deformasyona ve tahribata karşı direncini karakterize eder.
Ana mekanik özellikler şunları içerir:
Kuvvet
- plastisite
- darbe dayanımı
- sertlik
Kuvvet– bu, bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında çökmeme yeteneğidir.
Plastik bir metalin mekanik kuvvetlerin (yük) etkisi altında tahribatsız şekil değiştirme (deforme olma) yeteneğidir.
Bir metalin darbe (dinamik) mekanik kuvvetlere (şok yükler) dayanma yeteneğini belirler.
Sertlik bir metalin diğer sert malzemelerin içine nüfuz etmesine direnme yeteneğidir.
Metallerin mekanik test türleri ve koşulları
Mekanik özellikleri belirlemek için aşağıdaki test türleri gerçekleştirilir:
Çekme testleri;
- statik bükülme testleri;
- darbeli bükme testleri;
- sertlik ölçümü.
Numuneleri test etme koşulları şunları içerir: numunelere uygulanan yükün sıcaklığı, türü ve niteliği.
Test sıcaklığı:
Normal (+20°C);
- düşük (+20°C'nin altında, sıcaklık 0...-60°C);
- yüksek (+20°C'nin üstünde, sıcaklık +100...+1200°C).
Yük türü:
| germe | |
| sıkıştırma | |
| bükülmek |  |
| burulma |  |
| dilim |  |
Yük uygulamasının karakteri:
Yük yavaş ve düzgün bir şekilde artar veya sabit kalır - statik testler;
- yükün yüksek hızlarda uygulanması; şok yükü - dinamik testler;
- çoklu tekrarlanan değişken yük; Büyüklükteki veya büyüklük ve yöndeki yük değişiklikleri (gerilme ve basma) - dayanıklılık testleri.
Mekanik test numuneleri
Standart numuneler üzerinde mekanik testler yapılır. Numunelerin şekli ve boyutları testin türüne bağlı olarak belirlenir.
Mekanik çekme testleri için standart silindirik (dairesel kesitli) ve düz (dikdörtgen kesitli) numuneler kullanılır. Silindirik numuneler için çapı dо=10 mm, kısa lо=5×do = 50 mm ve uzun lо=10×do = 100 mm olan numuneler ana numuneler olarak alınır.
Düz numunelerin kalınlığı levhanın kalınlığına eşit olup genişlik 10, 15, 20 veya 30 mm olarak ayarlanmıştır.
Çekme kavramaları için kafaları olmayan düz numune
Başlıklı düz örnek
Statik testlerle belirlenen mekanik özellikler
Statik numuneye uygulanan yükün yavaş ve düzgün bir şekilde arttığı testlerdir.
Statik çekme testlerinde metalin aşağıdaki temel mekanik özellikleri belirlenir:
Akma dayanımı (σ t);
- çekme mukavemeti veya geçici direnç (σ in);
- bağıl uzama (δ);
- göreceli daralma (ψ).
çekme yükünde gözle görülür bir artış olmadan numunenin deforme olduğu strestir.
numunenin arızalanmasından önceki maksimum yükteki strestir.
imhadan sonra numunenin uzunluğundaki artışın testten önceki başlangıç uzunluğuna oranıdır.
numunenin imha sonrasında kesit alanındaki azalmanın testten önceki başlangıç alanına oranıdır.
Statik çekme testinde, demir ve diğer plastik metaller, numune sabit bir Pm yükü altında uzatıldığında bir akma platosuna sahiptir.
Maksimum yük Pmax'ta, numunenin bir bölümünde "boyun" adı verilen kesitte bir daralma görülür. Numunenin tahribatı boyunda başlar. Numunenin kesiti azaldığı için numunenin tahribatı maksimumdan daha düşük bir yükte meydana gelir. Test sırasında cihazlar, yüklerin belirlendiği bir çekme diyagramı çizer. Testten sonra yok edilen numuneler bir araya getirilerek boynun nihai uzunluğu ve çapı ölçülür. Bu verilerden mukavemet ve süneklik hesaplanır.
Mekanik darbe testi
Dinamik testler, deformasyon oranının statik testlere göre önemli ölçüde yüksek olduğu testlerdir.
Dinamik darbeli bükme testleri, bir metalin gevrek kırılmaya uğrama eğilimini ortaya koymaktadır. Yöntem, bir sarkaçlı kazık çakıcının bir darbesi ile bir numunenin bir çentik (gerilme yoğunlaştırıcı) ile imha edilmesine dayanmaktadır.
Standart, üç tip çentikli numuneler sağlar:
R = 1 mm yarıçaplı U şekilli numune (KCU yöntemi);
Yarıçapı R = 0,25 mm olan V şekilli numune (KCV yöntemi);
numune I – yorulma çatlağı ile şekillendirilmiştir (KST yöntemi).
Darbe dayanımı, yoğunlaştırıcı konumundaki numunenin ilk kesit alanıyla ilgili darbe işi olarak anlaşılmaktadır.
Testin ardından numuneyi yok etmek için gereken darbe işi sarkaçlı kazık çakıcı terazisi kullanılarak belirlenir. Numunenin kesit alanı arızadan önce belirlenir.
METALLERİN SERTLİK TAYİNİ
Sertlik, bir metalin, bir top, koni veya piramit girintili olduğunda yüzey katmanındaki plastik deformasyona direnme özelliğidir. Sertlik ölçümü basit ve hızlıdır ve ürüne zarar vermeden gerçekleştirilir. Sertliği belirlemek için üç yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır:
Brinell sertliği (sertlik birimi HB ile gösterilir);
- Rockwell sertliği (sertlik birimi HR olarak belirlenmiştir);
- Vickers sertliği (sertlik birimi HV olarak belirlenmiştir).
Brinell sertliğinin belirlenmesi, D = 10 mm çapında bir çelik bilyenin bir yükün etkisi altında numuneye (ürüne) bastırılmasından ve yükün kaldırılmasından sonra girinti çapının d ölçülmesinden oluşur.
Brinell sertliği HB rakamları ve harfleriyle, örneğin 180 HB ile gösterilir. Baskının çapı ne kadar küçük olursa sertlik o kadar yüksek olur. Sertlik ne kadar yüksek olursa metalin mukavemeti o kadar artar ve sünekliği o kadar az olur. Metal ne kadar yumuşak olursa cihaz üzerindeki yük o kadar az olur. Bu nedenle, çelik ve dökme demirin sertliğini belirlerken yük, nikel, bakır ve alüminyum için - 1000 N, kurşun ve kalay için - 250 N olmak üzere 3000 N olarak alınır.
Rockwell sertliğinin belirlenmesi, ardışık olarak uygulanan ön hazırlık (Po) etkisi altında elmas konili (A ve C ölçekleri) veya 1,6 mm çapında (B ölçeği) çelik bilyeli bir ucun test numunesine (ürün) bastırılmasından oluşur. ve ana (P) yükler ve ölçümde uç penetrasyon derinliği (h). Rockwell sertliği, ölçeği belirten HR rakamları ve harfleriyle gösterilir. Örneğin, 60 HRC (C ölçeğinde sertlik 60).
Vickers sertliğinin belirlenmesi, normal dört yüzlü piramit şeklindeki bir elmas ucunun bir yükün etkisi altında numuneye (ürüne) bastırılmasından ve yükün kaldırılmasından sonra kalan girintinin (d) köşegeninin ölçülmesinden oluşur. Yöntem, ince parçaların ve sertliği yüksek ince yüzey katmanlarının sertliğini belirlemek için kullanılır. Vickers sertliği sayı ve harflerle HV, örneğin 200 HV ile gösterilir.
Statik bükme testleri
Statik bükülmeye yönelik teknolojik testler, bir metalin şekil ve boyutta verilen bir bükülmeyi kabul etme yeteneğini belirlemek için kullanılır. Kaynaklı bağlantılarda da benzer testler yapılır.
Bükme testleri sac ve şekilli (çubuk, kare, köşebent, kanal vb.) metalden yapılmış numuneler üzerinde gerçekleştirilir. Sac metal için numune genişliği (b), kalınlığın (2 t) iki katına eşit, ancak 10 mm'den az olmayacak şekilde alınır. Mandrelin yarıçapı teknik özelliklerde belirtilmiştir.
Üç tür bükülme vardır:
Belli bir açıya kadar bükün;
- kenarlar paralel oluncaya kadar mandrelin etrafında bükün;
- kenarlar birbirine değene kadar (düzleşinceye kadar) bükün.
Numunede çatlak, yırtık, delaminasyon veya kırık olmaması numunenin testi geçtiğinin işaretidir.
Metallerin mekanik özelliklerini belirleme yöntemleri aşağıdakilere ayrılır:
- yük yavaş ve düzgün bir şekilde arttığında statik (çekme, basma, bükme, burulma, sertlik testleri);
- yük yüksek hızda büyüdüğünde dinamik (darbeli bükme testleri);
- döngüsel, yükün büyüklüğü ve yönü tekrar tekrar değiştiğinde (yorulma testleri).
Çekme testi
Çekme mukavemeti test edilirken, çekme mukavemeti (σ in), akma mukavemeti (σ t), bağıl uzama (δ) ve bağıl daralma (ψ) belirlenir. Testler, Fo kesit alanı ve çalışma (hesaplanan) uzunluğu lo olan standart numuneler kullanılarak çekme test makinelerinde gerçekleştirilir. Testler sonucunda çekme diyagramı elde edilir (Şekil 1). Apsis ekseni deformasyonun değerini, ordinat ekseni ise numuneye uygulanan yükün değerini gösterir.
Nihai mukavemet (σ in), numunenin başlangıç kesit alanına (Pmax/Fo) bağlı olarak malzemenin tahribatsız olarak dayanabileceği maksimum yüktür.
Pirinç. 1. Gerilim diyagramı
Uzatıldığında numunenin uzadığı ve kesitinin sürekli olarak azaldığı unutulmamalıdır. Gerçek stres, belirli bir anda etki eden yükün numunenin o anda sahip olduğu alana bölünmesiyle belirlenir. Günlük uygulamada gerçek gerilmeler belirlenmez, ancak numunenin Fo kesitinin değişmeden kaldığı varsayılarak koşullu gerilmeler kullanılır.
Akma dayanımı (σ t), numunenin başlangıç kesit alanına (Рт/Fo) bağlı olarak plastik deformasyonun meydana geldiği yüktür. Ancak çekme testleri sırasında çoğu alaşımın diyagramlarında akma platoları yoktur. Bu nedenle, koşullu akma dayanımı (σ 0,2) belirlenir - %0,2'lik plastik deformasyonun karşılık geldiği stres. Seçilen %0,2 değeri, elastik deformasyonlardan plastik deformasyonlara geçişi oldukça doğru bir şekilde karakterize eder.
Malzemenin özellikleri aynı zamanda plastik deformasyonun belirli bir değere ulaştığı stres anlamına gelen elastik limiti (σ pr) de içerir. Tipik olarak 0,005'lik artık gerinim değerleri kullanılır; 0,02; %0,05. Böylece, σ 0,05 = Ppr / Fo (Ppr, artık uzamanın %0,05 olduğu yüktür).
Orantılılık sınırı σ pc = Ppc / Fo (Ppc, Hooke yasasının hala karşılandığı eylem altında maksimum yüktür).
Plastisite, göreceli uzama (δ) ve göreceli daralma (ψ) ile karakterize edilir:
δ = [(lk - lo)/lo]∙%100 ψ = [(Fo – Fk)/Fo]∙%100,
burada lk numunenin son uzunluğudur; lo ve Fo, numunenin başlangıç uzunluğu ve kesit alanıdır; Fk kopma bölgesindeki kesit alanıdır.
Düşük süneklikteki malzemeler için çekme testleri zordur, çünkü numunenin yerleştirilmesi sırasındaki küçük çarpılmalar kopma yükünün belirlenmesinde önemli bir hataya neden olur. Bu tür malzemeler genellikle bükülme testine tabi tutulur.
Sertlik testi
Düzenleyici belgeler:
Sertlik, bir malzemenin başka, daha sert bir cismin, bir çenticinin nüfuzuna direnme yeteneğidir. Malzemenin sertliği Brinell, Rockwell, Vickers ve Shore yöntemleriyle belirlenir (Şekil 2).
 |
 |
 |
| A | B | V |
Pirinç. 2. Brinell (a), Rockwell (b) ve Vickers (c)'ye göre sertliği belirleme şemaları
Bir metalin Brinell sertliği HB harfleri ve bir sayı ile gösterilir. Sertlik numarasını SI sistemine dönüştürmek için Brinell sertlik değerinin çarpıldığı K = 9,8 106 katsayısını kullanın: HB = HB K, Pa.
Brinell sertlik belirleme yöntemi, sertliği HB 450'den fazla olan çelikler ve sertliği 200 HB'den fazla olan demir dışı metaller için önerilmez.
Çeşitli malzemeler için, nihai mukavemet (MPa cinsinden) ile sertlik sayısı HB arasında bir korelasyon kurulmuştur: ≈ 3,4 HB'de σ - sıcak haddelenmiş karbon çelikleri için; σ in ≈ 4,5 HB - bakır alaşımları için, σ in ≈ 3,5 HB - alüminyum alaşımları için.
Rockwell yöntemiyle sertlik tespiti, metale bir elmas koni veya çelik bilyenin bastırılmasıyla gerçekleştirilir. Rockwell cihazının üç ölçeği vardır - A, B, C. Elmas koni sert malzemeleri test etmek için kullanılır (ölçek A ve C), top ise yumuşak malzemeleri test etmek için kullanılır (ölçek B). Sertlik, ölçeğe bağlı olarak HRB, HRC, HRA harfleriyle belirtilir ve özel birimlerle ifade edilir.
Vickers yöntemini kullanarak sertliği ölçerken, metal yüzeye (taşlanmış veya cilalanmış) dört yüzlü bir elmas piramit bastırılır. Bu yöntem, yüksek sertliğe sahip ince parçaların ve ince yüzey katmanlarının (örneğin nitrürleme sonrası) sertliğini belirlemek için kullanılır. Vickers sertliği HV olarak tanımlanır. HV sertlik numarasının SI sistemine dönüştürülmesi, HB sertlik numarasının dönüştürülmesine benzer şekilde gerçekleştirilir.
Shore yöntemini kullanarak sertliği ölçerken, çentikli bir top numunenin üzerine yüzeyine dik olarak düşer ve sertlik, topun geri tepme yüksekliği ile belirlenir ve HS olarak adlandırılır.
Kuznetsov-Herbert-Rehbinder yöntemi - sertlik, desteği incelenen metal olan bir sarkacın salınımlarının sönüm süresi ile belirlenir.
Darbe testi
Darbe dayanımı, bir malzemenin dinamik yüklere direnme yeteneğini ve bunun sonucunda ortaya çıkan kırılgan kırılma eğilimini karakterize eder. Darbe testi için çentikli özel numuneler yapılır ve bunlar daha sonra sarkaçlı darbe sürücüsünde imha edilir (Şekil 3). Sarkaçlı kazık çakıcı ölçeği kullanılarak, imha için harcanan iş K belirlenir ve bu testler sonucunda elde edilen ana özellik hesaplanır - darbe dayanımı. Numunenin imha işinin kesit alanına oranı ile belirlenir ve MJ/m2 cinsinden ölçülür.
Darbe mukavemetini belirtmek için KS harflerini kullanın ve numunedeki kesim tipini belirten üçüncü harfi ekleyin: U, V, T. KCU gösterimi, U benzeri çentikli bir numunenin darbe mukavemeti anlamına gelir, KCV - ile V benzeri bir çentik ve KCT - kesimin tabanında oluşturulan bir çatlak ile. Darbe testleri sırasında bir numunenin yok edilmesi işi iki bileşen içerir: çatlak başlatma işi (Az) ve çatlak yayılma işi (Ar).
Darbe dayanımının belirlenmesi özellikle düşük sıcaklıklarda çalışan ve soğukta kırılganlığa yani çalışma sıcaklığı düştükçe darbe dayanımında azalma eğilimi gösteren metaller için önemlidir.
Pirinç. 3. Sarkaç kazık sürücüsünün şeması ve darbe numunesi
Düşük sıcaklıklarda çentikli numuneler üzerinde darbe testleri yapılırken, sıcaklıktaki azalmanın malzemenin kırılgan kırılma eğilimi üzerindeki etkisini karakterize eden soğuk kırılganlık eşiği belirlenir. Sünek kırılmadan kırılgan kırılmaya geçiş sırasında soğuk kırılganlığın sıcaklık eşiği olarak adlandırılan sıcaklık aralığında darbe dayanımında keskin bir azalma gözlenir. Bu durumda kırılmanın yapısı lifli mattan (sünek kırılma) kristal parlaklığa (kırılgan kırılma) doğru değişir. Soğuk kırılganlık eşiği, numunenin kırılmasında lifli bileşenin %50'sinin gözlendiği veya darbe dayanımı değerinin yarı yarıya azaldığı bir sıcaklık aralığı (tb. – txr.) veya bir sıcaklık t50 ile belirlenir.
Bir malzemenin belirli bir sıcaklıkta çalışmaya uygunluğu, çalışma sıcaklığı ile soğuk kırılganlığın geçiş sıcaklığı arasındaki farkla belirlenen viskozite sıcaklık rezervi ile değerlendirilir ve ne kadar büyük olursa malzeme o kadar güvenilir olur.
Yorulma testi
Yorulma, tekrarlanan alternatif gerilimlerin etkisi altında bir malzemede çatlakların ve tahribatın oluşmasına yol açan kademeli hasar birikimi sürecidir. Metal yorgunluğu, bireysel hacimlerindeki stres konsantrasyonundan kaynaklanır (metalik olmayan ve gaz kalıntılarının biriktiği yerlerde, yapısal kusurlar). Bir metalin yorulmaya direnme yeteneğine dayanıklılık denir.
Yorulma testleri, bir veya her iki uçtan sabitlenmiş dönen bir numunenin tekrarlı-alternatif bükülmesine yönelik makinelerde veya çekme-basınç testine yönelik makinelerde veya tekrarlı-alternatif burulma testine yönelik makinelerde gerçekleştirilir. Testler sonucunda malzemenin yorulmaya karşı direncini karakterize eden dayanıklılık sınırı belirlenir.
Yorulma limiti, temel sayıda yükleme çevriminden sonra yorulma hasarının meydana gelmediği maksimum gerilimdir.
Dayanıklılık sınırı σR ile gösterilir; burada R, döngü asimetri katsayısıdır.
Dayanıklılık sınırını belirlemek için en az on numune test edilir. Her numune, yalnızca bir hasara kadar streste veya belirli bir temel döngü sayısında test edilir. Temel çevrim sayısı en az 107 yük (çelik için) ve 108 (demir dışı metaller için) olmalıdır.
Yapısal mukavemetin önemli bir özelliği, döngüsel yükleme altında hayatta kalma yeteneğidir; bu, bir parçanın, 0,5...1 mm boyutunda ilk makroskopik yorulma çatlağının başladığı andan son yıkıma kadar olan çalışma süresi olarak anlaşılmaktadır. Dayanıklılık, yorulma çatlaklarının erken tespiti ve daha fazla gelişmesinin önlenmesi yoluyla sorunsuz çalışması sağlanan ürünlerin operasyonel güvenilirliği açısından özellikle önemlidir.
Bir metalin çekme testi, numunenin uzamasının (Δl) uygulanan yüke (P) bağımlılığının bir grafiğini çizerek bir numunenin gerilmesinden ve ardından bu diyagramın koşullu gerilimlerin (σ - ε) bir diyagramı halinde yeniden oluşturulmasından oluşur.
Çekme testleri aynı GOST'a göre yapılır ve testlerin yapıldığı numuneler belirlenir.
Yukarıda belirtildiği gibi, test sırasında bir metal çekme diyagramı oluşturulur. Birkaç karakteristik alanı vardır:
- OA bölümü, P yükü ile ∆l uzama arasındaki orantılılığın bir bölümüdür. Burası Hooke yasasının korunduğu alandır. Bu orantılılık 1670 yılında Robert Hooke tarafından keşfedildi ve daha sonra Hooke yasası olarak anıldı.
- OB bölümü elastik deformasyonun bir bölümüdür. Yani, numuneye Ru'yu aşmayan bir yük uygulanırsa ve daha sonra boşaltılırsa, boşaltma sırasında numunenin deformasyonu, yükleme sırasında arttığı aynı yasaya göre azalacaktır.
B noktasının üzerinde gerilim diyagramı düz bir çizgiden sapar; deformasyon yükten daha hızlı büyümeye başlar ve diyagram eğrisel bir görünüm alır. Рт'ye (C noktası) karşılık gelen bir yükte, diyagram yatay bir bölüme geçer. Bu aşamada numune, yükte neredeyse hiç artış olmadan önemli ölçüde kalıcı bir uzama kazanır. Gerilme-gerinim diyagramında böyle bir bölümün oluşması malzemenin sabit yük altında deforme olma özelliği ile açıklanmaktadır. Bu özelliğe malzemenin akışkanlığı denir ve gerilme-gerinim diyagramının apsis eksenine paralel olan bölümüne akma alanı denir. 
Bazen verim platosu dalgalı bir yapıya sahiptir. Bu daha çok plastik malzemelerin gerilmesiyle ilgilidir ve önce kesitte lokal bir incelmenin oluşması, daha sonra bu incelmenin malzemenin bitişik hacmine yayılması ve bu sürecin, yayılımın bir sonucu olarak gelişmesiyle açıklanır. Böyle bir dalgada akma alanına karşılık gelen genel bir düzgün uzama meydana gelir. Akma dişi olduğunda, bir malzemenin mekanik özellikleri belirlenirken üst ve alt akma sınırı kavramları devreye girer.
Akma platosu ortaya çıktıktan sonra malzeme tekrar esnemeye karşı direnç kazanır ve diyagram yükselir. D noktasında kuvvet maksimum değerine Pmax ulaşır. Pmax kuvvetine ulaşıldığında, numunede keskin bir yerel daralma - bir boyun - belirir. Boynun kesit alanındaki bir azalma, yükte bir düşüşe neden olur ve diyagramın K noktasına karşılık gelen anda numune kırılır.
Bir numuneyi germek için uygulanan yük, o numunenin geometrisine bağlıdır. Kesit alanı ne kadar büyük olursa, numuneyi germek için gereken yük de o kadar yüksek olur. Bu nedenle ortaya çıkan makine diyagramı, malzemenin mekanik özelliklerinin niteliksel bir değerlendirmesini sağlamaz. Numune geometrisinin etkisini ortadan kaldırmak için, makine diyagramı, P ordinatını A0 numunesinin orijinal kesit alanına ve apsis ∆l'yi lo'ya bölerek σ − ε koordinatlarında yeniden oluşturulur. Bu şekilde yeniden düzenlenen diyagrama koşullu gerilim diyagramı adı verilir. Zaten bu yeni diyagramdan malzemenin mekanik özellikleri belirleniyor.
Aşağıdaki mekanik özellikler belirlenir:
Orantılılık sınırı σпз– Hooke yasasının geçerliliğinin ihlal edildiği en büyük gerilim σ = Eε, burada E boylamasına elastikiyet modülü veya birinci türden elastikiyet modülüdür. Bu durumda E =σ/ε = tanα, yani modül E, diyagramın doğrusal kısmının apsis eksenine eğim açısının tanjantıdır. 
Elastik sınır σу- belirli bir değerde (0,05; 0,001; 0,003; %0,005) artık deformasyonların ortaya çıkmasına karşılık gelen koşullu stres; artık deformasyon toleransı σу endeksinde gösterilir 
Akma dayanımı σт– Çekme yükünde gözle görülür bir artış olmadan deformasyonda bir artışın meydana geldiği stres
Ayrıca seçkin kanıt gücü- bu, artık deformasyonun belirli bir değere ulaştığı koşullu gerilimdir (genellikle numunenin çalışma uzunluğunun %0,2'si; bu durumda koşullu akma dayanımı σ0,2 olarak gösterilir). σ0,2 değeri kural olarak diyagramda plato veya akma dişi olmayan malzemeler için belirlenir.
Metaller yüksek süneklik, termal ve elektriksel iletkenlik ile karakterize edilir. Karakteristik bir metalik parlaklığa sahiptirler.
D.I.'nin periyodik tablosunun yaklaşık 80 elementi metal özelliklerine sahiptir. Mendeleev. Metaller ve metal alaşımları, özellikle yapısal olanlar için mekanik özellikler büyük önem taşır; bunların başlıcaları mukavemet, süneklik, sertlik ve darbe dayanımıdır.
Dış yükün etkisi altında katı bir gövdede stres ve deformasyon ortaya çıkar. numunenin orijinal kesit alanıyla ilgilidir.
Deformasyon – bu, dış kuvvetlerin etkisi altında veya faz dönüşümleri, büzülme vb. Sırasında vücutta meydana gelen fiziksel süreçlerin bir sonucu olarak katı bir cismin şeklinin ve boyutunun değişmesidir. Deformasyon olabilir elastik(yük kaldırıldıktan sonra kaybolur) ve plastik(yük kaldırıldıktan sonra kalır). Sürekli artan yük ile elastik deformasyon kural olarak plastiğe dönüşür ve ardından numune çöker.
Yük uygulama yöntemine bağlı olarak metallerin, alaşımların ve diğer malzemelerin mekanik özelliklerini test etme yöntemleri statik, dinamik ve alternatif olarak ayrılır.
Kuvvet - metallerin statik, dinamik veya değişken yükler altında deformasyona veya tahribata karşı direnç gösterme yeteneği. Metallerin statik yükler altındaki mukavemeti çekme, basma, bükülme ve burulma açısından test edilir. Çekme testi zorunludur. Dinamik yükler altındaki mukavemet, spesifik darbe mukavemeti ile ve alternatif yükler altında yorulma mukavemeti ile değerlendirilir.
Mukavemet, elastikiyet ve sünekliği belirlemek için yuvarlak veya düz numuneler şeklindeki metaller statik gerilim açısından test edilir. Testler çekme test makinelerinde gerçekleştirilir. Testler sonucunda çekme diyagramı elde edilir (Şekil 3.1) . Bu diyagramın apsis ekseni gerinim değerlerini, ordinat ekseni ise numuneye uygulanan gerilim değerlerini gösterir.
Grafik, uygulanan gerilim ne kadar küçük olursa olsun deformasyona neden olduğunu, başlangıç deformasyonlarının her zaman elastik olduğunu ve büyüklüklerinin doğrudan gerilime bağlı olduğunu göstermektedir. Diyagramda gösterilen eğride (Şekil 3.1), elastik deformasyon çizgiyle karakterize edilir OA ve onun devamı.
Pirinç. 3.1. Gerinim eğrisi
Noktanın üstünde A Stres ve gerinim arasındaki orantı ihlal edilir. Gerilme sadece elastik değil aynı zamanda kalıcı plastik deformasyona da neden olur. Değeri, kesikli çizgiden katı eğriye kadar olan yatay bölüme eşittir.
Bir dış kuvvetin etkisi altında elastik deformasyon sırasında kristal kafesteki atomlar arasındaki mesafe değişir. Yükün kaldırılması atomlar arası mesafenin değişmesine neden olan nedeni ortadan kaldırır, atomlar orijinal yerlerine döner ve deformasyon ortadan kalkar.
Plastik deformasyon tamamen farklı, çok daha karmaşık bir süreçtir. Plastik deformasyon sırasında kristalin bir kısmı diğerine göre hareket eder. Yük kaldırılırsa kristalin yer değiştirmiş kısmı orijinal konumuna geri dönmeyecektir; deformasyon devam edecektir. Bu değişimler mikroyapısal inceleme ile ortaya çıkar. Ayrıca plastik deformasyona tanelerin içindeki mozaik blokların ezilmesi de eşlik eder ve önemli derecelerdeki deformasyonlarda tanelerin şeklinde ve uzaydaki konumlarında gözle görülür bir değişiklik gözlenir ve taneler arasında boşluklar (gözenekler) ortaya çıkar. (bazen tahılların içinde).
Temsil edilen bağımlılık OAV(bkz. Şekil 3.1) harici olarak uygulanan voltaj ( σ ) ve bunun neden olduğu göreceli deformasyon ( ε ) metallerin mekanik özelliklerini karakterize eder.
· düz çizgi eğimi OA gösteriler metal sertliği, veya dışarıdan uygulanan bir yükün atomlar arası mesafeleri nasıl değiştirdiğinin bir özelliği; bu, ilk yaklaşımla atomlar arası çekim kuvvetlerini karakterize eder;
· düz çizginin eğim açısının tanjantı OA elastik modülle orantılı (e), sayısal olarak gerilim bölümünün bağıl elastik deformasyona bölünmesine eşittir:
orantılılık sınırı olarak adlandırılan voltaj ( σ pc), plastik deformasyonun ortaya çıkma anına karşılık gelir. Deformasyon ölçüm yöntemi ne kadar doğru olursa, nokta o kadar düşük olur A;
· teknik ölçümlerde adı verilen bir karakteristik akma dayanımı (σ 0.2). Bu, numunenin veya ürünün uzunluğunun veya diğer boyutunun %0,2'sine eşit artık deformasyona neden olan bir gerilimdir;
maksimum voltaj ( σ c) gerilim sırasında elde edilen maksimum gerilime karşılık gelir ve denir geçici direnç veya çekme mukavemeti .
Malzemenin diğer bir özelliği, kırılmadan önce meydana gelen ve uzunluktaki (veya kesitteki) göreceli değişiklik olarak tanımlanan plastik deformasyon miktarıdır. bağıl uzama (δ ) veya göreceli daralma (ψ ), metalin plastisitesini karakterize ederler. Eğrinin altındaki alan OAV metali yok etmek için harcanması gereken işle orantılıdır. Çeşitli yollarla (esas olarak kesilmiş bir numuneye çarparak) belirlenen bu gösterge, şunları karakterize eder: viskozite maden
Bir numune kopma noktasına kadar gerildiğinde, uygulanan kuvvet ile numunenin uzaması arasındaki ilişkiler grafiksel olarak kaydedilir (Şekil 3.2), bu da deformasyon diyagramları olarak adlandırılan sonuçlarla sonuçlanır.
Pirinç. 3.2. Diyagram "kuvvet (gerginlik) - uzama"
Alaşım yüklendiğinde numunenin deformasyonu önce makroelastiktir ve daha sonra kademeli olarak ve eşit olmayan yükler altında farklı taneler halinde dislokasyon mekanizması yoluyla kesme yoluyla plastiğe dönüşür. Deformasyon sonucu dislokasyonların birikmesi metalin güçlenmesine yol açar, ancak yoğunlukları önemli olduğunda, özellikle bireysel alanlarda yıkım merkezleri ortaya çıkar ve sonuçta numunenin bir bütün olarak tamamen yok olmasına yol açar.
Çekme mukavemeti aşağıdaki özelliklerle değerlendirilir:
1) çekme mukavemeti;
2) orantılılık sınırı;
3) akma dayanımı;
4) elastik sınır;
5) elastik modül;
6) akma dayanımı;
7) göreceli uzama;
8) göreceli tek biçimli uzama;
9) kopma sonrası göreceli daralma.
Çekme mukavemeti (gerilme mukavemeti veya çekme mukavemeti) σ içeri, en büyük yüke karşılık gelen voltajdır Karavan numunenin imhasından önce:
σ in = P in /F 0,
Bu özellik metaller için zorunludur.
Orantılılık sınırı (σ bilgisayar) – bu koşullu voltajdır R Deformasyon ve yük arasındaki orantısal ilişkiden sapmanın başladığı pc. Şuna eşittir:
σ pc = P pc /F 0.
Değerler σ pc kgf/mm2 veya MPa cinsinden ölçülür .
Verim gücü (σ t) voltajdır ( R T) numunenin yükte gözle görülür bir artış olmadan deforme olduğu (aktığı). Formülle hesaplanır:
σ t = R T / F 0 .
Elastik sınır (σ 0,05), artık uzamanın, numunenin çalışma kısmının kesit uzunluğunun %0,05'ine (gerilim ölçerin tabanına eşit) ulaştığı strestir. Elastik sınır σ 0,05 aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
σ 0,05 = P 0,05 /F 0 .
Esneklik modülü (e) – elastik deformasyon sınırları dahilinde gerilimdeki artışın uzamadaki karşılık gelen artışa oranı. Şuna eşittir:
E = Pl 0 /l ortalama F 0 ,
Nerede ∆Р– yük artışı; ben 0– numunenin başlangıçtaki tahmini uzunluğu; evlendim– ortalama uzama artışı; F 0 – başlangıç kesit alanı.
Verim gücü
(koşullu)
- belirtilen karakteristik belirlenirken uzaması dikkate alınan çalışma kısmındaki numune bölümünün uzunluğunun %0,2'sine ulaşan artık uzamaya neden olan gerilim.
Formülle hesaplanır:
σ 0,2 = P 0,2 /F 0 .
Koşullu akma dayanımı, yalnızca çekme diyagramında akma platosu yoksa belirlenir.
Uzama (ayrılıktan sonra) - imhadan sonra numunenin tahmini uzunluğundaki artışın oranına eşit, malzemelerin plastiklik özelliklerinden biri ( ben) başlangıç etkin uzunluğuna ( ben 0) yüzde olarak:
Bağıl düzgün uzama (δ р)- Numunenin çalışma kısmındaki kopma sonrasındaki kesitlerin uzunluğundaki artışın, yüzde olarak ifade edilen, deney öncesi uzunluğa oranı.
Yırtılma sonrası göreceli daralma (ψ ) ve göreceli uzama, malzemenin plastisitesinin bir özelliğidir. Fark oranı olarak tanımlanır F 0 ve minimum ( F'den) ilk kesit alanına kadar tahrip edildikten sonra numunenin kesit alanı ( F 0), yüzde olarak ifade edilir:
Esneklik – metallerin deformasyona neden olan dış kuvvetlerin ortadan kaldırılmasından sonra eski şeklini geri alabilme özelliği. Esneklik, plastisitenin zıt özelliğidir.
Çoğu zaman, mukavemeti belirlemek için basit, tahribatsız, basitleştirilmiş bir yöntem kullanılır - sertliğin ölçülmesi.
Altında sertlik malzeme, yabancı bir cismin içine girmesine karşı direnç olarak anlaşılır, yani aslında sertlik aynı zamanda deformasyona karşı direnci de karakterize eder. Sertliğin belirlenmesi için birçok yöntem vardır. En yaygın olanı Brinell yöntemi (Şekil 3.3, a), test gövdesi kuvvete maruz kaldığında Rçapında bir top D. Brinell sertlik numarası (HH) yüktür ( R), baskının küresel yüzeyinin alanına bölünür (çap D).
Pirinç. 3.3. Sertlik testi:
a – Brinell'e göre; b – Rockwell'e göre; c – Vickers'a göre
Sertliği ölçerken Vickers yöntemi (Şekil 3.3, b) elmas piramit bastırılır. Baskının köşegenini ölçerek ( D), malzemenin sertliğini (HV) değerlendirin.
Sertliği ölçerken Rockwell yöntemi (Şekil 3.3, c) girinti bir elmas konidir (bazen küçük bir çelik bilye). Sertlik numarası girinti derinliğinin tersidir ( H). Üç ölçek vardır: A, B, C (Tablo 3.1).
|
|
Yumuşak malzemeler için Brinell ve Rockwell B ölçeği yöntemleri, sert malzemeler için Rockwell C ölçeği yöntemi, ince tabakalar (tabakalar) için Rockwell A ölçeği yöntemi ve Vickers yöntemi kullanılır. Sertliği ölçmek için açıklanan yöntemler, alaşımın ortalama sertliğini karakterize eder. Alaşımın bireysel yapısal bileşenlerinin sertliğini belirlemek için, deformasyonu keskin bir şekilde lokalize etmek, elmas piramidini çok küçük bir yük altında 100 - 400 kat büyütülmüş ince bir kesit üzerinde bulunan belirli bir yere bastırmak gerekir. (1'den 100 gf'ye kadar), ardından girintinin köşegeni mikroskop altında ölçülür. Ortaya çıkan karakteristik ( N) denir mikro sertlik ve belirli bir yapısal bileşenin sertliğini karakterize eder.
Tablo 3.1 Rockwell yöntemini kullanarak sertliği ölçerken test koşulları
|
Test koşulları |
Tanım t sertlik |
|
|
R= 150 kgf |
||
|
Elmas koni ve yük ile test edildiğinde R= 60 kgf |
||
|
Çelik topa basarken ve yüklerken R= 100 kgf |
HB değeri kgf/mm2 (bu durumda birimler genellikle belirtilmez) veya SI - MPa (1 kgf/mm2 = 10 MPa) cinsinden ölçülür.
Viskozite – metallerin darbe yüklerine dayanma yeteneği. Viskozite kırılganlığın zıt özelliğidir. Çalışma sırasında birçok parça yalnızca statik yüklere maruz kalmaz, aynı zamanda şok (dinamik) yüklere de maruz kalır. Örneğin lokomotiflerin ve vagonların ray bağlantı noktalarında tekerlekleri bu tür yüklere maruz kalır.
Dinamik testlerin ana türü, çentikli numunelerin bükülme koşulları altında darbe yüklemesidir. Sarkaç darbeli sürücülerde (Şekil 3.4) ve düşen yükle dinamik darbe yüklemesi gerçekleştirilir. Bu durumda numunenin deformasyonu ve tahribatı için harcanan iş belirlenir.
Tipik olarak bu testlerde numunenin deformasyonu ve tahrip edilmesi için harcanan spesifik çalışma belirlenir. Aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
KS =k/ S 0 ,
Nerede KS– özel çalışma; İLE- numunenin toplam deformasyon ve imha işi, J; S 0– Numunenin kesi bölgesindeki kesiti, m2 veya cm2.
Pirinç. 3.4. Sarkaç darbe test cihazı kullanarak darbe testi
Her türlü numunenin genişliği testten önce ölçülür. U ve V şeklinde çentikli numunelerin yüksekliği testten önce, T şeklinde çentikli numunelerin yüksekliği ise testten sonra ölçülür. Buna göre kırılma deformasyonunun spesifik işi KCU, KCV ve KST ile gösterilir.
Kırılganlık düşük sıcaklıktaki metallere denir soğuk kırılganlık . Darbe dayanımının değeri oda sıcaklığına göre önemli ölçüde düşüktür.
Malzemelerin mekanik özelliklerinin bir diğer özelliği de yorulma mukavemeti. Çalışma sırasında bazı parçalar (miller, bağlantı çubukları, yaylar, yaylar, raylar vb.) büyüklüğü veya aynı anda büyüklüğü ve yönü (işaret) değişen yüklere maruz kalır. Bu tür alternatif (titreşim) yüklerin etkisi altında metal yoruluyor gibi görünüyor, mukavemeti azalıyor ve parça çöküyor. Bu fenomene denir tükenmişlik metal ve bunun sonucunda ortaya çıkan kırıklar yorgunluktur. Bu tür ayrıntılar için bilmeniz gerekenler dayanıklılık sınırı, onlar. Belirli sayıda yük değişimi (döngü) için bir metalin hasar görmeden dayanabileceği maksimum gerilimin büyüklüğü ( N).
Aşınma direnci – Sürtünme işlemleri nedeniyle metallerin aşınmaya karşı direnci. Bu, örneğin kontak malzemeleri ve özellikle kontak teli ve elektrikli taşımanın akım toplayıcısının akım toplama elemanları için önemli bir özelliktir. Aşınma, tek tek parçacıkların sürtünme yüzeyinden ayrılmasından oluşur ve parçanın geometrik boyutları veya kütlesindeki değişikliklerle belirlenir.
Yorulma mukavemeti ve aşınma direnci, yapılardaki parçaların dayanıklılığının en eksiksiz resmini verir ve tokluk, bu parçaların güvenilirliğini karakterize eder.
