capacitatea mecanică. Proprietățile mecanice ale materialelor. Vedeți ce este „Proprietățile mecanice ale materialelor” în alte dicționare

Sub proprietățile mecanice înțelegeți caracteristicile care determină comportamentul metalului (sau a altui material) sub acțiunea forțelor mecanice externe aplicate. Proprietățile mecanice includ de obicei rezistența unui metal (aliaj) la deformare (rezistență) și rezistența la rupere (plasticitate, tenacitate și capacitatea metalului de a nu se prăbuși în prezența fisurilor).

În urma încercărilor mecanice se obțin valori numerice ale proprietăților mecanice, adică valori ale tensiunii sau deformațiilor la care apar modificări ale stărilor fizice și mecanice ale materialului.

La evaluarea proprietăților mecanice ale materialelor metalice, se disting mai multe grupuri de criterii ale acestora.

1. Criterii determinate indiferent de caracteristicile de proiectare și natura serviciului de produse. Aceste criterii sunt găsite prin testarea standard a epruvetelor netede pentru întindere, compresiune, încovoiere, duritate (încercări statice) sau îndoire la impact a epruvetelor crestate (încercări dinamice).

Rezistența și proprietățile plastice determinate în timpul testelor statice pe probe netede, deși sunt importante (sunt incluse în formulele de calcul), în multe cazuri nu caracterizează rezistența acestor materiale în condiții reale de funcționare a pieselor și structurilor mașinii. Ele pot fi utilizate numai pentru un număr limitat de produse de formă simplă care funcționează în condiții de încărcare statică la temperaturi apropiate de normal.

2. Criterii de evaluare a rezistenței structurale a materialului, care sunt în cea mai mare corelație cu proprietățile de serviciu ale acestui produs și caracterizează performanța materialului în condiții de funcționare.

Criteriile de rezistență structurală pentru materialele metalice pot fi împărțite în două grupe:

a) criterii care determină fiabilitatea materialelor metalice împotriva fracturilor bruște (rezistența la fractură, lucrul absorbit în timpul propagării fisurilor, supraviețuirea etc.). Aceste tehnici, care folosesc principiile de bază ale mecanicii ruperii, se bazează pe încercări statice sau dinamice ale probelor cu fisuri ascuțite care apar în piesele și structurile reale ale mașinii în condiții de funcționare (tăieri, găuri traversante, incluziuni nemetalice, microgoluri etc. ). Fisurile și microdiscontinuitățile modifică foarte mult comportamentul metalului sub sarcină, ele fiind concentratoare de tensiuni;

b) criterii care determină durabilitatea produselor (rezistența la oboseală, rezistența la uzură, rezistența la coroziune etc.).

3. Criterii de evaluare a rezistenței structurii în ansamblu (rezistența structurală), determinate în timpul testelor pe banc, la scară completă și operaționale. În timpul acestor teste, este dezvăluită influența asupra rezistenței și durabilității structurii unor factori precum distribuția și magnitudinea tensiunilor reziduale, defectele în tehnologia de fabricație și proiectarea produselor metalice etc.

Pentru a rezolva problemele practice ale metalurgiei, este necesar să se determine atât proprietățile mecanice standard, cât și criteriile de rezistență structurală.

Principalele proprietăți mecanice includ rezistența, ductilitatea, duritatea, rezistența la impact și elasticitatea. Majoritatea indicatorilor proprietăților mecanice sunt determinați experimental prin întinderea probelor standard pe mașini de testare.

Putere- capacitatea unui metal de a rezista distrugerii sub acțiunea forțelor externe asupra acestuia.

Plastic- capacitatea unui metal de a-și schimba ireversibil forma și dimensiunea sub influența forțelor externe și interne fără distrugere.

Duritate- capacitatea unui metal de a rezista la introducerea unui corp mai solid în el. Duritatea este determinată folosind testere de duritate prin introducerea unei bile de oțel întărit în metal (pe un dispozitiv Brinell) sau prin introducerea unei piramide de diamant într-o suprafață de probă bine pregătită (pe un dispozitiv Rockwell). Cu cât dimensiunea de imprimare este mai mică, cu atât duritatea metalului testat este mai mare. De exemplu, oțelul carbon înainte de călire are o duritate de 100. . . 150 HB (conform lui Brinell), iar după întărire - 500. . . 600 HB.

puterea impactului- capacitatea metalului de a rezista la actiunea sarcinilor de soc. Această valoare, notată KS(J / cm 2 sau kgf m / cm), determinat de raportul de lucru mecanic A, cheltuită pentru distrugerea probei în timpul îndoirii la impact, până la zona secțiunii transversale a probei .

Elasticitate- capacitatea unui metal de a-și restabili forma și volumul după încetarea forțelor externe. Această valoare este caracterizată de modulul de elasticitate E(MPa sau kgf / mm 2), care este egal cu raportul de tensiuni a to deformarea elastică cauzată de aceasta. Otelurile si aliajele pentru fabricarea arcurilor si arcurilor trebuie sa aiba o elasticitate mare.

Proprietățile mecanice ale metalelor

Sub proprietățile mecanice înțelegeți caracteristicile care determină comportamentul metalului (sau a altui material) sub acțiunea forțelor mecanice externe aplicate. Proprietățile mecanice includ de obicei rezistența unui metal (aliaj) la deformare (rezistență) și rezistența la rupere (plasticitate, tenacitate și capacitatea metalului de a nu se prăbuși în prezența fisurilor).

În urma încercărilor mecanice se obțin valori numerice ale proprietăților mecanice, adică valori ale tensiunii sau deformațiilor la care apar modificări ale stărilor fizice și mecanice ale materialului.

Evaluarea proprietății

La evaluarea proprietăților mecanice ale materialelor metalice, se disting mai multe grupuri de criterii ale acestora.

1. Criterii determinate indiferent de caracteristicile de design și natura produselor de serviciu. Aceste criterii sunt găsite prin testarea standard a epruvetelor netede pentru întindere, compresiune, încovoiere, duritate (încercări statice) sau îndoire la impact a epruvetelor crestate (încercări dinamice).
2. Rezistența și proprietățile plastice determinate în timpul testelor statice pe probe netede, deși sunt importante (sunt incluse în formulele de calcul), în multe cazuri nu caracterizează rezistența acestor materiale în condiții reale de funcționare a pieselor și structurilor mașinii. Ele pot fi utilizate numai pentru un număr limitat de produse de formă simplă care funcționează în condiții de încărcare statică la temperaturi apropiate de normal.
3. Criterii de evaluare a rezistenței structurale a materialului, care sunt în cea mai mare corelație cu proprietățile de serviciu ale acestui produs și caracterizează performanța materialului în condiții de funcționare.

Rezistența structurală a metalelor

Criteriile de rezistență structurală pentru materialele metalice pot fi împărțite în două grupe:

• criterii care determină fiabilitatea materialelor metalice împotriva defecțiunilor bruște (rezistență la fractură, lucru absorbit în timpul propagării fisurilor, supraviețuire etc.). Aceste tehnici, care folosesc principiile de bază ale mecanicii ruperii, se bazează pe încercări statice sau dinamice ale probelor cu fisuri ascuțite care apar în piesele și structurile reale ale mașinii în condiții de funcționare (tăieri, găuri traversante, incluziuni nemetalice, microgoluri etc. ). Fisurile și microdiscontinuitățile modifică foarte mult comportamentul metalului sub sarcină, ele fiind concentratoare de tensiuni;
• criterii care determină durabilitatea produselor (rezistența la oboseală, rezistența la uzură, rezistența la coroziune etc.).

Criterii de evaluare

Criterii de evaluare a rezistenței structurii în ansamblu (rezistența structurală), determinate în timpul testelor pe banc, la scară completă și operaționale. În timpul acestor teste, este dezvăluită influența asupra rezistenței și durabilității structurii unor factori precum distribuția și magnitudinea tensiunilor reziduale, defectele în tehnologia de fabricație și proiectarea produselor metalice etc.

Pentru a rezolva problemele practice ale metalurgiei, este necesar să se determine atât proprietățile mecanice standard, cât și criteriile de rezistență structurală.

Proprietățile mecanice evaluează capacitatea unui material de a rezista la sarcini mecanice, caracterizează performanța produselor.

Mecanic numite proprietăți care sunt determinate în timpul încercărilor sub influența sarcinilor externe - rezultatul acestor încercări sunt caracteristici cantitative ale proprietăților mecanice. Proprietățile mecanice caracterizează comportamentul unui material sub acțiunea tensiunilor (care duc la deformare și distrugere) care acționează atât în ​​procesul de fabricație a produselor (turnare, sudare, tratare sub presiune etc.), cât și în timpul funcționării.

Caracteristicile standard ale proprietăților mecanice sunt determinate în condiții de laborator pe eșantioane de dimensiuni standard prin crearea unei deformări plastice ireversibile sau distrugere a probelor. Încercările se efectuează sub influența sarcinilor externe: tensiune, compresie, torsiune, impact; in conditii de sarcini alternante si de uzura. Valorile caracteristicilor obținute sunt de obicei date în cărți de referință.

Un exemplu ar fi caracteristicile:

Rezistența la rupere, estimată prin rezistența la tracțiune sau rezistența la tracțiune, este sarcina specifică (stresul) maximă pe care o poate suporta un material înainte de distrugere atunci când este întins;

Rezistența la deformare plastică, estimată prin limita de curgere, este tensiunea la care începe deformarea plastică a materialului la întindere;

Rezistenta la deformatii elastice, estimata prin limita elastica, este tensiunea peste care materialul capata deformatii permanente;

Capacitatea de a rezista la deformarea plastică, evaluată prin alungirea relativă a probei în tensiune și îngustarea relativă a secțiunii transversale a acesteia;

Capacitatea de a rezista la sarcini dinamice, evaluată prin rezistența la impact;

Duritatea, măsurată prin rezistența materialului la pătrunderea indenterului (probă de referință).

Proprietățile mecanice ale materialelor sunt determinate în condiții de încărcare statică și dinamică.

Elasticitatea caracterizează proprietățile elastice ale polimerului, capacitatea materialului de a face modificări mari reversibile de formă la sarcini mici datorită vibrațiilor legăturilor și capacitatea macromoleculelor de a se îndoi.

Testele statice includ și teste pentru compresiune, torsiune, încovoiere și alte tipuri de încărcare.

Un dezavantaj comun al metodelor statice pentru determinarea proprietăților fizice și mecanice ale materialelor este necesitatea de a distruge proba, ceea ce exclude posibilitatea utilizării ulterioare a piesei în scopul propus, ca urmare a tăierii unei probe de testare din aceasta.

Determinarea durității. Aceasta este o metodă de testare nedistructivă a proprietăților mecanice ale unui material sub sarcină statică. Duritatea este evaluată în principal pentru metale, deoarece pentru majoritatea materialelor nemetalice duritatea nu este o proprietate care determină performanța acestora.

Duritatea se apreciază prin rezistența unui material la pătrunderea în el sub o sarcină statică a unui corp străin de formă geometrică regulată, având o duritate de referință (Fig. 14).

Orez. 14 Determinarea durității materialelor: A- schema de incarcare; b- masurarea duritatii Brinell; v- Măsurarea durității Vickers

Indentarea probei de referință în proba de testare se realizează pe dispozitive speciale, dintre care cele mai des utilizate dispozitive Brinell, Rockwell, Vickers.

Metoda Brinell este cea mai comună - o bilă de oțel întărită este presată în probă. Diametrul de indentare d otp se măsoară folosind o lupă cu o scară. Mai departe, conform tabelelor, se constată duritatea materialului. Testul Vickers folosește un tăietor de diamant, în timp ce testul Rockwell folosește un con de diamant.

Luminescență (fluorescență și fosforescență) - efectele luminiscenței asupra absorbției energiei luminii incidente, stres mecanic, reacții chimice sau căldură.

Proprietățile optice ale substanțelor sunt de mare importanță practică. Refracția luminii este utilizată la realizarea lentilelor pentru instrumente optice, reflexie - izolație termică: prin selectarea acoperirilor adecvate, este posibilă influențarea proprietăților materialelor pentru a absorbi sau reflecta radiațiile termice, dar transmitând lumina vizibilă. Geamurile au o culoare caracteristică pentru aer condiționat.

Ochelarii cameleon autocolorați, lămpile fluorescente și ecranele cu osciloscop sunt utilizate pe scară largă. Acoperirile metalice (aluminiu anodizat) sunt folosite în scopuri decorative (reflexivitatea materialului contează), oglinzile de precizie ale suprafețelor metalizate.

proprietăți decorative materialele sunt determinate de aspectul lor și depind de modelul lor exterior, design, textură, structură, tratarea suprafeței, prezența acoperirilor și reliefurilor.

Proprietăți biologice materialele sunt definite:

Impactul lor asupra mediului, gradul de toxicitate asupra organismelor vii;

Adecvarea lor pentru existența și dezvoltarea oricăror organisme (ciuperci, insecte, mucegai etc.).

Pentru a evalua proprietățile de performanță ale produselor și pentru a determina caracteristicile fizice și mecanice ale materialelor, sunt utilizate diverse instrucțiuni, GOST și alte documente de reglementare și consiliere. De asemenea, sunt recomandate metode de testare a distrugerii unei serii întregi de produse sau mostre de același tip de material. Aceasta nu este o metodă foarte economică, dar eficientă.

Caracterizare

Principalele caracteristici ale proprietăților mecanice ale materialelor sunt următoarele.

1. Rezistența la tracțiune sau rezistența la tracțiune - acea forță de tensiune care este fixată la cea mai mare sarcină înainte de distrugerea probei. Caracteristicile mecanice ale rezistenței și plasticității materialelor descriu proprietățile solidelor de a rezista modificărilor ireversibile de formă și distrugerii sub influența sarcinilor externe.

2. Tensiunea se numește condiționată atunci când deformația reziduală atinge 0,2% din lungimea probei. Acesta este cel mai mic stres în timp ce proba continuă să se deformeze fără o creștere vizibilă a tensiunii.

3. Limita rezistenței pe termen lung se numește stresul cel mai mare, la o temperatură dată, determinând distrugerea probei pentru un anumit timp. Determinarea caracteristicilor mecanice ale materialelor este ghidată de unitățile finale de rezistență pe termen lung - distrugerea are loc la 7.000 de grade Celsius în 100 de ore.

4. Limita condiționată de fluaj este solicitarea care provoacă la o temperatură dată pentru un anumit timp în probă o alungire dată, precum și viteza de fluaj. Limita este deformarea metalului timp de 100 de ore la 7.000 de grade Celsius cu 0,2%. Fluaj este o anumită rată de deformare a metalelor sub încărcare constantă și temperatură ridicată pentru o lungă perioadă de timp. Rezistența la căldură este rezistența unui material la rupere și fluaj.

5. Limita de anduranță este cea mai mare valoare a tensiunii ciclului atunci când nu are loc defectarea la oboseală. Numărul de cicluri de încărcare poate fi dat sau arbitrar, în funcție de modul în care este planificată testarea mecanică a materialelor. Caracteristicile mecanice includ oboseala și rezistența materialului. Sub acțiunea sarcinilor din ciclu, daunele se acumulează, se formează fisuri, ducând la distrugere. Aceasta este oboseala. Iar proprietatea rezistenței la oboseală este rezistența.

Tensiune și compresie

Materialele utilizate în practica ingineriei sunt împărțite în două grupe. Primul este plastic, pentru distrugerea căruia trebuie să apară deformații reziduale semnificative, al doilea este fragil, prăbușindu-se la deformații foarte mici. Desigur, o astfel de împărțire este foarte arbitrară, deoarece fiecare material, în funcție de condițiile create, se poate comporta atât ca fragil, cât și ca plastic. Depinde de natura stării de stres, de temperatură, de rata de deformare și de alți factori.

Caracteristicile mecanice ale materialelor în tensiune și compresie sunt elocvente atât pentru materialele ductile, cât și pentru cele fragile. De exemplu, oțelul moale este testat la tensiune, în timp ce fonta este testată la compresie. Fonta este casantă, oțelul este ductil. Materialele fragile au o rezistență la compresiune mai mare, în timp ce deformarea la tracțiune este mai gravă. Plasticul are aproximativ aceleași caracteristici mecanice ale materialelor în compresie și tensiune. Cu toate acestea, pragul lor este încă determinat de întindere. Aceste metode pot determina mai precis caracteristicile mecanice ale materialelor. Diagrama de tensiune și compresie este prezentată în ilustrațiile pentru acest articol.

fragilitate și plasticitate

Ce este plasticitatea și fragilitatea? Prima este capacitatea de a nu se prăbuși, primind deformații reziduale în cantități mari. Această proprietate este decisivă pentru cele mai importante operațiuni tehnologice. Îndoirea, desenarea, desenarea, ștanțarea și multe alte operații depind de caracteristicile plasticității. Materialele ductile includ cuprul recoacet, alamă, aluminiu, oțel moale, aur și altele asemenea. Bronzul și duraluminiul sunt mult mai puțin plastic. Aproape toate oțelurile aliate sunt foarte slab ductile.

Caracteristicile de rezistență ale materialelor plastice sunt comparate cu limita de curgere, care va fi discutată mai jos. Proprietățile de fragilitate și plasticitate sunt foarte influențate de temperatură și viteza de încărcare. Tensiunea rapidă face materialul fragil, în timp ce tensiunea lentă îl face ductil. De exemplu, sticla este un material fragil, dar poate rezista la o sarcină pe termen lung dacă temperatura este normală, adică prezintă proprietățile plasticității. A este ductil, cu toate acestea, sub o sarcină puternică de șoc, se manifestă ca un material fragil.

Metoda oscilației

Caracteristicile fizice și mecanice ale materialelor sunt determinate de excitația longitudinală, de încovoiere, de torsiune și altele, chiar mai complexe, și în funcție de dimensiunea probelor, forme, tipuri de receptor și excitator, metode de fixare și scheme de aplicare dinamică. încărcături. Produsele de dimensiuni mari sunt, de asemenea, supuse testării prin această metodă, dacă metoda de aplicare în metodele de aplicare a sarcinii, excitarea vibrațiilor și înregistrarea acestora este modificată semnificativ. Aceeași metodă determină caracteristicile mecanice ale materialelor atunci când este necesară evaluarea rigidității structurilor mari. Cu toate acestea, această metodă nu este utilizată pentru determinarea locală a caracteristicilor materialelor dintr-un produs. Aplicarea practică a tehnicii este posibilă numai atunci când se cunosc dimensiunile geometrice și densitatea, când este posibilă fixarea produsului pe suporturi și pe produsul în sine - traductoare, sunt necesare anumite condiții de temperatură etc.

De exemplu, la schimbarea regimurilor de temperatură, apare una sau alta modificare, caracteristicile mecanice ale materialelor devin diferite atunci când sunt încălzite. Aproape toate corpurile se extind în aceste condiții, ceea ce le afectează structura. Orice corp are anumite caracteristici mecanice ale materialelor din care este compus. Dacă aceste caracteristici nu se schimbă în toate direcțiile și rămân aceleași, un astfel de corp se numește izotrop. Dacă se modifică caracteristicile fizice și mecanice ale materialelor – anizotrope. Acesta din urmă este o trăsătură caracteristică aproape tuturor materialelor, doar într-o măsură diferită. Dar există, de exemplu, oțeluri, unde anizotropia este foarte nesemnificativă. Este cel mai pronunțat în materiale naturale precum lemnul. În condițiile de producție, caracteristicile mecanice ale materialelor sunt determinate prin controlul calității, unde sunt utilizate diverse GOST. O estimare a eterogenității este obținută din procesarea statistică atunci când rezultatele testelor sunt rezumate. Probele ar trebui să fie numeroase și tăiate dintr-un design specific. Această metodă de obținere a caracteristicilor tehnologice este considerată a fi destul de laborioasă.

metoda acustica

Există destul de multe metode acustice pentru determinarea proprietăților mecanice ale materialelor și a caracteristicilor acestora și toate diferă în modurile de intrare, recepție și înregistrare a oscilațiilor în moduri sinusoidal și pulsat. Metodele acustice sunt utilizate în studiul, de exemplu, al materialelor de construcție, al grosimii și al stării de tensiune a acestora, în timpul detectării defectelor. Caracteristicile mecanice ale materialelor structurale sunt de asemenea determinate prin metode acustice. Sunt deja dezvoltate și produse în serie numeroase dispozitive electronice acustice diverse, care permit înregistrarea undelor elastice, a parametrilor de propagare a acestora atât în ​​modul sinusoidal, cât și în cel pulsat. Pe baza acestora se determină caracteristicile mecanice ale rezistenței materialelor. Dacă se folosesc vibrații elastice de intensitate scăzută, această metodă devine absolut sigură.

Dezavantajul metodei acustice este necesitatea contactului acustic, care nu este întotdeauna posibil. Prin urmare, aceste lucrări nu sunt foarte productive dacă este necesară obținerea urgentă a caracteristicilor mecanice ale rezistenței materialelor. Rezultatul este foarte influențat de starea suprafeței, de formele geometrice și dimensiunile produsului studiat, precum și de mediul în care se efectuează testele. Pentru a depăși aceste dificultăți, o problemă specifică trebuie rezolvată printr-o metodă acustică strict definită sau, dimpotrivă, mai multe dintre ele ar trebui folosite deodată, depinde de situația specifică. De exemplu, materialele plastice armate cu sticlă se pretează bine unui astfel de studiu, deoarece viteza de propagare a undelor elastice este bună și, prin urmare, sondarea de la capăt la capăt este utilizată pe scară largă, atunci când receptorul și emițătorul sunt situate pe suprafețe opuse ale probei. .

Defectoscopie

Metodele de detectare a defectelor sunt utilizate pentru a controla calitatea materialelor în diverse industrii. Există metode nedistructive și distructive. Următoarele sunt nedistructive.

1. Pentru determinarea fisurilor pe suprafețe și a lipsei de penetrare, se folosește detectarea defectelor magnetice. Zonele care au astfel de defecte sunt caracterizate de câmpuri rătăcite. Le puteți detecta cu dispozitive speciale sau pur și simplu aplicați un strat de pulbere magnetică pe toată suprafața. La locurile defectelor, locația pudrei se va schimba chiar și atunci când este aplicată.

2. Detectarea defectelor se realizează și folosind ecografie. Fasciculul direcțional va fi reflectat (împrăștiat) diferit, chiar dacă există discontinuități adânc în interiorul probei.

3. Defecte în material arată bine metoda de cercetare a radiatiilor, bazat pe diferența de absorbție a radiațiilor de către un mediu de densitate diferită. Sunt utilizate detectarea defectelor cu raze gamma și raze X.

4. Detectarea defectelor chimice. Dacă suprafața este gravată cu o soluție slabă de acid azotic, acid clorhidric sau un amestec al acestora (aqua regia), atunci în locurile în care există defecte, apare o rețea sub formă de dungi negre. Puteți aplica o metodă prin care amprentele de sulf sunt îndepărtate. În locurile în care materialul este eterogen, sulful ar trebui să își schimbe culoarea.

Metode distructive

Metodele distructive sunt deja parțial demontate aici. Probele sunt testate pentru îndoire, compresie, tensiune, adică se folosesc metode distructive statice. Dacă produsul este testat cu sarcini ciclice variabile la îndoire la impact, atunci se determină proprietățile dinamice. Metodele macroscopice fac o imagine generală a structurii materialului și în volume mari. Pentru un astfel de studiu sunt necesare mostre special lustruite, care sunt supuse gravarii. Deci, este posibil să se identifice forma și aranjarea granulelor, de exemplu, în oțel, prezența cristalelor cu deformare, fibre, cochilii, bule, fisuri și alte neomogenități ale aliajului.

Metodele microscopice studiază microstructura și dezvăluie cele mai mici defecte. Probele sunt șlefuite preliminar, lustruite și apoi gravate în același mod. Testarea ulterioară implică utilizarea de microscoape electrice și optice și analiza de difracție cu raze X. Baza acestei metode este interferența razelor care sunt împrăștiate de atomii unei substanțe. Caracteristicile materialului sunt controlate prin analiza modelului de difracție de raze X. Caracteristicile mecanice ale materialelor determină rezistența acestora, care este principalul lucru pentru construirea de structuri fiabile și sigure în funcțiune. Prin urmare, materialul este testat cu atenție și prin diferite metode în toate condițiile pe care este capabil să le accepte fără a pierde un nivel ridicat de caracteristici mecanice.

Metode de control

Pentru testarea nedistructivă a caracteristicilor materialelor, alegerea corectă a metodelor eficiente este de mare importanță. Cele mai precise și interesante în acest sens sunt metodele de detectare a defectelor - controlul defectelor. Aici este necesar să se cunoască și să se înțeleagă diferențele dintre metodele de implementare a metodelor de detectare a defectelor și metodele de determinare a caracteristicilor fizice și mecanice, deoarece acestea sunt fundamental diferite unele de altele. Dacă acestea din urmă se bazează pe controlul parametrilor fizici și corelarea lor ulterioară cu caracteristicile mecanice ale materialului, atunci detectarea defectelor se bazează pe conversia directă a radiației care se reflectă dintr-un defect sau trece printr-un mediu controlat.

Cel mai bun lucru, desigur, este controlul complex. Complexitatea constă în determinarea parametrilor fizici optimi, care pot fi utilizați pentru a identifica rezistența și alte caracteristici fizice și mecanice ale probei. Și, de asemenea, în același timp, este dezvoltat și apoi implementat un set optim de mijloace pentru controlul defectelor structurale. Și, în sfârșit, apare o evaluare integrală a acestui material: performanța sa este determinată de o întreagă gamă de parametri care au ajutat la determinarea metodelor nedistructive.

Încercări mecanice

Cu ajutorul unor astfel de teste se verifică și se evaluează proprietățile mecanice ale materialelor. Acest tip de control a apărut cu mult timp în urmă, dar încă nu și-a pierdut relevanța. Chiar și materialele moderne de înaltă tehnologie sunt adesea și aspru criticate de consumatori. Și acest lucru sugerează că examinările ar trebui efectuate cu mai multă atenție. După cum sa menționat deja, testele mecanice pot fi împărțite în două tipuri: statice și dinamice. Primii verifică produsul sau proba pentru torsiune, tensiune, compresie, încovoiere, iar cel din urmă pentru duritate și rezistență la impact. Echipamentele moderne ajută la realizarea acestor proceduri nu prea simple cu o calitate înaltă și la dezvăluirea tuturor proprietăților operaționale ale acestui material.

Un test de tracțiune poate dezvălui rezistența unui material la o tensiune de tracțiune constantă sau crescătoare aplicată. Metoda este veche, testată și de înțeles, folosită de foarte mult timp și este încă folosită pe scară largă. Proba este întinsă de-a lungul axei longitudinale cu ajutorul unui dispozitiv de fixare în mașina de testare. Rata de tracțiune a probei este constantă, sarcina este măsurată de un senzor special. În același timp, este monitorizată alungirea, precum și conformitatea acesteia cu sarcina aplicată. Rezultatele unor astfel de teste sunt extrem de utile dacă vor fi realizate noi modele, deoarece nimeni nu știe încă cum se vor comporta sub sarcină. Numai identificarea tuturor parametrilor elasticității materialului poate sugera. Efort maxim - limita de curgere face definirea sarcinii maxime pe care o poate suporta un anumit material. Acest lucru va ajuta la calcularea marjei de siguranță.

Test de duritate

Rigiditatea unui material se calculează din Combinația dintre fluiditate și duritate ajută la determinarea elasticității materialului. Dacă procesul tehnologic conține operații precum broșarea, rularea, presarea, atunci este pur și simplu necesar să se cunoască amploarea posibilei deformări plastice. Cu o plasticitate ridicată, materialul va putea lua orice formă sub sarcina corespunzătoare. Un test de compresie poate servi și ca metodă pentru determinarea marjei de siguranță. Mai ales dacă materialul este fragil.

Duritatea este testată folosind un identer, care este realizat dintr-un material mult mai dur. Cel mai adesea, se efectuează în conformitate cu metoda Brinell (o minge este presată), Vickers (un ident în formă de piramidă) sau Rockwell (se folosește un con). Un identificator este presat pe suprafața materialului cu o anumită forță pentru o anumită perioadă de timp, apoi se studiază amprenta rămasă pe eșantion. Există și alte teste destul de utilizate pe scară largă: pentru rezistența la impact, de exemplu, atunci când rezistența unui material este evaluată în momentul aplicării unei sarcini.

Proprietăți mecanice - capacitatea unui metal de a rezista efectelor forțelor externe, sarcinilor. Prin urmare, atunci când alegeți un material, este necesar, în primul rând, să țineți cont de proprietățile mecanice de bază ale acestuia. Aceste proprietăți sunt determinate din rezultatele încercărilor mecanice în care materialul este supus unor forțe (încărcări) externe.

Sarcina induce stres si deformare in corpul solid. Voltaj- mărimea sarcinii, raportată la unitatea de suprafață a secțiunii transversale a probei de testat. Deformare- capacitatea unui material de a-și schimba forma și dimensiunea sub influența forțelor externe aplicate (încărcărilor). În direcția de acțiune a forțelor (încărcărilor), apar deformații de tracțiune, compresiune, încovoiere, răsucire și forfecare. În practică, de regulă, forțele acționează asupra unei piese sau a unui produs nu separat, ci în combinație între ele, caz în care apar deformații complexe.

Deformarile pot fi: elastice si plastice.

Deformare elastică- după ce sarcina este îndepărtată, proba revine la poziția inițială.

Deformare plastica- după ce sarcina este îndepărtată, proba nu revine la poziția inițială.

Principalele proprietăți mecanice sunt:

1) Duritate. Duritate - capacitatea unui metal de a rezista la introducerea unui alt corp mai dur în el;

2) Forță. Forța - capacitatea unui metal de a rezista distrugerii;

3) Vâscozitate. Vâscozitate - capacitatea unui metal de a rezista la impact sau la impactul sarcinilor dinamice;

4) Plasticitate. Plasticitate - capacitatea unui metal de a rezista la deformare.

5) Oboseala. Oboseala este capacitatea unui metal de a rezista efectelor tensiunilor alternante repetate. În procesul de oboseală, există o acumulare treptată a deteriorării materialului sub influența tensiunilor alternante repetitive, ducând la formarea de fisuri și distrugere.

6) Rezistenta. Rezistenta este capacitatea unui material de a rezista la oboseala. Limita de anduranță este solicitarea maximă pe care o poate suporta un metal fără distrugere pentru un anumit număr de cicluri de încărcare. Limita de anduranță este determinată de încovoiere și tensiune-compresie.

Metode de măsurare a durității.