Metode de testare a metalelor și aliajelor. Proprietățile mecanice ale metalelor și metodele de testare a acestora. Vedeți ce sunt „metale de testare” în alte dicționare

Testarea mecanică este de cea mai mare importanță în industrie. În conformitate cu aceasta, au fost dezvoltate diverse metode de testare, cu ajutorul cărora se determină proprietățile mecanice ale metalelor.

Cele mai frecvente încercări sunt încercările de întindere statică, dinamice și de duritate.

static numite încercări în care materialul supus încercării este supus unei forţe constante sau unei forţe care creşte foarte lent.

Testele dinamice sunt astfel de teste în care metalul testat este supus unui impact sau forță care crește foarte rapid.

În plus, există teste pentru oboseală, uzură, fluaj, care oferă o imagine mai completă a proprietăților metalelor.

Încercări de tracțiune. Încercarea statică de tracțiune este o metodă foarte comună de încercare mecanică. Pentru teste statice, epruvete rotunde sau probe plate pentru materiale din tabla ( fig.20). Probele constau dintr-o piesă de lucru și capete concepute pentru a fi fixate în mânerele unei mașini de încercare la tracțiune. Lungimea estimată l 0 se ia puțin mai puțin decât lungimea de lucru l 1 . Dimensiunile probelor sunt standardizate. Diametrul părții de lucru a probei rotunde este de 20 mm. Probele de alte diametre sunt numite proporționale.

Fig.20. Probe pentru testarea statică a metalelor:

1 - rotund, 2 - plat

Forța de tracțiune creează tensiuni în proba de testare și determină alungirea acesteia; când solicitarea depășește rezistența la tracțiune, se rupe.

Pe fig.21 este dată diagrama de tracțiune a oțelului moale, construit în sistemul de coordonate dreptunghiulare. Forța este reprezentată de-a lungul axei y R kg, de-a lungul abscisei - deformare (alungirea absolută a probei  l mm). Această diagramă se obține prin creșterea treptată a forței de tracțiune până când proba se rupe.

Fig.21. Diagrama de tensiune din oțel moale

Valoarea tensiunii  în orice punct al diagramei poate fi determinat prin împărțirea efortului R pe aria secțiunii transversale a probei.

Pe diagramă pot fi notate mai multe puncte caracteristice. Complot OA este un segment de dreaptă și arată că până la punct DAR alungirea probei este proporțională cu forța (sarcina); fiecare increment de sarcină corespunde aceluiași increment de deformare. Această relație dintre alungirea probei și sarcina aplicată este legea proporționalității.

Odată cu încărcarea ulterioară a probei, se observă o abatere de la legea proporționalității: pe diagramă apare o secțiune curbilinie. Până la punctul ÎN deformaţiile probei sunt elastice.

punct DIN diagrama prezintă începutul unei platforme orizontale, care arată că proba este alungită fără a crește sarcina: metalul pare să curgă. Se numește efortul cel mai mic la care deformarea probei continuă fără creșterea sarcinii puterea de curgere fizică. Rezistenta la curgere  T este determinat de formula

kg mm 2 ,

Unde R din .

Fluibilitatea este tipică numai pentru oțelul recoapt cu emisii scăzute de carbon și pentru unele tipuri de alamă. Oțelurile cu conținut ridicat de carbon și alte metale nu au un platou de randament. Pentru astfel de metale, limita de curgere condiționată este determinată la o alungire reziduală de 0,2%. Efortul la care o epruvetă de întindere primește o alungire reziduală egală cu 0,2% din lungimea sa efectivă se numește limită de curgere condiționată și se notează  0.2

kg mm 2 .

Punct D arată cea mai mare sarcină maximă pe care o poate suporta proba. Se numeste efortul conditionat corespunzator celei mai mari sarcini care precede distrugerea probei rezistență la tracțiune(rezistența temporară la tracțiune) și este determinată de formulă

kg mm 2 ,

Unde P .

Pentru punct D elongaţie  l 3 proba și îngustarea secțiunii sale transversale are loc uniform pe toată lungimea piesei de lucru. La atingerea punctului D deformarea probei se concentrează în locul de cea mai mică rezistență și alungire ulterioară  l 4 decurge din cauza formării unui gât, de-a lungul căruia proba se rupe sub sarcină R LA .

La rupere, deformare elastică  l ambalaj dispare si alungirea reziduala absoluta  l ost se vor forma din alungire uniformă  l 1 şi alungirea locală  l 2 , adică

l ost =  l 1 +  l 2 .

Pentru a evalua ductilitatea unui metal, este important să se cunoască alungirea relativă  și îngustarea relativă a ariei secțiunii transversale  în procente.

Alungirea relativă (în%) este determinată de formulă

,

Unde l 1 - lungimea probei după spargere, mm;

l 0 - lungimea estimată a eșantionului, mm;

Alungirea reduce simultan aria secțiunii transversale. La punctul de pauză, această zonă va fi cea mai mică. Contracția relativă (în %) este determinată de formulă

,

Unde F 0 este aria secțiunii transversale inițiale a specimenului, mm 2 ;

F 1 - zona la pauza, mm 2 .

Pentru metalele fragile, alungirea relativă  și contracție relativă  aproape de zero; în metalele ductile ajung la câteva zeci de procente.

Astfel, încercarea de întindere statică oferă caracteristici de rezistență -  ambalaj ,  T (sau  0,2 ) și caracteristicile de plasticitate -  Și  .

Teste de duritate .

Testele de duritate sunt efectuate prin indentarea unui vârf dur.

Prin metoda Brinell diametrul bilei de oțel călit D (10; 5 sau 2,5 mm) este presat cu forță în proba de testare R (3000;1000; 750kg sau mai putin). Ca urmare, o amprentă rămâne pe suprafața probei sub forma unui segment sferic cu un diametru d (fig.22). Dimensiunea amprentei va fi cu cât este mai mică, cu atât metalul va fi mai dur. Numărul de duritate Brinell HB calculate prin formula

kg mm 2 ,

;

F- suprafața amprentei mm 2 .

Fig.22. Schema de testare Brinell

Pentru produsele mici, se folosesc bile cu diametru mai mic cu forțe de adâncire mai mici. Grosimea metalului de sub amprentă trebuie să fie de cel puțin zece ori adâncimea amprentei, iar distanța de la centrul amprentei la suprafața tăiată trebuie să fie de cel puțin D .

Pentru testarea durității Brinell, în prezent se folosesc în principal prese cu pârghie.

Studiile au arătat că între rezistența la tracțiune a metalelor aflate în tensiune  în și duritatea Brinell HB exista o dependenta:

pentru oțel laminat și forjat în = 0.36HB ;

pentru oțel turnat...................... în =(0.3-0.4) HB :

pentru fonta gri .......... în =0.1 HB .

Metoda Brinell poate testa materiale cu duritate HB până la 450; dacă materialele sunt mai dure, atunci bila de oțel se poate deforma. Această metodă este, de asemenea, nepotrivită pentru testarea materialului din foi subțiri.

metoda Rockwell Testul de duritate se efectuează prin presarea unei bile de oțel cu un diametru de D =1.58mm(116 inch) sau 120 0 con diamant.

Bila de oțel este utilizată pentru a testa metale moi (duritate mai mică de 220 Brinell) sub o sarcină de 100 kg, con de diamant - pentru testarea metalelor dure la o sarcină de 150 kg. Proba este plasată pe etapa 2 a instrumentului Rockwell ( fig.23) și prin rotirea volantului 1 ridicați-l până când vine în contact cu conul de diamant 3 (sau bila de oțel). Rotirea volantului este continuată până când presiunea conului sau a bilei devine egală cu 10 kg(preîncărcare), care este indicată de săgeata mică a indicatorului 4. Apoi, aplicați sarcina principală folosind mânerul 5. Indentarea durează 5-6 sec, apoi sarcina principală este îndepărtată. După aceea, săgeata mare a indicatorului arată valoarea durității.

Fig.23. presa Rockwell

Cadranul indicator are două scale: roșu ÎN pentru testare cu o bilă de oțel și negru DIN pentru testare cu un con de diamant.

Duritatea Rockwell este o valoare condiționată care caracterizează diferența de adâncime a adâncimii. Numărul durității Rockwell este notat HR cu adăugarea indicelui scalei pe care s-a efectuat testul, de exemplu HR ÎN sau HR DIN. Pentru testarea materialelor foarte dure, se folosește un con de diamant la o sarcină de 60 kg. Citirea se face pe o scară neagră.

Metoda Vickers, care vă permite să măsurați duritatea metalelor și aliajelor atât moi, cât și foarte dure; se preteaza la determinarea duritatii straturilor subtiri de suprafata (ex. in tratamentul chimico-termic).

Conform acestei metode, o piramidă de diamant tetraedrică cu un unghi de vârf de 136 0 este presată în probă. Sarcina poate fi aplicată de la 5 la 120 kg. Amprenta este măsurată cu ajutorul unui microscop amplasat pe dispozitiv.

Numărul durității este determinat de formulă

kg mm 2 ,

;

F - aria amprentei piramidale, mm 2

Valoare practică HV luate de pe tabele.

Testare de microduritate produs prin indentarea unei piramide de diamant cu un unghi la vârf de 136 0 sub o sarcină de la 2 la 200 G; se exprimă numărul de duritate kg mm 2 . Această metodă poate fi utilizată pentru a determina duritatea componentelor structurale individuale ale aliajelor, piese mici, fire metalice, filme de oxid etc. Pe Fig. 24, a este prezentat dispozitivul PMT-3 pentru testarea microdurității.

Masa 11 și suportul 4 al tubului se sprijină pe cadrul 1 al dispozitivului. Obiectul de testat 2 este instalat pe o masă sub lentila 9, prin care microscopul este focalizat și firele sunt instalate folosind un microscop ocular 6. Apoi piramida de diamant 10 este presată în obiectul de testat timp de 5-7 sec. După îndepărtarea sarcinii cu un microscop, măsurați diagonala d (Fig. 24b), aliniind intersecția firelor de la început cu colțul din dreapta al tipăritului (linii întrerupte), iar apoi cu stânga (linii continue).

Dimensiunea diagonalei determină aria amprentei și duritatea conform formulei de mai sus ( HV n ).

Alte teste mecanice .Testarea impactului efectuat pentru părți ale mașinilor și mecanismelor care suferă sarcini de șoc (dinamice), deoarece unele metale cu rezistență statică suficient de mare sunt distruse la sarcini de șoc reduse, de exemplu, oțel cu o structură cu granulație grosieră și fontă.

Testele de impact la îndoire se efectuează pe specimene de formă standard pe dispozitive numite teste de impact cu pendul.

Rezistența la impact se numește rezistență la impact și se măsoară în kilograme pe centimetru pătrat.

Fig.24. Dispozitiv PMT-3 pentru testarea microdurității

puterea impactului dar n calculate prin formula

kg m cm 2 ,

Unde DAR n este munca de impact cheltuită asupra fracturii probei, kg m;

F este aria secțiunii transversale a probei la locul inciziei, cm 2 .

Teste de oboseală. Multe piese ale mașinii (biele de motor, arbori cotiți etc.) sunt supuse unor sarcini care se modifică în mărime și direcție în timpul funcționării. Cu astfel de solicitări alternante repetitive, metalul trece treptat de la o stare ductilă la una fragilă (obosit). Starea fragilă se explică prin apariția microfisurilor, care treptat se extind și slăbesc metalul. Ca rezultat, defectarea are loc la solicitări mai mici decât rezistența la tracțiune.

Microfisurile apar și se dezvoltă de la suprafață în principal în secțiuni cu rupturi ascuțite în linia de contur (de exemplu, în prezența canelurilor cheie, găurilor etc.).

Teste de oboseală ( rezistenta) sunt produse pe diferite mașini. Cele mai comune aparate de testare sunt:

îndoire în timpul rotației;

în tensiune-compresie;

la răsucire.

Pentru metalele care funcționează în condiții dificile, mașinile de testare sunt echipate cu instalații și dispozitive care asigură testarea la temperaturi ridicate și scăzute, cu coroziune și în alte condiții speciale.

Fig.25. Test de extrudare

Teste tehnologice (probe). Ele determină posibilitatea de a efectua anumite operații tehnologice cu un metal dat.

Test de extrudare servește la determinarea capacității tablei subțiri de a ștanța și trage la rece. Testul constă în extrudarea găurii cu un cap rotunjit 1 ( fig.25) până când apare prima fisură în placa 2 prinsă în suprafața inelară.

Adâncimea găurii extrudate la apariția primei fisuri este o măsură cantitativă a probei.

Test de îndoire determină capacitatea metalului de a rezista la îndoiri repetate și este utilizat pentru a evalua calitatea materialului de tablă cu o grosime de până la 5 mm, precum și sârmă și bare.

Proba de proiect determină capacitatea metalului rece de a lua o formă dată sub compresie. Se consideră că o probă de cilindru, a cărei înălțime este egală cu două diametre, a rezistat testului dacă, în timpul răsturnării la o înălțime dată, pe ea nu apar fisuri, rupturi și fracturi.

Test de sudabilitate. Două bare din metalul de testat sunt sudate și testate pentru încercări de încovoiere sau tracțiune, după care rezultatele sunt comparate cu cele corespunzătoare unei probe solide (nesudate) din același metal. Cu o sudabilitate bună, rezistența la tracțiune a sudurii ar trebui să corespundă cu cel puțin 80% din rezistența la tracțiune a barei solide.

Metode de analiză fizico-chimică.

Macroanaliza. Pentru macroanaliza, se pregătește o secțiune de probă, sau o fractură, care dezvăluie macrostructura - structura metalului și aliajului, vizibilă cu ochiul liber sau la o mărire mică de până la x 5 ori.

Pregatirea sectiunii consta in nivelarea si slefuirea suprafetei pe o polizor. Apoi, secțiunea este gravată cu reactivi care dizolvă sau colorează părți ale secțiunii care sunt diferite ca compoziție sau orientare.

Cu ajutorul macroanalizei, este posibilă detectarea cavităților de contracție și friabilității, golurilor, fisurilor, incluziunilor nemetalice (zgură, grafit în fontă cenușie etc.), prezența și natura locației unor impurități dăunătoare, cum ar fi ca sulf.

Microanaliză. O microsecțiune pentru microanaliza este pregătită în același mod ca și pentru macroanaliză, totuși, după șlefuire, este lustruită până la un finisaj în oglindă.

O secțiune subțire cu ajutorul unui microscop metalografic dezvăluie microstructura: prezența, cantitatea și forma anumitor componente structurale, contaminarea cu incluziuni străine. Prezența și dimensiunea porilor sunt determinate din secțiuni negravate; pentru a dezvălui structura principală, secțiunea este supusă gravării. Deoarece metalele sunt opace, secțiunile subțiri ale acestora pot fi studiate numai în lumină reflectată folosind un microscop metalografic.

Pe fig.26 este prezentată o diagramă care explică vizibilitatea limitelor de cereale ale unei secțiuni gravate a unui metal monofazat. Sub acțiunea reactanților în timpul gravării, metalul se dizolvă mai puternic de-a lungul limitelor de cereale, în urma cărora se formează acolo depresiuni-microbarbe. Razele de lumină sunt împrăștiate în ele, astfel încât limitele de cereale la microscop sunt mai întunecate; razele de pe suprafața plană a boabelor sunt reflectate și fiecare bob de pe secțiunea subțire pare a fi ușoară, în timp ce se observă adesea culori diferite ale granulelor, ceea ce se explică prin solubilitatea inegală din cauza anizotropiei.

Fig.26. Schema de reflexie a razelor printr-o secțiune gravată

metal monofazat

Alături de microscopul cu lumină convențional, este utilizat pe scară largă un microscop electronic, în care fasciculele de electroni sunt folosite în loc de fascicule de lumină: aceste fascicule sunt emise de o spirală fierbinte de wolfram. Un microscop electronic oferă o mărire electron-optică de până la zeci de mii de ori.

Analiza difracției cu raze X face posibilă stabilirea tipurilor de rețele cristaline ale metalelor și aliajelor, precum și a parametrilor acestora. Determinarea structurii metalelor, plasarea atomilor într-o rețea cristalină și măsurarea distanței dintre ei se bazează pe difracția (reflexia) razelor X de către rândurile de atomi dintr-un cristal, deoarece lungimea de undă a acestor raze este proporțională cu distanțele interatomice. în cristale. Cunoscând lungimea de undă a razelor X, se poate calcula distanța dintre atomi dintr-un cristal și se poate construi un model pentru aranjarea atomilor.

Analiza cu raze X(transmiterea) se bazează pe pătrunderea razelor X prin corpuri care sunt opace la lumina vizibilă. Trecând prin metale, razele X sunt parțial absorbite, iar razele sunt absorbite mai puternic de metalul solid decât în ​​acele părți în care se află incluziuni sau fisuri de gaz și zgură. Mărimea, forma și natura acestor defecte pot fi observate pe un ecran luminos, instalat de-a lungul razelor din spatele piesei studiate. Deoarece razele X acţionează asupra emulsiei fotografice ca razele de lumină, ecranul luminos poate fi înlocuit cu o casetă de film şi se poate obţine o imagine a obiectului.

Astfel, transiluminarea cu raze X poate detecta chiar și defecte microscopice în interiorul piesei.

Analiza termica se reduce la identificarea punctelor critice în timpul încălzirii și răcirii metalelor și aliajelor și este însoțită de construcția de curbe în coordonatele „temperatura – timp”.

Dacă nu au loc transformări de fază în metal, curba de răcire (încălzire) va fi netedă, fără îndoituri și margini; dacă, la răcirea (sau încălzirea) metalului, în el au loc transformări de fază, care sunt însoțite de degajarea (în timpul încălzirii - absorbția) de căldură, pe curbă vor apărea secțiuni orizontale sau rupturi (adică schimbări în direcția curbei). ). Aceste pauze și secțiuni orizontale fac posibilă determinarea temperaturilor de transformare.

Analiza dilatometrică(dilatometria - din lat. expand) se bazează pe măsurarea modificărilor de volum care apar într-un metal sau aliaj în timpul transformărilor de fază și este utilizată pentru a determina punctele critice din probele solide. Analiza dilatometrică se efectuează pe instrumente de dilatometru.

Defectoscopie.Detectarea defectelor magnetice folosit pentru detectarea defectelor în piesele supuse unor solicitări alternante mari. Astfel de defecte precum fisurile, liniile de păr, bulele, incluziunile nemetalice etc., devin foarte periculoase în condiții de încărcare variabilă, deoarece reduc rezistența dinamică a pieselor.

Testarea magnetică constă în trei operațiuni principale: magnetizarea produselor, acoperirea lor cu pulbere feromagnetică, inspecția externă și demagnetizarea produselor.

În produsele magnetizate cu defecte, liniile magnetice de forță, având tendința de a ocoli locurile defectelor (datorită permeabilității lor magnetice reduse), trec dincolo de suprafața produsului și apoi intră în ea, formând un câmp magnetic neomogen. Prin urmare, atunci când produsele sunt acoperite cu pulbere magnetică, particulele acesteia din urmă sunt situate deasupra defectului, formând modele bine definite ( fig.27). După natura acestor desene, se apreciază dimensiunea și forma defectelor metalice.

Detectarea defectelor cu ultrasunete vă permite să testați orice metale (nu doar feromagnetice) și să detectați defecte în grosimea metalului la o adâncime considerabilă care nu sunt detectate prin metoda magnetică.

Pentru a studia metalul, se folosesc vibrații ultrasonice cu o frecvență de la 2 până la 10 milioane de frecvențe. Hz. La o astfel de frecvență, vibrațiile se propagă în metal, ca razele, aproape fără a se împrăștia pe părțile laterale: ele pot „străluci prin” metale la o adâncime mai mare de 1. m.

Fig.27. Dispunerea liniilor de câmp magnetic pe

detalii defecte

Ultrasunetele sunt reflectate la interfața dintre medii cu porozitate diferită. Prin urmare, atunci când se propagă într-un metal, ultrasunetele nu trec prin fisuri, cochilii, incluziuni nemetalice, formând astfel o umbră acustică ( fig.28). Aici, dar- zona de umbra acustica.

Pentru emisia și recepția ultrasunetelor se folosesc emițători și, respectiv, receptori piezoelectrici.

Aplicarea izotopilor radioactivi (atomi marcați).În metalurgie și metalurgie, izotopii radioactivi sunt utilizați în diverse scopuri. De exemplu, în zgură se introduc izotopi radioactivi de fosfor, sulf, mangan etc., iar viteza de tranziție a acestor elemente în metal și viteza de restabilire a distribuției lor de echilibru între metal și zgură în topiturile metalurgice sunt studiate când temperatura sau compoziția zgurii se modifică. Introducerea carbonului radioactiv în fier în timpul cimentării face posibilă studierea vitezei de difuzie și distribuția carbonului în acesta.

Fig.28. Schema de examinare cu ultrasunete a unui detaliu

Pentru a dezvălui distribuția staniului în nichel, staniul radioactiv este adăugat aliajului lichid. Aliajul întărit se așează pe o casetă cu o placă fotografică, iar după o expunere corespunzătoare, placa este dezvoltată.

Pe fig.29 este dat un microradioautograf al unui astfel de aliaj, din care (prin distribuția întunecării) este clar că radioactiv, și cu el staniul obișnuit, mărginește boabele de nichel.

Fig.29. Microradiografia aliajului nichel-staniu

Izotopii radioactivi ajută la monitorizarea uzurii căptușelii refractare în furnalele sau piesele de mașini.

Rezistența este capacitatea unui metal de a rezista distrugerii sub influența sarcinilor externe. Valoarea metalului ca material de inginerie, împreună cu alte proprietăți, este determinată de rezistență.

Valoarea rezistenței indică cât de multă forță este necesară pentru a depăși legătura internă dintre molecule.

Testarea metalelor pentru rezistența la tracțiune se efectuează pe mașini speciale de diferite capacități. Aceste mașini constau dintr-un mecanism de încărcare care generează o forță, întinde proba de testare și indică cantitatea de forță aplicată probei. Mecanismele sunt acțiuni mecanice și hidraulice.

Puterea mașinilor este diferită și ajunge la 50 de tone. 7, a prezintă dispozitivul mașinii, format dintr-un cadru 2 și cleme 4, cu care sunt fixate probele de testare 3.

Clema superioară este fixată nemișcată în cadru, iar cea inferioară coboară încet în timpul testării cu ajutorul unui mecanism special, întinzând proba.

Orez. 7. Încercarea la tracțiune a metalelor:

a - un dispozitiv pentru testarea metalelor pentru tensiune; b - probe pentru încercări de tracțiune: I - rotunde, II - plate

Sarcina transmisă în timpul testării pe eșantion poate fi determinată de poziția săgeții dispozitivului pe scara de măsurare 1.

Eșantioanele trebuie întotdeauna testate în aceleași condiții, astfel încât rezultatele să poată fi comparate. Prin urmare, standardele relevante stabilesc anumite dimensiuni ale eșantioanelor de testare.

Probele standard pentru încercarea la tracțiune sunt specimene de secțiuni rotunde și plate, prezentate în fig. 7b.

Probele plate sunt folosite la testarea foilor, a materialului de bandă etc., iar dacă profilul metalic permite, atunci se realizează probe rotunde.

Rezistența finală (σ b) este cea mai mare tensiune pe care o poate suferi un material înainte de distrugerea sa; rezistența la rupere a metalului este egală cu raportul dintre sarcina maximă la testarea probei pentru rupere cu aria secțiunii transversale inițiale a epruvetei, adică

σ b = P b / F 0 ,

unde R b - sarcina cea mai mare care precede ruperea probei, kgf;

F 0 - aria secțiunii transversale inițiale a probei, mm 2.

Pentru funcționarea în siguranță a mașinilor și structurilor, este necesar ca în timpul funcționării tensiunile din material să nu depășească limita de proporționalitate stabilită, adică cea mai mare efort la care nu sunt cauzate deformații.

Rezistența la tracțiune a unor metale într-o încercare de tracțiune, kgf / mm 2:

Plumb 1.8

Aluminiu 8

(rezistență, elasticitate, plasticitate, vâscozitate), precum și alte proprietăți, sunt datele inițiale în proiectarea și realizarea diferitelor mașini, mecanisme și structuri.

Metodele de determinare a proprietăților mecanice ale metalelor sunt împărțite în următoarele grupuri:

static, când sarcina crește lent și lin (încercări de tracțiune, compresiune, încovoiere, torsiune, duritate);

· dinamic, când sarcina crește la viteză mare (încercări la îndoire la impact);

ciclic, când sarcina se modifică de mai multe ori (test de oboseală);

tehnologic - pentru a evalua comportamentul metalului în timpul tratamentului sub presiune (încercări pentru îndoire, îndoire, extrudare).

Încercări de tracțiune(GOST 1497-84) sunt efectuate pe mostre standard de secțiune transversală rotundă sau dreptunghiulară. Când este întinsă sub acțiunea unei sarcini care crește treptat, proba este deformată până în momentul ruperii. În timpul testării probei, se ia o diagramă de tracțiune (Fig. 1.36, dar), fixând relația dintre forța P care acționează asupra probei și deformația Δl ​​cauzată de aceasta (Δl este alungirea absolută).

Orez. 1.36. Diagrama de tracțiune din oțel moale ( dar) și relația dintre stres și alungire ( b)

Vâscozitate (frecare internă) - capacitatea unui metal de a absorbi energia forțelor externe în timpul deformării și distrugerii plastice (determinată de mărimea forței tangențiale aplicate unei unități de suprafață a stratului de metal care urmează să fie forfecat).

Plastic— capacitatea solidelor de a se deforma ireversibil sub acțiunea forțelor externe.

Încercarea de tracțiune determină:

σ in - limită de rezistență, MN / m 2 (kg / mm 2):

0 este aria secțiunii transversale inițiale a probei;

σ pts - limită de proporționalitate, MN / m 2 (kg / mm 2):

Unde P pc este sarcina corespunzătoare limitei de proporționalitate;

σ pr - limită elastică, MN / m 2 (kg / mm 2):

Unde R pr este sarcina corespunzătoare limitei elastice (la σ pr, deformația reziduală corespunde cu 0,05-0,005% din lungimea inițială);

· σ T- limita de curgere, MN / m 2 (kg / mm 2):

Unde R m este sarcina corespunzătoare punctului de curgere, N;

δ este alungirea, %:

Unde l 0 este lungimea probei înainte de rupere, m; l 1 - lungimea probei după rupere, m;

ψ - îngustare relativă, %:

Unde F 0 - aria secțiunii transversale înainte de rupere, m 2; F- aria secțiunii transversale după rupere, m 2.

Teste de duritate

Duritate este rezistența unui material la pătrunderea unui alt corp, mai solid, în el. Dintre toate tipurile de încercări mecanice, duritatea este cea mai comună.

Testul Brinell(GOST 9012-83) sunt realizate prin presarea unei bile de oțel în metal. Ca urmare, se formează o amprentă sferică pe suprafața metalică (Fig. 1.37, dar).

Duritatea Brinell este determinată de formula:

este diametrul mingii, m; d- diametrul amprentei, m.

Cu cât metalul este mai dur, cu atât zona de imprimare este mai mică.

Diametrul mingii si sarcina sunt stabilite in functie de metalul studiat, duritatea si grosimea acestuia. Atunci când testați oțelul și fonta, alegeți D= 10 mm și P= 30 kN (3000 kgf), la testarea cuprului și a aliajelor acestuia D= 10 mm și P= 10 kN (1000 kgf), iar la testarea metalelor foarte moi (aluminiu, babbits etc.) D= 10 mm și P= 2,5 kN (250 kgf). Când testați probe cu o grosime mai mică de 6 mm, alegeți bile cu un diametru mai mic - 5 și 2,5 mm. În practică, ei folosesc un tabel pentru a converti zona de imprimare într-un număr de duritate.

Testul Rockwell(GOST 9013-83). Acestea sunt realizate prin presarea unui con de diamant (α = 120 °) sau a unei bile de oțel în metal ( D= 1,588 mm sau 1/16", Fig. 1.37, b). Dispozitivul Rockwell are trei cântare - B, C și A. Conul de diamant este folosit pentru a testa materiale dure (scara C și A), iar mingea este folosită pentru a testa materiale moi (scara B). Conul și mingea sunt presate cu două încărcări succesive: preliminară R 0 și total R:

R = R 0 + R 1 ,

0 = 100 N (10 kgf). Sarcina principală este de 900 N (90 kgf) pentru scara B; 1400 N (140 kgf) pentru scara C și 500 N (50 kgf) pentru scara A.

Orez. 1,37. Schema de determinare a duritatii: dar- conform lui Brinell; b- conform lui Rockwell; în- conform lui Vickers

Duritatea Rockwell este măsurată în unități convenționale. Unitatea de duritate se ia ca valoare care corespunde deplasarii axiale a varfului la o distanta de 0,002 mm.

Duritatea Rockwell se calculează în felul următor:

HR = 100 - e(scalele A și C); HR = 130 - e(scala B).

valoarea e determinat de formula:

Unde h- adâncimea de pătrundere a vârfului în metal sub acţiunea sarcinii totale R (R =R 0 + R 1); h 0 - adâncimea de penetrare a vârfului sub preîncărcare R 0 .

În funcție de scară, se notează duritatea Rockwell HRB, HRC, HRA.

Testul Vickers(GOST 2999-83). Metoda se bazează pe adâncirea în suprafața de testare (șlefuită sau chiar lustruită) a unei piramide tetraedrice de diamant (α = 136 °) (Fig. 1.37, în). Metoda este utilizată pentru a determina duritatea pieselor de grosime mică și a straturilor de suprafață subțiri cu duritate mare.

Duritatea Vickers:

este media aritmetică a celor două diagonale ale amprentei, măsurată după descărcare, m.

Numărul de duritate Vickers este determinat din tabele speciale de-a lungul diagonalei imprimării d. La măsurarea durității, se utilizează o sarcină de 10 până la 500 N.

Microduritate(GOST 9450-84). Principiul determinării microdurității este același ca și conform lui Vickers, conform relației:

Metoda este utilizată pentru a determina microduritatea produselor de dimensiuni mici și a aliajelor constitutive individuale. Dispozitivul de măsurare a microdurității este un mecanism de indentare a piramidei de diamant și un microscop metalografic. Probele pentru măsurători trebuie pregătite la fel de atent ca și microsecțiunile.

Test de impact

Pentru încercarea de impact se realizează eșantioane speciale crestate, care sunt apoi distruse pe un tester de impact cu pendul (Fig. 1.39). Energia totală a pendulului va fi cheltuită pentru distrugerea probei și pentru ridicarea pendulului după distrugerea acestuia. Prin urmare, dacă scădem din rezerva totală de energie a pendulului partea care este cheltuită pentru ridicare (decolare) după distrugerea probei, obținem munca de distrugere a probei:

K \u003d P (h 1 - h 2)

K = Рl(cos β - cos α), J (kg m),

de P este masa pendulului, N (kg); h 1 — înălțimea de ridicare a centrului de masă al pendulului înainte de impact, m; h 2 este înălțimea decolării pendulului după impact, m; l este lungimea pendulului, m; α, β sunt unghiurile de ridicare ale pendulului, respectiv, înainte și după cedarea probei.

Orez. 1.39. Test de impact: 1 - pendul; 2 - cuțit pendul; 3 - suporturi

Rezistența la impact, adică munca depusă la distrugerea probei și legată de secțiunea transversală a probei la crestătură, este determinată de formula:

MJ / m 2 (kg m / cm 2),

Unde F- aria secțiunii transversale la locul crestăturii probei, m 2 (cm 2).

Pentru determinare KC folosiți tabele speciale în care pentru fiecare unghi β se determină valoarea lucrării de impact K. în care F\u003d 0,8 10 -4 m 2.

Pentru a desemna rezistența la impact, se adaugă și o a treia literă, care indică tipul de crestătură de pe eșantion: U, V, T. Înregistrare KCUînseamnă rezistența la impact a probei cu U- crestătură în formă KCV- de la V-incizie în formă, și KST- cu o fisură (Fig. 1.40).

Orez. 1.40. Tipuri de crestături pe specimenele de încercare la impact:
dar — U-incizie în formă ( KCU); b — V-incizie în formă ( KCV); în- crestătură cu o crăpătură ( KST)

Test de oboseală(GOST 2860-84). Se numește distrugerea unui metal sub acțiunea unor solicitări repetate sau alternative oboseala metalica. Când un metal este fracturat din cauza oboselii în aer, fractura constă din două zone: prima zonă are o suprafață netedă a solului (zona de oboseală), a doua este o zonă de fractură; în metalele fragile are o structură cristalină grosieră, iar în metale ductile este fibroasă.

La testarea oboselii, se determină limita de oboseală (rezistență), adică solicitarea maximă pe care o poate rezista un metal (probă) fără distrugere pentru un anumit număr de cicluri. Cea mai comună metodă de testare la oboseală este testul de îndoire rotațională (Figura 1.41).

Orez. 1.41. Schema testului de încovoiere în timpul rotației:
1 - probă; perucă - moment de încovoiere

Sunt utilizate următoarele tipuri principale de teste tehnologice (eșantioane).

Test de îndoire(Fig. 1.42) în stare rece și fierbinte - pentru a determina capacitatea metalului de a rezista la o îndoire dată; dimensiunile probei - lungime l = 5dar+ 150 mm, latime b = 2dar(dar nu mai puțin de 10 mm), unde dar este grosimea materialului.

Orez. 1.42. Test tehnologic pentru îndoire: dar— proba înainte de testare; b- îndoiți la un anumit unghi; în- se indoaie pana laturile sunt paralele; G- îndoiți până când părțile laterale se ating

Test de îndoire prevede o evaluare a capacității metalului de a rezista la îndoiri repetate și este utilizat pentru sârmă și tije cu un diametru de 0,8-7 mm din material benzi și tablă de până la 55 mm grosime. Probele sunt îndoite alternativ la dreapta și la stânga cu 90° la o rată uniformă de aproximativ 60 de ori pe minut până când specimenul eșuează.

Test de extrudare(Fig. 1.43) - pentru a determina capacitatea metalului de a ștanța la rece și a trage materialul din tablă subțire. Constă în perforarea unui material de tablă prins între o matrice și o clemă cu un poanson. O caracteristică a plasticității metalului este adâncimea de extrudare a gropii, care corespunde apariției primei fisuri.

Orez. 1.43. Test de extrudare: 1 - foaie; h- o măsură a capacității unui material de a desena

Încercarea înfășurării sârmei cu diametrul d ≤ 6 mm. Testul constă în înfăşurarea a 5-6 spire strânse de-a lungul unei linii elicoidale pe un cilindru cu un diametru dat. Se efectuează numai în stare rece. Firul după înfășurare nu trebuie deteriorat.

Test de scânteie utilizat atunci când este necesar să se determine gradul de oțel în absența echipamentelor speciale și a marcajului.

Metalele se caracterizează prin ductilitate ridicată, conductivitate termică și electrică. Au un luciu metalic caracteristic.

Aproximativ 80 de elemente din sistemul periodic al D.I. au proprietățile metalelor. Mendeleev. Pentru metale, precum și pentru aliajele metalice, în special cele structurale, sunt de mare importanță proprietățile mecanice, dintre care principalele sunt rezistența, ductilitatea, duritatea și rezistența la impact.

Sub acțiunea unei sarcini externe, stresul și deformarea apar într-un corp solid. se referă la aria secțiunii transversale inițiale a probei.

Deformare - aceasta este o modificare a formei și dimensiunilor unui corp solid sub acțiunea forțelor externe sau ca urmare a proceselor fizice care au loc în corp în timpul transformărilor de fază, contracției etc. Deformarea poate fi elastic(dispare după descărcare) și plastic(reținut după descărcare). Cu o sarcină din ce în ce mai mare, deformarea elastică, de regulă, trece în plastic, iar apoi proba este distrusă.

În funcție de modul în care se aplică sarcina, metodele de testare a proprietăților mecanice ale metalelor, aliajelor și altor materiale se împart în statice, dinamice și alternante.

Putere - capacitatea metalelor de a rezista la deformare sau distrugere la sarcini statice, dinamice sau alternante. Rezistența metalelor sub sarcini statice este testată pentru întindere, compresie, încovoiere și torsiune. Un test de explozie este obligatoriu. Rezistența la sarcini dinamice este evaluată în funcție de rezistența specifică la impact, iar la sarcini alternative - în funcție de rezistența la oboseală.

Pentru a determina rezistența, elasticitatea și ductilitatea, metalele sub formă de eșantioane rotunde sau plate sunt testate pentru tensiune statică. Testele sunt efectuate pe mașini de încercare la tracțiune. În urma încercărilor se obține o diagramă de tracțiune (Fig. 3.1) . Pe axa de abscisă a acestei diagrame sunt trasate valorile deformației, iar pe axa ordonatelor, valorile tensiunii aplicate probei.

Din grafic se poate observa că oricât de mică este solicitarea aplicată, aceasta provoacă deformare, iar deformațiile inițiale sunt întotdeauna elastice, iar magnitudinea lor depinde direct de efort. Pe curba prezentată în diagramă (Fig. 3.1), deformarea elastică este caracterizată de linie OA si continuarea ei.

Orez. 3.1. Curba de deformare

punctul de mai sus DAR proporționalitatea dintre stres și deformare este încălcată. Tensiunea provoacă nu numai deformare elastică, ci și reziduală, plastică. Valoarea sa este egală cu segmentul orizontal de la linia întreruptă la curba continuă.

În timpul deformării elastice sub acțiunea unei forțe externe, distanța dintre atomi din rețeaua cristalină se modifică. Îndepărtarea sarcinii elimină cauza care a determinat modificarea distanței interatomice, atomii revin la locurile inițiale și deformația dispare.

Deformarea plastică este un proces complet diferit, mult mai complex. În timpul deformării plastice, o parte a cristalului se mișcă în raport cu cealaltă. Dacă sarcina este îndepărtată, atunci partea deplasată a cristalului nu se va întoarce la vechiul loc; deformarea va rămâne. Aceste schimbări se găsesc în studiile microstructurale. În plus, deformarea plastică este însoțită de fragmentarea blocurilor de mozaic în interiorul boabelor, iar la grade semnificative de deformare se observă, de asemenea, o schimbare vizibilă a formei boabelor și a locației lor în spațiu, iar între boabe apar goluri (pori) (uneori, de asemenea, în interiorul boabelor).

Dependență reprezentată OAB(vezi Fig. 3.1) între tensiunea aplicată extern ( σ ) și deformarea relativă cauzată de aceasta ( ε ) caracterizează proprietăţile mecanice ale metalelor.

panta unei drepte OA spectacole duritatea metalului, sau o descriere a modului în care sarcina aplicată din exterior modifică distanțele interatomice, care în prima aproximare caracterizează forțele de atracție interatomică;

tangenta unghiului de inclinare al unei drepte OA proporţional cu modulul de elasticitate (E), care este numeric egal cu câtul de împărțire a tensiunii la deformarea relativă elastică:

tensiune, care se numește limita de proporționalitate ( σ pc) corespunde momentului apariţiei deformării plastice. Cu cât metoda de măsurare a deformarii este mai precisă, cu atât punctul este mai jos. DAR;

în măsurătorile tehnice, o caracteristică numită puterea de curgere (σ 0,2). Aceasta este o solicitare care determină o deformare permanentă egală cu 0,2% din lungimea sau altă dimensiune a probei, a produsului;

tensiune maxima ( σ c) corespunde tensiunii maxime realizate în tensiune și se numește rezistență temporară sau rezistență la tracțiune .

O altă caracteristică a materialului este cantitatea de deformare plastică care precede cedarea și este definită ca o modificare relativă a lungimii (sau a secțiunii transversale) - așa-numita extensie relativă (δ ) sau îngustare relativă (ψ ), ele caracterizează ductilitatea metalului. Zona sub curbă OAB proporțional cu munca care trebuie cheltuită pentru distrugerea metalului. Acest indicator, determinat în diverse moduri (în principal prin lovirea unui eșantion crestat), caracterizează viscozitate metal.

Când proba este întinsă până la cedare, se înregistrează grafic dependențele dintre forța aplicată și alungirea probei (Fig. 3.2), în urma cărora se obțin așa-numitele diagrame de deformare.

Orez. 3.2. Diagrama "forță (stres) - alungire"

Deformarea probei sub încărcarea aliajului este mai întâi macroelastică, iar apoi treptat și în granule diferite sub sarcini diferite trece în plastic, care are loc prin deplasări în funcție de mecanismul de dislocare. Acumularea de luxații ca urmare a deformării duce la întărirea metalului, dar cu o densitate semnificativă a luxațiilor, mai ales în zone individuale, apar centrii de fractură, ducând în final la distrugerea completă a probei în ansamblu.

Rezistența la tracțiune este evaluată prin următoarele caracteristici:

1) rezistența la tracțiune;

2) limita de proporționalitate;

3) limita de curgere;

4) limita elastica;

5) modulul de elasticitate;

6) limita de curgere;

7) alungirea;

8) alungire uniformă relativă;

9) îngustare relativă după ruptură.

Rezistență la tracțiune (rezistență finală sau rezistență la tracțiune) σ în, este tensiunea corespunzătoare sarcinii maxime R Bînainte de distrugerea probei:

σ în \u003d P în / F 0,

Această caracteristică este obligatorie pentru metale.

limita proportionala (σ hc) este stresul condiționat R pc, la care începe abaterea de la dependența proporțională a punții dintre deformare și sarcină. Este egal cu:

σ pc \u003d R pc / F 0.

Valori σ PC se măsoară în kgf / mm 2 sau în MPa .

Rezistenta la curgere (σ t) este tensiunea ( R T) la care proba se deformează (curge) fără o creștere vizibilă a sarcinii. Se calculează după formula:

σ t = R T / F 0 .

Limită elastică (σ 0,05) - efort la care alungirea reziduală atinge 0,05% din lungimea secțiunii părții de lucru a probei, egală cu baza extensometrului. Limită elastică σ 0,05 se calculează prin formula:

σ 0,05 = P 0,05 /F 0 .

Modul elastic (E) – raportul dintre creșterea tensiunii și creșterea corespunzătoare a elongării în cadrul deformarii elastice. Este egal cu:

E = Pl 0 / l cf F 0 ,

Unde ∆Р– creșterea sarcinii; l 0 este lungimea estimată inițială a eșantionului; l cf este incrementul mediu de alungire; F 0 – aria secțiunii transversale inițiale.

Rezistenta la curgere (condiţional) - efort la care alungirea reziduală atinge 0,2% din lungimea secțiunii de probă pe partea sa de lucru, a cărei alungire este luată în considerare la determinarea caracteristicii specificate.

Se calculează după formula:

σ 0,2 = P 0,2 /F 0 .

Limita de curgere condiționată este determinată numai dacă nu există un punct de curgere pe diagrama de tracțiune.

Extensie relativă (dupa pauza) - una dintre caracteristicile plasticității materialelor, egală cu raportul de creștere a lungimii estimate a probei după distrugere ( eu să) la lungimea estimată inițială ( l 0) în procente:

Alungire uniformă relativă (δ p)- raportul dintre creșterea lungimii secțiunilor din partea de lucru a probei după rupere și lungimea înainte de încercare, exprimat în procente.

Contracție relativă după ruptură (ψ ), precum și alungirea relativă - o caracteristică a plasticității materialului. Definit ca raportul de diferență F 0 și minim ( F la) aria secțiunii transversale a probei după fractură până la aria secțiunii transversale inițiale ( F0), exprimată în procente:

Elasticitate – proprietatea metalelor de a-și restabili forma inițială după îndepărtarea forțelor exterioare care provoacă deformarea. Elasticitatea este o proprietate care este opusul plasticității.

Foarte des, pentru a determina rezistența, se utilizează un produs (probă) simplu, nedistructiv, metodă simplificată - măsurarea durității.

Sub duritate materialul este înțeles ca rezistență la pătrunderea unui corp străin în el, adică, de fapt, duritatea caracterizează și rezistența la deformare. Există multe metode pentru a determina duritatea. Cel mai comun este metoda Brinell (Fig. 3.3, a), când se află în corpul de încercare sub acțiunea forței R se introduce o minge cu un diametru D. Numărul durității Brinell (HB) este sarcina ( R) împărțit la aria suprafeței sferice a amprentei (diametrul d).

Orez. 3.3. Test de duritate:

a - după Brinell; b - conform lui Rockwell; c - conform lui Vickers

La măsurarea durității metoda Vickers (Fig. 3.3, b) o piramidă de diamant este presată înăuntru. Măsurând diagonala imprimării ( d), judecați duritatea (HV) materialului.

La măsurarea durității metoda Rockwell (Fig. 3.3, c) un con de diamant (uneori o bilă mică de oțel) servește ca indentor. Numărul durității este inversul adâncimii de adâncime ( h). Există trei scale: A, B, C (Tabelul 3.1).

Metodele Brinell și Rockwell B sunt utilizate pentru materiale moi, iar metoda Rockwell C este utilizată pentru materiale dure, iar metoda Rockwell A și metoda Vickers sunt utilizate pentru straturi subțiri (foi). Metodele de măsurare a durității descrise caracterizează duritatea medie a unui aliaj. Pentru a determina duritatea componentelor structurale individuale ale aliajului, este necesar să se localizeze brusc deformarea, să se apasă piramida de diamant într-un anumit loc aflat pe secțiunea subțire la o mărire de 100-400 de ori sub o sarcină foarte mică. (de la 1 la 100 gf), urmată de măsurarea diagonalei amprentei la microscop. Caracteristica rezultată ( H) se numește microduritate , și caracterizează duritatea unei anumite componente structurale.

Tabelul 3.1 Condiții de testare a durității Rockwell

Condiții de test		Denumirea t duritate
R= 150 kgf
Când este testat cu un con de diamant și încărcare R= 60 kgf
Când bila de oțel este presată și încărcată R= 100 kgf

Valoarea HB este măsurată în kgf / mm 2 (în acest caz, unitățile nu sunt adesea indicate) sau în SI - în MPa (1 kgf / mm 2 \u003d 10 MPa).

Viscozitate – capacitatea metalelor de a rezista la socurile. Vâscozitatea este proprietatea opusă a fragilității. Multe piese în timpul funcționării suferă nu numai sarcini statice, ci sunt, de asemenea, supuse la șocuri (dinamice). De exemplu, astfel de sarcini sunt experimentate de roțile locomotivelor și vagoanelor la nodurile feroviare.

Principalul tip de testare dinamică este încărcarea la impact a epruvetelor crestate în condiții de încovoiere. Încărcarea dinamică la impact se efectuează pe cadrele pendulului (Fig. 3.4), precum și printr-o sarcină în cădere. În acest caz, se determină munca cheltuită pentru deformarea și distrugerea probei.

De obicei, în aceste încercări, se determină munca specifică efectuată pentru deformarea și distrugerea probei. Se calculează prin formula:

COP =K/ S 0 ,

Unde KS- munca specifica; LA- munca totala de deformare si distrugere a probei, J; S0- secțiunea transversală a probei la crestătură, m 2 sau cm 2.

Orez. 3.4. Testarea impactului cu un tester de impact cu pendul

Lățimea probelor de toate tipurile este măsurată înainte de testare. Înălțimea probelor cu o crestătură în U și V este măsurată înainte de testare și cu o crestătură în T după testare. În consecință, lucrul specific de deformare a ruperii este notat cu KCU, KCV și KST.

fragilitate metalele la temperaturi scăzute se numesc fragilitate la rece . Valoarea rezistenței la impact în acest caz este semnificativ mai mică decât la temperatura camerei.

O altă caracteristică a proprietăților mecanice ale materialelor este rezistenta la oboseala. Unele părți (arbori, biele, arcuri, arcuri, șine etc.) în timpul funcționării suferă sarcini care variază ca mărime sau ambele ca mărime și direcție (semn). Sub influența unor astfel de sarcini alternative (vibraționale), metalul pare să obosească, rezistența sa scade și piesa este distrusă. Acest fenomen se numește oboseală metal, iar fracturile rezultate - oboseală. Pentru aceste detalii, trebuie să știți limita de rezistenta, acestea. valoarea celei mai mari solicitări pe care o poate suporta un metal fără distrugere pentru un anumit număr de modificări de sarcină (cicluri) ( N).

Rezistenta la uzura - rezistența metalelor la uzură din cauza proceselor de frecare. Aceasta este o caracteristică importantă, de exemplu, pentru materialele de contact și, în special, pentru firul de contact și elementele colectoare de curent ale colectorului de curent al vehiculelor electrificate. Uzura constă în desprinderea de suprafața de frecare a particulelor sale individuale și este determinată de o modificare a dimensiunilor geometrice sau a masei piesei.

Rezistența la oboseală și rezistența la uzură oferă cea mai completă imagine a durabilității pieselor din structuri, iar tenacitatea caracterizează fiabilitatea acestor piese.

În funcție de metoda de aplicare a sarcinii, metodele de testare a proprietăților mecanice ale metalelor sunt împărțite în trei grupe:

static, când sarcina crește lent și lin (încercări de tracțiune, compresiune, încovoiere, torsiune, forfecare, duritate);

dinamic, când sarcina crește la viteză mare, șoc (test de impact);

testarea sub sarcini variabile repetate când sarcina în timpul încercării se modifică în mod repetat în mărime sau în mărime și semn (test de oboseală).

Necesitatea testării în diferite condiții este determinată de diferența dintre condițiile de funcționare a pieselor de mașini, unelte și alte produse metalice.

Încercarea de tracțiune. Pentru încercările de tracțiune, se folosesc probe cilindrice sau plate de o anumită formă și dimensiune, conform standardului. Încercarea de tracțiune a probelor se efectuează pe mașini de tracțiune cu acționare mecanică sau hidraulică. Aceste mașini sunt echipate cu un dispozitiv special pe care diagrama de tensiune este înregistrată automat în timpul încercării (întindere).

Având în vedere că natura diagramei de tracțiune este afectată de mărimea probei, diagrama este construită (Fig. 1) în coordonatele efort σ (în N / m 2 sau kgf / mm 2) - alungire relativă δ (în % ). Într-o încercare de tracțiune se determină următoarele caracteristici ale proprietăților mecanice: limite de proporționalitate, elasticitate, curgere, rezistență, rezistență reală la rupere, alungire relativă și îngustare.

Test de duritate.duritate numită capacitatea unui metal de a rezista introducerii unui alt corp mai solid în el. Determinarea durității este metoda cea mai frecvent utilizată pentru testarea metalelor. Pentru a determina duritatea, nu este necesară fabricarea de mostre speciale, adică testarea se efectuează fără distrugerea piesei.

Există diferite metode pentru determinarea durității - indentare, zgâriere, recul elastic, precum și o metodă magnetică. Cea mai comună este metoda de presare a unei bile de oțel, a unui con de diamant sau a unei piramide de diamant în metal. Pentru testarea durității se folosesc dispozitive speciale, simple ca design și ușor de utilizat.

Duritatea Brinell. O bilă de oțel călit cu un diametru de 10, 5 sau 2,5 mm este presată în suprafața metalului testat cu o anumită forță. Ca urmare, se obține o amprentă (găuri) pe suprafața metalică. Diametrul amprentei se măsoară cu o lupă specială cu diviziuni. Numărul durității Brinell este scris cu litere latine HB, urmate de un indice numeric de duritate. De exemplu, duritatea este HB 220. Metoda Brinell nu este recomandată pentru metale cu o duritate mai mare de HB 450, deoarece bila se poate deforma și rezultatul va fi incorect. De asemenea, este imposibil să testați materialele subțiri care sunt presate atunci când mingea este apăsată.

duritatea Rockwell - testul de duritate prin apăsarea unui con sau a unei bile în suprafața metalului testat. Se presează un con diamant cu un unghi de 120° sau o bilă de oțel călit cu un diametru de 1,59 mm. Testele cu o bilă sunt utilizate pentru determinarea durității materialelor moi și cu un con de diamant la testarea materialelor dure. Numărul durității Rockwell este scris cu litere latine HRC (scara C), după care se înregistrează valoarea numerică a durității. De exemplu, duritatea HRC 230.

duritatea Vickers - test de duritate a indentării piramidei. O piramidă de diamant cu patru laturi este presată în suprafața metalică. În funcție de încărcarea pe unitatea de suprafață a amprentei, se determină numărul de duritate, notat HV 140.

Test de microduritate. Acest test este utilizat pentru a determina duritatea unor volume microscopice mici de metal, cum ar fi duritatea constituenților structurali individuali ai aliajelor. Microduritatea se determină pe un dispozitiv special constând dintr-un mecanism de încărcare cu vârf de diamant și un microscop metalografic. Suprafața probei este pregătită în același mod ca și pentru microexaminare (slefuire, lustruire, gravare). O piramidă de diamant tetraedrică (cu un unghi de vârf de 136°, la fel ca piramida Vickers) este presată în materialul testat sub o sarcină foarte ușoară. Duritatea este determinată de valoare N/m2 sau kgf/mm 2.