Ürünlerin performans özelliklerini değerlendirmek ve malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek için çeşitli talimatlar, GOST'ler ve diğer düzenleyici ve tavsiye edici belgeler kullanılır. Bir dizi ürünün veya aynı tür malzemeden numunelerin imhasını test etme yöntemleri de tavsiye edilir. Bu çok ekonomik bir yöntem olmasa da etkilidir.
Özelliklerin tanımı
Malzemelerin mekanik özelliklerinin ana özellikleri aşağıdaki gibidir.
1. Çekme mukavemeti veya çekme mukavemeti - numunenin yok edilmesinden önce en yüksek yükte sabitlenen gerilme kuvveti. Malzemelerin mukavemetinin ve plastisitesinin mekanik özellikleri, katıların dış yüklerin etkisi altında şekil ve yıkımdaki geri dönüşü olmayan değişikliklere direnme özelliklerini tanımlar.
2. Koşullu akma dayanımı, artık gerinim numune uzunluğunun %0,2'sine ulaştığında oluşan gerilimdir. BuNumune gerilmede gözle görülür bir artış olmadan deforme olmaya devam ederken en az stres.
3. Uzun vadeli mukavemet sınırına, belirli bir sıcaklıkta numunenin belirli bir süre için tahrip olmasına neden olan en büyük stres denir. Malzemelerin mekanik özelliklerinin belirlenmesi, uzun vadeli mukavemetin nihai birimlerine odaklanır - yıkım, 100 saatte 7.000 santigrat derecede gerçekleşir.
4. Koşullu sürünme sınırı, belirli bir sıcaklıkta numunede belirli bir süre boyunca belirli bir uzamaya ve ayrıca sürünme hızına neden olan strestir. Limit, metalin 7000 santigrat derecede 100 saat boyunca %0,2 oranında deformasyonudur. Sürünme, sabit yükleme ve yüksek sıcaklık altında metallerin uzun süre belirli bir deformasyon hızıdır. Isı direnci, bir malzemenin kırılmaya ve sürünmeye karşı gösterdiği dirençtir.
5. Yorulma sınırı, yorulma hatası meydana gelmediğinde çevrim stresinin en yüksek değeridir. Malzemelerin mekanik testinin nasıl planlandığına bağlı olarak yükleme döngülerinin sayısı verilebilir veya isteğe bağlı olabilir. Mekanik özellikler, malzemenin yorulmasını ve dayanıklılığını içerir. Döngüdeki yüklerin etkisi altında hasar birikir, çatlaklar oluşur ve yıkıma yol açar. Bu yorgunluk. Ve yorulma direnci özelliği dayanıklılıktır.
Uzat ve küçült
Mühendislikte kullanılan malzemelerpratik iki gruba ayrılır. Birincisi plastiktir, imhası için önemli kalıntı deformasyonların ortaya çıkması gerekir, ikincisi kırılgandır, çok küçük deformasyonlarda çöker. Doğal olarak, böyle bir ayrım çok keyfidir, çünkü oluşturulan koşullara bağlı olarak her malzeme hem kırılgan hem de sünek davranabilir. Stres durumunun doğasına, sıcaklığa, gerinim hızına ve diğer faktörlere bağlıdır.
Malzemelerin çekme ve sıkıştırmadaki mekanik özellikleri, hem sünek hem de kırılgan için anlamlıdır. Örneğin, yumuşak çelik çekmede test edilirken, dökme demir sıkıştırmada test edilir. Dökme demir kırılgan, çelik sünektir. Gevrek malzemeler daha fazla basınç dayanımına sahipken, çekme deformasyonu daha kötüdür. Plastik, sıkıştırma ve gerilimde malzemelerin yaklaşık olarak aynı mekanik özelliklerine sahiptir. Bununla birlikte, eşikleri hala germe ile belirlenir. Malzemelerin mekanik özelliklerini daha doğru bir şekilde belirleyebilen bu yöntemlerdir. Gerilim ve sıkıştırma şeması, bu makalenin resimlerinde gösterilmektedir.
Kırılganlık ve esneklik
Plastiklik ve kırılganlık nedir? Birincisi, büyük miktarlarda artık deformasyonlar alarak çökmeme yeteneğidir. Bu özellik, en önemli teknolojik işlemler için belirleyicidir. Bükme, çekme, çekme, damgalama ve diğer birçok işlem plastisitenin özelliklerine bağlıdır. Sünek malzemeler, tavlanmış bakır, pirinç, alüminyum, yumuşak çelik, altın ve benzerlerini içerir. Çok daha az sünek bronzve dural. Hemen hemen tüm alaşımlı çelikler çok zayıf sünektir.
Plastik malzemelerin mukavemet özellikleri, aşağıda tartışılacak olan akma mukavemeti ile karşılaştırılır. Kırılganlık ve plastisite özellikleri, sıcaklık ve yükleme hızından büyük ölçüde etkilenir. Hızlı gerilim malzemeyi kırılgan, yavaş gerilim ise sünek yapar. Örneğin cam kırılgan bir malzemedir, ancak sıcaklık normal ise, yani plastisite özelliklerini gösterirse uzun süreli bir yüke dayanabilir. Ve yumuşak çelik sünektir, ancak şok yükü altında kırılgan bir malzeme gibi görünür.
Varyasyon yöntemi
Malzemelerin fiziko-mekanik özellikleri, boyuna, eğilme, burulma ve diğer, hatta daha karmaşık titreşim türlerinin uyarılması ve numunelerin boyutuna, şekillerine, alıcı ve uyarıcı türlerine bağlı olarak, yöntemler ile belirlenir. dinamik yükler uygulamak için sabitleme ve şemalar. Yük uygulama, titreşimlerin uyarılması ve kaydedilmesi yöntemlerinde uygulama yöntemi önemli ölçüde değiştirilirse, büyük boyutlu ürünler de bu yöntem kullanılarak teste tabi tutulur. Aynı yöntem, büyük boyutlu yapıların rijitliğini değerlendirmek gerektiğinde malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek için kullanılır. Ancak bu yöntem, bir üründeki malzeme özelliklerinin yerel olarak belirlenmesi için kullanılmaz. Tekniğin pratik uygulaması, ancak geometrik boyutlar ve yoğunluk bilindiğinde, ürünü destekler üzerine sabitlemek mümkün olduğunda mümkündür.ürün - dönüştürücüler, belirli sıcaklık koşulları gereklidir, vb.
Örneğin, sıcaklık rejimlerini değiştirirken, bir veya daha fazla değişiklik meydana gelir, ısıtıldığında malzemelerin mekanik özellikleri farklılaşır. Hemen hemen tüm cisimler, yapılarını etkileyen bu koşullar altında genişler. Herhangi bir gövde, oluşturulduğu malzemelerin belirli mekanik özelliklerine sahiptir. Bu özellikler her yöne değişmiyor ve aynı kalıyorsa, böyle bir cisme izotropik denir. Malzemelerin fiziksel ve mekanik özellikleri değişirse - anizotropik. İkincisi, hemen hemen tüm malzemelerin karakteristik bir özelliğidir, sadece farklı bir ölçüde. Ancak, örneğin, anizotropinin çok önemsiz olduğu çelikler vardır. En çok ahşap gibi doğal malzemelerde belirgindir. Üretim koşullarında, çeşitli GOST'lerin kullanıldığı kalite kontrol yoluyla malzemelerin mekanik özellikleri belirlenir. Test sonuçları özetlendiğinde istatistiksel işlemeden bir heterojenlik tahmini elde edilir. Numuneler çok sayıda olmalı ve belirli bir tasarımdan kesilmelidir. Bu teknolojik özellikleri elde etme yöntemi oldukça zahmetli kabul edilir.
Akustik yöntem
Malzemelerin mekanik özelliklerini ve özelliklerini belirlemek için birçok akustik yöntem vardır ve bunların tümü giriş, alım ve sinüzoidal ve darbeli modlarda salınımların kaydı açısından farklılık gösterir. Akustik yöntemler, örneğin yapı malzemelerinin, kalınlıklarının ve gerilme durumlarının, kusur tespiti sırasındaki çalışmasında kullanılır. Yapı malzemelerinin mekanik özellikleri de akustik yöntemler kullanılarak belirlenir. Elastik dalgaların, bunların yayılma parametrelerinin hem sinüzoidal hem de darbeli modlarda kaydedilmesine izin veren çok sayıda çeşitli elektronik akustik cihaz halihazırda geliştirilmekte ve seri üretilmektedir. Bunların temelinde, malzemelerin mukavemetinin mekanik özellikleri belirlenir. Düşük yoğunluklu elastik salınımlar kullanılırsa, bu yöntem kesinlikle güvenli hale gelir.
Akustik yöntemin dezavantajı, her zaman mümkün olmayan akustik temas ihtiyacıdır. Bu nedenle, malzemelerin mukavemetinin mekanik özelliklerini acilen elde etmek gerekirse, bu işler çok verimli değildir. Sonuç, yüzeyin durumundan, incelenen ürünün geometrik şekillerinden ve boyutlarından ve ayrıca testlerin gerçekleştirildiği ortamdan büyük ölçüde etkilenir. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, belirli bir problem kesin olarak tanımlanmış bir akustik yöntemle çözülmelidir veya tam tersine, belirli duruma bağlı olarak birkaçının aynı anda kullanılması gerekir. Örneğin, elastik dalgaların yayılma hızı iyi olduğundan ve bu nedenle alıcı ve emitör numunenin karşıt yüzeylerine yerleştirildiğinde uçtan uca sondaj yaygın olarak kullanıldığından, cam elyafı böyle bir çalışmaya uygundur.
Defektoskopi
Defektoskopi yöntemleri, çeşitli endüstrilerde malzemelerin kalitesini kontrol etmek için kullanılır. Tahribatsız ve tahribatsız yöntemler vardır. Tahribatsız aşağıdakileri içerir.
1. Manyetik kusur tespiti, yüzey çatlaklarını ve penetrasyon eksikliğini belirlemek için kullanılır. Bu tür kusurlara sahip alanlar, başıboş alanlar ile karakterize edilir. Bunları özel cihazlarla tespit edebilir veya tüm yüzeye bir manyetik toz tabakası uygulayabilirsiniz. Kusurlu yerlerde, uygulandığında bile tozun yeri değişecektir.
2. Defektoskopi ayrıca ultrason yardımı ile gerçekleştirilir. Yönlü ışın, numunenin derinlerinde herhangi bir süreksizlik olsa bile farklı şekilde yansıtılacaktır (dağıtılacaktır).
3. Malzemedeki kusurlar, radyasyonun farklı yoğunluktaki bir ortam tarafından soğurulmasındaki farklılığa dayanan radyasyon araştırma yöntemi ile iyi bir şekilde gösterilmiştir. Gama kusur tespiti ve X-ışını kullanılır.
4. Kimyasal kusur tespiti. Yüzey zayıf bir nitrik asit, hidroklorik asit veya bunların bir karışımı (aqua regia) ile aşındırılırsa, kusurların olduğu yerlerde siyah çizgiler şeklinde bir ağ belirir. Kükürt izlerinin kaldırıldığı bir yöntem uygulayabilirsiniz. Malzemenin homojen olmadığı yerlerde kükürt renk değiştirmelidir.
Yıkıcı yöntemler
Yıkıcı yöntemler burada zaten kısmen kaldırıldı. Numuneler eğilme, basma, çekme testleri yapılır, yani statik tahrip edici yöntemler kullanılır. eğer üründarbeli bükülme üzerinde değişken döngüsel yüklerle test edilir - dinamik özellikler belirlenir. Makroskopik yöntemler, malzemenin yapısının genel bir resmini ve büyük hacimlerde çizer. Böyle bir çalışma için, aşındırma işlemine tabi tutulan özel cilalı numunelere ihtiyaç vardır. Böylece, örneğin çelikte tanelerin şeklini ve düzenini, deformasyonlu kristallerin, liflerin, kabukların, kabarcıkların, çatlakların ve alaşımın diğer homojen olmayan durumlarının varlığını belirlemek mümkündür.
Mikroskobik yöntemler mikro yapıyı inceler ve en küçük kusurları ortaya çıkarır. Numuneler ön olarak taşlanır, parlatılır ve daha sonra aynı şekilde dağlanır. Daha ileri testler, elektriksel ve optik mikroskopların ve X-ışını kırınım analizinin kullanımını içerir. Bu yöntemin temeli, bir maddenin atomları tarafından saçılan ışınların girişimidir. Malzemenin özellikleri, X-ışını kırınım modeli analiz edilerek kontrol edilir. Malzemelerin mekanik özellikleri, operasyonda güvenilir ve güvenli yapılar inşa etmek için ana şey olan güçlerini belirler. Bu nedenle malzeme, yüksek düzeyde mekanik özelliklerini kaybetmeden kabul edebildiği her koşulda dikkatli ve farklı yöntemlerle test edilir.
Kontrol yöntemleri
Malzemelerin özelliklerinin tahribatsız muayenesini yapmak için etkili yöntemlerin doğru seçimi büyük önem taşır. Bu konuda en doğru ve ilginç olanı, kusur tespiti - kusur kontrolü yöntemleridir. Burada kusur tespit yöntemlerini uygulama yöntemleri ile fiziksel kusurları belirleme yöntemleri arasındaki farkları bilmek ve anlamak gerekir.mekanik özellikler, çünkü temelde birbirlerinden farklıdırlar. İkincisi, fiziksel parametrelerin kontrolüne ve bunların malzemenin mekanik özellikleriyle müteakip korelasyonuna dayanıyorsa, o zaman kusur tespiti, bir kusurdan yansıyan veya kontrollü bir ortamdan geçen radyasyonun doğrudan dönüşümüne dayanır.
En iyi şey, elbette, karmaşık kontroldür. Karmaşıklık, numunenin mukavemetini ve diğer fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek için kullanılabilecek optimal fiziksel parametrelerin belirlenmesinde yatmaktadır. Ayrıca, aynı zamanda, yapısal kusurları kontrol etmek için optimal bir araç seti geliştirilir ve ardından uygulanır. Ve son olarak, bu malzemenin ayrılmaz bir değerlendirmesi ortaya çıkıyor: performansı, tahribatsız yöntemlerin belirlenmesine yardımcı olan bir dizi parametre tarafından belirlenir.
Mekanik test
Malzemelerin mekanik özellikleri bu testler yardımıyla test edilir ve değerlendirilir. Bu tür bir kontrol uzun zaman önce ortaya çıktı, ancak hala alaka düzeyini kaybetmedi. Modern yüksek teknolojili malzemeler bile tüketiciler tarafından sıklıkla ve ciddi şekilde eleştirilir. Bu da muayenelerin daha dikkatli yapılması gerektiğini göstermektedir. Daha önce de belirtildiği gibi, mekanik testler iki türe ayrılabilir: statik ve dinamik. İlki ürünü veya numuneyi burulma, gerilim, sıkıştırma, eğilme ve ikincisi sertlik ve darbe dayanımı açısından kontrol eder. Modern ekipman, çok basit olmayan bu prosedürleri yüksek kalitede gerçekleştirmeye ve tüm operasyonel sorunları tanımlamaya yardımcı olur.bu malzemenin özellikleri.
Gerilim testi, bir malzemenin uygulanan sabit veya artan çekme geriliminin etkilerine karşı direncini ortaya çıkarabilir. Yöntem eski, test edilmiş ve anlaşılır, çok uzun süredir kullanılıyor ve hala yaygın olarak kullanılıyor. Numune, test makinesindeki bir fikstür vasıtasıyla uzunlamasına eksen boyunca gerilir. Numunenin çekme hızı sabittir, yük özel bir sensör ile ölçülür. Aynı zamanda, uzamanın yanı sıra uygulanan yüke uygunluğu da izlenir. Bu tür testlerin sonuçları, yeni tasarımlar yapılacaksa son derece faydalıdır, çünkü yük altında nasıl davranacaklarını henüz kimse bilmiyor. Sadece malzemenin esnekliğinin tüm parametrelerinin tanımlanması önerebilir. Maksimum stres - akma dayanımı, belirli bir malzemenin dayanabileceği maksimum yükün tanımını yapar. Bu, güvenlik marjının hesaplanmasına yardımcı olacaktır.
Sertlik testi
Malzemenin sertliği, esneklik modülünden hesaplanır. Akışkanlık ve sertlik kombinasyonu, malzemenin esnekliğini belirlemeye yardımcı olur. Teknolojik süreç broşlama, haddeleme, presleme gibi işlemleri içeriyorsa, olası plastik deformasyonun büyüklüğünü bilmek yeterlidir. Yüksek plastisite ile malzeme uygun yük altında herhangi bir şekil alabilecektir. Bir sıkıştırma testi, güvenlik marjını belirlemek için bir yöntem olarak da hizmet edebilir. Özellikle malzeme kırılgansa.
Sertlik şu şekilde test edilir:Çok daha sert bir malzemeden yapılmış tanımlayıcı. Çoğu zaman, bu test Brinell yöntemine (bir top bastırılır), Vickers'a (piramit şeklinde bir tanımlayıcı) veya Rockwell'e (bir koni kullanılır) göre yapılır. Belirli bir süre boyunca belirli bir kuvvetle malzemenin yüzeyine bir tanımlayıcı bastırılır ve ardından numune üzerinde kalan baskı incelenir. Oldukça yaygın olarak kullanılan başka testler de vardır: darbe dayanımı için, örneğin, bir malzemenin direncinin bir yük uygulama anında değerlendirildiğinde.
