1 Дәріс тақырыбы Кіріспе. Катты де ненің құрылысы
жүктеу/скачать 1,19 Mb.
|
Материалтану Конспект лекций (2)
- Бұл бет үшін навигация:
- 3 Дәріс. Металдардың механикалық қасиеттері
| Құйма металдың қүрылымы
Барынша көп тоңазыту шарттарында кристалдану қабықты аймақта жүреді. Кристалдану жылдамдығы кристалдану орталықтарының көп болуымен анықталады. Үсақ түйірлі қүрылым құрылады. Қабықты аумақ астында сүйық металл аз тоңазыту шарттарында орналасады. Орталықтардың саны шектеліп, кристалдану процесі олардың үлкен өлшемге дейін қарқынды өсуі арқылы іске асады Екінші аймақта кристалдардың өсуі бағытталған сипатта болады. Олар қалыптың қабырғаларына перпендикуляр өсіп ағаш тәрізді кристалдарды қүрайды. Олар дендриттер деп аталады. Дендриттер жылу шығу бағытына жақын бағытта өседі. Құйма үш аймақтан түрады: 1. Үсақ кристалды қабықты аймақ; 2. Бағана тәрізді кристалдар аймағы; 3. Ірі тең ості кристалдардың ішкі аймағы. 4 - сурет. Құйма болат нобайы 5 - сурет. Д.К. Черновтың дендрит нобайы Кристалданбаған металдардан жылу шығуы құманың ортасында әртүрлі бағыттарда теңеседі, орталық аймақта кездейсоқ бағытталған ірі дендриттер қүрылады. Кристалдану барысында бағана тәрізді кристалдар аймағы тоғысады, бүл қүбылыс транскристалдану деп аталады. 3 Дәріс. Металдардың механикалық қасиеттері Механикалық қасиеттер – бұл, пайдалану шарты мен оның анықталған жағдайында түсетiн күштердiң әсерi арқылы материалдың күйiн анықтайтын қасиетi. Сынайтын материалда пайда болатын кернеулi күйдiң сипатына және күш түсiру шарттарына байланысты механикалық сынаулардың бiрнеше түрлерi болады: статикалық сынау (үлгiге күш баяу қойылады да бiркелкi өседi): созып сынау, сығып сынау, бұрап сынау, қаттылыққа сынау; динамикалық сынау (күш соққымен және үлкен жылдамдықпен әсер етедi): соққы созылу, соққы ию; циклдік сынау (айнымалы күш түсiргенде): жию, ию немесе бұрау. Статикалық сынаудағы механикалық қасиеттерi. Осы сынау нәтижесiнде алынған күш-ұзару (Р-l) координаттары кернеу-деформация (-) диаграммасымен ауыстырылады. Сурет 6 -Машинадан алынған Сурет 7– Созу созу диаграммасы: P-l координаттарда диаграммасы: - координаттарда салынған салынған Қаттылыққа сынау арқылы НВ, HRC, HRB, HRA, HV шамаларын анықтайды. Металдармен қорытпалардың қосылыстарының Бриннелль, Роквелл және Виккерс әдістері бойынша қаттылығын анықтау Металл қаттылығын анықтауда бірнеше тәсіл қолданылады. Өндірісте және ғылыми-зерттеу мекемелерде жиі қолданылатын ол Бринелль, Роквелл, Виккерс тәсілдері мен микроқаттылықты анықтау. Бринелль тәсілі. Металға сыртқы дененің енуіне оның көрсететін қарсы әсер күшін қаттылық деп атайды. Бринелль әдісінде металдың қаттылығын оған шынықтырылған болат шарикті белгілі күшпен батыру арқылы анықтайды. Бринелль машинасы диаметрі 2,5; 5; 10 мм үш түрлі шарикпен жабдықталады. Металдың қаттылығы мен қалыңдығына байланысты сәйкес шарикпен машинаға қойылған үлгіге күш түсіріліп, үлгі сол күштің әсерінде шамалы уақыт ұсталғаннан кейін алынады. Нәтижеде сыналған үлгінің бетінде шариктың таңбасы (ойық) қалады. Неғұрлым металл жұмсақ болса, солғұрлым үлгіге шарик тереңірек батырылады. Қаттылық үлгіге түсірілген күштің үлгіде қалдырылған таңбасының бет ауданына қатынасымен анықталады. Бринелль әдісі бойынша анықталған қаттылық НВ әріптерімен белгіленіп, келесі формула бойынша есептеліп шығарылады: НВ = н/м2, Мұнда Р – үлгіге түсірілген күш; S – шариктің үлгідегі таңбасының ауданы. Шариктің үлгідегі таңбасы шар сегменті болғандықтан, оның ауданы S = 2πRH болады, Мұнда R – шариктің радиусы, h – ойықтың тереңдігі, π – пи саны. Сурет 8 – Бринелль әдісі бойынша қаттылықты анықтау Ойықтың тереңдігін (h) сегменттің диаметрімен (d) өрнектесек шар сегментінің ауданы мына формуламен анықталады: S = . Осы формуланы бастапқы формулаға қойсақ, Бриннелль бойынша қаттылықты анықтаудың техникада қолданылатын формула келіп шығады: НВ = (н/м2). Шарик металға түсірілген күштің шамасы да байланысты. Мысалы, қара металдар үшін күшпен шариктың диаметарінің арасындағы Р = 30D2, қола, мыс, жез үшін Р = 10D2, алюминий қорытпалары үшін Р = 2,5D2 өрнегімен анықталады. Роквелл әдісі. Сыналатын металл үлгісінің бетіне төбесіндегі бұрышы 2π/3 радианға (120°) тең, алмастан жасалған конус немесе диаметрі1,59 мм шынықтырылған болаттан жасалған шарик белгілі күшпен алдын ала және ақтық рет батырылады. Алдын ала батырғанда үлгіге әсер ететін күштің шамасы Р1 = 100 Н, ақтық рет алмас конус батырғанда Р2 = 1500 Н (С шкаласы) немесе 600 Н (А шкаласы), ал шарикпен сынағанда Р2 = 100 Н (В шкаласы) болады. Қаттылық (НR) Роквелл әдісі бойынша келесі формуламен анықталады: HR = , Мұнда h1, h2 – Р1, Р2 күштерінің әсерінен конус немесе болат шариктың металға ену тереңдіктері (мм-мен алынған), k - өлшемдігін көрсететін тұрақты сан (мм-мен алынған), С – Роквелл машинасы шкаласының бір бөлімінің бағасы (0,002 мм). Формуладан Роквелл әдісі бойынша анықталған қаттылық өлшемсіз сан екндігін білу қиын емес. Қаттылық Роквелл машинасының үш шкаласының бірімен анықталады. Роквелл әдісі бойынша анықталған қаттылық НR әріптерімен белгіленіп, R әрпінен соң қаттылық белгілі бір шкала әрпі қосылып жазылады: HRA, HRB, HRC (Роквелл машинасының А, В және С шкалаларына сәйкес). Роквелл машинасында металды алмас конуспен немесе шынықтырылған шарикпен сынау металдың қаттылығына байланысты. Жұмсақ, аз көміртекті болаттардың қаттылығын болат шарикті металға 100 Н күшпен (В шкаласы), қатты және морттық қасиеті жоғары қорытпаларды алмас конусты металға 600 Н күшпен (А шкаласы), ал көп көміртекті шынықтырылған болаттың қаттылығын алмас конусты металға 1500 Н күшпен батыру арқылы (С шкаласы) анықтайды. Жұқа темір табақтарры мен беті термохимиялық өңдеуден өткен металдардың қаттылығын алдын ала 30 Н, ақтық рет 150, 250, 300Н күш түсіру арқылы анықтайды. Виккерс әдісі. Бұл әдісте қарама-қарсы қырларының төбесіндегі 136°-қа тең, төрт қырлы алмастан жасалған пирамида үлгіге батырылады. Пирамида металдың қаттылығына, қалыңдығына, өлшеміне байланысты 50,100, 300, 500, 1000, 1200 Н-дық күшпен батырылады. Виккерс әдісінде де металдың қаттылығы оған түсірілген күштің таңба бетінің ауданына қатынасымен анықталады: HV = (Н/м2), мұнда Р – металға түсірілген күш, Н, d – таңба диагоналінің ұзындығы, α – пирамиданың төбесіндегі бұрыш. Динамикалық сынаудағы анықтайтын механикалық қасиеттер: соққы тұтқырлығы (КС, КСV, KCU, KCT) және суықтықта сынғыштық шегi. Соққы тұтқырлығы былай есептеледi: KC=A/F0, мұндағы А – деформация мен бұзылудың жұмысы; F0 – көлденен қимасының ауданы. Өлшем бiрлiгi – Дж/м2 10кгсм/см2; Дж/см2 0,1кгсм/см2. Соққы тұтқырлығы металдың морт сынғыштыққа бейiмдiлiгiн сипаттайды. Динамикалық сынау арқылы екi маңызды байланыстарды анықтайды: Тморт және Ттұтқ температуралардың аралығы – суықтықта сынғыштық шегi деп аталады. Ол төменгi температураға тең болса, морт сынғыштыққа бейiмдiлiгiнiң мүмкiндiгi жоғары болады. Бiрақ бұл сипаттамасы металдардың тұрақтысы емес, ол құрамға, қоспалардың құрамына, сынау шарттарына тәуелдi. Циклдық (қажу) сынау арқылы материалдың төзiмдiлiгi (R) анықталады. Металдың циклды күшке кедергiсi оның статикалық күшке кедергiсiнен өзгеше. Детальдың бұзылуына керектi кернеу, циклдың саны өскен сайын азаяды да анықталған цикл саны , берiктiктiң статикалық шегiн 1/3-ден 3/5-ке дейiн құрайтын шамаға дейiн төмендетедi. Қойылатын кернеудiң максимал шамасы бұзылуға қажет цикл саны арасындағы қатынас тәуелдiлiгiмен айқындалады. жүктеу/скачать 1,19 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|