Fortësia e metaleve. Tabela e fortësisë së metalit

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-18 04:28

Që pjesët dhe mekanizmat të shërbejnë për një kohë të gjatë dhe të besueshme, materialet nga të cilat janë bërë duhet të plotësojnë kushtet e nevojshme të punës. Kjo është arsyeja pse është e rëndësishme të kontrolloni vlerat e lejuara të parametrave të tyre kryesorë mekanikë. Vetitë mekanike përfshijnë fortësinë, forcën, forcën e goditjes, duktilitetin. Fortësia e metaleve është një karakteristikë strukturore kryesore.

Koncept

Ngurtësia e metaleve dhe e lidhjeve është veti e një materiali për të krijuar rezistencë kur një trup tjetër depërton në shtresat sipërfaqësore të tij, i cili nuk deformohet dhe nuk shembet nën ngarkesat shoqëruese (indenter). Përcaktuar me qëllimin:

• marrja e informacionit në lidhje me veçoritë e pranueshme të projektimit dhe mundësitë e funksionimit;
• analizë e gjendjes nën ndikimin e kohës;
• monitorimi i rezultateve të trajtimit termik.

Forca dhe rezistenca e sipërfaqes ndaj plakjes varen pjesërisht nga ky tregues. Eksploro si origjinalemateriali dhe pjesët e përfunduara.

Opsionet e kërkimit

Treguesi është një vlerë e quajtur numri i fortësisë. Ekzistojnë metoda të ndryshme për matjen e fortësisë së metaleve. Hulumtimi më i saktë është përdorimi i llojeve të ndryshme të llogaritjes, indentuesve dhe testuesve të duhur të fortësisë:

1. Brinell: thelbi i aparatit është shtypja e një topi në metalin ose aliazhin në studim, duke llogaritur diametrin e gjurmës dhe më pas duke llogaritur matematikisht parametrin mekanik.
2. Rockwell: Përdoret një top ose kon diamanti. Vlera shfaqet në një shkallë ose llogaritet.
3. Vickers: Matja më e saktë e fortësisë së metalit duke përdorur një majë piramidale diamanti.

Ka formula dhe tabela të veçanta për të përcaktuar korrespondencën parametrike ndërmjet treguesve të metodave të ndryshme të matjes për të njëjtin material.

Faktorët që përcaktojnë opsionin e matjes

Në kushte laboratorike, me gamën e nevojshme të pajisjeve, zgjedhja e metodës së hulumtimit bëhet në varësi të karakteristikave të caktuara të pjesës së punës.

1. Vlera treguese e parametrit mekanik. Për çeliqet strukturore dhe materialet me fortësi të ulët deri në 450-650 HB, përdoret metoda Brinell; për vegla, çeliqe të aliazhuara dhe lidhje të tjera - Rockwell; për lidhjet e forta - Vickers.
2. Dimensionet e kampionit të provës. Veçanërisht pjesët e vogla dhe delikate shqyrtohen meduke përdorur një testues fortësie Vickers.
3. Trashësia e metalit në pikën e matjes, në veçanti shtresa e karburuar ose e nitriduar.

Të gjitha kërkesat dhe pajtueshmëritë janë të dokumentuara nga GOST.

Veçoritë e teknikës Brinell

Testimi i fortësisë së metaleve dhe lidhjeve duke përdorur një testues fortësie Brinell kryhet me karakteristikat e mëposhtme:

1. Indenter - një top i bërë nga aliazh çeliku ose aliazh karabit tungsteni me diametër 1, 2, 2, 5, 5 ose 10 mm (GOST 3722-81).
2. Kohëzgjatja e dhëmbëzimit statik: për gize dhe çelik - 10-15 s, për lidhjet me ngjyra - 30, një kohëzgjatje prej 60 s është gjithashtu e mundur, dhe në disa raste - 120 dhe 180 s.
3. Vlera kufitare e parametrit mekanik: 450 HB kur matet me një top çeliku; 650 HB kur përdorni karabit.
4. Ngarkesa të mundshme. Duke përdorur peshat e përfshira në komplet, korrigjohet forca aktuale e deformimit në kampionin e provës. Vlerat minimale të lejueshme të tyre: 153, 2, 187, 5, 250 N; maksimumi - 9807, 14710, 29420 N (GOST 23677-79).

Duke përdorur formula, në varësi të diametrit të topit të zgjedhur dhe materialit që testohet, mund të llogaritet forca e përshtatshme e lejueshme e dhëmbëzimit.

Lloji i aliazhit	Llogaritja e ngarkesës matematikore
Çeliku, nikel dhe lidhjet titanium	30D2
Gize	10D2, 30D2
Bakri dhe lidhjet e bakrit	5D2, 10D2, 30D2
Metalet dhe lidhjet e lehta	2, 5D2, 5D2, 10D2, 15D 2
Plumb, kallaj	1D2

Shembull shënimi:

400HB10/1500/20, ku 400HB është ngurtësia Brinell e metalit; 10 – diametri i topit, 10 mm; 1500 - ngarkesë statike, 1500 kgf; 20 - periudha e dhëmbëzimit, 20 s.

Për të vendosur numra të saktë, është racionale të ekzaminohet i njëjti mostër në disa vende dhe të përcaktohet rezultati i përgjithshëm duke gjetur mesataren e rezultateve të marra.

Testi i fortësisë Brinell

Procesi i kërkimit vazhdon në sekuencën vijuese:

1. Kontrollimi i pjesës për përputhjen me kërkesat (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. Kontrollimi i shëndetit të pajisjes.
3. Zgjedhja e topit të kërkuar, përcaktimi i forcës së mundshme, vendosja e peshave për formimin e tij, periudha e dhëmbëzimit.
4. Fillimi i testuesit të fortësisë dhe deformimi i kampionit.
5. Matja e diametrit të një hapjeje.
6. Llogaritje empirike.

NV=F/A, ku F është ngarkesa, kgf ose N; A – zona e shtypjes, mm².

НВ=(0, 102F)/(πDh), ku D – diametri i topit, mm; h – thellësia e gjurmës, mm.

Fortësia e metaleve e matur me këtë metodë ka një lidhje empirike mellogaritja e parametrave të forcës. Metoda është e saktë, veçanërisht për lidhjet e buta. Është thelbësore në sistemet për përcaktimin e vlerave të kësaj vetive mekanike.

Veçoritë e teknikës Rockwell

Kjo metodë matjeje u shpik në vitet 20 të shekullit XX, më e automatizuar se ajo e mëparshme. Përdoret për materiale më të forta. Karakteristikat e tij kryesore (GOST 9013-59; GOST 23677-79):

1. Prania e një ngarkese kryesore prej 10 kgf.
2. Periudha e mbajtjes: 10-60 s.
3. Vlerat kufitare të treguesve të mundshëm: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Numri vizualizohet në numrin e matësit të fortësisë, ai mund të llogaritet edhe në mënyrë aritmetike.
5. Shkallët dhe dhëmbëzat. Ka 11 shkallë të ndryshme, në varësi të llojit të dhëmbëzimit dhe ngarkesës statike maksimale të lejueshme. Më të përdorurat: A, B dhe C.

A: Maja e konit të diamantit, këndi i pikës 120˚, forca totale statike 60 kgf, HRA; janë hetuar produkte të holla, kryesisht produkte të mbështjellë.

C: gjithashtu kon diamanti 150 kgf HRC, i përshtatshëm për materiale të forta dhe të ngurtësuara.

B: top 1,588 mm i bërë prej çeliku të ngurtësuar ose karabit tungsteni të fortë, ngarkesë 100 kgf, HRB, e përdorur për të vlerësuar fortësinë e produkteve të pjekura.

Maja në formë topi (1,588 mm) është e zbatueshme për peshoret Rockwell B, F, G. Ekzistojnë gjithashtu peshore E, H, K, për të cilat një top me diametër 3,175 mm (GOST 9013-59) është përdorur.

Numri i mostrave,i bërë me një testues të fortësisë Rockwell në një zonë është i kufizuar nga madhësia e pjesës. Një test i dytë lejohet në një distancë prej 3-4 diametrash nga vendi i mëparshëm i deformimit. Trashësia e produktit në provë është gjithashtu e rregulluar. Duhet të jetë jo më pak se 10 herë thellësia e depërtimit të majës.

Shembull shënimi:

50HRC - Fortësia Rockwell e metalit, e matur me një majë diamanti, numri i tij është 50.

Plani i studimit Rockwell

Matja e fortësisë së metalit është më e thjeshtuar sesa për metodën Brinell.

1. Vlerësimi i dimensioneve dhe karakteristikave të sipërfaqes së një pjese.
2. Kontrollimi i shëndetit të pajisjes.
3. Përcaktoni llojin e majës dhe kapacitetin e ngarkesës.
4. Vendosja e modelit.
5. Zbatimi i forcës parësore në material, vlera 10 kgf.
6. Bëni një përpjekje të plotë dhe të përshtatshme.
7. Leximi i numrit të marrë në shkallën e numrit.

Llogaritja matematikore është gjithashtu e mundur për të përcaktuar me saktësi parametrin mekanik.

Kur përdorni një kon diamanti me ngarkesë 60 ose 150 kgf:

HR=100-((H-h)/0, 002;

kur testoni me një top nën një forcë prej 100 kgf:

HR=130-((H-h)/0, 002, ku h është thellësia e depërtimit të dhëmbëzimit me një forcë parësore prej 10 kgf; H është thellësia e depërtimit të dhëmbëzimit me ngarkesë të plotë; 0, 002 është një koeficient që rregullon masën e lëvizjes së majës kur numri i fortësisë ndryshon me 1 njësi.

Metoda e Rockwell është e thjeshtë por jo mjaftueshëm e saktë. Në të njëjtën kohë, ai mund të masë vetitë mekanike të metaleve dhe lidhjeve të forta.

Karakteristikat e teknikës Vickers

Përcaktimi i fortësisë së metaleve duke përdorur këtë metodë është më e thjeshta dhe më e sakta. Puna e testuesit të fortësisë bazohet në futjen e një maje piramidale diamanti në kampion.

Karakteristikat kryesore:

1. Indentues: piramida diamanti 136°.
2. Ngarkesa maksimale e lejuar: për gize dhe çelik të lidhur - 5-100 kgf; për lidhjet e bakrit - 2,5-50 kgf; për aluminin dhe lidhjet e bazuara në të - 1-100 kgf.
3. Periudha e mbajtjes së ngarkesës statike: 10 deri në 15 sekonda.
4. Materiale të testuara: çelik dhe metale me ngjyra me fortësi më shumë se 450-500 HB, duke përfshirë produktet pas trajtimit termik kimik.

Shembull shënimi:

700HV20/15, ku 700HV është numri i fortësisë së Vickers; 20 - ngarkesë, 20 kgf; 15 - periudha e përpjekjes statike, 15 s.

Sekuenca e studimit të Vickers

Procedura është jashtëzakonisht e thjeshtuar.

1. Kontrollo mostrën dhe instrumentet. Vëmendje e veçantë i kushtohet sipërfaqes së pjesës.
2. Zgjedhja e përpjekjes së lejuar.
3. Instalimi i materialit testues.
4. Fillimi në funksionim i testuesit të fortësisë.
5. Lexoni rezultatin në numërues.

Llogaritja matematikore me këtë metodë është si më poshtë:

HV=1, 8544(F/d²), ku F është ngarkesa,kgf; d është vlera mesatare e gjatësisë së diagonaleve të gjurmës, mm.

Ai ju lejon të matni fortësinë e metaleve, pjesëve të holla dhe të vogla, ndërkohë që siguron saktësi të lartë të rezultatit.

Metodat e kalimit midis shkallëve

Pasi të keni përcaktuar diametrin e printimit duke përdorur pajisje speciale, mund të përdorni tabelat për të përcaktuar fortësinë. Tabela e fortësisë së metaleve është një ndihmës i provuar në llogaritjen e këtij parametri mekanik. Pra, nëse dihet vlera e Brinell-it, numri përkatës i Vickers ose Rockwell mund të përcaktohet lehtësisht.

Shembull i disa vlerave që përputhen:

Diametri i printimit, mm	Metoda e kërkimit
	Brinell	Rockwell			Vickers
		A	C	B
3, 90	241	62, 8	24, 0	99, 8	242
4, 09	218	60, 8	20, 3	96, 7	218
4, 20	206	59, 6	17, 9	94, 6	206
4, 99	143	49, 8	-	77, 6	143

Tabela e fortësisë së metaleve është përpiluar në bazë të të dhënave eksperimentale dhe ka saktësi të lartë. Ekzistojnë gjithashtu varësi grafike të fortësisë së Brinellit nga përmbajtja e karbonit në aliazhin hekur-karbon. Pra, në përputhje me këto varësi, për çelikun me sasinë e karbonit në përbërje të barabartë me 0,2%, është 130 HB.

Kërkesat e mostrës

Në përputhje me kërkesat e GOST, pjesët e testuara duhet të plotësojnë karakteristikat e mëposhtme:

1. Pjesa e punës duhet të jetë e sheshtë, e shtrirë fort në tryezën e testuesit të fortësisë, skajet e saj duhet të jenë të lëmuara ose të përpunuara me kujdes.
2. Sipërfaqja duhet të ketë vrazhdësi minimale. Duhet të lyhet me rërë dhe të pastrohet, përfshirë edhe me ndihmën e përbërjeve kimike. Në të njëjtën kohë, gjatë proceseve të përpunimit, është e rëndësishme të parandaloni formimin e forcimit të punës dhe një rritje të temperaturës së shtresës së trajtuar.
3. Pjesa duhet të përputhet me metodën e zgjedhur për përcaktimin e fortësisë sipas vetive parametrike.

Përmbushja e kërkesave parësore është një parakusht për matje të sakta.

Fortësia e metaleve është një veti e rëndësishme mekanike themelore që përcakton disa nga veçoritë e tjera të tyre mekanike dhe teknologjike, rezultatet e proceseve të mëparshme të përpunimit, ndikimin e faktorëve të kohës dhe kushtet e mundshme të funksionimit. Zgjedhja e metodologjisë së kërkimit varet nga karakteristikat e përafërta të kampionit, të sajparametrat dhe përbërja kimike.