Βασικές ιδιότητες μετάλλων και κραμάτων
Τα κράματα σιδήρου που ονομάζονται χάλυβες, καθώς και τα κράματα με βάση το αλουμίνιο, τον χαλκό, το τιτάνιο, το μαγνήσιο και ορισμένα άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα, χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα. Όλα αυτά τα κράματα υπό κανονικές συνθήκες είναι σκληρά, η δομή τους είναι κρυσταλλική, επομένως τα χαρακτηριστικά τους είναι υψηλής αντοχής, καθώς και αρκετά καλή θερμική αγωγιμότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Οι φυσικές ιδιότητες των κραμάτων και των μετάλλων περιλαμβάνουν: πυκνότητα, ειδική θερμότητα, θερμική αγωγιμότητα, θερμική διαστολή, ηλεκτρική αγωγιμότητα, ηλεκτρική αντίσταση, καθώς και τα μηχανικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν την ικανότητα ενός κράματος ή καθαρού μετάλλου να αντέχει σε παραμορφωτικά φορτία και θραύση.
Εάν οι κύριες φυσικές ιδιότητες των κραμάτων και των κραμάτων μετρώνται πολύ απλά, τότε τα μηχανικά χαρακτηριστικά καθορίζονται με ειδικές δοκιμές. Το δείγμα υπό εργαστηριακές συνθήκες υπόκειται σε διάτμηση, τάση, συμπίεση, στρέψη, κάμψη ή τη συνδυασμένη δράση αυτών των φορτίων. Αυτά τα φορτία μπορεί να είναι τόσο στατικά όσο και δυναμικά. Με τη στατική φόρτωση, το εφέ μεγαλώνει αργά, με τη δυναμική φόρτωση, γρήγορα.
Ανάλογα με τις συνθήκες υπό τις οποίες προορίζεται να λειτουργήσει ένα εξάρτημα, εκχωρείται ένας συγκεκριμένος τύπος μηχανικής δοκιμής, σε θερμοκρασία δωματίου, χαμηλή ή υψηλή. Τα κύρια μηχανικά χαρακτηριστικά είναι: σκληρότητα, αντοχή, αντοχή, πλαστικότητα και ελαστικότητα.
Οι περισσότεροι από τους δείκτες αντοχής καθορίζονται από στατικές δοκιμές εφελκυσμού δειγμάτων που χρησιμοποιούν μηχανή εφελκυσμού σύμφωνα με το GOST 1497-73, όταν το διάγραμμα εφελκυσμού καταγράφεται αυτόματα κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Ένα τυπικό διάγραμμα σάς επιτρέπει να υπολογίσετε το μέτρο της κανονικής ελαστικότητας, τη μέγιστη τάση μέχρι την οποία εμφανίζεται γραμμικά το τέντωμα, την αντοχή διαρροής, την αντοχή διαρροής και την αντοχή εφελκυσμού.
Η ικανότητα ενός κράματος ή μετάλλου να παραμορφώνεται χωρίς να σπάει ονομάζεται ολκιμότητα. Καθώς προχωρά το τέντωμα, αξιολογείται η σχετική επιμήκυνση και συρρίκνωση του δείγματος, τα οποία είναι αλληλένδετα επειδή η επιφάνεια της διατομής του δείγματος μειώνεται κατά τη διάρκεια της διάτασης. Το ποσοστό καθορίζεται από τον λόγο της αύξησης του μήκους του δείγματος μετά το σπάσιμο στο αρχικό μήκος, αυτή είναι η σχετική επιμήκυνση σ. Η σχετική συρρίκνωση ψ μετράται με παρόμοιο τρόπο.
Η αντοχή του κράματος καθιστά δυνατή την αξιολόγηση των δοκιμών πρόσκρουσης, όταν το οδοντωτό δείγμα υποβάλλεται σε κρούση, γι 'αυτό χρησιμοποιείται ένα μαχαλόμετρο. Η αντοχή στην κρούση καθορίζεται από την αναλογία της εργασίας που δαπανάται για τη θραύση προς την περιοχή διατομής του δείγματος στην σχισμή.
Η σκληρότητα προσδιορίζεται με δύο τρόπους: Brinell HB και Rockwell HRC. Στην πρώτη περίπτωση, μια σφαίρα από σκληρυμένο χάλυβα με διάμετρο 10, 2,5 ή 5 mm πιέζεται στο δείγμα και συσχετίζεται η δύναμη και η περιοχή της προκύπτουσας οπής.Στη δεύτερη περίπτωση, πιέζεται ένας κώνος διαμαντιού με γωνία κορυφής 120 °. Έτσι, η σκληρότητα καθορίζει την αντίσταση του κράματος στις εσοχές των σκληρότερων σωμάτων σε αυτό.
Όταν είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η καταλληλότητα ενός κράματος για σφυρηλάτηση και θερμή σφυρηλάτηση, πραγματοποιούνται δοκιμές παραμόρφωσης και πλαστιμότητας. Ορισμένα κράματα σφυρηλατούνται καλύτερα σε ψυχρή κατάσταση (για παράδειγμα, χάλυβας), άλλα (για παράδειγμα, αλουμίνιο) - στο κρύο.
Συχνά οι δοκιμές πραγματοποιούνται λαμβάνοντας υπόψη τη μέθοδο της επερχόμενης επεξεργασίας πίεσης του κράματος. Για κρύα και ζεστή θέση, ελέγχονται για αταξία, για κάμψη - δοκιμάζονται για κάμψη, για σφράγιση - για σκληρότητα κ.λπ. Εάν αναπτύσσεται μια τεχνολογική διαδικασία, τότε λαμβάνεται υπόψη ο συνδυασμός αυτών των μηχανικών, φυσικών και τεχνολογικών ιδιοτήτων του μετάλλου ή του κράματος.