Qismlar va mexanizmlar uzoq vaqt va ishonchli xizmat qilishi uchun ular ishlab chiqarilgan materiallar zarur ish sharoitlariga javob berishi kerak. Shuning uchun ularning asosiy mexanik parametrlarining ruxsat etilgan qiymatlarini nazorat qilish muhimdir. Mexanik xususiyatlarga qattiqlik, kuch, zarba kuchi, egiluvchanlik kiradi. Metalllarning qattiqligi asosiy strukturaviy xususiyatdir.
Konseptsiya
Metallar va qotishmalarning qattiqligi - bu materialning boshqa jism uning sirt qatlamlariga kirganda qarshilik hosil qilish xususiyati bo'lib, u deformatsiyalanmaydi va hamrohlik qiluvchi yuklar (indenter) ostida yiqilmaydi. Maqsad bilan belgilangan:
- qabul qilinadigan dizayn xususiyatlari va ishlash imkoniyatlari haqida ma'lumot olish;
- vaqt ta'sirida holatni tahlil qilish;
- issiqlik bilan ishlov berish natijalarini kuzatish.
Yuzaning mustahkamligi va qarishga chidamliligi qisman ushbu ko'rsatkichga bog'liq. Asl sifatida o'rganingmaterial va tayyor qismlar.
Tadqiqot parametrlari
Ko'rsatkich qattiqlik raqami deb ataladigan qiymatdir. Metalllarning qattiqligini o'lchashning turli usullari mavjud. Eng to'g'ri tadqiqot har xil turdagi hisob-kitoblar, intenterlar va tegishli qattiqlik tekshirgichlaridan foydalanishdir:
- Brinell: apparatning mohiyati oʻrganilayotgan metall yoki qotishma ichiga sharni bosish, izning diametrini hisoblash va keyin mexanik parametrni matematik tarzda hisoblashdir.
- Rokvell: shar yoki olmos konus ishlatiladi. Qiymat shkalada ko'rsatiladi yoki hisoblab chiqiladi.
- Vickers: olmosli piramidali uchi yordamida metall qattiqligini eng aniq oʻlchash.
Bir xil material uchun turli oʻlchash usullari koʻrsatkichlari oʻrtasidagi parametrik muvofiqlikni aniqlash uchun maxsus formulalar va jadvallar mavjud.
Oʻlchov variantini belgilovchi omillar
Laboratoriya sharoitida kerakli asbob-uskunalar bilan tadqiqot usulini tanlash ish qismining ma'lum xususiyatlariga qarab amalga oshiriladi.
- Mexanik parametrning indikativ qiymati. 450-650 HB gacha bo'lgan past qattiqlikdagi strukturaviy po'latlar va materiallar uchun Brinell usuli qo'llaniladi; asbob, qotishma po'latlar va boshqa qotishmalar uchun - Rokvell; qattiq qotishmalar uchun - Vickers.
- Sinov namunasining oʻlchamlari. Ayniqsa, kichik va nozik qismlar bilan tekshiriladiVickers qattiqlik tekshirgichidan foydalanish.
- O'lchov nuqtasida metallning qalinligi, xususan, karburizatsiyalangan yoki nitridlangan qatlam.
Barcha talablar va muvofiqliklar GOST tomonidan hujjatlashtirilgan.
Brinell texnikasining xususiyatlari
Brinell qattiqlik o'lchagich yordamida metallar va qotishmalarning qattiqligini tekshirish quyidagi xususiyatlar bilan amalga oshiriladi:
- Indenter - diametri 1, 2, 2, 5, 5 yoki 10 mm (GOST 3722-81) bo'lgan qotishma po'latdan yoki volfram karbid qotishmasidan tayyorlangan shar.
- Statik chuqurchaning davomiyligi: quyma temir va po'lat uchun - 10-15 s, rangli qotishmalar uchun - 30, 60 s davom etishi ham mumkin, va ba'zi hollarda - 120 va 180 s.
- Mexanik parametrning chegaraviy qiymati: po'lat shar bilan o'lchanganda 450 HB; Karbid ishlatilganda 650 HB.
- Imumkin yuklar. To'plamga kiritilgan og'irliklardan foydalanib, sinov namunasidagi haqiqiy deformatsiya kuchi tuzatiladi. Ularning minimal ruxsat etilgan qiymatlari: 153, 2, 187, 5, 250 N; maksimal - 9807, 14710, 29420 N (GOST 23677-79).
Tanlangan sharning diametriga va sinovdan oʻtkazilayotgan materialga qarab formulalar yordamida tegishli ruxsat etilgan chekinish kuchini hisoblash mumkin.
| Qotishma turi | Matematik yukni hisoblash |
| Poʻlat, nikel va titan qotishmalari | 30D2 |
| Quyma temir | 10D2, 30D2 |
| Mis va mis qotishmalari | 5D2, 10D2, 30D2 |
| Yengil metallar va qotishmalar | 2, 5D2, 5D2, 10D2, 15D 2 |
| Qoʻrgʻoshin, qalay | 1D2 |
Notlash misoli:
400HB10/1500/20, bu yerda 400HB metallning Brinell qattiqligi; 10 – sharning diametri, 10 mm; 1500 - statik yuk, 1500 kgf; 20 - chekinish davri, 20 soniya.
Aniq raqamlarni aniqlash uchun bir xil namunani bir necha joyda tekshirish va olinganlarning oʻrtacha qiymatini topish orqali umumiy natijani aniqlash oqilona.
Brinell qattiqlik testi
Tadqiqot jarayoni quyidagi ketma-ketlikda davom etadi:
- Qismning talablarga muvofiqligini tekshirish (GOST 9012-59, GOST 2789).
- Qurilmaning holati tekshirilmoqda.
- Kerakli toʻpni tanlash, mumkin boʻlgan kuchni aniqlash, uning hosil boʻlishi uchun ogʻirliklarni belgilash, chekinish davri.
- Qattiqlik tekshirgichni ishga tushirish va namunaning deformatsiyasi.
- Chizma diametrini o'lchash.
- Empirik hisob.
NV=F/A, bu erda F - yuk, kgf yoki N; A – bosib chiqarish maydoni, mm2.
NV=(0, 102F)/(pDh), bu yerda D – sharning diametri, mm; h – bosma chuqurligi, mm.
Ushbu usul bilan oʻlchangan metallarning qattiqligi bilan empirik bogʻliqlik mavjudmustahkamlik parametrlarini hisoblash. Usul aniq, ayniqsa yumshoq qotishmalar uchun. Bu mexanik xususiyatning qiymatlarini aniqlash tizimlarida asosiy hisoblanadi.
Rokvell texnikasining xususiyatlari
Ushbu o'lchash usuli XX asrning 20-yillarida ixtiro qilingan bo'lib, avvalgisidan ko'ra ko'proq avtomatlashtirilgan. Qattiqroq materiallar uchun ishlatiladi. Uning asosiy xususiyatlari (GOST 9013-59; GOST 23677-79):
- Birlamchi yukning 10 kgf mavjudligi.
- Tutilish muddati: 10-60 s.
- Mumkin ko'rsatkichlarning chegaraviy qiymatlari: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
- Raqam qattiqlik tekshirgichning siferblatida ko'rsatilgan, uni arifmetik tarzda ham hisoblash mumkin.
- Mazkuralar va indikatorlar. Indenter turiga va ruxsat etilgan maksimal statik yukga qarab 11 xil tarozi mavjud. Eng ko'p ishlatiladigan: A, B va C.
A: olmos konusning uchi, 120˚ burchak burchagi, 60kgf umumiy statik kuch, HRA; yupqa mahsulotlar, asosan prokatlar tekshiriladi.
C: shuningdek, 150kgf HRC olmos konus, qattiq va qotib qolgan materiallarga mos keladi.
B: qattiqlashtirilgan po'latdan yoki qattiq volfram karbididan tayyorlangan 1,588 mm shar, yuk 100 kgf, HRB, tavlangan mahsulotlarning qattiqligini baholash uchun ishlatiladi.
To'p shaklidagi uchi (1,588 mm) Rokvell B, F, G shkalalari uchun qo'llaniladi. Bundan tashqari, E, H, K shkalalari mavjud, ular uchun diametri 3,175 mm bo'lgan shar (GOST 9013-59) ishlatiladi.
Namunalar soni,bir sohada Rockwell qattiqligi tekshirgich bilan qilingan qismning o'lchami bilan cheklangan. Oldingi deformatsiya joyidan 3-4 diametr masofada ikkinchi sinovga ruxsat beriladi. Sinov ostidagi mahsulotning qalinligi ham tartibga solinadi. U uchining kirish chuqurligidan 10 barobar kam bo'lmasligi kerak.
Notlash misoli:
50HRC - olmos uchi bilan o'lchangan metallning Rokvell qattiqligi, uning soni 50.
Rockwell tadqiqot rejasi
Metalning qattiqligini oʻlchash Brinell usuliga qaraganda ancha soddalashtirilgan.
- Qismning oʻlchamlari va sirt xususiyatlarini baholash.
- Qurilmaning holati tekshirilmoqda.
- Ustun turi va yuk hajmini aniqlang.
- Naqsh oʻrnatilmoqda.
- Birlamchi kuchning materialga tatbiq etilishi, qiymati 10 kgf.
- Toʻliq va munosib harakat qilish.
- Qabul qilingan raqam terish shkalasida oʻqilmoqda.
Mexanik parametrni aniq aniqlash uchun matematik hisoblash ham mumkin.
60 yoki 150 kgf yukli olmos konusdan foydalanganda:
HR=100-((H-h)/0, 002;
100 kgf kuch ta'sirida to'p bilan sinovdan o'tkazilganda:
HR=130-((H-h)/0, 002, bu yerda h - 10 kgf birlamchi kuchda indikatorning kirib borish chuqurligi; H - to'liq yukda indenterning kirish chuqurligi; 0, 002 - qattiqlik soni 1 birlikka o'zgarganda uchi harakat miqdorini tartibga soluvchi koeffitsient.
Rokvell usuli oddiy, ammo yetarlicha aniq emas. Shu bilan birga, u qattiq metallar va qotishmalarning mexanik xususiyatlarini o'lchashi mumkin.
Vikkers texnikasining xususiyatlari
Bu usul yordamida metallarning qattiqligini aniqlash eng oddiy va aniq hisoblanadi. Qattiqlik o'lchagichning ishi olmosli piramidasimon uchining namunaga kiritilishiga asoslangan.
Asosiy xususiyatlar:
- Indenter: 136° tepalik olmosli piramida.
- Maksimal ruxsat etilgan yuk: qotishma quyma temir va po'lat uchun - 5-100 kgf; mis qotishmalari uchun - 2,5-50 kgf; alyuminiy va uning asosidagi qotishmalar uchun - 1-100 kgf.
- Statik yukni ushlab turish muddati: 10-15 soniya.
- Sinovdan oʻtgan materiallar: qattiqligi 450-500 HB dan yuqori boʻlgan poʻlat va rangli metallar, shu jumladan kimyoviy issiqlik bilan ishlov berishdan keyingi mahsulotlar.
Notlash misoli:
700HV20/15, bu yerda 700HV - Vickers qattiqlik raqami; 20 - yuk, 20 kgf; 15 - statik harakat davri, 15 soniya.
Vickers oʻqish tartibi
Protsedura juda soddalashtirilgan.
- Namuna va asboblarni tekshiring. Qismning yuzasiga alohida e'tibor beriladi.
- Ruxsat etilgan harakatni tanlash.
- Sinov materiali oʻrnatilmoqda.
- Qattiqlik tekshirgich ishga tushmoqda.
- Natijani terish orqali oʻqing.
Ushbu usul boʻyicha matematik hisoblash quyidagicha:
HV=1, 8544(F/d2), bu erda F - yuk,kgf; d - diagonallar uzunligining o'rtacha qiymati, mm.
Bu sizga metallarning, yupqa va mayda qismlarning qattiqligini oʻlchash imkonini beradi, shu bilan birga natijaning yuqori aniqligini taʼminlaydi.
Oʻlchovlar oʻrtasida oʻtish usullari
Maxsus asbob-uskunalar yordamida bosib chiqarish diametrini aniqlagandan so'ng, qattiqlikni aniqlash uchun jadvallardan foydalanishingiz mumkin. Metalllarning qattiqlik jadvali bu mexanik parametrni hisoblashda tasdiqlangan yordamchi hisoblanadi. Shunday qilib, Brinell qiymati ma'lum bo'lsa, tegishli Vickers yoki Rokvell raqamini osongina aniqlash mumkin.
Mos keladigan qiymatlarga misol:
| Bosma diametri, mm | Tadqiqot usuli | ||||
| 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 |
Metallarning qattiqligi jadvali tajriba ma'lumotlari asosida tuzilgan va yuqori aniqlikka ega. Brinell qattiqligining temir-uglerod qotishmasidagi uglerod tarkibiga grafik bog'liqliklari ham mavjud. Shunday qilib, bunday bog'liqliklarga muvofiq, tarkibidagi uglerod miqdori 0,2% ga teng bo'lgan po'lat uchun u 130 HB ni tashkil qiladi.
Namunaviy talablar
GOST talablariga muvofiq, sinovdan o'tgan qismlar quyidagi xususiyatlarga javob berishi kerak:
- Buyum tekis boʻlishi, qattiqlik tekshirgich stoliga mahkam yotishi, uning qirralari silliq yoki ehtiyotkorlik bilan ishlov berilishi kerak.
- Yuza minimal pürüzlülüğüne ega bo'lishi kerak. Zımpara va tozalash kerak, shu jumladan kimyoviy birikmalar yordamida. Shu bilan birga, ishlov berish jarayonlarida ishning qattiqlashishi va ishlov berilgan qatlam haroratining oshishiga yo'l qo'ymaslik kerak.
- Qism qattiqlikni parametrik xususiyatlar boʻyicha aniqlash uchun tanlangan usulga mos kelishi kerak.
Birlamchi talablarning bajarilishi aniq oʻlchovlar uchun zaruriy shartdir.
Metalllarning qattiqligi ularning ba'zi boshqa mexanik va texnologik xususiyatlarini, oldingi qayta ishlash jarayonlarining natijalarini, vaqt omillarining ta'sirini va mumkin bo'lgan ish sharoitlarini aniqlaydigan muhim asosiy mexanik xususiyatdir. Tadqiqot metodologiyasini tanlash namunaning taxminiy xususiyatlariga, uning xususiyatlariga bog'liqparametrlari va kimyoviy tarkibi.
