Металлын хатуулаг. Металлын хатуулгийн хүснэгт

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-18 04:21

Эд анги, механизмыг удаан хугацаанд найдвартай ажиллуулахын тулд тэдгээрийг хийсэн материал нь шаардлагатай ажлын нөхцлийг хангасан байх ёстой. Ийм учраас тэдгээрийн үндсэн механик үзүүлэлтүүдийн зөвшөөрөгдөх утгыг хянах нь чухал юм. Механик шинж чанарууд нь хатуулаг, хүч чадал, цохилтын хүч, уян хатан чанарыг агуулдаг. Металлын хатуулаг нь бүтцийн үндсэн шинж чанар юм.

Үзэл баримтлал

Металл ба хайлшийн хатуулаг нь тухайн материалын гадаргуугийн давхаргад өөр бие нэвтэрч, дагалдах ачааллын (интер) дор хэв гажилтгүй, нурж унахгүй байх үед эсэргүүцэл үүсгэх шинж чанар юм. Зорилготойгоор тодорхойлсон:

• зөвшөөрөгдөх дизайны онцлог, ашиглалтын боломжуудын талаар мэдээлэл авах;
• цаг хугацааны нөлөөн дэх төрийн шинжилгээ;
• дулааны боловсруулалтын үр дүнг хянах.

Гадаргуугийн бат бөх, хөгшрөлтийн эсэргүүцэл нь энэ үзүүлэлтээс хэсэгчлэн хамаарна. Жинхэнэ байдлаар судлаарайматериал болон бэлэн эд анги.

Судалгааны сонголт

Заагч нь хатуулгийн тоо гэж нэрлэгддэг утга юм. Металлын хатуулгийг хэмжих янз бүрийн арга байдаг. Хамгийн зөв судалгаа бол янз бүрийн төрлийн тооцоолол, доголдол болон тохирох хатуулаг шалгагч ашиглах явдал юм:

1. Бринелл: Төхөөрөмжийн мөн чанар нь судалж буй металл эсвэл хайлш руу бөмбөг шахаж, дарсны диаметрийг тооцоолж, дараа нь механик параметрийг математикийн аргаар тооцоолох явдал юм.
2. Роквелл: Бөмбөлөг эсвэл алмаазан конус ашигладаг. Утгыг масштабаар харуулах эсвэл тооцоолно.
3. Виккерс: Очир эрдэнийн пирамид үзүүр ашиглан металлын хатуулгийг хамгийн зөв хэмждэг.

Ижил материалын янз бүрийн хэмжилтийн аргын үзүүлэлтүүдийн хоорондын параметрийн тохирлыг тодорхойлох тусгай томьёо, хүснэгтүүд байдаг.

Хэмжилтийн сонголтыг тодорхойлдог хүчин зүйлүүд

Лабораторийн нөхцөлд шаардлагатай тоног төхөөрөмж бүхий ажлын хэсгийн тодорхой шинж чанараас хамааран судалгааны аргыг сонгоно.

1. Механик параметрийн үзүүлэлтийн утга. 450-650 HB хүртэл хатуулаг багатай бүтцийн ган, материалын хувьд Бринеллийн аргыг ашигладаг; багаж хэрэгсэл, хайлш ган болон бусад хайлшийн хувьд - Роквелл; хатуу хайлшийн хувьд - Vickers.
2. Туршилтын дээжийн хэмжээс. Ялангуяа жижиг, нарийн хэсгүүдийг шалгаж үздэгVickers хатуулаг шалгагч ашиглаж байна.
3. Хэмжих цэг дээрх металлын зузаан, ялангуяа нүүрсжүүлсэн эсвэл нитрижүүлсэн давхарга.

Бүх шаардлага, нийцлийг ГОСТ баримтжуулсан.

Бринелл техникийн онцлог

Brinell хатуулаг шалгагч ашиглан металл болон хайлшийн хатуулгийн туршилтыг дараах онцлогуудаар гүйцэтгэдэг:

1. Индентер - 1, 2, 2, 5, 5 эсвэл 10 мм-ийн диаметртэй хайлш ган эсвэл вольфрамын карбидын хайлшаар хийсэн бөмбөг (ГОСТ 3722-81).
2. Статик доголын хугацаа: ширэм ба гангийн хувьд - 10-15 сек, өнгөт хайлшийн хувьд - 30, 60 секундын үргэлжлэх хугацаа бас боломжтой бөгөөд зарим тохиолдолд - 120 ба 180 секунд байна.
3. Механик параметрийн хязгаарын утга: Ган бөмбөлөгөөр хэмжихэд 450 HB; Карбидыг ашиглах үед 650 HB.
4. Боломжтой ачаалал. Иж бүрдэлд багтсан жинг ашиглан туршилтын дээж дээрх хэв гажилтын бодит хүчийг засна. Тэдний зөвшөөрөгдөх хамгийн бага утга: 153, 2, 187, 5, 250 N; хамгийн их - 9807, 14710, 29420 N (ГОСТ 23677-79).

Сонгосон бөмбөгний диаметр болон туршиж буй материалаас хамааран томьёо ашиглан тохирох зөвшөөрөгдөх доголын хүчийг тооцоолж болно.

Хайлшны төрөл	Математик ачааллын тооцоо
Ган, никель, титан хайлш	30D2
Цутгамал	10D2, 30D2
Зэс ба зэсийн хайлш	5D2, 10D2, 30D2
Хөнгөн металл ба хайлш	2, 5D2, 5D2, 10D2, 15D 2
Хар тугалга, цагаан тугалга	1D2

Тэмдэглэгээний жишээ:

400HB10/1500/20, энд 400HB нь металлын Бринеллийн хатуулаг юм; 10 - бөмбөгний диаметр, 10 мм; 1500 - статик ачаалал, 1500 кгс; 20 - доголын үе, 20 секунд.

Тодорхой тоо гаргахын тулд нэг дээжийг хэд хэдэн газар шалгаж, авсан дүнгийн дундажийг олох замаар ерөнхий үр дүнг тодорхойлох нь оновчтой юм.

Бринелл хатуулгийн тест

Судалгааны үйл явц дараах дарааллаар явагдана:

1. Хэсэг нь шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг шалгах (ГОСТ 9012-59, ГОСТ 2789).
2. Төхөөрөмжийн эрүүл мэндийг шалгаж байна.
3. Шаардлагатай бөмбөгийг сонгох, боломжит хүчийг тодорхойлох, үүсэх жинг тогтоох, догол хийх хугацаа.
4. Хатуулаг шалгагч болон дээжийн хэв гажилтыг эхлүүлж байна.
5. Завсарлагааны диаметрийг хэмжих.
6. Эмпирик тооцоо.

НВ=F/A, Энд F нь ачаалал, кгф эсвэл N; A – хэвлэх талбай, мм².

НВ=(0, 102F)/(πDh), Энд D – бөмбөгний диаметр, мм; h – дарсны гүн, мм.

Энэ аргаар хэмжсэн металлын хатуулаг нь эмпирик хамааралтайхүч чадлын үзүүлэлтүүдийн тооцоо. Энэ арга нь ялангуяа зөөлөн хайлшийн хувьд үнэн зөв байдаг. Энэ нь механик шинж чанарын утгыг тодорхойлох системд чухал ач холбогдолтой.

Роквелийн техникийн онцлог

Хэмжилтийн энэ аргыг XX зууны 20-иод онд зохион бүтээсэн бөгөөд өмнөхөөсөө илүү автоматжуулсан. Илүү хатуу материалд ашигладаг. Үндсэн шинж чанарууд (ГОСТ 9013-59; ГОСТ 23677-79):

1. Анхан шатны ачаалал 10 кгф байх.
2. Хугацаа: 10-60 сек.
3. Боломжийн үзүүлэлтүүдийн хилийн утга: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. Энэ тоог хатуулаг шалгагчийн утсан дээр дүрсэлсэн байгаа бөгөөд үүнийг мөн арифметик аргаар тооцоолж болно.
5. Масштаб ба догол мөр. Хэмжилтийн төрөл ба зөвшөөрөгдөх хамгийн их статик ачааллаас хамааран 11 өөр масштабтай. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг: A, B болон C.

A: Алмазан конусан үзүүр, 120˚ цэгийн өнцөг, нийт статик хүч 60кг, HRA; нимгэн бүтээгдэхүүнийг голчлон цувисан бүтээгдэхүүнийг судалж байна.

C: мөн 150kgf HRC алмаазан конус, хатуу болон хатуурсан материалд тохиромжтой.

B: хатууруулсан ган эсвэл хатуу вольфрамын карбидаар хийсэн 1.588 мм бөмбөлөг, ачаалал 100 кгф, HRB, боловсруулсан бүтээгдэхүүний хатуулгийг үнэлэхэд ашигладаг.

Бөмбөлөг хэлбэрийн үзүүр (1.588 мм) нь Rockwell B, F, G масштабуудад тохиромжтой. Мөн E, H, K масштабууд байдаг бөгөөд үүнд зориулж 3.175 мм диаметртэй бөмбөг (ГОСТ 9013-59) ашиглаж байна.

Дээжийн тоо,нэг хэсэгт Rockwell хатуулаг шалгагчаар хийсэн нь тухайн хэсгийн хэмжээгээр хязгаарлагддаг. Өмнөх хэв гажилтын газраас 3-4 диаметрийн зайд хоёр дахь туршилтыг хийхийг зөвшөөрнө. Туршилтанд байгаа бүтээгдэхүүний зузааныг мөн зохицуулдаг. Энэ нь үзүүрийн нэвтрэлтийн гүнээс 10 дахин багагүй байх ёстой.

Тэмдэглэгээний жишээ:

50HRC - Роквеллийн металлын хатуулаг, алмаазан үзүүрээр хэмжсэн тоо нь 50.

Rockwell судалгааны төлөвлөгөө

Металлын хатуулгийг хэмжих нь Бринелийн аргыг бодвол илүү хялбаршуулсан.

1. Хэсгийн хэмжээс болон гадаргуугийн шинж чанарыг тооцоолох.
2. Төхөөрөмжийн эрүүл мэндийг шалгаж байна.
3. Хошууны төрөл болон даацыг тодорхойлох.
4. Загвар тохируулж байна.
5. Материал дээр анхдагч хүчийг хэрэгжүүлэх, 10 кгф-ийн утга.
6. Бүрэн бөгөөд зохих хүчин чармайлт гаргах.
7. Хүлээн авсан дугаарыг утасны масштабаар уншиж байна.

Математик тооцоолол нь механик үзүүлэлтийг нарийн тодорхойлох боломжтой.

60 эсвэл 150 кгс ачаалалтай алмаазан конус ашиглах үед:

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

бөмбөгийг 100 кгс хүчээр турших үед:

HR=130-((H-h)/0, 002, энд h нь 10 кгф-ийн анхдагч хүч дэх доголын нэвтрэлтийн гүн; H - бүрэн ачааллын үед дам нурууны нэвтрэлтийн гүн; 0, 002 нь хатуулгийн тоо 1 нэгжээр өөрчлөгдөхөд үзүүрийн хөдөлгөөний хэмжээг зохицуулдаг коэффициент юм.

Роквелийн арга энгийн боловч хангалттай нарийвчлалтай биш. Үүний зэрэгцээ хатуу металл болон хайлшийн механик шинж чанарыг хэмжих боломжтой.

Викерсийн аргын онцлог

Энэ аргыг ашиглан металлын хатуулгийг тодорхойлох нь хамгийн энгийн бөгөөд үнэн зөв юм. Хатуулаг шалгагчийн ажил нь дээжинд алмаазан пирамид хошууны доголдол дээр суурилдаг.

Үндсэн онцлог:

1. Индентер: 136° оройтой алмаазан пирамид.
2. Хамгийн их зөвшөөрөгдөх ачаалал: хайлштай цутгамал төмөр ба гангийн хувьд - 5-100 кгс; зэсийн хайлшийн хувьд - 2.5-50 кгс; хөнгөн цагаан ба түүн дээр суурилсан хайлшийн хувьд - 1-100 кгс.
3. Статик ачаалал барих хугацаа: 10-15 секунд.
4. Туршилтад хамрагдсан материал: 450-500 HB-аас дээш хатуулагтай ган ба өнгөт металл, үүнд химийн дулааны боловсруулалтын дараах бүтээгдэхүүн орно.

Тэмдэглэгээний жишээ:

700HV20/15, энд 700HV нь Викерсийн хатуулгийн тоо; 20 - ачаалал, 20 кгс; 15 - хөдөлгөөнгүй хүчин чармайлтын хугацаа, 15 секунд.

Виккерсийн судалгааны дараалал

Энэ процедур нь маш хялбаршуулсан.

1. Дээж болон багаж хэрэгслийг шалгана уу. Хэсгийн гадаргууд онцгой анхаарал хандуулдаг.
2. Зөвшөөрөгдөх хүчин чармайлтыг сонгох.
3. Туршилтын материалыг суулгаж байна.
4. Хатуулаг шалгагчийг ажиллуулж байна.
5. Илэрцийг утасны дугаараас уншина уу.

Энэ аргаар математикийн тооцоо дараах байдалтай байна:

HV=1, 8544(F/d²), Энд F нь ачаалал,кгф; d нь диагональуудын уртын дундаж утга, мм.

Энэ нь метал, нимгэн болон жижиг хэсгүүдийн хатуулгийг хэмжих боломжийг олгодог бөгөөд үр дүнгийн өндөр нарийвчлалыг өгдөг.

Мажны хооронд шилжих аргууд

Хэвлэх диаметрийг тусгай төхөөрөмж ашиглан тодорхойлсны дараа та хатуулгийг тодорхойлохын тулд хүснэгтүүдийг ашиглаж болно. Металлын хатуулгийн хүснэгт нь энэхүү механик параметрийг тооцоолоход батлагдсан туслах юм. Тиймээс хэрэв Бринеллийн утгыг мэддэг бол харгалзах Викерс эсвэл Роквелл тоог хялбархан тодорхойлж болно.

Зарим тохирох утгуудын жишээ:

Хэвлэх диаметр, мм	Судалгааны арга
	Бринелл	Rockwell			Викерс
		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

Металлын хатуулгийн хүснэгтийг туршилтын мэдээлэлд үндэслэн гаргасан бөгөөд өндөр нарийвчлалтай. Төмөр нүүрстөрөгчийн хайлш дахь нүүрстөрөгчийн агууламжаас Бринеллийн хатуулгийн график хамаарал бас байдаг. Ийм хамаарлын дагуу найрлага дахь нүүрстөрөгчийн хэмжээ 0.2% -тай тэнцэх хэмжээний гангийн хувьд энэ нь 130 HB байна.

Түүвэрт тавигдах шаардлага

ГОСТ-ын шаардлагын дагуу шалгагдсан хэсгүүд нь дараах шинж чанаруудыг хангасан байх ёстой:

1. Ажлын хэсэг нь тэгш байх ёстой, хатуулаг шалгагчийн ширээн дээр хатуу хэвтэж, ирмэг нь гөлгөр эсвэл сайтар боловсруулсан байх ёстой.
2. Гадаргуу нь хамгийн бага барзгартай байх ёстой. Химийн нэгдлүүдийн тусламжтайгаар элс, цэвэрлэж байх ёстой. Үүний зэрэгцээ, боловсруулах явцад ажлын хатуурал үүсэхээс сэргийлж, боловсруулсан давхаргын температурыг нэмэгдүүлэх нь чухал юм.
3. Хэсэг нь параметрийн шинж чанараар хатуулгийг тодорхойлох сонгосон аргад нийцсэн байх ёстой.

Анхан шатны шаардлагуудыг биелүүлэх нь зөв хэмжилт хийх урьдчилсан нөхцөл юм.

Металлын хатуулаг нь тэдгээрийн бусад механик болон технологийн зарим шинж чанар, өмнөх боловсруулалтын үр дүн, цаг хугацааны хүчин зүйлийн нөлөөлөл, үйл ажиллагааны боломжит нөхцөл зэргийг тодорхойлдог чухал үндсэн механик шинж чанар юм. Судалгааны аргачлалыг сонгох нь дээжийн ойролцоо шинж чанар, түүний онцлогоос хамаарнапараметр ба химийн найрлага.