Фізичних параметрів у будь-якого матеріалу дуже багато. Це не тільки довжина, ширина і висота, а й інші, про які мало хто здогадується. У металів одним з найважливіших фізичних параметрів є ударна в`язкість. Що це таке і чому вона важлива? Як її вимірюють, а потім використовують?
Що називають ударною в`язкістю
Спочатку слід визначитися з термінологічної базою. Ударною в`язкістю називають здатність металу в процесі деформації поглинати механічну енергію, величина якої веде до руйнувань. Випробування проводиться до моменту руйнування або розриву дослідного зразка і виражається в кДж / м2 або в Дж / см2. Позначають ударну в`язкість металів літерами КС. В кінці є ще третій символ, який вказує на вид надрізу: V - є гострим, U - має радіус заокруглення, Т - тріщина.
Встановлення ударної в`язкості може бути зроблено за допомогою різних лабораторних методів дослідження, які різняться:
- Способами, якими зразок закріплюється на випробувальному стенді.
- Об`єктом програми навантаження: маятник, гиря, молот.
- Відсутністю або наявністю розрізів в місцях, де додається удар.
Ударна в`язкість металів дозволяє визначити схильність до деформації. І в залежності від типу руйнувань, який потенційно буде надаватися на матеріал, і вибирають метод дослідження. У статті буде розглянуто варіант встановлення ударної в`язкості за допомогою маятника. Відмінності інших видів навантаження полягають в особливостях застосування інструментів. Так, якщо скористатися невеликим молоточком, який буде наносити удари по зразком, то можна перевірити схильність до руйнування при точкових ударах.
маятниковий копер
Випробування на ударну в`язкість здійснюються за допомогою маятникового копра. Перш ніж на ньому проводити експерименти, необхідно виготовити зразки, які будуть мати форму маленького бруса, у якого квадратне поперечний переріз. Для можливості порівняння результатів випробування повинні проводитися в однакових умовах.
Руйнування, які приносять в ході експерименту, мають різний характер, який залежить від характеристик металу. Так, при роботі з крихким матеріалом зразок просто розламається, але його форма не буде змінена. Брусочки пластичних металів матимуть значний вигин в тому місці, де буде злам.
відбір зразків
До вибору брусків підхід повинен бути грунтовним. Так, технологія виготовлення заготовок, місце вирізки і орієнтація осі концентратора прописана в ГОСТ 7565. Єдиний варіант іншого виконання - коли передбачено інше в технічній документації, виданої на продукцію. При створенні зразків потрібно стежити, щоб на ньому не було наклепу, а також, щоб він не нагрівався настільки, щоб змінювалися його властивості. Число і тип заготовок, а також порядок проведення їх повторних випробувань повинні вказуватися в технічній документації на продукцію, що розробляється.
Підготовка до випробування і його проведення
Перш ніж приступати до з`ясування, яка ударна в`язкість у металу, необхідно перевірити, чи правильно розташований покажчик роботи під час вільного падіння в маятнику. Для маятникового копра з цифровими пристроями звіту покажчик повинен показувати значення «нуль». Проводиться встановлення температур:
- За градус експерименту приймають значення, яке є в момент удару.
- Вказують кімнатну температуру (20 градусів за Цельсієм з відхиленням не більше ніж 10 градусів).
- При проведенні експерименту в умовах нижче кімнатних, зразок повинен бути заздалегідь переохолоджений.
- Під час випробування в умовах вище кімнатних, зразок повинен бути перегрітий.
Порядок проведення експерименту зі зразком:
- Заготівля повинна вільно лежати, будучи покладеною на опори копра. Встановлюється вона на своє місце за допомогою шаблону, який в свою чергу забезпечує симетричне розташування концентратора щодо опор, при цьому похибка не повинна перевищувати 0,5 міліметра. У разі використання торцевих обмежувачів слід упевнитися, що вони не будуть заготівлі заважати вільно деформуватися під час проведення експериментів.
- Випробування на ударну в`язкість відбувається при дотику маятника. Він під час експерименту рухається з боку, протилежного концентратора.
- Робота удару визначається за допомогою шкали маятникового копра або подібних відлікових пристроїв, які можуть виміряти ударну в`язкість.
Результат значним чином буде залежати від цілого ряду причин. Приміром, ударна в`язкість стали в залежності від температури при переохолодженні може становити від 300 до 1000 кДж / м2.
Обробка отриманих результатів
Дані отримані, зараз необхідно присвоїти ударну в`язкість отриманими значеннями. Робота удару описується двома буквами. Спочатку йде К, яка є символом того, що сталося дії. А друга може змінюватися - U, V або Т - в залежності від виду концентратора. Потім йдуть цифри, якими позначена максимальна енергія удару маятника, ширина зразка і Грубін концентратора.
З огляду на, що маятниковий копер має обмеження за доданою силі, то зразки не завжди виявляються зруйнованими повністю. У таких випадках вважається, що встановити показник якості досліджуваного матеріалу не виявилося можливим, а він сам - не найден. У протоколі дослідження необхідно вказати, що зразок при додатку максимальної сили маятника не зруйнувався. Результати експерименту не враховуються в тих випадках, коли заготовка приходить в непридатність через дефекти металургійного виробництва.
