Hissələrin və mexanizmlərin uzun müddət və etibarlı şəkildə xidmət göstərməsi üçün onların hazırlandığı materiallar lazımi iş şəraitinə cavab verməlidir. Buna görə onların əsas mexaniki parametrlərinin icazə verilən dəyərlərinə nəzarət etmək vacibdir. Mexanik xüsusiyyətlərə sərtlik, güc, təsir gücü, çeviklik daxildir. Metalların sərtliyi əsas struktur xüsusiyyətidir.
Konsept
Metalların və ərintilərin sərtliyi materialın başqa bir cismin onun səth təbəqələrinə nüfuz etməsi zamanı müqavimət yaratmaq xüsusiyyətidir, deformasiyaya uğramayan və müşayiət olunan yüklər (intenter) altında çökmür. Məqsədlə müəyyən edilmişdir:
- məqbul dizayn xüsusiyyətləri və əməliyyat imkanları haqqında məlumat əldə etmək;
- zamanın təsiri altında dövlətin təhlili;
- istilik müalicəsinin nəticələrinə nəzarət.
Sətinin möhkəmliyi və qocalmağa qarşı müqaviməti qismən bu göstəricidən asılıdır. Orijinal kimi araşdırınmaterial və hazır hissələr.
Araşdırma seçimləri
Göstərici sərtlik sayı adlanan dəyərdir. Metalların sərtliyini ölçmək üçün müxtəlif üsullar mövcuddur. Ən dəqiq tədqiqat müxtəlif növ hesablamalar, girintilər və uyğun sərtlik test cihazlarından istifadə etməkdir:
- Brinell: aparatın mahiyyəti tədqiq olunan metal və ya ərintinin içinə top basmaq, izin diametrini hesablamaq və sonra mexaniki parametri riyazi hesablamaqdır.
- Rockwell: Top və ya almaz konusu istifadə olunur. Dəyər miqyasda göstərilir və ya hesablanır.
- Vickers: Almaz piramidal ucdan istifadə edərək metal sərtliyinin ən dəqiq ölçülməsi.
Eyni material üçün müxtəlif ölçmə üsullarının göstəriciləri arasında parametrik uyğunluqları müəyyən etmək üçün xüsusi düsturlar və cədvəllər mövcuddur.
Ölçmə variantını təyin edən amillər
Laboratoriya şəraitində lazımi avadanlıq çeşidi ilə tədqiqat metodunun seçimi iş parçasının müəyyən xüsusiyyətlərindən asılı olaraq həyata keçirilir.
- Mexanik parametrin göstərici dəyəri. 450-650 HB-ə qədər aşağı sərtliyə malik struktur poladları və materiallar üçün Brinell üsulu istifadə olunur; alət, alaşımlı poladlar və digər ərintilər üçün - Rockwell; sərt ərintilər üçün - Vickers.
- Test nümunəsinin ölçüləri. Xüsusilə kiçik və zərif hissələr ilə araşdırılırVickers sərtlik test cihazından istifadə etməklə.
- Ölçmə nöqtəsində metalın qalınlığı, xüsusən də karbürləşdirilmiş və ya nitridlənmiş təbəqə.
Bütün tələblər və uyğunluqlar GOST tərəfindən sənədləşdirilib.
Brinell texnikasının xüsusiyyətləri
Brinell sərtlik test cihazı ilə metalların və ərintilərin sərtlik sınağı aşağıdakı xüsusiyyətlərlə həyata keçirilir:
- İndenter - diametri 1, 2, 2, 5, 5 və ya 10 mm (GOST 3722-81) olan alaşımlı poladdan və ya volfram karbid ərintisindən hazırlanmış top.
- Statik girintilərin müddəti: çuqun və polad üçün - 10-15 s, əlvan ərintilər üçün - 30, 60 s müddəti də mümkündür və bəzi hallarda - 120 və 180 s.
- Mexanik parametrin limit dəyəri: polad topla ölçüldükdə 450 HB; karbid istifadə edərkən 650 HB.
- Mümkün yüklər. Dəstə daxil olan çəkilərdən istifadə edərək, sınaq nümunəsindəki faktiki deformasiya qüvvəsi düzəldilir. Onların minimum icazə verilən dəyərləri: 153, 2, 187, 5, 250 N; maksimum - 9807, 14710, 29420 N (GOST 23677-79).
Seçilmiş topun diametrindən və sınaqdan keçirilən materialdan asılı olaraq düsturlardan istifadə etməklə müvafiq icazə verilən girinti qüvvəsi hesablana bilər.
| Ərinti növü | Riyazi yük hesablanması |
| Polad, nikel və titan ərintiləri | 30D2 |
| Çuqun | 10D2, 30D2 |
| Mis və mis ərintiləri | 5D2, 10D2, 30D2 |
| Yüngül metallar və ərintilər | 2, 5D2, 5D2, 10D2, 15D 2 |
| Qurğuşun, qalay | 1D2 |
Qeyd nümunəsi:
400HB10/1500/20, burada 400HB metalın Brinell sərtliyidir; 10 – topun diametri, 10 mm; 1500 - statik yük, 1500 kqf; 20 - girinti müddəti, 20 s.
Dəqiq rəqəmləri müəyyən etmək üçün eyni nümunəni bir neçə yerdə araşdırmaq və əldə edilənin ortasını tapmaqla ümumi nəticəni müəyyən etmək rasionaldır.
Brinell sərtlik testi
Tədqiqat prosesi aşağıdakı ardıcıllıqla davam edir:
- Hissənin tələblərə uyğunluğunun yoxlanılması (GOST 9012-59, GOST 2789).
- Cihazın sağlamlığı yoxlanılır.
- Tələb olunan topun seçilməsi, mümkün qüvvənin müəyyən edilməsi, onun formalaşması üçün çəkilərin təyin edilməsi, girinti müddəti.
- Sərtlik yoxlayıcısının işə salınması və nümunənin deformasiyası.
- Girişin diametrinin ölçülməsi.
- Empirik hesablama.
НВ=F/A, burada F yük, kqf və ya N; A – çap sahəsi, mm2.
НВ=(0, 102F)/(πDh), burada D – topun diametri, mm; h – çap dərinliyi, mm.
Bu üsulla ölçülən metalların sərtliyi ilə empirik əlaqə varmöhkəmlik parametrlərinin hesablanması. Metod xüsusilə yumşaq ərintilər üçün dəqiqdir. Bu mexaniki xüsusiyyətin dəyərlərini təyin etmək üçün sistemlərdə əsasdır.
Rokvell texnikasının xüsusiyyətləri
Bu ölçmə üsulu XX əsrin 20-ci illərində icad edilmişdir, əvvəlkindən daha avtomatlaşdırılmışdır. Daha sərt materiallar üçün istifadə olunur. Onun əsas xüsusiyyətləri (GOST 9013-59; GOST 23677-79):
- 10 kqf əsas yükün olması.
- Saxlama müddəti: 10-60 s.
- Mümkün göstəricilərin sərhəd dəyərləri: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
- Nömrə sərtlik test cihazının siferblatında vizual olaraq göstərilir, o, həmçinin arifmetik olaraq hesablana bilər.
- Tərəzi və girintilər. İntenter növündən və maksimum icazə verilən statik yükdən asılı olaraq 11 müxtəlif tərəzi var. Ən çox istifadə edilənlər: A, B və C.
A: Almaz konus ucu, 120˚ nöqtə bucaq, 60kgf ümumi statik qüvvə, HRA; nazik məhsullar, əsasən, haddelenmiş məhsullar araşdırılır.
C: həmçinin 150kgf HRC almaz konus, sərt və bərkimiş materiallar üçün uyğundur.
B: bərkimiş poladdan və ya sərt volfram karbidindən hazırlanmış 1,588 mm top, yük 100 kqf, HRB, tavlanmış məhsulların sərtliyini qiymətləndirmək üçün istifadə olunur.
Topşəkilli uc (1,588 mm) Rockwell B, F, G tərəziləri üçün uyğundur. Həmçinin E, H, K tərəziləri var ki, onlar üçün diametri 3,175 mm olan top (GOST 9013-59) istifadə olunur.
Nümunələrin sayı,bir sahədə Rockwell sərtlik test cihazı ilə hazırlanmış hissənin ölçüsü ilə məhdudlaşır. Əvvəlki deformasiya yerindən 3-4 diametr məsafədə ikinci testə icazə verilir. Test edilən məhsulun qalınlığı da tənzimlənir. Ucun nüfuz dərinliyinin 10 qatından az olmamalıdır.
Qeyd nümunəsi:
50HRC - Rokvellin metal sərtliyi, almaz ucu ilə ölçülür, onun sayı 50-dir.
Rockwell Tədqiqat Planı
Metal sərtliyinin ölçülməsi Brinell metodundan daha sadələşdirilmişdir.
- Hissənin ölçülərinin və səth xüsusiyyətlərinin təxmin edilməsi.
- Cihazın sağlamlığı yoxlanılır.
- Ucun növünü və yükləmə qabiliyyətini müəyyənləşdirin.
- Naxış təyin edilir.
- Materiala ilkin qüvvənin tətbiqi, dəyəri 10 kqf.
- Tam və uyğun səy göstərmək.
- Qəbul edilmiş nömrə yığımın şkalasında oxunur.
Mexanik parametri dəqiq müəyyən etmək üçün riyazi hesablama da mümkündür.
60 və ya 150 kqf yükü olan almaz konusundan istifadə edərkən:
HR=100-((H-h)/0, 002;
100 kqf qüvvə altında topla sınaqdan keçirərkən:
HR=130-((H-h)/0, 002, burada h 10 kqf-lik ilkin qüvvədə girinti aparatının nüfuz dərinliyidir; H - tam yükdə indenterin nüfuz dərinliyi; 0, 002 sərtlik nömrəsi 1 vahid dəyişdikdə ucun hərəkət miqdarını tənzimləyən əmsaldır.
Rockwell metodu sadədir, lakin kifayət qədər dəqiq deyil. Eyni zamanda, sərt metalların və ərintilərin mexaniki xassələrini ölçə bilər.
Vikkers texnikasının xüsusiyyətləri
Bu üsulla metalların sərtliyini təyin etmək ən sadə və dəqiqdir. Sərtlik sınayıcısının işi almaz piramidalı ucun nümunəyə daxil olmasına əsaslanır.
Əsas Xüsusiyyətlər:
- İndent: 136° zirvə almaz piramidası.
- Maksimum icazə verilən yük: lehimli çuqun və polad üçün - 5-100 kqf; mis ərintiləri üçün - 2,5-50 kq; alüminium və onun əsasında ərintilər üçün - 1-100 kqf.
- Statik yük saxlama müddəti: 10-15 saniyə.
- Sınaqdan keçmiş materiallar: sərtliyi 450-500 HB-dən çox olan polad və əlvan metallar, o cümlədən kimyəvi istilik müalicəsindən sonra məhsullar.
Qeyd nümunəsi:
700HV20/15, burada 700HV Vickers sərtlik nömrəsidir; 20 - yük, 20 kq; 15 - statik səy müddəti, 15 s.
Vickers öyrənmə ardıcıllığı
Prosedur son dərəcə sadələşdirilmişdir.
- Nümunəni və cihazları yoxlayın. Hissənin səthinə xüsusi diqqət yetirilir.
- İcazə verilən səyin seçilməsi.
- Test materialı quraşdırılır.
- Sərtlik test cihazı işə salınır.
- Nəticəni siferblatda oxuyun.
Bu üsulla riyazi hesablama aşağıdakı kimidir:
HV=1, 8544(F/d2), burada F yükdür,kq; d çap diaqonallarının uzunluqlarının orta qiymətidir, mm.
Nəticənin yüksək dəqiqliyini təmin etməklə yanaşı, metalların, nazik və kiçik hissələrin sərtliyini ölçməyə imkan verir.
Tərəzilər arasında keçid üsulları
Xüsusi avadanlıqdan istifadə edərək çapın diametrini təyin etdikdən sonra sərtliyi təyin etmək üçün cədvəllərdən istifadə edə bilərsiniz. Metalların sərtlik cədvəli bu mexaniki parametrin hesablanmasında sübut edilmiş köməkçidir. Beləliklə, Brinell dəyəri məlumdursa, müvafiq Vikers və ya Rokvell nömrəsini asanlıqla müəyyən etmək olar.
Bəzi uyğun dəyərlərə nümunə:
| Çap diametri, mm | Araşdırma metodu | ||||
| 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 |
Metalların sərtlik cədvəli eksperimental məlumatlar əsasında tərtib edilib və yüksək dəqiqliyə malikdir. Brinell sərtliyinin dəmir-karbon ərintisindəki karbon tərkibindən qrafik asılılıqları da var. Belə ki, bu cür asılılıqlara uyğun olaraq tərkibindəki karbonun miqdarı 0,2%-ə bərabər olan polad üçün bu, 130 HB-dir.
Nümunə Tələbləri
QOST-un tələblərinə uyğun olaraq sınaqdan keçirilmiş hissələr aşağıdakı xüsusiyyətlərə cavab verməlidir:
- İş parçası düz olmalı, sərtlik test cihazının masasına möhkəm uzanmalı, kənarları hamar və ya diqqətlə işlənmiş olmalıdır.
- Səth minimal pürüzlü olmalıdır. Kimyəvi birləşmələrin köməyi ilə də daxil olmaqla zımpara və təmizlənməlidir. Eyni zamanda, emal prosesləri zamanı işin sərtləşməsinin əmələ gəlməsinin və işlənmiş təbəqənin temperaturunun artmasının qarşısını almaq vacibdir.
- Hissə parametrik xüsusiyyətlərə görə sərtliyin müəyyən edilməsi üçün seçilmiş metoda uyğun olmalıdır.
Əsas tələblərin yerinə yetirilməsi dəqiq ölçmələr üçün ilkin şərtdir.
Metalların sərtliyi onların bəzi digər mexaniki və texnoloji xüsusiyyətlərini, əvvəlki emal proseslərinin nəticələrini, vaxt amillərinin təsirini və mümkün iş şəraitini müəyyən edən mühüm fundamental mexaniki xassədir. Tədqiqat metodologiyasının seçimi nümunənin təxmini xüsusiyyətlərindən, onun xüsusiyyətlərindən asılıdırparametrlər və kimyəvi tərkib.
