Metallide mehaanilised omadused (3)

Tallinna Tehnikaülikool

Materjalitehnika Instituut
Üliõpilane:
Teostatud:
Õpperuhm:
Kaitstud:
Töö nr: 1
OT allkiri
Metallide mehaanilised omadused
Töö eesmärk: Tutvudametallmaterjalide katsetamisega tõmbele,löökpaindele.Tutvuda metallmaterjalide kõvaduse määramismeetoditega.
Töövahendid: Brinelli , Rockwelli ja Vickersi masin.Löökpendel.Teimid.
Tõmbeteim
Materjalide põhilised mehaanilise tugevuse näitajad tõmbel määratakse katselisel teel koostatud toimiva jõu ja absoluutse pikenemise ja pinge ning suhtleise pikenemise vahelise diagrammi põhjal.Määratakse järgmised tugevus-ja plastsusnäitajad:
Tugevusnäitajad:
Tõmbetugevus Rm-maksimaaljõule F m vastav pinge.
Voolavuspiir ReH(ülemine)ja ReL(alumine)
ReH-pinge väärtus,mille saavutamisel esmakordselt täheldatakse jõu vähenemist,
ReL-pinge madalaim väärtus plastsel voolamisel
Tinglik voolavuspiir Rp-pinge,mille juures vaasi jäävpikenemine saavutab etteantud väärtuse protsentides.
Plastsusnäitajad:
Katkevenivus A%(suhteline pikenemine protsentides purunemiseni)
Katkeahenemine Z%
Löökpaindeteim
Konstruktsioonile võib mõjuda löökkoormus,mis võib hapralt purustada detaili.See on üks ohtlikemaid konstruktsioonide purunemise viise.Katsetamine võimaldab otsustada materjali kalduvuse üle haprale purunemisele.
Katsetamine seisneb keskelt soonitud ja mõlemast otsast toestatud teimiku purustamises löökpendliga,määrates töö,mis kulub teimiku purustamiseks .
Kasutatakse kahe soonekujuga teimikuid:
*V-kujuline soon profiilinurgaga 45kraadi,sügavus 2 mm, soone ümarusraadius 0,25mm
*U-kujuline soon,sügavusega 5mm,soone põhja ümarusraadius 1mm.
Katsetamine toimub löökpendliga.
Kõvadusteimid
Kôvadus on materjali vôime vastu panna kohalikule plastsele deformatsioonile tema pinda suurema kôvadusega keha sissetungimisel. Kôvadust määratakse otsiku toime järgi materjali pinnasse. Otsik on valmistatud vähedeformeeruvast materjalist ja omab kuuli, koonuse vôi püramiidi kuju. Levinud mooduseks on kôvaduse môôtmine sissesurumise teel.Otsiku küllaltki suure koormusega sissesurumise tagajärjel deformeeritakse materjali pinnakiht plastselt. Mida väiksem on kôvadus, seda sügavamale tungib otsik ja seda suurem on jälg.
Kôvaduse môôtmine Brinelli meetodil – GOST 9012
Katsetatavasse materjali surutakse karastatud teraskuul diameetriga
(D) 10; 5; 2,5; 2; 1 mm jôuga (F) 9,8…29430 N (1…3000 kgf)
Brinelli kôvadusarv määratakse kuulile toimiva jôu ja sfäärilise jälje pindala suhtena.
HB = F/A = 0,102*2F/[ D (D-(D – d ))]

A – jälje pindala mm²

D – kuuli läbimôôt mm
d – jälje läbimôôt mm
Brinelli kôvadust tähistatakse teimitingimuste D = 10 mm, F = 3000 kgf,
t = 10…15 s Teiste tingimuste korral tuuakse tähise HB järel katsetamise tingimused: kuuli läbimôôt/koormus/koormamise kestus
Kôvaduse määramine Rockwelli meetodil – GOST 9013
Kôvadus määratakse jälje sügavuse järgi teraskuuli läbimôôduga 1,588 mm (1/16 tolli) ja jôuga 980 N (100 kgf) vôi teemantkoonuse tipunurgaga 120 ja jôuga 580 N (60 kgf) vôi 1470 N
(150 kgf) materjali sisssurumise teel vastavalt skaalad A, B, C. Katsetamisel surutakse otsik materjalisse eeljôuga F = 98 N (10 kgf) ja fikseeritakse. Seejärel surutakse otsik materjalisse jôuga 588 N (60 kgf), 980 N (100 kgf), vôi 1470 N (150 kgf) ja taastatakse esialgne jôud F . Kôvadust iseloomustab kuuli vôi koonuse materjalisse sissetungimise sügavuste vahe.
Rockwelli kôvadus määratakse järgmise valemiga:
HR =N-h/c
h – otsiku sissetungimise sügavus
N – skaalale omane konstant(koonuse puhul n=100,kuuli puhul N=130)
c – indikaatori skaalajaotise väärtus (0,002 mm)
Kôvadusarvu näitab indikaatori osuti asend skaalal katse lôpul.

Otsaku ja koormuse valik Rockwelli kôvaduse määramisel

Kôvaduse määramine Vickersi meetodil – GOST 2999
Vickersi meetod pôhineb teemantpüramiidi sissesurumisel materjali. See meetod vôimaldab määrata igasuguse kôvadusega metallide ja sulamite kôvadust ning sobib metalli ôhukese pinnakihi kôvaduse määramiseks. Materjali surutakse neljatahuline püramiid, tahkudevahelise nurgaga 136°, jôuga 9,8…980 N (1…100 kgf) (antud töös 10 kgf)
Kôvaduse arvutamine Vickersi meetodi korral:
HV = F/A = 2F* sin (α/2) /d² = 0,189 F/d²
F – jôud kgf
 - püramiidi tahkudevaheline nurk 136°
d - jälje diagonaal mm
S-jälje pindala
 
 
 
 
Nr.
Jõud
 
Kõrgus
 
Läbimõõt
 
Ristlõige
 
Ristlõike
muut
Kõrguse
muut
Pinge
 
Suhteline
defor -
matsioon
 
 
 
F
h
d
A
A
h

kN
mm
mm
mm²
mm²
mm
N/mm²
A/A
T
 
 
 
 
 
E
R
A
S
M
 
 
 
 
 
A
L
M
 
Teimiku/soone tüüp
Nurgad
Α β
Purustustöö
KU või KV,J
Purunemispinna iseloom
U-soonega
V-soonega
Materjali iseloomustus
Kõvaduse määramise meetod
Mõõtmise tulemused
Kõvadusarv
Üleviiduna HV kõvadusse