Արտադրանքի կատարողական հատկությունները գնահատելու և նյութերի ֆիզիկական և մեխանիկական բնութագրերը որոշելու համար օգտագործվում են տարբեր հրահանգներ, ԳՕՍՏ-ներ և այլ կարգավորող և խորհրդատվական փաստաթղթեր: Առաջարկվում են նաև միևնույն տեսակի նյութերի մի ամբողջ շարք արտադրանքի կամ նմուշների ոչնչացման փորձարկման մեթոդներ: Սա այնքան էլ խնայող մեթոդ չէ, բայց արդյունավետ է։
Բնութագրերի սահմանում
Նյութերի մեխանիկական հատկությունների հիմնական բնութագրերը հետևյալն են.
1. Առաձգական ուժ կամ առաձգական ուժ - այն լարվածության ուժը, որն ամրագրված է ամենաբարձր բեռի վրա մինչև նմուշի ոչնչացումը: Նյութերի ամրության և պլաստիկության մեխանիկական բնութագրերը նկարագրում են պինդ մարմինների հատկությունները արտաքին բեռների ազդեցության տակ ձևի անդառնալի փոփոխություններին և ոչնչացմանը դիմակայելու համար:
2. Պայմանական զիջման ուժը լարվածությունն է, երբ մնացորդային լարումը հասնում է նմուշի երկարության 0,2%-ին: Սանվազագույն սթրեսը, մինչդեռ նմուշը շարունակում է դեֆորմացվել առանց լարվածության նկատելի աճի:
3. Երկարատև ամրության սահմանը կոչվում է մեծագույն սթրես, տվյալ ջերմաստիճանում, որը որոշակի ժամանակով հանգեցնում է նմուշի ոչնչացմանը: Նյութերի մեխանիկական բնութագրերի որոշումը կենտրոնանում է երկարաժամկետ ամրության վերջնական միավորների վրա. ոչնչացումը տեղի է ունենում 7000 աստիճան Ցելսիուսի դեպքում 100 ժամում:
4. Պայմանական սողանքի սահմանը լարվածությունն է, որը տվյալ ջերմաստիճանում որոշակի ժամանակով նմուշում առաջացնում է տվյալ երկարացում, ինչպես նաև սողման արագություն: Սահմանը մետաղի դեֆորմացիան է 100 ժամվա ընթացքում 7000 աստիճան Ցելսիուսում 0,2%-ով։ Սողանքը մետաղների դեֆորմացիայի որոշակի արագություն է մշտական բեռնման և երկար ժամանակ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում: Ջերմակայունությունը նյութի դիմադրությունն է կոտրվածքի և սողքի նկատմամբ:
5. Հոգնածության սահմանը ցիկլի լարվածության ամենաբարձր արժեքն է, երբ հոգնածության ձախողումը տեղի չի ունենում: Բեռնման ցիկլերի քանակը կարող է տրվել կամ կամայական՝ կախված նրանից, թե ինչպես է նախատեսվում նյութերի մեխանիկական փորձարկումը: Մեխանիկական բնութագրերը ներառում են նյութի հոգնածությունը և դիմացկունությունը: Ցիկլի բեռների ազդեցության ներքո կուտակվում են վնասներ, առաջանում են ճաքեր՝ հանգեցնելով ոչնչացման։ Սա հոգնածություն է: Իսկ հոգնածության դիմադրության հատկությունը տոկունությունն է։
Ձգվել և նեղանալ
Նյութեր, որոնք օգտագործվում են ճարտարագիտության մեջպրակտիկան բաժանված է երկու խմբի. Առաջինը պլաստիկ է, որի ոչնչացման համար պետք է ի հայտ գան զգալի մնացորդային դեֆորմացիաներ, երկրորդը փխրուն է՝ շատ փոքր դեֆորմացիաներով փլուզվող։ Բնականաբար, նման բաժանումը շատ կամայական է, քանի որ յուրաքանչյուր նյութ, կախված ստեղծված պայմաններից, կարող է իրեն պահել և՛ փխրուն, և՛ ճկուն: Դա կախված է սթրեսային վիճակի բնույթից, ջերմաստիճանից, լարվածության արագությունից և այլ գործոններից:
Լարման և սեղմման մեջ գտնվող նյութերի մեխանիկական բնութագրերը խոսուն են ինչպես ճկուն, այնպես էլ փխրուն: Օրինակ, փափուկ պողպատը փորձարկվում է լարվածության մեջ, մինչդեռ չուգունը փորձարկվում է սեղմման մեջ: Չուգունը փխրուն է, պողպատը՝ ճկուն։ Փխրուն նյութերն ունեն ավելի մեծ սեղմման ուժ, մինչդեռ առաձգական դեֆորմացիան ավելի վատ է: Պլաստիկները ունեն մոտավորապես նույն մեխանիկական բնութագրերը նյութերի սեղմման և լարվածության մեջ: Սակայն նրանց շեմը դեռ որոշվում է ձգվելով։ Այս մեթոդներն են, որոնք կարող են ավելի ճշգրիտ որոշել նյութերի մեխանիկական բնութագրերը: Լարման և սեղմման դիագրամը ներկայացված է այս հոդվածի նկարներում:
Փխրունություն և պլաստիկություն
Ի՞նչ է պլաստիկությունն ու փխրունությունը: Առաջինը չփլուզվելու ունակությունն է՝ մեծ քանակությամբ մնացորդային դեֆորմացիաներ ստանալը։ Այս հատկությունը որոշիչ է ամենակարևոր տեխնոլոգիական գործողությունների համար: Պլաստիկության բնութագրիչներից են կախված կռում, գծում, գծում, դրոշմում և շատ այլ գործողություններ։ Ճկուն նյութերը ներառում են հալված պղինձ, արույր, ալյումին, մեղմ պողպատ, ոսկի և այլն: Շատ ավելի քիչ ճկուն բրոնզեւ դուրալ. Գրեթե բոլոր լեգիրված պողպատները շատ թույլ ճկուն են։
Պլաստիկ նյութերի ամրության բնութագրերը համեմատվում են զիջման ուժի հետ, որը կքննարկվի ստորև: Փխրունության և պլաստիկության հատկությունների վրա մեծապես ազդում են ջերմաստիճանը և բեռնման արագությունը: Արագ լարվածությունը նյութը դարձնում է փխրուն, մինչդեռ դանդաղ լարվածությունը դարձնում է ճկուն: Օրինակ՝ ապակին փխրուն նյութ է, սակայն այն կարող է դիմակայել երկարաժամկետ բեռի, եթե ջերմաստիճանը նորմալ է, այսինքն՝ ցույց է տալիս պլաստիկության հատկությունները։ Իսկ թեթև պողպատը ճկուն է, բայց հարվածային բեռի տակ այն հայտնվում է որպես փխրուն նյութ։
Տատանումների մեթոդ
Նյութերի ֆիզիկամեխանիկական բնութագրերը որոշվում են երկայնական, ճկման, ոլորման և այլ, նույնիսկ ավելի բարդ տիպի թրթռումների գրգռմամբ և կախված նմուշների չափից, ձևերից, ընդունիչի և գրգռիչի տեսակներից, մեթոդներից։ ամրացումների և դինամիկ բեռների կիրառման սխեմաների. Այս մեթոդի կիրառմամբ փորձարկման են ենթարկվում նաև մեծ չափերի արտադրանքները, եթե էապես փոխվել է բեռի կիրառման, թրթռումների գրգռման և դրանց գրանցման մեթոդներում կիրառման եղանակը։ Նույն մեթոդն օգտագործվում է նյութերի մեխանիկական բնութագրերը որոշելու համար, երբ անհրաժեշտ է գնահատել մեծ չափերի կառույցների կոշտությունը: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը չի օգտագործվում արտադրանքի նյութական բնութագրերի տեղական որոշման համար: Տեխնիկայի գործնական կիրառումը հնարավոր է միայն այն դեպքում, երբ հայտնի են երկրաչափական չափերը և խտությունը, երբ հնարավոր է արտադրանքը ամրացնել հենարանների վրա ևարտադրանք - փոխարկիչներ, որոշակի ջերմաստիճանի պայմաններ են անհրաժեշտ և այլն։
Օրինակ, երբ ջերմաստիճանի ռեժիմները փոխվում են, տեղի է ունենում այս կամ այն փոփոխությունը, տաքացման ժամանակ նյութերի մեխանիկական բնութագրերը տարբերվում են: Գրեթե բոլոր մարմիններն այս պայմաններում ընդլայնվում են, ինչը ազդում է նրանց կառուցվածքի վրա: Ցանկացած մարմին ունի որոշակի մեխանիկական բնութագրեր այն նյութերի, որոնցից այն կազմված է: Եթե այս բնութագրերը չեն փոխվում բոլոր ուղղություններով և մնում են նույնը, ապա այդպիսի մարմինը կոչվում է իզոտրոպ։ Եթե փոխվում են նյութերի ֆիզիկական և մեխանիկական բնութագրերը՝ անիզոտրոպ: Վերջինս գրեթե բոլոր նյութերին բնորոշ հատկանիշ է, ուղղակի տարբեր չափով։ Բայց կան, օրինակ, պողպատներ, որտեղ անիզոտրոպիան շատ աննշան է։ Այն առավել արտահայտված է այնպիսի բնական նյութերում, ինչպիսին փայտն է: Արտադրության պայմաններում նյութերի մեխանիկական բնութագրերը որոշվում են որակի հսկողության միջոցով, որտեղ օգտագործվում են տարբեր ԳՕՍՏ-ներ։ Հետերոգենության գնահատականը ստացվում է վիճակագրական մշակումից, երբ ամփոփվում են թեստի արդյունքները: Նմուշները պետք է լինեն բազմաթիվ և կտրված լինեն կոնկրետ դիզայնից: Տեխնոլոգիական բնութագրերի ստացման այս մեթոդը համարվում է բավականին աշխատատար։
Ակուստիկ մեթոդ
Նյութերի մեխանիկական հատկությունները և դրանց բնութագրերը որոշելու համար կան բազմաթիվ ակուստիկ մեթոդներ, և դրանք բոլորը տարբերվում են սինուսոիդային և իմպուլսային ռեժիմներում տատանումների մուտքագրման, ընդունման և գրանցման եղանակներով:Ուսումնասիրության ժամանակ օգտագործվում են ակուստիկ մեթոդներ, օրինակ՝ շինանյութերի, դրանց հաստության և լարվածության վիճակի, թերությունների հայտնաբերման ժամանակ։ Կառուցվածքային նյութերի մեխանիկական բնութագրերը որոշվում են նաև ակուստիկ մեթոդներով: Արդեն մշակվում և զանգվածային արտադրվում են բազմաթիվ էլեկտրոնային ակուստիկ սարքեր, որոնք թույլ են տալիս գրանցել առաձգական ալիքները, դրանց տարածման պարամետրերը ինչպես սինուսոիդային, այնպես էլ իմպուլսային ռեժիմներում։ Դրանց հիման վրա որոշվում են նյութերի ամրության մեխանիկական բնութագրերը: Եթե օգտագործվում են ցածր ինտենսիվության առաձգական տատանումներ, այս մեթոդը դառնում է բացարձակապես անվտանգ։
Ակուստիկ մեթոդի թերությունը ակուստիկ շփման անհրաժեշտությունն է, որը միշտ չէ, որ հնարավոր է։ Հետեւաբար, այս աշխատանքները այնքան էլ արդյունավետ չեն, եթե անհրաժեշտ է շտապ ձեռք բերել նյութերի ամրության մեխանիկական բնութագրերը: Արդյունքի վրա մեծ ազդեցություն ունեն մակերեսի վիճակը, ուսումնասիրվող արտադրանքի երկրաչափական ձևերն ու չափերը, ինչպես նաև այն միջավայրը, որտեղ կատարվում են փորձարկումները: Այս դժվարությունները հաղթահարելու համար կոնկրետ խնդիրը պետք է լուծվի խստորեն սահմանված ակուստիկ մեթոդով կամ, ընդհակառակը, դրանցից մի քանիսը միանգամից օգտագործվեն, դա կախված է կոնկրետ իրավիճակից։ Օրինակ, ապակեպլաստե ապակեպլաստե հարմարանք է նման ուսումնասիրության, քանի որ առաձգական ալիքների տարածման արագությունը լավ է, և, հետևաբար, ծայրից ծայր հնչողությունը լայնորեն օգտագործվում է, երբ ստացողը և արտանետիչը գտնվում են նմուշի հակառակ մակերեսների վրա:
Դեֆեկտոսկոպիա
Դեֆեկտոսկոպիայի մեթոդները օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում նյութերի որակը վերահսկելու համար: Կան ոչ կործանարար և ապակառուցողական մեթոդներ։ Ոչ կործանարար ներառում է հետևյալը.
1. Մագնիսական թերությունների հայտնաբերումն օգտագործվում է մակերեսային ճաքերը և ներթափանցման բացակայությունը որոշելու համար: Նման թերություններ ունեցող տարածքները բնութագրվում են թափառող դաշտերով: Դուք կարող եք դրանք հայտնաբերել հատուկ սարքերի միջոցով կամ պարզապես մագնիսական փոշու շերտ քսել ամբողջ մակերեսին։ Արատների տեղերում փոշու տեղը կփոխվի նույնիսկ քսելիս։
2. Դեֆեկտոսկոպիան իրականացվում է նաև ուլտրաձայնային հետազոտության միջոցով։ Ուղղորդված ճառագայթը կարտացոլվի (ցրված) այլ կերպ, նույնիսկ եթե նմուշի խորքում կան որևէ ընդհատում:
3. Նյութի թերությունները լավ ցույց են տալիս հետազոտության ճառագայթային մեթոդը՝ հիմնված տարբեր խտության միջավայրի կողմից ճառագայթման կլանման տարբերության վրա։ Օգտագործվում են գամմա թերությունների հայտնաբերում և ռենտգեն։
4. Քիմիական թերությունների հայտնաբերում. Եթե մակերեսը փորագրված է ազոտական թթվի, աղաթթվի թույլ լուծույթով կամ դրանց խառնուրդով (aqua regia), ապա այն վայրերում, որտեղ կան թերություններ, ցանց է առաջանում սև գծերի տեսքով։ Դուք կարող եք կիրառել մի մեթոդ, որով հեռացվում են ծծմբի հետքերը: Այն վայրերում, որտեղ նյութը անհամասեռ է, ծծումբը պետք է փոխի գույնը:
Կործանարար մեթոդներ
Այստեղ արդեն մասամբ ապամոնտաժված են կործանարար մեթոդները։ Նմուշները փորձարկվում են ճկման, սեղմման, ձգման համար, այսինքն՝ օգտագործվում են ստատիկ ապակառուցողական մեթոդներ։ Եթե ապրանքըփորձարկվում են փոփոխական ցիկլային բեռներով հարվածային ճկման վրա. որոշվում են դինամիկ հատկությունները: Մակրոսկոպիկ մեթոդները նկարում են նյութի կառուցվածքի ընդհանուր պատկերը և մեծ ծավալներով: Նման ուսումնասիրության համար անհրաժեշտ են հատուկ հղկված նմուշներ, որոնք ենթարկվում են օֆորտի։ Այսպիսով, հնարավոր է որոշել հատիկների ձևն ու դասավորությունը, օրինակ՝ պողպատի մեջ, դեֆորմացիայով բյուրեղների, մանրաթելերի, պատյանների, փուչիկների, ճաքերի և համաձուլվածքի այլ անհամասեռությունների առկայությունը։
Միկրոսկոպիկ մեթոդները ուսումնասիրում են միկրոկառուցվածքը և բացահայտում ամենափոքր թերությունները։ Նմուշները նախապես մանրացվում են, հղկվում և այնուհետև նույն կերպ փորագրվում: Հետագա փորձարկումները ներառում են էլեկտրական և օպտիկական մանրադիտակների և ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության օգտագործում: Այս մեթոդի հիմքը նյութի ատոմներով ցրված ճառագայթների միջամտությունն է։ Նյութի բնութագրերը վերահսկվում են ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափության վերլուծությամբ: Նյութերի մեխանիկական բնութագրերը որոշում են դրանց ուժը, ինչը հիմնականն է հուսալի և անվտանգ շահագործման մեջ կառույցներ կառուցելու համար: Հետևաբար, նյութը փորձարկվում է մանրակրկիտ և տարբեր մեթոդներով բոլոր պայմաններում, որոնք այն կարող է ընդունել՝ չկորցնելով մեխանիկական բնութագրերի բարձր մակարդակը։
Վերահսկման մեթոդներ
Նյութերի բնութագրերի ոչ կործանարար փորձարկումների անցկացման համար արդյունավետ մեթոդների ճիշտ ընտրությունը մեծ նշանակություն ունի։ Այս առումով ամենաճիշտն ու հետաքրքիրը թերությունների հայտնաբերման մեթոդներն են՝ արատների վերահսկումը։ Այստեղ անհրաժեշտ է իմանալ և հասկանալ թերությունների հայտնաբերման մեթոդների և ֆիզիկական որոշման մեթոդների միջև եղած տարբերությունները.մեխանիկական բնութագրերը, քանի որ դրանք սկզբունքորեն տարբերվում են միմյանցից: Եթե վերջիններս հիմնված են ֆիզիկական պարամետրերի վերահսկման և նյութի մեխանիկական բնութագրերի հետ դրանց հետագա հարաբերակցության վրա, ապա թերությունների հայտնաբերումը հիմնված է ճառագայթման ուղղակի փոխակերպման վրա, որն արտացոլվում է արատից կամ անցնում է վերահսկվող միջավայրով։
Ամենալավ բանը, իհարկե, բարդ վերահսկողությունն է: Բարդությունը կայանում է օպտիմալ ֆիզիկական պարամետրերի որոշման մեջ, որոնք կարող են օգտագործվել նմուշի ուժը և այլ ֆիզիկական և մեխանիկական բնութագրերը պարզելու համար: Եվ նաև, միևնույն ժամանակ, մշակվում և այնուհետև ներդրվում է կառուցվածքային թերությունները վերահսկելու միջոցների օպտիմալ հավաքածու: Եվ, վերջապես, հայտնվում է այս նյութի ամբողջական գնահատումը. դրա կատարումը որոշվում է մի ամբողջ շարք պարամետրերով, որոնք օգնել են որոշել ոչ կործանարար մեթոդները:
Մեխանիկական փորձարկում
Նյութերի մեխանիկական հատկությունները փորձարկվում և գնահատվում են այս թեստերի օգնությամբ: Վերահսկողության այս տեսակը հայտնվել է շատ վաղուց, բայց դեռ չի կորցրել իր արդիականությունը։ Նույնիսկ ժամանակակից բարձր տեխնոլոգիական նյութերը հաճախ և խիստ քննադատության են ենթարկվում սպառողների կողմից: Իսկ դա հուշում է, որ հետազոտությունները պետք է ավելի զգույշ կատարել։ Ինչպես արդեն նշվեց, մեխանիկական թեստերը կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ ստատիկ և դինամիկ: Առաջինները ստուգում են արտադրանքը կամ նմուշը ոլորման, ձգման, սեղմման, ճկման համար, իսկ երկրորդները՝ կարծրության և ազդեցության ուժի համար: Ժամանակակից սարքավորումներն օգնում են այս ոչ այնքան պարզ ընթացակարգերը կատարել բարձր որակով և բացահայտել բոլոր գործառնական խնդիրները:այս նյութի հատկությունները։
Լարվածության փորձարկումը կարող է բացահայտել նյութի դիմադրությունը կիրառվող մշտական կամ աճող առաձգական սթրեսի ազդեցությանը: Մեթոդը հին է, փորձարկված և հասկանալի, օգտագործվում է շատ երկար ժամանակ և դեռ լայնորեն կիրառվում է։ Նմուշը ձգվում է երկայնական առանցքի երկայնքով՝ փորձարկման մեքենայի ամրացման միջոցով: Նմուշի ձգման արագությունը հաստատուն է, բեռը չափվում է հատուկ սենսորով։ Միաժամանակ վերահսկվում է երկարացումը, ինչպես նաև դրա համապատասխանությունը կիրառվող բեռին: Նման թեստերի արդյունքները չափազանց օգտակար են, եթե պետք է նոր նախագծեր ստեղծվեն, քանի որ ոչ ոք դեռ չգիտի, թե ինչպես կվարվեն դրանք ծանրաբեռնվածության տակ: Միայն նյութի առաձգականության բոլոր պարամետրերի նույնականացումը կարող է առաջարկել: Առավելագույն լարվածություն - զիջման ուժը որոշում է այն առավելագույն բեռը, որը կարող է դիմակայել տվյալ նյութը: Սա կօգնի հաշվարկել անվտանգության սահմանը:
կարծրության թեստ
Նյութի կոշտությունը հաշվարկվում է առաձգականության մոդուլից: Հեղուկության և կարծրության համադրությունը օգնում է որոշել նյութի առաձգականությունը: Եթե տեխնոլոգիական պրոցեսը պարունակում է այնպիսի գործողություններ, ինչպիսիք են ճաքելը, գլորելը, սեղմելը, ապա պարզապես անհրաժեշտ է իմանալ հնարավոր պլաստիկ դեֆորմացիայի մեծությունը: Բարձր պլաստիկության դեպքում նյութը համապատասխան ծանրաբեռնվածության ներքո կկարողանա ցանկացած ձև ստանալ: Կոմպրեսիոն թեստը կարող է նաև ծառայել որպես անվտանգության սահմանը որոշելու մեթոդ: Հատկապես եթե նյութը փխրուն է։
Կարծրությունը փորձարկվում է օգտագործելովIdentator, որը պատրաստված է շատ ավելի կոշտ նյութից։ Ամենից հաճախ այս թեստն իրականացվում է Բրինելի մեթոդով (գնդակը սեղմվում է), Վիկերսի (բրգաձև նույնացուցիչ) կամ Ռոքվելի (օգտագործվում է կոն): Նույնացուցիչը որոշակի ուժով սեղմվում է նյութի մակերևույթի վրա որոշակի ժամանակահատվածում, այնուհետև ուսումնասիրվում է նմուշի վրա մնացած դրոշմը։ Կան նաև բավականին լայնորեն կիրառվող այլ թեստեր՝ հարվածի ուժի համար, օրինակ, երբ նյութի դիմադրությունը գնահատվում է բեռի կիրառման պահին:
