Видове изпитвания на метали

Уместност

За да се контролира качеството на продукцията, се използват различни видове метални тестове (химични, физични, механични и др.). Основната задача на такива тестове е сравнителен анализ на характеристиките според зададените параметри. Например, изпитванията за умора на метала се провеждат, за да се определят границите на издръжливост на материала при определени работни условия. Като правило за тази цел се извършват циклични натоварвания.

Един от най-важните параметри на структурните елементи е якостта, която се тества, наред с други неща, чрез тестове на огъване на метали с помощта на напрежения на опън и натиск. GOST 14019-80 регламентира начина за извършване на този вид изследване на свойствата на материала. При определяне на устойчивостта на ударни (динамични) натоварвания се използват изпитвания за ударна якост на метала, чиято особеност е да се понижи температурата на изпитвания образец.

Тестовете за опън или разкъсване на метали са не по-малко разпространени. Този тест има за цел да определи границата на еластичност на материала, границата на провлачване, якостта и неговото относително удължение, както и свиването. Друг метод за изпитване на метали и сплави е определянето на твърдостта според общоприетите скали:

-Бринел;

-Рокуел;

-Викърс.

Следните безразрушителни изпитвания на метали се извършват химически, механични, технологични и металографски. Целта на тестването е да се оцени качеството на материала и да се определят неговите експлоатационни характеристики.

Механични методи

Методите за механично изпитване се използват за определяне на устойчивостта на сплавите на различни видове натоварване и предоставят информация за якостта и пластичността на материала. Те се изпитват при условия или на прогресивно нарастване на напрежението (статично натоварване), или на ударно натоварване (динамично натоварване).

Изпитване на опън. Стандартният образец има следните параметри, установени от GOST: за кръгъл образец дължината е равна на l0d; за плосък образец дължината е равна на 11 Z от площта на напречното сечение на образеца, изразена в mm2. Тестът се извършва на специална машина. Образецът се разтяга по оста до счупване с автоматично записване на диаграмата на деформация.

Тест за твърдост. Ако сплавта е твърда (закалена стомана) и за тънка стоманена ламарина, твърдостта се определя чрез тест на Рокуел чрез натискане на топка с диаметър 1,59 mm или диамантен конус в пробата. Rockwell HR може да се преобразува в твърдост по Бринел с помощта на специални таблици. За въглеродни стомани с якост на опън от 400 - 1000 MPa има връзка между Brinell NV . твърдост и максимална якост на опън: 0 = 0,36 NV.

Тестване на огъване. Тестът определя способността на ламарината да се деформира по зададена форма. Пробата се изрязва от листа без повърхностна обработка и се огъва на специална преса.

Тест за удар (тест за якост на чупливост ). Тестът се провежда върху специални пръти тип махало, като там се поставят стандартни назъбени образци. Този тест определя способността на сплавта да устои на действието на динамични натоварвания. Колкото по-пластичен е металът, толкова по-голяма е устойчивостта на ударни натоварвания.

Изпитване на умора. Този тест определя устойчивостта на циклично натоварване и вибрации, на които материалът няма да се провали. Обикновено се използва машина за изпитване на умора на огъване. Цилиндричният образец е подложен на натиск и опън.

Тест за пълзене - Този тест определя устойчивостта на материала на продължително натоварване при повишени температури. Продължителността на теста е няколко хиляди часа. Надеждни резултати могат да бъдат получени само с помощта на специализирано оборудване с прецизен контрол на температурата на образеца и точен контрол на промените в размерите.

Тестове за счупване. Пробата с шийката се счупва чрез удар и получената фрактура се изследва под микроскоп, разкривайки включвания, пори и косми. Този тест дава възможност да се оцени размера на зърното, дебелината на втвърдения слой и дълбочината на циментиране.

Оптични и физични методи

Микроскопско изследване . Използва се металургичен или поляризационен микроскоп за проверка на структурата на фрактурата. Счупването на материала се изследва, като се откриват включвания, пори и косми. Този тест дава възможност да се оцени размера и формата на зърната, фазовите отношения, дебелината на втвърдения слой и дълбочината на карбуризация.

Рентгенографско изследване . Този метод често се използва за контрол на качеството на заварките. На получената рентгенова снимка се откриват пори, сегрегация и пукнатини. Чрез извършване на облъчване в две перпендикулярни проекции е възможно точно да се определи местоположението на дефекта.

Магнитната прахова инспекция е подходяща за феромагнитни материали като никел, желязо и кобалтови сплави. Повърхностни и някои видове вътрешни дефекти на феромагнитни материали могат да бъдат открити чрез нанасяне на магнитен прах върху магнетизирана проба.

Химични методи

Химическите тестове определят точността на химичния състав, наличието или отсъствието на необходимите примеси. При ецване повърхността на метала е изложена на химически разтвори за откриване на порьозност, сегрегация и т.н. Наличието на примеси от сяра и фосфор може да бъде открито чрез метода на контактен печат, при който повърхността на пробата се притиска към чувствителна фотографска хартия.

Методът на спектроскопския анализ позволява бързото качествено определяне на малки количества примеси, които не могат да бъдат открити с други химични методи. С помощта на инструменти като полихрометри, квантометри и квантоваци се анализира спектърът на пробата, след което индикаторът показва процентния състав на изследвания метал.