ლითონების სიხისტე. ლითონის სიხისტის მაგიდა

2024 ავტორი: Angel Austin | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-18 04:16

იმისთვის, რომ ნაწილებმა და მექანიზმებმა დიდხანს და საიმედოდ იმუშაონ, მასალები, საიდანაც ისინი მზადდება, უნდა აკმაყოფილებდეს სამუშაო აუცილებელ პირობებს. სწორედ ამიტომ მნიშვნელოვანია მათი ძირითადი მექანიკური პარამეტრების დასაშვები მნიშვნელობების კონტროლი. მექანიკური თვისებები მოიცავს სიმტკიცეს, სიმტკიცეს, დარტყმის ძალას, ელასტიურობას. ლითონების სიმტკიცე არის ძირითადი სტრუქტურული მახასიათებელი.

კონცეფცია

ლითონებისა და შენადნობების სიხისტე არის მასალის თვისება, შექმნას წინააღმდეგობა, როდესაც სხვა სხეული შეაღწევს მის ზედაპირულ ფენებში, რომელიც არ დეფორმირდება და არ იშლება თანმხლები ტვირთის ქვეშ (ინდენტერი). განსაზღვრულია დანიშნულებით:

• ინფორმაციის მიღება მისაღები დიზაინის მახასიათებლებისა და ოპერაციული შესაძლებლობების შესახებ;
• დროის გავლენის ქვეშ მყოფი მდგომარეობის ანალიზი;
• თერმული დამუშავების შედეგების მონიტორინგი.

ზედაპირის სიმტკიცე და დაბერებისადმი გამძლეობა ნაწილობრივ დამოკიდებულია ამ მაჩვენებელზე. გამოიკვლიეთ როგორც ორიგინალიმასალა და მზა ნაწილები.

კვლევის ვარიანტები

ინდიკატორი არის მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება სიხისტის ნომერი. ლითონების სიხისტის გაზომვის სხვადასხვა მეთოდი არსებობს. ყველაზე ზუსტი კვლევა არის სხვადასხვა ტიპის გამოთვლების, ჩაღრმავების და შესაბამისი სიხისტის ტესტერების გამოყენება:

1. ბრინელი: აპარატის არსი არის ბურთის დაჭერა შესასწავლ ლითონში ან შენადნობაში, ანაბეჭდის დიამეტრის და შემდეგ მექანიკური პარამეტრის მათემატიკურად გამოთვლა.
2. Rockwell: გამოიყენება ბურთი ან ბრილიანტის კონუსი. მნიშვნელობა ნაჩვენებია მასშტაბით ან გამოითვლება.
3. ვიკერსი: ლითონის სიხისტის ყველაზე ზუსტი გაზომვა ალმასის პირამიდული წვერის გამოყენებით.

არსებობს სპეციალური ფორმულები და ცხრილები იმავე მასალის სხვადასხვა გაზომვის მეთოდის ინდიკატორებს შორის პარამეტრული შესაბამისობის დასადგენად.

ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ გაზომვის ვარიანტს

ლაბორატორიულ პირობებში, აღჭურვილობის საჭირო დიაპაზონით, კვლევის მეთოდის არჩევა ხდება სამუშაო ნაწილის გარკვეული მახასიათებლების მიხედვით.

1. მექანიკური პარამეტრის საჩვენებელი მნიშვნელობა. 450-650 HB-მდე დაბალი სიხისტის მქონე სტრუქტურული ფოლადებისა და მასალებისთვის გამოიყენება ბრინელის მეთოდი; ხელსაწყოებისთვის, შენადნობი ფოლადებისთვის და სხვა შენადნობებისთვის - Rockwell; მყარი შენადნობებისთვის - Vickers.
2. სატესტო ნიმუშის ზომები. გამოკვლეულია განსაკუთრებით მცირე და დელიკატური ნაწილებივიკერსის სიხისტის ტესტერის გამოყენებით.
3. მეტალის სისქე გაზომვის წერტილში, კერძოდ, კარბურირებული ან აზოტირებული ფენა.

ყველა მოთხოვნა და შესაბამისობა დოკუმენტირებულია GOST-ის მიერ.

ბრინელის ტექნიკის მახასიათებლები

მეტალებისა და შენადნობების სიხისტის ტესტირება ბრინელის სიხისტის შემმოწმებლის გამოყენებით ტარდება შემდეგი მახასიათებლებით:

1. შეჭრილი - ბურთი, დამზადებული შენადნობი ფოლადისგან ან ვოლფრამის კარბიდის შენადნობისგან, დიამეტრით 1, 2, 2, 5, 5 ან 10 მმ (GOST 3722-81).
2. სტატიკური ჩაღრმავების ხანგრძლივობა: თუჯისა და ფოლადისთვის - 10-15 წმ, ფერადი შენადნობებისთვის - 30, ასევე შესაძლებელია ხანგრძლივობა 60 წმ, ზოგიერთ შემთხვევაში - 120 და 180 წმ.
3. მექანიკური პარამეტრის ზღვრული მნიშვნელობა: 450 HB ფოლადის ბურთით გაზომვისას; 650 HB კარბიდის გამოყენებისას.
4. შესაძლო ჩატვირთვები. კომპლექტში შემავალი წონების გამოყენებით, საცდელ ნიმუშზე ფაქტობრივი დეფორმაციის ძალა გამოსწორებულია. მათი მინიმალური დასაშვები მნიშვნელობები: 153, 2, 187, 5, 250 N; მაქსიმალური - 9807, 14710, 29420 N (GOST 23677-79).

ფორმულების გამოყენებით, არჩეული ბურთის დიამეტრისა და შესამოწმებელი მასალის მიხედვით, შეიძლება გამოითვალოს შესაბამისი დასაშვები შეწევის ძალა.

შენადნობის ტიპი	მათემატიკური დატვირთვის გაანგარიშება
ფოლადის, ნიკელის და ტიტანის შენადნობები	30D2
თუჯი	10D2, 30D2
სპილენძი და სპილენძის შენადნობები	5D2, 10D2, 30D2
მსუბუქი ლითონები და შენადნობები	2, 5D2, 5D2, 10D2, 15D 2
ტყვია, კალა	1D2

აღნიშვნის მაგალითი:

400HB10/1500/20, სადაც 400HB არის ლითონის ბრინელის სიმტკიცე; 10 – ბურთის დიამეტრი, 10 მმ; 1500 - სტატიკური დატვირთვა, 1500 კგფ; 20 - ჩაღრმავების პერიოდი, 20 წმ.

ზუსტი რიცხვების დასადგენად, რაციონალურია ერთი და იგივე ნიმუშის რამდენიმე ადგილას გამოკვლევა და საერთო შედეგის დადგენა მიღებული საშუალოს გამოვლენით.

ბრინელის სიხისტის ტესტი

კვლევის პროცესი მიმდინარეობს შემდეგი თანმიმდევრობით:

1. ნაწილის მოთხოვნებთან შესაბამისობის შემოწმება (GOST 9012-59, GOST 2789).
2. მოწყობილობის სიჯანსაღის შემოწმება.
3. საჭირო ბურთის შერჩევა, შესაძლო ძალის დადგენა, წონების დაყენება მისი ფორმირებისთვის, ჩაღრმავების პერიოდი.
4. სიხისტის შემმოწმებლის დაწყება და ნიმუშის დეფორმაცია.
5. ჩაღრმავების დიამეტრის გაზომვა.
6. ემპირიული გაანგარიშება.

НВ=F/A, სადაც F არის დატვირთვა, kgf ან N; A – ანაბეჭდის არე, მმ².

НВ=(0, 102F)/(πDსთ), სადაც D – ბურთის დიამეტრი, მმ; h – ანაბეჭდის სიღრმე, მმ.

ამ მეთოდით გაზომილი ლითონების სიხისტე ემპირიულ კავშირშიასიძლიერის პარამეტრების გაანგარიშება. მეთოდი ზუსტია, განსაკუთრებით რბილი შენადნობებისთვის. ის ფუნდამენტურია სისტემებში ამ მექანიკური თვისების მნიშვნელობების დასადგენად.

როკველის ტექნიკის მახასიათებლები

გაზომვის ეს მეთოდი გამოიგონეს XX საუკუნის 20-იან წლებში, წინაზე უფრო ავტომატიზირებული. გამოიყენება უფრო მძიმე მასალებისთვის. მისი ძირითადი მახასიათებლები (GOST 9013-59; GOST 23677-79):

1. პირველადი დატვირთვის არსებობა 10 კგფ.
2. ჩატარების პერიოდი: 10-60 წმ.
3. შესაძლო მაჩვენებლების სასაზღვრო მნიშვნელობები: HRA: 20-88; HRB: 20-100; HRC: 20-70.
4. ციფრი ვიზუალიზებულია სიხისტის შემმოწმებლის ციფერბლატზე, ასევე შეიძლება გამოითვალოს არითმეტიკურად.
5. სასწორები და ჩაღრმავები. არსებობს 11 განსხვავებული სასწორი, რაც დამოკიდებულია ჩაღრმავების ტიპზე და მაქსიმალურ დასაშვებ სტატიკური დატვირთვაზე. ყველაზე ხშირად გამოყენებული: A, B და C.

A: ბრილიანტის კონუსის წვერი, 120˚ წერტილის კუთხე, 60 კგფ მთლიანი სტატიკური ძალა, HRA; გამოკვლეულია თხელი პროდუქტები, ძირითადად ნაგლინი პროდუქტები.

C: ასევე 150 კგფ HRC ბრილიანტის კონუსი, შესაფერისი მყარი და გამაგრებული მასალებისთვის.

B: 1,588 მმ ბურთი დამზადებული გამაგრებული ფოლადისგან ან მყარი ვოლფრამის კარბიდისგან, დატვირთვა 100 კგფ, HRB, გამოიყენება ანეილირებული პროდუქტების სიხისტის შესაფასებლად.

ბურთის ფორმის წვერი (1,588 მმ) გამოიყენება Rockwell B, F, G სასწორებისთვის. ასევე არის E, H, K სასწორები, რომლებისთვისაც ბურთია 3,175 მმ დიამეტრით (GOST 9013-59) გამოიყენება.

ნიმუშების რაოდენობა,დამზადებული Rockwell სიხისტის ტესტერით ერთ ზონაში შეზღუდულია ნაწილის ზომით. მეორე ტესტი დასაშვებია წინა დეფორმაციის ადგილიდან 3-4 დიამეტრის მანძილზე. ასევე რეგულირდება ტესტირებადი პროდუქტის სისქე. ის არანაკლებ 10-ჯერ უნდა აღემატებოდეს წვერის შეღწევის სიღრმეს.

აღნიშვნის მაგალითი:

50HRC - ლითონის როკველის სიმტკიცე, გაზომილი ალმასის წვერით, მისი რიცხვია 50.

როკველის სასწავლო გეგმა

მეტალის სიხისტის გაზომვა უფრო გამარტივებულია, ვიდრე ბრინელის მეთოდისთვის.

1. ნაწილის ზომებისა და ზედაპირის მახასიათებლების შეფასება.
2. მოწყობილობის სიჯანსაღის შემოწმება.
3. განისაზღვრეთ წვერის ტიპი და დატვირთვის მოცულობა.
4. ნიმუშის დაყენება.
5. მასალაზე პირველადი ძალის დანერგვა, ღირებულება 10 კგფ.
6. სრული და სათანადო ძალისხმევა.
7. მიღებული ნომრის კითხვა ციფერბლატის მასშტაბით.

მათემატიკური გამოთვლა ასევე შესაძლებელია მექანიკური პარამეტრის ზუსტად დასადგენად.

ბრილიანტის კონუსის გამოყენებისას 60 ან 150 კგფ დატვირთვით:

HR=100-((H-სთ)/0, 002;

ბურთით ტესტირებისას 100 კგფ ძალის ქვეშ:

HR=130-((სთ-სთ)/0, 002, სადაც h არის ინდენტერის შეღწევის სიღრმე 10 კგფ პირველადი ძალით; H არის ინდენტერის შეღწევის სიღრმე სრული დატვირთვით; 0, 002 არის კოეფიციენტი, რომელიც არეგულირებს წვერის მოძრაობის რაოდენობას, როდესაც სიხისტის რიცხვი იცვლება 1 ერთეულით.

როკველის მეთოდი მარტივია, მაგრამ არა საკმარისად ზუსტი. ამავდროულად, მას შეუძლია გაზომოს მყარი ლითონებისა და შენადნობების მექანიკური თვისებები.

ვიკერსის ტექნიკის მახასიათებლები

ლითონების სიხისტის დადგენა ამ მეთოდით ყველაზე მარტივი და ზუსტია. სიხისტის შემმოწმებლის მუშაობა ეფუძნება ბრილიანტის პირამიდული წვერის ჩაღრმავებას ნიმუშში.

მთავარი მახასიათებლები:

1. შეწევა: 136° მწვერვალი ალმასის პირამიდა.
2. მაქსიმალური დასაშვები დატვირთვა: შენადნობი თუჯისა და ფოლადისთვის - 5-100 კგფ; სპილენძის შენადნობებისთვის - 2,5-50 კგფ; ალუმინის და მასზე დაფუძნებული შენადნობებისთვის - 1-100 კგფ.
3. სტატიკური დატვირთვის შეკავების პერიოდი: 10-დან 15 წმ-მდე.
4. შემოწმებული მასალები: ფოლადი და ფერადი ლითონები 450-500 HB-ზე მეტი სიხისტე, მათ შორის პროდუქტები ქიმიური თერმული დამუშავების შემდეგ.

აღნიშვნის მაგალითი:

700HV20/15, სადაც 700HV არის ვიკერსის სიხისტის რიცხვი; 20 - დატვირთვა, 20 კგფ; 15 - სტატიკური ძალისხმევის პერიოდი, 15 წმ.

ვიკერსის კვლევის თანმიმდევრობა

პროცედურა უკიდურესად გამარტივებულია.

1. შეამოწმეთ ნიმუში და აპარატურა. განსაკუთრებული ყურადღება ექცევა ნაწილის ზედაპირს.
2. დასაშვები ძალისხმევის არჩევა.
3. სატესტო მასალის დაყენება.
4. სიხისტის შემმოწმებლის ამოქმედება.
5. წაიკითხეთ შედეგი ციფერბლატზე.

მათემატიკური გამოთვლა ამ მეთოდით ასეთია:

HV=1, 8544(F/d²), სადაც F არის დატვირთვა,კგფ; d არის ანაბეჭდის დიაგონალების სიგრძის საშუალო მნიშვნელობა, მმ.

ის საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ლითონების, წვრილი და მცირე ნაწილების სიხისტე, ამასთან უზრუნველყოფს შედეგის მაღალ სიზუსტეს.

სასწორებს შორის გადასვლის მეთოდები

სპეციალური აღჭურვილობის გამოყენებით ანაბეჭდის დიამეტრის დადგენის შემდეგ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ცხრილები სიხისტის დასადგენად. ლითონების სიხისტის ცხრილი არის დადასტურებული ასისტენტი ამ მექანიკური პარამეტრის გაანგარიშებაში. ასე რომ, თუ ბრინელის მნიშვნელობა ცნობილია, ვიკერსის ან როკველის შესაბამისი რიცხვი ადვილად შეიძლება განისაზღვროს.

ზოგიერთი შესატყვისი მნიშვნელობის მაგალითი:

ბეჭდვის დიამეტრი, მმ	კვლევის მეთოდი
	ბრინელი	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

ლითონების სიხისტის ცხრილი შედგენილია ექსპერიმენტული მონაცემების საფუძველზე და აქვს მაღალი სიზუსტე. ასევე არსებობს ბრინელის სიხისტის გრაფიკული დამოკიდებულება რკინა-ნახშირბადის შენადნობში ნახშირბადის შემცველობაზე. ასე რომ, ასეთი დამოკიდებულების შესაბამისად, ფოლადისთვის, რომლის შემადგენლობაში ნახშირბადის რაოდენობა უდრის 0,2%-ს, ეს არის 130 HB.

ნიმუშების მოთხოვნები

GOST-ის მოთხოვნების შესაბამისად, შემოწმებული ნაწილები უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგ მახასიათებლებს:

1. სამუშაო ნაწილი უნდა იყოს ბრტყელი, მყარად დაწოლილი იყოს სიხისტის შემმოწმებლის მაგიდაზე, მისი კიდეები უნდა იყოს გლუვი ან ფრთხილად დამუშავებული.
2. ზედაპირს უნდა ჰქონდეს მინიმალური უხეშობა. უნდა გაიწმინდოს და გაიწმინდოს, მათ შორის, ქიმიური ნაერთების დახმარებით. ამავდროულად, დამუშავების პროცესების დროს მნიშვნელოვანია, რომ თავიდან იქნას აცილებული სამუშაო გამკვრივების წარმოქმნა და დამუშავებული ფენის ტემპერატურის მატება.
3. ნაწილი უნდა შეესაბამებოდეს არჩეულ მეთოდს პარამეტრული თვისებების მიხედვით სიხისტის დასადგენად.

პირველადი მოთხოვნების შესრულება ზუსტი გაზომვის წინაპირობაა.

ლითონების სიხისტე არის მნიშვნელოვანი ფუნდამენტური მექანიკური თვისება, რომელიც განსაზღვრავს მათ სხვა მექანიკურ და ტექნოლოგიურ მახასიათებლებს, წინა დამუშავების პროცესების შედეგებს, დროის ფაქტორების გავლენას და შესაძლო სამუშაო პირობებს. კვლევის მეთოდოლოგიის არჩევანი დამოკიდებულია ნიმუშის სავარაუდო მახასიათებლებზე, მისპარამეტრები და ქიმიური შემადგენლობა.