Испытания на хладноломкость и критическую температуру хрупкости.

Хладноломкость – это способность некоторых металлов охрупчиваться при низких темпаратурах.

К хладноломким металлам относятся металлы с объемно-центрированной кристаллической решеткой, например Fe_α, и гексагональной, например Zn. Для этой группы металлов при определенной минусовой температуре наблюдается резкое снижение ударной вязкости.

К нехладноломким металлам относятся металлы с гранецентрированной кристаллической решеткой, например Fe_γ, Al, Ni и др.

Испытания на ударную вязкость при низких температурах позволяют получить хрупкое разрушение металла в результате одновременного действия надреза, повышенной скорости деформирования и температуры.

Характер падения ударной вязкости приводит к порогу хладноломкости.

Температура, при которой происходит определенное падение ударной вязкости, называется критической температурой хрупкости Т_кр.

Критическую температуру хрупкости можно определить по характеру строения излома. Вязкий излом имеет волокнистый, а хрупкий – кристаллическое строение. [2]

При циклическом нагружении проводятся испытания на усталость.

Процесс постепенного накопления повреждений в материале при действии циклических нагрузок, приводящий к образованию трещин и разрушению, называется усталостью. Свойство материалов противостоять усталости называется выносливостью.

На рис. 6 приведена схема испытаний на усталость с соответствующими циклами напряжений. Согласно схеме, циклическое нагружение осуществляет-ся подвешенным неподвижным грузом при вращении консольно закрепленного образца.

Рис. 6 Пример испытаний на усталость:

а – схема нагружения образца (1 – вращающийся шпиндель, 2 – образец; 3 – нагружающийся подшипник); б – циклическое изменение напряжения Ϭв образце

Разрушение материалов при усталости отличается от разрушения при однократных нагрузках. Оно характеризуется отсутствием в изломе внешних признаков пластической деформации, т.е. целом усталостный излом имеет характер хрупкого излома.

Зарождение усталостных трещин начинается в поверхностных впадинах. Зарождение микротрещин при циклическом нагружении происходит на начальной стадии испытания. На процесс разрушения при циклических нагрузках существенное влияние оказывают концентраторы напряжений. Концентраторы напряжений могут быть конструктивными (резкие переходы от сечения к сечению), технологическими (царапины, трещины, риски от резца), металлургические (поры, раковины, неметаллические включения). [5]

Безобразцовый метод определения механических свойств.

Безобразцовый метод основан на инденторных испытаниях материалов, в результате которых определяют специальные характеристики твердости и пересчитывают их на показатели других механических свойств. Достоинство метода заключается в возможности ускоренной оценки механических характеристик металла готовых изделий, не выводя их из строя и не вырезая из них образцов (см. схему 1).

Безобразцовое определение механических свойств металла можно осуществить в цеховых условиях с помощью переносного прибора МЭИ-Т7 (см. рис. 7). [2]

Рис. 7 Общий вид переносного прибора МЭИ-Т7, закрепленного на трубопроводе

Схема 1 Области эффективного применения безобразцового экспресс-контроля и диагностики механических свойств конструкционных материалов.