4. Параметры качества изделий
Каждое изделие характеризуется совокупностью выходных параметров – величинами, определяющими показатели качества данного изделия. Показатели качества могут характеризовать самые разнообразные свойства изделия в зависимости от его назначения и тех требований, которые к нему предъявляются. Среди этих свойств важное значение отводится взаимозаменяемости и сопутствующим ей свойствам: точности, надежности и стабильности. Обычно каждое изделие характеризуется рядом выходных показателей качества, и их предельные значения контролируются и регламентируются нормативно-технической документацией.
На рис. 3 приведены геометрические и физико-химические параметры качества изделий. Ниже будут рассмотрены некоторые из них.
Рис. 3. Параметры
качества изделий
4.1. Твёдрость материала
Твердостью называется свойство материала оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии в поверхностном слое.
Под твёрдостью понимают свойство материала сопротивляться проникновению в него более твёрдого наконечника (индентора), не получающего остаточных деформаций. Испытания на твёрдость получили большое распространение в промышленности, т.к. они дают возможность изучать свойства материала не только на опытных образцах, но и на готовых конструкциях и деталях. К тому же имеется возможность по результатам испытаний на твёрдость определить величину предела прочности материала без проведения испытаний на растяжение.
Наибольшее распространение получили статические методы:
а) метод Бринелля – вдавливание стального закалённого шарика;
б) метод Роквелла – вдавливание стального шарика при контроле мягких материалов или алмазного конуса при испытании твёрдых;
в) метод Виккерса – вдавливание алмазной пирамиды.
4.1.1. Измерение твердости методом Бринелля
Метод основан на том, что в плоскую поверхность металла на прессе Бринелля (рис 4) вдавливается под постоянной нагрузкой F твердый стальной шарик.
Рис. 4. Схема пресса Бринелля: 1 – маховик; 2 – опора образца;
3 – шарик; 4 – метки; 5 – рычаг 1:4; 6 – рычаг 1:10; 7 – подвижная
опора; 8 – грузы; 9, 12 – кулачки; 10 – кнопка пуска; 11 – концевой
переключатель; 13 – электродвигатель; ч - часть
Диаметр шарика D зависит от марки исследуемого материала и его предполагаемой твердости и может выбираться из ряда: 10, 5, 2,5, 2, 1 мм. Нагрузка F может составлять 30000 Н, 10000 Н или 7500 Н в зависимости от материала. Время выдержки под нагрузкой составляет 10 с для черных металлов и 30, 60 – для цветных. После снятия нагрузки в испытуемом материале образуется отпечаток (лунка). Чем тверже материал, тем меньше диаметр отпечатка d, который измеряется с помощью лупы или отсчетного микроскопа с точностью до 0,05 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По двум измерениям находят их среднее арифметическое, по которому определяют твердость по Бринеллю, кгс/мм2 по формуле:
;
где F – величина нагрузки;
D – диаметр шарика;
d – диаметр лунки.
На практике расчеты по приведенной формуле не выполняют. Твердость по Бринеллю определяют из таблиц, прилагаемых к прибору. Метод Бринелля не рекомендуется применять для металлов с твердостью более НВ 450, так как шарик может деформироваться, что приведет к неправильному результату.