28) Испытания на растяжение.

Прочность, упругость и пластичность определяются при испытании металлов на растяжение. Для проведения испытания изготовляют образцы, чаще круглые.

По результатам испытаний на специальных машинах записывают диаграмму растяжения.(по оси абсцисс- удлинение в мм, по оси ординат- приложенная нагрузка). По этой диаграмме можно определить показатели прочности: предел текучести и предел прочности (временное сопротивление растяжению).

При растяжении образца наступает момент, когда величина удлинения начинает расти быстрее величины усилия и линия на диаграмме изгибается. Склоняясь к горизонтальной линии- эту часть диаграммы растяжения называют площадкой текучести (АА¹). А напряжение, соответствующее площадки текучести, называют пределом текучести.

σ_{т =} Рт/ Fо или напряжение, вызывающее остаточную деформацию, равную 0,2%, называют условным пределом текучести σ_о,2 = Р_{0,2 /} Fо. Измеряют в МПа.

ОА- сохраняется пропорциональность между удлинением и нагрузкой.

А¹В-равномерная пластическая деформация. ВС- деформация шейки. Пределом прочности наз-ся напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдержал образец во время испытания. Пред. прочности обозначается σ_в= Р_мах/F₀. Измеряют в МПа.

Характеристики прочности и пластичности. Характеристики пластичности:

- относительное удлинения.

и – начальная и конечная длина образца.

– абсолютное удлинение образца, определяется измерением образца после разрыва.

-относительное сужение

- начальная площадь поперечного сечения

-площадь поперечного сечения в шейке после разрыва.

Относительное сужение более точно характеризует пластичность и служит технологической характеристикой при листовой штамповке.

Пластичные материалы более надежны в работе, т.к. для них меньше вероятность опасного хрупкого разрушения.

29)

Испытания на твердость

Твердомеры:

Твердость по Бринеллю

Испытание проводят на твердомере Бринелля

В качестве индентора используется стальной закаленный шарик диаметром D 2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия. Мерой твердости явл-ся диаметр отпечатка.

Метод Роквелла

Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой

Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” ( 1,6 мм), для более твердых материалов – конус алмазный.

Метод Виккерса

Твердость определяется по величине отпечатка

В качестве индентора используется алмазная четырехгранная пирамида.с углом при вершине 136^o.

Ударную вязкость.

Ударная вязкость характеризует надежность материала, его способность сопротивляться хрупкому разрушению

Испытание проводят на образцах с надрезами определенной формы и размеров. Образец устанавливают на опорах копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника, который поднимают на определенную высоту. Ударная вязкость определяется работой, затраченной на ударный излом образца отнесенной к площади поперечного сечения образца в месте удара.

24)

Нитроцементация.

Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверх­ностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840 —860° С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака.

Основное назначение нитроцементации — повышение твердости и износостойкости стальных изделий.

Если происходит в жидкой или твердой среде то называется цианирование.

Если в газообразной среде то нитроцементация.

Преимущества:

1) Выше производительность процесса.

2) Меньше деформация и корабление металла.

3) Возможность ТО непосредственно после процесса.

4) Диффузионный слой имеем свойства, отличные от свойств только цементованного и только азотированного слоя.

Применяются низкоуглеродистые, низколегированные, высоко легированные, инструментальные стали.

1. жидкостное цианирование(20-25% NaCH, 25-50% Na CO ):

- высокотемпературное Т = 820 – 870 С (цианирование + закалка + низкий отпуск)

- низкотемпературное Т = 550 - 600 С

Недостаток: ядовитость расплава, высокая стоимость.

2. газовая NH + CH

Т = 850 – 860 С

Преимущества: дешевле и безопаснее; можно точно регулировать толщину и состав щиффузионного слоя.

32)

Улучшение – это закалка + высокий отпуск на структуру сорбит.

Содержание С = 0,3 – 0,4%(среднеуглеродистые)

Легированные элементы: как дешевые, так и дорогие: Cr, Si, Mn, Mo, W, Ni.

Из углеродистых 30, 35, 40, 45.

ТО – полная закалка(нагрев выше Ас ) и высокий отпуск 550 - 650 С.

Т.к. процентное содержание С примерно одинаковое(как у углеродистых, так и у легированных), то марку стали определяет прокаливаемость(зависит от хим.состава, включая легированные элементы) чем больше сечений в детали, тем больше легированных эл-тов.

Сложным по конфигурации подвергающимся ударам необходимо наличие N:

- наилучшая по прокаливаемости и запасу вязкости 40ХМН;

- для небольших сечений простых форм изделий 40Х(критический диаметр = 20 мм);

40ХР - Д = 20 - 40 мм; 30ХН3 - Д = 50 мм; 30ХН2ВФ - Д = 100 мм.

Низкоуглеродистые(цементуемые) стали делят на 3 группы:

1. С неупрочняемой сердцевиной: 10, 15, 20.

После цементации твердость поверхности более 60 HRC; сердцевины 15 -30 HRC; после цементации необходима закалка и низкий отпуск. Изготавливают детали простой конфигурации, не испытывающие больших напряжений.

2. Низколегированные стали со слабоупрочняемой сердцевиной: 15Х, 20Х, 20ХГМ, 20ХН, 15ХР. Изготавливают для изделий более сложной формы и условий нагрузки.

3. Относительно-высоколегированные стали с упрочняемой сердцевиной(легированных эл-тов = 3%) 18ХГТ, 20ХНМ, 20ХНР.

Для деталей испытывающих большие напряжения, удары.

Ni – является обязательной добавкой при наиболее сложных условий работы.

35

Жаростойкие стали.

Жаростойкость(окалиностойкость) – это сопротивление металла окислению в газовой среде при повышенной температуре Т > 550 С.

Жаростойкость обеспечивается введением в состав стали Cr, Al, Si.

15Х5,(600 С ), 40Х9С2(800 С ), 20Х23Н18(1100 С ).

Жаропрочные стали.

Жаропрочность – это способность сопротивляться пластической деформации и разрушению при повышенных температурах.

С = 0,08 -0,25%.

Легирующие элементы: Cr, V, Mo, Nb.

15Х12ВНМФ, 12ХМ, 20Х1М1ФБР, 10Х11Н20Т3Р.

34) ) Коррозионно-стойкие нержавеющие стали делят на:

1. хромистые

2. хромо-никелевые

1. содержат более 13% хрома(20Х13, 30Х13, 40Х13, 95Х18)

2. содержат хрома больше 18% и никеля больше 9%.

Обладают большей коррозионостойкостью, контактируют с концентрированными солями. А, А-М, А-Ф.

36)