Метод радиоактивных изотопов.
В металлургии и металловедении радиоактивные изотопы применяют для разных целей. Например, в шлак вводят радиоактивные изотопы фосфора, серы, марганца и изучают скорость перехода этих элементов в металл и скорость восстановления их равновесного распределения между металлом м шлаком в металлургических плавках при изменении температуры или состава шлака. Введение радиоактивного углерода в железо при цементации позволяет изучить скорость диффузии и распределения углерода в нём.
Для выявления распределения олова в никеле в жидкий сплав добавляют радиоактивное олово; затвердевший сплав кладут на кассету с фотопластинкой и после соответствующей выдержки пластинку проявляют. Получают микрорадиограмму, на которой места расположения атомов радиоактивных изотопов засвечены. Атомы радиоактивного изотопа ведут себя так же, как обычные атомы, что позволяет определить расположение исследуемых атомов.
Радиоактивные изотопы помогают следить за износом кладки металлургических печей, деталей машин и т.д. При пользовании радиоактивными изотопами необходимо строго соблюдать правила предосторожности от опасного облучения.
Виды механических испытаний металлов.
1. Статические испытания проводятся при постоянной или медленно возрастающей нагрузке.
а) испытание на растяжение;
б) определение твёрдости.
2. Динамические испытания проводятся под действием быстро возрастающей нагрузки или удара.
а) испытание на ударную вязкость.
3. Циклические испытания проводятся при знакопеременных нагрузках
а) испытания на усталость.
4. Технологические пробы.
а) испытание на осадку
б) испытание на сжатие и т.д.
Испытания на растяжение
Для испытаний используют стандартные образцы цилиндрической формы, которые закрепляются в захватах разрывной машины и растягиваются до разрыва.
Рис. 12. Схема стандартного образца для испытаний на растяжение.
Пишущий механизм машины фиксирует диаграмму растяжения. Большинство металлов имеют диаграмму растяжения, представленную на рисунке 13. Для некоторых металлов (низкоуглеродистых сталей, латуней) она имеет вид, представленный на рисунке 14.
Рис. 13. Диаграмма растяжения металла.
На ней присутствует практически горизонтальная площадка, обозначающая явление текучести, т.е. удлинение образца практически без увеличения нагрузки на определённом этапе деформации. До точки В деформация имеет упругий характер, а затем пластический. Точка С показывает начало площадки текучести. Точка D показывает максимальную нагрузку, которую способен выдержать образец без разрушения. Точка Е показывает момент разрушения. По диаграмме растяжения определяют величины прочности, пластичности и упругости металлов.
Величины характеризующие прочность металла.
1. Физический предел текучести – это наименьшее напряжение, при котором без заметного увеличения нагрузки продолжается деформация образца:
σт=Pc/So,
где Pc – нагрузка в точке С,
So – площадь поперечного сечения образца до испытания.
2. Условный предел текучести – это напряжение, при котором образец получает удлинение, равное 0,2 % расчётной длины.
σ0,2=P0,2/So,
где P0,2 – нагрузка, которая вызывает удлинение образца, составляющее 0,2% расчётной длины;
So – площадь поперечного сечения образца до испытания.
2. Предел прочности ( временное сопротивление растяжению) – это максимальное напряжение, которое способен выдержать образец без разрушения:
σв=Pmax/So,
где Pmax – нагрузка в точке D,
So – площадь поперечного сечения образца до испытания.