№13 Твердость металлов.

Определение твердости. Определение твердости производится быстро и не требует специальных образцов. По методу Бринелля стальной закаленный шарик диаметром D (10; 5; 2,5; 2 или 1 мм) вдавливают в испытуемый образец силой Р. В результате на поверхности образца остается отпечаток в форме шарового сегмента диаметром d. Величина отпечатка будет тем меньше, чем тверже металл. Твердость по Бринеллю НВ, Па (кгс/мм²), вычисляют по формуле НВ= P/F,

где Р — нагрузка на шарик, кгс; F — площадь поверхности отпе­чатка, м² (мм²).

По метода Роквелла твердость определяют при вдавливании ал­мазного конуса с углом 120° или стального шарика Диаметром D= 1,58 мм (1/16 дюйма). Стальной шарик применяют для нетвер­дых металлов (до 220 НВ) при нагрузке 981 Н (100 кгс). Образец помещают на столик прибора Роквелла и вращением маховичка поднимают его до соприкосновения с алмазным конусом или стальным шариком. Вращение маховичка продолжают до достижения давления на образец 98 Н (10 кгс) (предварительная нагрузка), что показывает малая стрелка индикатора. Далее вклю­чают основную нагрузку рукояткой. Вдавливание длится 5—6 с, затем нагрузка снимается. Циферблат имеет две шкалы: красную В — для испытаний шариком и черную С—для испытания алмазным конусом.

№14 Технологические испытания металлов.

Эти испытания определяют возможность производить те или иные технологические опера­ции с данным металлом или применять его в тех или иных усло­виях.

Испытание (проба) на выдавливание служит для опреде­ления способности листового металла к холодной штамповке и вытяжке. Испытание заключается в выдавливании лунки округлой головкой до появления первой трещины на пластинке, зажатой в кольцевой поверхности. Глубина выдавленной лунки при появле­нии первой трещины и является количественной мерой пробы. Испытание на перегиб опреде­ляет способность металла выдерживать повторные перегибы и применяется при оценке качества полосового и листового материала, а также проволоки и прутков. Испытание (проба) на осадку определяет способность холодного металла принимать заданную форму при сжатии. Образец — ци­линдр, высота которого равна двум диаметрам, — считается выдер­жавшим пробу, если при осадке до заданной высоты на нем не появ­ляются трещины, надрывы или излом. При испытании (пробе) на искру можно приблизительно судить о химическом составе стали. При обработке сталей абразивными кругами отбрасываемая ими стружка горит на воздухе искрами. Оби­лие искр, их характер и цвет зависят от химического состава стали. Цвет искр колеблется от ослепительно-белого до темно-красного. При испытании на свариваемость два бруска испытуемого ме­талла сваривают и испытывают на загиб или растяжение, после чего сравнивают результаты с теми, которые соответствуют цельному не сваренному образцу из того же металла. При хорошей сваривае­мости сопротивление разрыву по сварному шву должно составлять не менее 80 % от предела прочности цельного бруска.

№15 Металлографические и физико-химические исследования металлов.

Макроанализ. Для макроанализа приготовляют образец шлиф или излом, по которому выявляют макроструктуру — строе­ние металла или сплава, видимое невооруженным глазом или в лупу.

Подготовка шлифа состоит в выравнивании напильником или шлифовании наждачной бумагой поверхности. В случае необходи­мости шлиф травят кислотами, щелочами или растворами солей, которые по-разному растворяют или окрашивают различные по составу или по ориентации кристаллов части на шлифе.

Микроанализ. Шлиф для микроанализа приготовляют так же, как и для макроанализа, однако после шлифования его полируют до зеркального блеска.

По шлифу с помощью металлографического микроскопа выяв­ляют микроструктуру; наличие, число и форму тех или иных струк­турных составляющих, загрязненность примесями.

Рентгеноструктурный анализ дает возможность установить типы кристаллических решеток металлов и сплавов, а также их параметры. Определение структуры металлов, размещения атомов в кристалли­ческой решетке и измерение расстояния между ними основано на дифракции рентгеновских лучей рядами атомов в кристалле, так как длина волн этих лучей соизмерима с межатомными расстояниями в кристаллах. Рентгеновский контроль основан на проникновении рентгенов­ских лучей сквозь тела, непрозрачные для видимого света. Проходя сквозь металлы, рентгеновские лучи частично поглощаются, причем сплошным металлом лучи поглощаются сильнее, чем в тех местах, где находятся газовые, шлаковые включения или трещины. Дефектоскопия. Для выявления трещин, волосовин, пузырей, неме­таллических включений внутри деталей применяют также магнит­ную дефектоскопию. Магнитные испытания складываются из трех ос­новных операций: намагничивания изделий, покрытия их ферромаг­нитным порошком, наружного осмотра и размагничивания изделий. Ультразвуковая дефектоскопия позволяет испытывать не только ферромагнитные, но и парамагнитные материалы и выявлять По­роки в их толще на значительной глубине, где они не могут быть обнаружены магнитным методом.