Технічні проби металів (Навчальний елемент №2)

Цілі

Закінчивши вивчення даного навчального елемента, студент повинен знати:
- призначення технологічних проб металів, сплавів та виробів із них;
- поняття про види технологічних проб металу і способи їх виконання;

Метали і сплави мають різні властивості, а не знаючи властивостей не можна зробити висновок про їх використання. Властивості металів визначають за сертифікатами, паспортами і за результатами лабораторних випробувань, які називаються технологічними пробами.

Технологічними пробами визначають здатність металів або виробів витримувати той чи інший вид обробки. Проби можуть бути проведені безпосередньо на робочому місті найпростішими приладами та інструментами.

Пробу на перегин застосовують для визначення здатності штабового та листового металу товщиною до 5 мм, дротів діаметром до 7 мм витримувати, не руйнуючись, повторні загини. Зразок певної довжини затискають у лещатах і піддають загину та повторним перегинам на кут 900 до повного руйнування.

Пробу на вигин проводять для визначення здатності металу приймати загин в холодному і нагрітому стані. Для проведення проби на вигин зразок за допомогою оправки вигинається під дією зусилля преса між роликами до заданого кута. Здатність матеріалу витримувати деформацію вигину характеризується заданим кутом загину. Вважається, що зразок витримав випробування, якщо після загину на ньому не з’явилися тріщини, надриви чи розшарування.

Проба на подвійний покрівельний замок служить для визначення здатності тонколистової сталі товщиною не менше 0,8 мм сприймати деформацію, задану за розмірами і формою. Після з’єднання два шматка листа подвійним замком з наступним загином по лінії перпендикулярній лінії замка на кут 450 і розгинають в площину. Після випробування не повинно бути відшарувань, тріщин і зламів.

Пробу видавлюванням проводять для випробування тонколистового металу призначеного для холодного штампування і витягування. На закріпленій пластинці металу, що випробовується,  між пуансоном і матрицею, видавлюється ямка. Ямку видавлюють до появи на її поверхні першої тріщини.

Пробою на осадку випробують дроти, з яких виготовляють болти і заклепки. Зразок металу повинен мати форму циліндра, висота якого у два рази перевищує діаметр. Пробою визначають здатність металу приймати задану форму при стиснені під навантаженням у холодному стані. Зразок витримав пробу, якщо при осіданні до заданої висоти на ньому не з’являються  тріщини, надриви або злом.

Проба на іскру дозволяє приблизно визначити хімічний склад (марку) сталі. При оброблені сталі шліфувальним кругом на заточувальному верстаті утворюються іскри. Кожна марка сталі має свій колір і форму іскри :

- сталь зі складом вуглецю від 0,15 до 0,20% має іскри у вигляді тонких солом’яно-жовтих ліній  ;

- сталь зі складом вуглецю від 0,45 до 0,50% має іскри у вигляді тонких світло-жовтих ліній із невеликою кількістю зірочок на кінцях;

- інструментальна вуглецева сталь У8 має довгі світло-жовті іскри з великими зірочками на кінцях;

- інструментальна сталь У12 має короткий сніп тонких світло-жовтих ліній з частими зірочками;

- марганцевиста сталь (10 – 14 % Mn) має тонкі і довгі світло-жовті лінії з великими зірками;

- хромиста сталь – блідо-жовті переривисті лінії з великими рідкими зірочками;

- швидко-ріжуча сталь (10 – 18 % W)  має темно-червоні переривисті лінії з кулеподібними закінченнями;

Пробу труб на сплющування застосовують для визначення здатності металу сприймати деформації при сплющуванні труб до певного розміру. Наприклад, сталеву трубу випробовують шляхом  ударів молотком до тих пір, поки відстань між стінками труби, дорівнюватиме двом товщинам стінки.

Проба труб на бортування являє собою відбортовку кінця труби на кут 900 з утворенням фланця товщиною не менше півтори товщини стінки труби. Випробування проводять за допомогою оправки. Радіус заокруглення оправки повинен дорівнювати двом товщинам стінки труби.

Проба труб на згини служать для визначення їх здатності проймати вигин, заданий за розмірами. Радіус загину визначають залежно від зовнішнього діаметра і товщини стінки труби. Для випробування трубу вигинають на кут 900. При випробуванні труба не повинна мати надривів, тріщин і відшарувань.

Пробу на зварюваність проводять для визначення здатності металів зварюватись. Дві пластинки зварюють і піддають випробуванню на згин для визначення в’якості шва. Характеристикою є кут загину шва.

Питання для самоконтролю
1. З якою метою проводять технологічні проби металів?
2. Яким чином і навіщо випробовувати штабовий метал на перегин?
3. Як проводять пробу на подвійний покрівельний замок? Для якого матеріалу проводять цю пробу?
4. Як проводять іскрову пробу сталі і що за допомогою неї можна визначити?
5. Як і для чого застосовують пробу сталевих труб на бортування і сплющування?
6. Як випробовують сталеві труби на загин?
7. За якими ознаками бракують труби при їх технологічних пробах?

Вінниця ВНТУ 2009