Испытания металлов

| Просмотров: 1432 | Время чтения: 6 минут | Обновлено: 17.02.2023 Распечатать
Испытания металла

Испытание металлов проводят для определения его характеристик: состава, прочности, твердости. Сравнивая результаты механических или других проверок с принятыми в стране стандартами, можно делать выводы о поведении изделий в ходе эксплуатации. Эту информацию используют для подтверждения качества продукции и расчета строительных конструкций.

Специалистами разработаны разные неразрушающие методы испытания металлов. Тестирование может быть металлографическим, химическим, механическим. Мы расскажем вам об этих технологиях.

Существуют две базовые группы методов работы.

Механические испытания металлов позволяют определять физические свойства материалов, устойчивость к разным нагрузкам.

Аналитические методы используют для изучения состава и структуры.

Механические испытания металлов

Этот вид исследований важен для промышленности, строительной отрасли. Специалисты определяют эксплуатационные характеристики материалов – например, прочность или пластичность.

Обычно металлы испытывают на устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам. Именно такому воздействию подвергаются конструкции за время эксплуатации.

Статические: сжатие, изгиб, растяжение, кручение.

Динамические: ударный изгиб, вибрационные нагрузки.

Выбор метода работы зависит от марки используемого материала, а также назначения выполненных из него изделий.

Определение твердости

Чаще всего проводят именно этот вид испытаний. Твердость характеризует сопротивление материала при вдавливании твердых тел. Организуя лабораторные исследования металла, эксперты применяют 3 метода.

  • По Бринеллю. Испытания проводят по Госстандарту 9012-83. Твердость обозначают буквами НВ, после которых пишут полученное число. Для работы используют шар из закаленной стали диаметром 2,5 мм или 10,5 мм – его вдавливают в поверхность материала. После этого остается лунка. Диаметр такого отпечатка измеряют, используя лупу. Метод не подходит для тонких образцов, потому что возможно их продавливание. Если использовать его на металлах с твердостью выше НВ 450, шарик может сплющиться.
  • По Роквеллу. Разработан Госстандарт испытаний 9013-83. Твердость, определяемая по этой методике, обозначается буквами HRC с полученным числом. В поверхность мягкого металла вдавливают шар диаметром 1,59 мм, выполненный из закаленной стали, а для твердого используют алмазный конус с углом 120°.
  • По Виккерсу. Исследования регламентированы Госстандартом 2999-83. Твердость обозначают буквами HV и полученным числом. В поверхность вдавливают 4-гранную алмазную пирамиду. При определении твердости учитывают нагрузку, приходящуюся на единицу поверхности отпечатка.

К преимуществам этих методик относят простоту и доступность. Кроме того, подобные манипуляции не разрушают изделия. По результатам исследований можно предполагать, каким будет сопротивление растягивающим нагрузкам.

Испытание на микротвердость

Методика напоминает определение твердости по Виккерсу. Она регламентирована Госстандартом 9450-84 и подходит для микроскопических объемов материала. Величину определяют с помощью прибора, состоящего из металлографического микроскопа и создающего нагрузку механизма. Последний оснащают 4-гранной алмазной пирамидой с углом 136°.

Испытание на сжатие

Оно показывает пределы текучести, прочности металла при сжимании, а также пластические характеристики – относительное сужение. Для эксперимента берут готовую продукцию (арматуру, фрагменты труб) и образцы, созданные по Госстандарту 1497-84. Их помещают под пресс, а затем воздействуют разными нагрузками до хрупкого разрушения или деформации. Данные экспертизы позволяют сделать выводы о целесообразности использования материала при изготовлении металлоконструкций.

Испытание на растяжение металлов

Его проводят для уточнения предела прочности под воздействием растягивающих нагрузок. Образцы создают по Госстандарту 1497-84. Они должны иметь прямоугольное или круглое поперечное сечение.

Образцы закрепляют в установке, затем воздействуют на них растягивающими нагрузками. Скорость изменения силы в течение всего времени исследования должна оставаться постоянной. После получения данных о параметрах растяжения с помощью алгоритмов можно рассчитать все показатели, необходимые при работе с металлоконструкциями.

Динамические испытания

В ходе такого исследования эксперты получают информацию о сопротивлении на ударный изгиб. Эксперименты регламентированы Госстандартом 9454-78. Для работы используют стандартные образцы – с их помощью можно устанавливать ударную вязкость материалов. Для исследований также необходимы маятниковые копры.

Аналитические испытания

Химический анализ металла

Чтобы определить состав образцов и узнать концентрацию примесей или каких-либо компонентов в сплаве, выбирают химические методы. Нужно помнить, что от состава зависят физические характеристики и качество сырья. Кроме того, химический анализ металла позволяет обнаружить нежелательные примеси.

Травление. Для воздействия применяют разнообразные реагенты. Метод позволяет оценить пористость, выявить ликвацию. Для обнаружения таких примесей, как фосфор или сера, используют контактные отпечатки. Эксперты также берут фотобумагу высокой чувствительности, чтобы прижимать к поверхности образцов.

Спектроскопический анализ. К его преимуществам относят скорость и высокую точность, позволяющую находить примеси такой концентрации, которая недоступна при других методах химического контроля. Квантометры, полихроматоры, другие виды спектрометров помогают экспертам оценивать химический состав на основании анализа спектра.

Металлографический анализ

В ходе работы специалисты исследуют структуру материала, так как она определяет его механические характеристики. Эта методика предусматривает анализ данных, полученных с помощью оптических приборов при разном увеличении.

Микроскопическое исследование. Используя поляризационный и металлургический микроскопы, можно с максимальной точностью определить качество материала, а также его пригодность для производства металлоконструкций. С помощью современного оборудования специалисты исследуют характеристики структуры: фазовый состав, а также размер и форму зерна.

Радиографический контроль. В ходе работы на образцы воздействуют гамма- или рентгеновским излучением: с противоположной источнику стороны помещают пленку, фиксирующую картинку. Полученная таким способом теневая гамма- или рентгенограмма помогает выявить пористость, заметить микротрещины. Облучив образцы с разных сторон, можно с высокой точностью определить расположение дефектных зон или проверить швы на сварных конструкциях.

Магнитно-порошковый контроль. Он подходит только для исследования ферромагнитных сплавов и ферромагнетиков: железа, никеля, кобальта, тербия, гадолиния. Чаще всего магнитно-порошковый контроль используют при работе со сталью, чтобы выявить все скрытые дефекты. Сама процедура отличается относительной простотой: заранее намагниченный образец покрывают магнитным порошком. Распределяясь по поверхности, он указывает на дефекты.

Ультразвуковой контроль. Исследование металлов и сплавов этим методом предполагает отражение дефектными зонами коротких УЗ-импульсов, которые посылаются в толщу материала специальными приборами. Преобразователь принимает отраженные волны. После этого усиленные сигналы попадают на монитор осциллографа. Зная разницу во времени между отправкой ультразвукового импульса и регистрацией отраженных волн, можно точно рассчитать глубину залегания дефекта.

Основой для вычислений служит скорость распространения ультразвуковых импульсов по конкретному сплаву. Преимущество методики заключается в том, что анализ не требует много времени. Для проведения исследований не нужно останавливать работу механизмов.

При поступлении металлов на строительную площадку или производственную линию для дальнейшей обработки важно сделать выводы об их качестве. Проверка экспертами имеет большое значение для надежности продукции. Именно поэтому особое внимание уделяется точности и надежности методов определения физических и химических характеристик материалов.

64x64

Автор статьи:

Александр - инженер компании «Центр Строительного Контроля»

Комментарии
Нажимая на кнопку "Отправить", Вы даёте согласие на обработку ваших персональных данных. см. Политику конфиденциальности

Остались вопросы? Звони!
+7 (4872) 52-07-09
Спасибо
Ваше сообщение отправлено!
Политика использования
На данном сайте используется система сбора статистики Яндекс Метрика для анализа трафика. Продолжая использовать сайт, вы принимаете условия использования и соглашаетесь с условиями политики конфиденциальности.