В процесі випуску сталевих виробів продукція проходить низку досліджень для отримання сертифікату якості. Подібні випробування потрібні для встановлення межі міцності, розтягування й інших подібних характеристик. Визначивши ці якості виробу, можна встановити його сферу застосування. У цій статті ми розберемо, як і які випробування проходить металопрокат, що таке нормативні зразки й динамічні дослідження.
Як проводяться випробування, і які є види методик
Фахівці компанії “Метал-холдинг” виділяють два види досліджень:
- статичні. Мають на увазі дію менших швидкостей деформації на зразок;
- динамічні. Характеризуються великими швидкостями дії.
Відмітимо, що в результаті дослідження сталь піддається руйнуванню і її подальше використання виключене. Випробування проводяться в спеціальних лабораторіях на верстатах, серед яких виділяють машини з ручним і гідравлічним приводами. Незалежно від виду випробування, а також вживаного верстата, вивчається руйнування матеріалу. Такий процес виникає внаслідок неможливості пластичних характеристик конструкції чинити опір тиску, що прикладається.
Дослідження розділяються на основні групи:
- випробування на розрив або розтягування. Виконують на горизонтальних або вертикальних установках. В процесі випробування застосовуються циліндричні стрижні різного діаметру і площі перерізу. Кінці зразка закріплюються і розтягуються. Апаратура фіксує розмір сили й виводить це значення на екран;
- випробування на здавлення. Відбувається на пресі, який здавлює сталь. Працює аналогічно верстату на розтягування;
- випробування на вигин. Проводиться на верстаті для виміру сили розтягування. Установка обладнана конструкцією, що дозволяє додавати точки вигину на зразок. Визначають, при якому рівні дії, стрижень деформується до стану неповернення або руйнування;
- випробування на скручування. Верстат фіксує заготівлю з двох кінців і виконує рух у різних напрямах і швидкостях. Процес імітує скручування.
Які характеристики визначають в статичному дослідженні на скручування
Статичне дослідження на скручування дозволяє дізнатися про такі показники металопрокату:
- межа пропорціональності. У основі показника лежить закон Гуку. У ньому говориться, що показники деформації прямо пропорційні зусиллю, яке додається. Межа вказує, при яких показниках напруги припиняє дію закон Гуку;
- межа плинності. Вказує навантаження, при якому збільшується показник залишкової деформації при постійній напрузі;
- межа міцності. Показує, при якій максимальній дії сили тіло не піддається руйнуванню;
- напруга розриву. Розділяють на істинну та умовну.
Нормативні зразки, вживані в процесі дослідження
Стандартизовані дослідження – процеси, які надають випробуванню об'єктивної оцінки. Згідно зі стандартами до визначення показників допускаються нормативні стрижні. Для дотримання стандарту деталі мають бути зразкової довжини, розміру, однорідні по своїй осі, способам обробки, а також за поверхневими характеристиками. Наприклад, зразки можуть бути:
- короткими. Довжина складає 4-5 діаметрів;
- нормальними. Показники довжини – 10 діаметрів.
Перед початком випробування заготівлі проходять вимір в трьох площинах. Показники площі перерізу складають 6, 10 і 20 міліметрів. Згідно з нормою відхилення не повинні складати понад 0,5 міліметрів.
Динамічні випробування сталевих деталей
Динамічні дослідження визначають показники ударного навантаження, яке може витримати тіло. Наприклад, таким навантаженням може бути приземлення літака, під час якого металеві елементи каркаса випробовують напругу у момент торкання із землею.
У компанії Метал-холдинг усі дослідження виконуються за стандартом ДЕСТ 9454-78. До таких відносять:
- ударне випробування на вигин з надрізом;
- дослідження на розтягування;
- дослідження на стискування;
- дослідження на скручування.
Випробування на вигин вважаються основними в практиці. Для здійснення методики застосовують заготівлі 10х10 мм, на поверхні яких виконують розрізи:
- U- образний. Виконується надрізом в середній частині;
- V- образний. Застосовують для зразків, які є в конструкціях прямовисного призначення;
- Т-подібний концентратор. Застосовується для виробів, де важливі показники опірності зростанню тріщин.
В результаті вивчення динамічних показників розраховують величину ударної в'язкості. Чим більше цей показник, тим більше залишкова стійкість при динамічних навантаженнях. Проводять методику при нормальних, знижених і високих температурах. Підхід дозволяє імітувати умови довкілля, а також чинники дії екстремальних температур.