Технологічні властивості

ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ

Мета роботи: Ознайомитись з технологічними властивостями конструкційних матеріалів та методами їх визначення; набути практичних навиків проведення технологічних випробувань.

Теоретичні основи

Машинобудівні матеріали вибирають за технологічними властивостями, які визначають залежно від технологічного процесу виготовлення деталі або елемента конструкції. Такі властивості характеризують здатність матеріалів підлягати різним способам оброблення.

Технологічні властивості

Серед технологічних властивостей найважливішими є здатність оброблятися різанням, зварюватись, пластично деформуватися, прогартовуватися, заповнювати ливарну форму.

Здатність оброблятися різанням є комплексною технологічною властивістю матеріалу. її оцінюють за багатьма взаємно пов'язаними параметрами та показниками, які характеризують як різноманітні фізичні явища, що виникають при взаємодії різального інструмента із заготовкою, так і залежність перебігу цих явищ від властивостей оброблюваного матеріалу. Сукупності цих параметрів та показників присвоєний єдиний термін - оброблюваність різанням. Основні показники здатності матеріалів оброблятися різанням мають як порівняльний, так і абсолютний характер.

Відносні показники визначають шляхом порівняння їх при точінні заданого матеріалу та еталонного (наприклад, сталі 45). При визначенні того чи іншого параметра обробку проводять за однаковими режимами різання (частота обертання, подача та глибина різання).

Абсолютними показниками здатності матеріалу заданого хімічного складу та структурного стану оброблятися різанням є твердість, границя міцності, відносне видовження, коефіцієнт тертя у парі з інструментальним матеріалом, ступінь зношування леза різального інструмента, теплопровідність тощо.

Зварюваність - це здатність матеріалів утворювати якісні нероз'ємні з'єднання при зварюванні однорідних чи різнорідних матеріалів. Зварюваність оцінюють порівнянням властивостей зварних з'єднань з властивостями основного матеріалу або нормативними величинами.

За ознакою зварюваності матеріали поділяють на такі, що добре, задовільно та погано зварюються. Зварюваність конкретного матеріалу тим краща, чим більше способів його зварювання може бути застосовано, чим простіша технологія одержання зварного з'єднання й ширші межі режимів зварювання. Більшість різнорідних матеріалів, особливо метали й неметали практично не зварюються. Однорідні метали та сплави, як правило, добре зварюються, оскільки будова та властивості зварного з'єднання близькі до параметрів основного матеріалу. Зокрема добре зварюються маловуглецеві сталі, задовільно - сталі з високим вмістом карбону та легувальних елементів, чавуни, сплави на основі міді та алюмінію.

Здатність паятися визначає спроможність матеріалу утворювати паяні з'єднання з належною міцністю, герметичністю, електропровідністю тощо. З метою одержання якісних паяних з'єднань залежно від основного металу вибирають припой, флюс, спосіб нагрівання, величину проміжків, тип з'єднання, спосіб кріплення елементів перед паянням.

Здатність пластично деформуватися без утворення тріщин, надривів, з належними чистотою поверхні та ступенем збереження форми виробу визначають як для конкретних заготовок, так і для технологічних процесів. Пластичність заготовок різного сортаменту - листів (у тому числі тонких листів та стрічок), дроту, труб оцінюють згідно з особливостями технологічного процесу обробки тиском. Високу здатність пластично деформуватися мають технічні залізо, мідь, алюміній, цинк, олово, свинець, сталі та їх сплави, тому вироби з цих металів та сплавів виготовляють, застосовуючи технологічні процеси обробки тиском не тільки в гарячому, а й у холодному стані.

Прогартовуваність - це здатність сталі загартовуватися на певну глибину від поверхні деталі. Прогартовуваність сталей залежить від їх хімічного складу, однорідності структури та величини зерен. Прогартовуваність сталі визначають експериментально шляхом вимірювання твердості у перерізі загартованого зразка, а також іншими методами, наприклад, за макробудовою зламу або мікроструктурою поперечного перерізу.

Рідкотекучість - здатність розплавів вільно текти у ливарній формі, заповнюючи та точно відтворюючи обриси її внутрішньої порожнини. Рідкотекучість залежить від хімічного складу, фізичних властивостей сплаву в рідкому стані, температурного інтервалу кристалізації, температури перегрівання розплаву, наявності домішок у сплаві тощо. На рідкотекучість впливають також фізичні та хімічні властивості матеріалів, використаних для виготовлення ливарної форми.