Испытание на удар (ГОСТ 9454)

 

Эти испытания позволяют определить способность металла противодействовать динамическим нагрузкам, выявить склонность металла к хрупкому разрушению при различных температурах.

Применяются стандартные квадратные или прямоугольные образцы с надрезом (концентратором) посередине (рис. 3).

 

Рисунок 3. Образцы для испытания на удар (с различными типами надрезов)

Типы надрезов:

1) U – R1; 11) V – R0,25; T) трещина

 

Испытание проводится на маятниковом копре (рис. 4).

K₁=Ph₁ – потенциальная энергия в исходном состоянии (Р – приведенный вес маятника)

K₂=Ph₂ – потенциальная энергия (после разрушения)

Работа удара К – разница между потенциальными энергиями в исходном и конечном положениях: К = К₁ – К₂

Рисунок 4. Схема маятникового копра

 

Ударная вязкость (КС (а_н)) определяется работой (К (Ан)), необходимой для излома образца, отнесенной к рабочей площади поперечного сечения образца F в месте надреза:

при надрезе – U

 

 [Дж/м²] или [кгс м/см²]

 

Для пластичных металлов: КС > 5 – 7 кгс м/см²;

для хрупких металлов: КС < 1 – 2 кгс м/см².

Испытывая образцы при разных температурах, определяют порог хладноломкости, что позволяет определить температурный интервал перехода от пластического разрушения к хрупкому.

Для чистых металлов характерен резкий переход от вязкого к хрупкому разрушению (рис. 5).

Рисунок 5.

 

У сплавов широкий интервал перехода от вязкого к хрупкому разрушению (рис. 6). Имеется верхний порог хладноломкости T_П.Х. и нижний порог хладноломкости T¢_П.Х.

За порог хладноломкости обычно принимается температура, при которой в изломе имеется 50 % волокна (t₅₀).

Порог хладноломкости сильно зависит от структуры, условий испытаний, наличия концентратов напряжений, размеров деталей и так далие.

Рекомендуется не применять материалы при температурах ниже порога хладноломкости.

 

Рисунок 6.

Другие свойства

 

Живучесть – это способность металла работать в пвреждённом состоянии после образования трещин.

Выносливость* – свойство металлов сопротивляться усталости (усталость – образование трещин и разрушение, в результате действия циклических нагрузок). (*Выносливость – способность материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно переменных нагрузок.)

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиваию.

Виды изнашивания: механическое, коррозионо-механическое, эрозионное (поток житкости, газа), кавитационное (гребни, венты, трубопроводы), усталостное.