Μηχανικές ιδιότητες χυτών μετάλλων

Στο χυτήριο μετάλλων, το κλειδί για την εξασφάλιση τηςποιότητα των χυτώνέγκειται στην ενίσχυση της συνείδησης ποιότητας όλων των εργαζομένων εντός της επιχείρησης, στην ενίσχυση της ποιοτικής εποπτείας και διαχείρισης σε ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής των χυτών, στη σταθεροποίηση της παραγωγικής διαδικασίας, στην οργάνωση πολιτισμένης παραγωγής και στην υιοθέτηση προηγμένης τεχνολογίας και εξοπλισμού παραγωγής όσο το δυνατόν περισσότερο, εξοπλισμένο με επαρκή αποτελεσματικές μεθόδους επιθεώρησης για την ποιότητα της διαδικασίας και την ποιότητα χύτευσης.

Συμβατική δοκιμή μηχανικής απόδοσης Η συμβατική δοκιμή μηχανικής απόδοσης πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου. Τα στοιχεία δοκιμής περιλαμβάνουν συνήθως αντοχή σε εφελκυσμό, αντοχή διαρροής, επιμήκυνση μετά τη θραύση, μείωση της επιφάνειας, παραμόρφωση, απορρόφηση κρούσης (ή σκληρότητα κρούσης) και σκληρότητα. Η αντοχή σε εφελκυσμό, η αντοχή διαρροής, η επιμήκυνση μετά τη θραύση και η μείωση της επιφάνειας μετρώνται σε μια μηχανή δοκιμής εφελκυσμού. Η απορρόφηση κρούσης ή η σκληρότητα κρούσης μετράται σε μια μηχανή δοκιμής κρούσης. Η παραμόρφωση και η αντοχή κάμψης μετρώνται με μεθόδους δοκιμής εγκάρσιας κάμψης. Η σκληρότητα μετριέται από τον ελεγκτή σκληρότητας.

 

 

1. Αντοχή σε εφελκυσμό

Τα δείγματα εφελκυσμού από χυτό μέταλλο υποβάλλονται σε μηχανική κατεργασία με κυλινδρικές δοκιμές μονής χυτεύσεως ή προσαρτημένες δοκιμές χυτεύσεως. Η διάμετρος της δοκιμαστικής ράβδου μονής χύτευσης είναι 30 mm και χύνεται στην ίδια παρτίδα με τη χύτευση στο καλούπι ξηρής άμμου κάθετης χύτευσης. Η διάμετρος του παράλληλου τμήματος είναι 20 mm ± 0,5 mm. Όταν η αντοχή κάμψης και η παραμόρφωση χρησιμοποιούνται ως συνθήκες αποδοχής των μηχανικών ιδιοτήτων της χύτευσης, μπορεί να πραγματοποιηθεί η δοκιμή κάμψης και το δείγμα κάμψης υιοθετεί απευθείας τη ράβδο δοκιμής ως χυτευμένη τυφλή με διάμετρο 30 mm ± 1 mm. Το σχήμα, το μέγεθος και η ποιότητα της επιφάνειας των δοκιμίων εφελκυσμού, των δοκιμίων κάμψης και των δοκιμών ως χυτών δοκών, των δοκιμών εφελκυσμού και των μεθόδων δοκιμής κάμψης, των τεχνικών απαιτήσεων για τη μηχανή δοκιμών και του υπολογισμού και της επεξεργασίας των αποτελεσμάτων μέτρησης πρέπει όλα να συμμορφώνονται με τα βιομηχανικά πρότυπα .

Μέθοδοι δοκιμής εφελκυσμού άλλων χυτών μετάλλων και κραμάτων (συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης του μεγέθους των δειγμάτων εφελκυσμού, των μεθόδων σύσφιξης, των ρυθμών δοκιμής, των μεθόδων μέτρησης της απόδοσης και των αποτελεσμάτων των δοκιμών στρογγυλοποίηση και επεξεργασία, κ.λπ.), και τύποι και διατομές δοκιμίων εφελκυσμού και το σχήμα , το μήκος, το μέγεθος και η ποιότητα του μετρητή πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις της μεθόδου δοκιμής εφελκυσμού μεταλλικού υλικού CBT228-200 σε θερμοκρασία δωματίου». Το δείγμα δεν επιτρέπεται να έχει μηχανικές βλάβες, ρωγμές, σημαντικά εγκάρσια σημάδια μαχαιριού, εμφανή παραμόρφωση και άλλα ορατά ελαττώματα. Η κολλώδης άμμος, τα πτερύγια, τα γρέζια και άλλα σαρκώδη ελαττώματα και συμφύσεις στην επιφάνεια του δείγματος πρέπει να αφαιρεθούν. Τα δείγματα εφελκυσμού μπορούν να κοπούν από μπλοκ δοκιμής μονής χυτεύσεως, προσαρτημένο δοκιμαστικό μπλοκ χυτού ή σώμα χύτευσης. Ο τύπος, το σχήμα και το μέγεθος του μπλοκ δοκιμής απλής χύτευσης και του προσαρτημένου μπλοκ δοκιμής χύτευσης, η θέση κοπής και η κατεύθυνση του δοκιμίου εφελκυσμού, η μέθοδος σύνδεσης και η θέση σύνδεσης του προσαρτημένου μπλοκ δοκιμής χύτευσης και του σώματος χύτευσης, επιλέγονται ή συμφωνούνται από τον προμηθευτή. και ο αγοραστής σύμφωνα με το αντίστοιχο πρότυπο χύτευσης . Όταν η χύτευση χρειάζεται θερμική επεξεργασία, το μπλοκ δοκιμής μονής χύτευσης θα πρέπει να υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία στον ίδιο κλίβανο με το χύτευμα και το προσαρτημένο μπλοκ δοκιμής θα πρέπει να αποκοπεί μετά τη θερμική επεξεργασία. Δείγματα εφελκυσμού εύθραυστων και σκληρών υλικών όπως ο λευκός χυτοσίδηρος μπορεί να είναι χυτά κυλινδρικά δείγματα ή δείγματα εφελκυσμού που έχουν ανόπτηση και επεξεργασία με μηχανική κατεργασία και θερμική επεξεργασία στον ίδιο κλίβανο με τη χύτευση. Το σχήμα, το μέγεθος, οι τεχνικές απαιτήσεις και οι προδιαγραφές θερμικής επεξεργασίας του δείγματος θα πρέπει να αποτελούν αντικείμενο διαπραγμάτευσης και από τα δύο μέρη.

 

2. Αντοχή κρούσης

Η δοκιμή κρούσης χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ενέργειας απορρόφησης κρούσης όταν το δείγμα κρούσης σπάσει κάτω από το δευτερεύον φορτίο κρούσης. Το μηχάνημα δοκιμών κρούσης θα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του GB/T 3808-2002 «Επιθεώρηση μηχανών δοκιμής κρούσης εκκρεμούς» και θα πρέπει να ελέγχεται περιοδικά από το εθνικό τμήμα μετρολογίας. Τα δείγματα κρούσης χωρίζονται σε δείγματα κρούσης με εγκοπή V, δείγματα κρούσης με εγκοπή U και δείγματα κρούσης χωρίς εγκοπή. Ο γκρίζος χυτοσίδηρος υιοθετεί κυλινδρικά δοκίμια κρούσης χωρίς εγκοπές, τα οποία είναι κατεργασμένα από χυτές άδειες δοκιμές με διάμετρο 30 mm. Η ονομαστική κλίμακα είναι 420 mm × 120 mm. Η μέθοδος χύτευσης της κενή ράβδου δοκιμής, οι τεχνικές απαιτήσεις του δοκιμίου κρούσης, οι τεχνικές παράμετροι της μηχανής δοκιμής κρούσης, οι συνθήκες και οι μέθοδοι δοκιμής πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις του GB 6296-1986 "Μέθοδος δοκιμής κρούσης για γκρίζο χυτοσίδηρο". Δείγματα κρούσης εύθραυστων και σκληρών υλικών όπως ο λευκός χυτοσίδηρος μπορεί να είναι μη χαραγμένα ως χυτά τυφλά δείγματα ή μη χαραγμένα δείγματα που έχουν ανόπτηση και επεξεργασία με μηχανική κατεργασία και θερμική επεξεργασία στον ίδιο κλίβανο με τη χύτευση. Το σχήμα, το μέγεθος και οι τεχνικές απαιτήσεις του δείγματος καθορίζονται από την προσφορά και τη ζήτηση. Άλλα χυτά μέταλλα και κράματα είναι κρουστικά δείγματα σχήματος U (συνήθως χρησιμοποιούνται για χυτά μέταλλα και κράματα με μεγάλη ευαισθησία σε εγκοπές) ή δοκίμια κρούσης σχήματος V χρησιμοποιούνται ως δείγμα κρούσης.

Δείγματα κρούσης σχήματος U ή σχήματος V μπορούν να ληφθούν από δοκιμαστικά μπλοκ μονής χυτεύσεως (ράβδοι), δοκιμαστικά τεμάχια προσαρτημένης χυτεύσεως (ράβδοι) ή σώματα χύτευσης. Η θέση και η κατεύθυνση δειγματοληψίας, ο τύπος, το σχήμα, το μέγεθος και η μέθοδος χύτευσης του μπλοκ δοκιμής μονής χύτευσης (ράβδος) και του προσαρτημένου μπλοκ δοκιμής χύτευσης (ράβδος) και η μέθοδος σύνδεσης και η θέση σύνδεσης του προσαρτημένου μπλοκ δοκιμής χύτευσης (ράβδος) και η χύτευση Το σώμα βασίζεται στα μέρη προσφοράς και ζήτησης. Επιλέγονται ή συμφωνούνται τα αντίστοιχα πρότυπα χύτευσης. Για χύτευση που απαιτούν θερμική επεξεργασία, το προσαρτημένο μπλοκ δοκιμής θα αποκοπεί μετά τη θερμική επεξεργασία και το μπλοκ δοκιμής μονής χύτευσης (ράβδος) θα υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία στον ίδιο κλίβανο με το χυτό. Το ονομαστικό μέγεθος των τυπικών δοκιμίων κρούσης εγκοπής σε σχήμα V και σχήματος U είναι 10mm×10mm×50mm και το ονομαστικό βάθος εγκοπής: Το βάθος εγκοπής σε σχήμα V είναι 2mm. Το βάθος εγκοπής σε σχήμα U είναι 2mm και 5mm. Οι ανοχές διαστάσεων, η τραχύτητα της επιφάνειας και άλλες τεχνικές συνθήκες των δοκιμίων δοκιμών κρούσης με εγκοπή, οι συνθήκες, οι μέθοδοι και η επεξεργασία των αποτελεσμάτων των δοκιμών της δοκιμής κρούσης πρέπει να συμμορφώνονται με το GB/T 229-2007 "Charpy Pendulum Impact Test Method for Metallic Materials" Η απόδοση των δειγμάτων κρούσης που κόπηκαν από το μπλοκ δοκιμής μονής χύτευσης (ράβδος) και το προσαρτημένο μπλοκ δοκιμής χύτευσης (ράβδος) θα πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις του αντίστοιχου προτύπου χύτευσης ή σύμβασης παραγγελίας. Οι απαιτήσεις απόδοσης πρόσκρουσης του δείγματος αμαξώματος θα αποτελέσουν αντικείμενο διαπραγμάτευσης από τον προμηθευτή και τον αγοραστή σύμφωνα με το αντίστοιχο πρότυπο χύτευσης.

 

3. Σκληρότητα

Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της σκληρότητας των χυτών: η μέθοδος σκληρότητας Brinell και η μέθοδος σκληρότητας Rockwell. Τα σκληρά και εύθραυστα κράματα χύτευσης συνήθως μετρώνται με τη μέθοδο σκληρότητας Rockwell και άλλα κράματα χύτευσης μετρώνται γενικά με τη μέθοδο σκληρότητας Brinell. Για χυτά κράματα με ομοιόμορφη μεταλλογραφική δομή όπως ο χυτός χάλυβας, υπάρχει μια ορισμένη σχέση μετατροπής μεταξύ της σκληρότητας Rockwell, της σκληρότητας Brinell και της αντοχής σε εφελκυσμό. Ανατρέξτε στο GB/T112-199 "Τιμή μετατροπής σκληρότητας και αντοχής σιδηρούχων μετάλλων" και GB /T 3771-1983 "Τιμή μετατροπής σκληρότητας και αντοχής κράματος χαλκού".

Η μέθοδος σκληρότητας Brinell χρησιμοποιεί μια σφαίρα καρβιδίου με τσιμέντο με συγκεκριμένη διάμετρο για να την πιέσει στην επιφάνεια του δείγματος με την αντίστοιχη δύναμη δοκιμής. Μετά τον καθορισμένο χρόνο διατήρησης, αφαιρέστε τη δύναμη δοκιμής, μετρήστε τη διάμετρο εσοχής στην επιφάνεια του δείγματος και διαιρέστε τη δύναμη δοκιμής με τη δύναμη δοκιμής. Το πηλίκο που λαμβάνεται από το εμβαδόν της σφαιρικής επιφάνειας της εσοχής αντιπροσωπεύει την τιμή σκληρότητας Brinell και το σύμβολο είναι HBW, το οποίο είναι κατάλληλο για υλικά με τιμή σκληρότητας Brinell μικρότερη ή ίση με 650. Τα όργανα, τα δείγματα, οι μέθοδοι δοκιμής και τα αποτελέσματα δοκιμών της δοκιμής σκληρότητας Brinell πρέπει να συμμορφώνεται με το GB/T 231.1-2002 "Metal Brinell Hardness Part I: "Test Μέθοδος". Η δοκιμή σκληρότητας Brinell μπορεί να πραγματοποιηθεί σε δοκίμια εφελκυσμού, δοκίμια κρούσης, χυτά ή ειδικά χυτά μπλοκ δοκιμής σκληρότητας. Η επιφάνεια δοκιμής πρέπει να είναι λεία και επίπεδη, χωρίς άλατα και ξένες βρωμιές. Η θέση δοκιμής πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις το αντίστοιχο πρότυπο χύτευσης ή να γίνει αντικείμενο διαπραγμάτευσης από τον προμηθευτή και τον αγοραστή στην επιφάνεια του δείγματος υπό την επίδραση του αρχικού φορτίου και του συνολικού φορτίου (ίσο με το αρχικό φορτίο συν το κύριο φορτίο), και στη συνέχεια αφαιρέστε το κύριο φορτίο και μετρήστε στο αρχικό φορτίο. Το βάθος εσοχής υπό φορτίο αυξάνει την τιμή e και η τιμή e χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της σκληρότητας Rockwell.

Η σκληρότητα Rockwell ποικίλλει ανάλογα με την κλίμακα που χρησιμοποιείται. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες κλίμακες είναι HRA, HRB και HRC. Η HRB υιοθετεί χαλύβδινη εσοχή σφαίρας με τιμή σκληρότητας=130-c. Το HRA και το HRC υιοθετούν εσοχή κώνου διαμαντιού με τιμή σκληρότητας=100-e. Το κύριο φορτίο του HRA είναι 490,3N και το εύρος μέτρησης είναι 60~85HRA. το κύριο φορτίο του HRC είναι 1373N και το εύρος μέτρησης είναι 20~67HRC. Τα όργανα, τα δείγματα, οι συνθήκες δοκιμής και οι μέθοδοι δοκιμής που χρησιμοποιούνται στη δοκιμή σκληρότητας Rockwell, καθώς και η επεξεργασία των αποτελεσμάτων της δοκιμής πρέπει να συμμορφώνονται με το GB/T 230.1-2004 "Metal Rockwell Hardness Part 1: Test Method (A, B, C , D, E, F, G, H, K, N, T Scale)". Η επιλογή του δοκιμίου, η θέση δοκιμής και οι τεχνικές απαιτήσεις για την επιφάνεια δοκιμής της δοκιμής σκληρότητας Rockwell είναι ίδιες με εκείνες της δοκιμής σκληρότητας Brinell.

Εκτός από τη σκληρότητα Brinell και τη σκληρότητα Rockwell, η σκληρότητα των μετάλλων μπορεί επίσης να αντιπροσωπεύεται από τη σκληρότητα Shore (HS) και τη σκληρότητα Vickers (HV). Η μέτρηση της σκληρότητας Shore των μετάλλων πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του GB/T 4341-2001 "Metal Shore Hardness Method". Ο προσδιορισμός της σκληρότητας μετάλλων Vickers θα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις του GB/T 4340.1-1999 "Metal Vickers Hardness Test Part 1: Test Method". Διάφοροι τύποι ελεγκτών σκληρότητας θα πρέπει να ελέγχονται περιοδικά από το εθνικό τμήμα μετρολογίας σύμφωνα με τα σχετικά πρότυπα.