Модифицирование металлов. Стандартные испытания на растяжение, сжатие, изгиб, твердость, ударную вязкость

В жидкий металл могут добавлять модификаторы, чтобы получить нужное строение металла в отливках. Это процесс модифицирования.

По механизму воздействия на процесс кристаллизации модификаторы можно разделить на две группы:

1) модификаторы, являющиеся дополнительными центрами кристаллизации;

2) модификаторы - поверхностно-активные вещества. Эти модификаторы растворяются в жидком металле. Процесс кристаллизации зависит от имеющихся центров кристаллизации. Этими центрами являются частицы тугоплавких неметаллических включений, оксидов, интерметаллических соединений, образуемых примесями.

К началу процесса кристаллизации центры находятся в жидком металле и имеют вид твердых включений. При кристаллизации атомы металла откладываются на активированной поверхности примеси. Эта кристаллизация называется гетерогенной, при которой роль зародышей играют стенки формы.

При затвердевании имеющиеся в наличие готовые центры кристаллизации приводят к уменьшению размера кристаллов. Эффект измельчения структуры увеличивается при соблюдении структурного и размерного соответствия примесной фазы с основным металлом, которое способствует сопряжению их кристаллических решеток.

В жидком металле присутствуют растворенные примеси, которые вызывают измельчение структуры. Адсорбируясь, они уменьшают поверхностное натяжение на границе раздела жидкость - твердая фаза и линейную скорость роста кристаллов.

Улучшению механических свойств металла способствует измельчение структуры. Для измельчения структуры сплавов применяют технологическую операцию - модифицирование. Эта операция состоит во введении в жидкий сплав перед разливкой специальных добавок - модификаторов. Для этого используют поверхностно-активные вещества, а также элементы, которые образуют тугоплавкие тонкодисперсные частицы. Модификаторы добавляют в сплавы.

Повышение температуры жидкого металла перед разливкой приводит к укрупнению зерна при кристаллизации и, наоборот, уменьшению размера зерна происходит в результат подстуживания металла. Подстуживание эффективно при наличии модификаторов, которые образуют фазы вместе со структурным и размерным соответствием с основным металлом.

Стандартные испытания

Статическое испытание на растяжение - способ механических испытаний металлов. Для статических испытаний изготовляются круглые образцы испытуемого металла или плоские для листовых материалов. Образцы состоят из рабочей части и головок, которые предназначены для закрепления их в захватах разрывной машины. Размеры образцов стандартизованы. При растяжении образец удлиняется. Некоторые сплавы металлов имеют коэффициент линейного расширения близкий к нулю (применяются для изготовления точных приборов, радиоламп).

В зажимах разрывной машины устанавливают круглый или плоский образец стандартных размеров, и увеличивая нагрузку, следят за изменением его длины. Пишущее устройство машины записывает диаграмму растяжения, по которой определяют механические свойства.

Твердость - свойство материала оказывать сопротивление контактной деформации, способность материала сопротивляться внедрению в его поверхность твердого тела - индентора. Индентор - алмазный наконечник в виде конуса. Испытания на твердость - самый доступный вид механических испытаний.

Испытания на твердость производятся быстро и не требуют сложных образцов, позволяют судить о других механических свойствах металлов (например, о пределе прочности). Распространены методы вдавливания твердого наконечника.

Определение твердости методом Роквелла. В поверхность испытываемого образца вдавливают стальной или алмазный конус с углом 120° или стальной закаленный шарик диаметром 1,59 мм и по глубине проникновения в поверхность оценивают твердость материала.

На твердомере Роквелла нанесены три шкалы: А (черного цвета) - испытание ведут алмазным конусом, твердость обозначается HRA; В (красного цвета) - испытание ведут шариком, твердость обозначается Н13В; С (черного цвета) - испытание ведут стальным конусом, твердость обозначается HRC.

Определение твердости методом Виккерса. В поверхность образца вдавливают четырехгранную алмазную пирамиду и по диагонали отпечатка определяют твердость.

Метод Виккерса позволяет измерять твердость мягких и твердых металлов и сплавов и твердость тонких поверхностных слоев.

Испытания на удар определяют способность металла сопротивляться ударным нагрузкам, которым детали машин подвергаются в процессе работы.

Испытания ударной нагрузкой проводятся над образцами стандартной формы на приборах, которые называются маятниковыми копрами.

Ударная вязкость - работа, затраченная на ударный излом образца и отнесенная к площади его поперечного сечения в месте надреза. Испытания на ударную вязкость проводят для оценки склонности материалов к хрупкому разрушению

Изгиб - более мягкий способ нагружения, чем растяжение. На изгиб испытывают малопластичные материалы. Испытания проводят на образцах большой длины, цилиндрической или прямоугольной формы. Их устанавливают на две опоры. Определяемыми характеристиками служат предел прочности и стрела прогиба.

Автор: Буслаева Е.М.

<< Назад: Строение слитка и аморфные сплавы

>> Вперед: Фазовые превращения в твердом состоянии

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Общая и клиническая иммунология. Конспект лекций

▪ Реклама. Шпаргалка

▪ Введение в педагогическую деятельность. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Гель добудет воду из воздуха пустыни 20.06.2023 Ученые из Массачусетского технологического института разработали инновационный гель, способный извлекать невероятное количество воды из воздуха даже в условиях низкой влажности, таких как пустыни. Этот гидрогель, созданный исследователями, обладает уникальной способностью мгновенно абсорбировать влагу из воздуха, даже при относительной влажности всего 30%. Материал эффективно удерживает влагу, не допуская ее утечки, и позволяет ее сконденсировать и собрать для использования. Синтезированный материал, который представляет собой прозрачный и эластичный гель, изготовлен из гидрогеля, который уже используется в таких изделиях, как одноразовые подгузники, благодаря своей способности поглощать влагу. Однако исследователи улучшили эту способность, добавив хлорид лития - мощный влагопоглотитель. В ранних экспериментах ученые замачивали гидрогели в соленой воде и дожидались, пока они впитывают соль. Однако процесс был очень медленным, и большинство экспериментов занимало от 24 до 48 часов. Чтобы улучшить производительность материала, инженеры модифицировали эту технологию, чтобы повысить его способность впитывать соль и воду. Исследователи использовали стандартные методы, чтобы синтезировать гидрогельные трубки из полиакриламида, а затем нарезали их на тонкие диски и опускали в раствор хлорида лития с разной концентрацией соли. Ежедневно они извлекали диски из раствора, взвешивали и измеряли количество проникшей соли, после чего возвращали их обратно в раствор. Результаты показали, что гидрогели со временем поглощали все больше соли. После 30-дневного замачивания гидрогели инкорпорировали до 24 г соли, что является рекордным значением по сравнению с предыдущими результатами, где на 1 г полимера приходилось всего 6 г соли. Тесты абсорбирующей способности показали, что такой материал в условиях относительной влажности 30% способен поглощать до 1,79 г воды на 1 г материала, что соответствует сухому воздуху пустыни. Следующим этапом исследования станет изучение кинетики и разработка способов ускорения процесса поглощения воды материалом. Это позволит значительно увеличить эффективность переработки материала, позволяя собирать воду несколько раз в день, вместо единичного сбора. Как отметил соавтор исследования Густав Гребер, данное открытие предоставляет потенциальные возможности для более эффективного использования водных ресурсов в сухих регионах и позволит преодолеть проблемы с доступом к питьевой воде в пустынных районах.

Другие интересные новости:

▪ Приводы UHD Blu-ray для ПК

▪ Безвентиляторный цифровой источник питания Mean Well PHP-3500

▪ Робот-виноградарь

▪ Робот определит соленость блюда

▪ Графен скрещен с нанотрубками

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Справочник электрика. Подборка статей

▪ статья С легким паром. Крылатое выражение

▪ статья Как в Древнем мире определяли время? Подробный ответ

▪ статья Кладовщик ремонтно-строительного цеха. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Альтернативная энергия из мусора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Коридорный выключатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025