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:

▪ Английский язык для медиков. Шпаргалка

▪ Страхование. Конспект лекций

▪ 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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Конструктор детей 13.10.2013 Компания 23andMe получила патент на систему, которая впервые за тысячи лет истории человечества позволит надежно программировать определенные качества потомства. Заявка на патент была подана в 2008 году, теперь она одобрена и компания 23andMe может стать первой, предлагающей услуги по созданию "идеального ребенка". Прежде всего система предназначена для людей, которые по тем или иным причинам не могут иметь детей и нуждаются в донорстве или суррогатном материнстве. Технология появилась не на пустом месте. С 2009 года компания 23andMe предлагает сервис под названием Inheritance Calculator (дословно "Калькулятор наследования"), который позволяет родителям увидеть степень вероятности того, что их будущий ребенок унаследует определенные родительские черты, например каштановые волосы или непереносимость лактозы. Новая технология "проектирования" ребенка включает этот калькулятор, но идет дальше, предлагая родителям выбрать целый ряд черт. Выглядеть это будет так: родители выберут в специальной анкете соответствующие пункты вроде "я хочу, чтобы ожидаемая продолжительность жизни моего ребенка составила:" или "я предпочитаю ребенка с высокой вероятностью голубых глаз". Затем женщина, проходит процедуру экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) с использованием специально отобранной донорской спермы. Донор отбирается сервисом 23andMe, который с помощью математических вычислений и анализа собственного генетического профиля матери и доноров подбирает генетический материал, который с высокой степенью вероятности реализует пожелания родителей по поводу качеств их будущего ребенка. Понятно, что данная технология может использоваться и на своеобразных сайтах знакомств, пользователи которых предпочли бы не полагаться на "капризы природы", а научно выбрать партнера для рождения "идеальных" детей. Возможно кому-то покажется, что найдется мало желающих воспользоваться новой услугой, но только в США ежегодно с помощью ЭКО от доноров беременеют более 50 тыс. женщин, так что на самом деле потенциальная аудитория велика. Пока компания 23andMe не объявляла о планах по коммерческому внедрению новой услуги. Надо отметить, что выбор качеств будущего ребенка по немедицинским требованиям является незаконным в ряде стран, например Великобритании и Канаде. Эксперты из области здравоохранения опасаются, что попытки родителей улучшить своего ребенка приведут к нарушению его здоровья и свободы. Кроме того, очевидное предпочтение определенных черт приведет к обеднению разнообразия человеческого генома, что чревато осложнениями для всего человечества в более отдаленном будущем.

Другие интересные новости:

▪ Суперконденсатор из чернил

▪ Занятия музыкой развивают интеллект

▪ Портативная камера, которая видит поляризованный свет

▪ Новинки от Dell

▪ Мобильный аккумулятор с беспроводной зарядкой HyperCharger X

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Дом для кроликов. Советы домашнему мастеру

▪ статья Во сколько раз температура термоядерной реакции выше температуры видимой поверхности Солнца? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание кранов грузоподъемностью до 500 кг. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенна для полевого дня. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Французские коаксиальные кабели. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026