اختبار الخواص الميكانيكية للمسبوكات المعدنية

قبل أن نقدم اختبار الخواص الميكانيكية للصب المعادن، تجدر الإشارة إلى أن الفحص النهائي لجودة المسبوكات هو فقط نقطة التفتيش الأخيرة لمنع المسبوكات غير المؤهلة من مغادرة المصنع. يكمن مفتاح ضمان جودة المسبوكات في تعزيز الوعي بالجودة لدى جميع الموظفين داخل المؤسسة، وتعزيز مراقبة الجودة وإدارتها على عملية إنتاج المسبوكات بأكملها، وتحقيق استقرار عملية الإنتاج، وتنظيم الإنتاج الحضاري، واعتماد تكنولوجيا ومعدات الإنتاج المتقدمة مجهزة بقدر الإمكان بطرق فحص فعالة كافية لجودة العملية وجودة الصب النهائي.

اختبار الأداء الميكانيكي التقليدي يتم إجراء اختبار الأداء الميكانيكي التقليدي في درجة حرارة الغرفة. تشتمل عناصر الاختبار عادةً على قوة الشد، ومقاومة الخضوع، والاستطالة بعد الكسر، وتقليل المساحة، والانحراف، وامتصاص الصدمات (أو صلابة الصدمات) والصلابة. يتم قياس قوة الشد، وقوة الخضوع، والاستطالة بعد الكسر، وتقليل المساحة على آلة اختبار الشد؛ يتم قياس امتصاص الصدمات أو متانة الصدمات على آلة اختبار الصدمات؛ يتم قياس الانحراف وقوة الانحناء بطرق اختبار الانحناء المستعرض؛ يتم قياس الصلابة بأنواع أجهزة اختبار الصلابة.

1. اختبار الشد
عينات الشدالحديد الزهر الرمادييتم تصنيعها بواسطة قضبان اختبار أسطوانية مفردة أو قضبان اختبار مصبوبة مرفقة. يبلغ قطر شريط اختبار الصب الفردي 30 مم، ويتم سكبه بنفس دفعة الصب في قالب الرمل الجاف للصب العمودي. قطر المقطع الموازي 20 مم ± 0.5 مم. عندما يتم استخدام قوة الانحناء والانحراف كشروط قبول للخصائص الميكانيكية للصب، يمكن إجراء اختبار الانحناء، وتعتمد عينة الانحناء مباشرة شريط الاختبار الفارغ المصبوب بقطر 30 مم ± 1 مم. الشكل والحجم وجودة السطح لعينات اختبار الشد، وعينات اختبار الانحناء وقضبان الاختبار الفارغة المصبوبة، واختبار الشد وطرق اختبار الانحناء، والمتطلبات الفنية لآلة الاختبار، وحساب ومعالجة نتائج القياس يجب أن تتوافق جميعها مع معايير الصناعة .

طرق اختبار الشد للمعادن المصبوبة والسبائك الأخرى (بما في ذلك قياس حجم عينات الشد، وطرق التثبيت، ومعدلات الاختبار، وطرق قياس الأداء، وتقريب نتائج الاختبار ومعالجتها، وما إلى ذلك)، وأنواع عينات الشد ومقاطعها العرضية. يجب أن يفي الشكل وطول المقياس والحجم وجودة السطح بمتطلبات GBT228 "طريقة اختبار شد المواد المعدنية في درجة حرارة الغرفة". لا يُسمح أن تحتوي العينة على أضرار ميكانيكية أو شقوق أو علامات سكين عرضية كبيرة أو تشوه واضح أو عيوب مرئية أخرى. يجب إزالة الرمل اللاصق والزعانف والنتوءات والعيوب اللحمية الأخرى والالتصاقات الموجودة على سطح العينة. يمكن قطع عينات الشد من كتلة اختبار مصبوبة واحدة أو كتلة اختبار مصبوبة متصلة أو جسم صب. يجب أن يتم تحديد أو الاتفاق على نوع وشكل وحجم كتلة اختبار الصب المفردة وكتلة اختبار الصب المرفقة، وموضع القطع واتجاه عينة الشد، وطريقة الاتصال وموقع الاتصال لكتلة اختبار الصب المرفقة وجسم الصب، أو الاتفاق عليها. والمشتري وفقا لمعيار الصب المقابل. عندما يحتاج الصب إلى معالجة حرارية، يجب معالجة كتلة اختبار الصب المفردة بالحرارة في نفس الفرن مثل الصب، ويجب قطع كتلة الاختبار المرفقة بعد المعالجة الحرارية. يمكن أن تكون عينات الشد من المواد الصلبة والهشة مثل الحديد الزهر الأبيض عبارة عن عينات أسطوانية مصبوبة، أو عينات الشد التي تم تلدينها ومعالجتها عن طريق التشغيل الآلي والمعالجة بالحرارة في نفس فرن الصب. يتم التفاوض على شكل العينة وحجمها والمتطلبات الفنية ومواصفات المعالجة الحرارية من قبل الطرفين.

2. اختبار التأثير
يتم استخدام اختبار التأثير لتحديد طاقة امتصاص الصدمات عند كسر عينة التأثير تحت حمل الصدمات الثانوي. يجب أن تلبي آلة اختبار التأثير متطلبات GB/T3808-2002 "فحص آلات اختبار تأثير البندول" ويجب التحقق منها بشكل دوري من قبل قسم المقاييس الوطنية. يتم تقسيم عينات الارتطام إلى عينات صدمات على شكل حرف V، وعينات صدمات على شكل حرف U، وعينات صدمات غير محززة. يستخدم الحديد الزهر الرمادي عينات صدمات أسطوانية غير محززة، والتي يتم تصنيعها من قضبان اختبار فارغة مصبوبة بقطر 30 مم. المقياس الاسمي هو 420 مم × 120 مم. يجب أن تتوافق طريقة صب شريط الاختبار الفارغ، والمتطلبات الفنية لعينة التأثير، والمعايير الفنية لآلة اختبار التأثير، وظروف وطرق الاختبار مع متطلبات GB6296-1986 "طريقة اختبار التأثير للحديد الزهر الرمادي". يمكن أن تكون عينات الصدم من المواد الصلبة والهشة مثل الحديد الزهر الأبيض غير محززة كعينات فارغة مصبوبة، أو عينات غير محززة تم تلدينها ومعالجتها عن طريق التشغيل الآلي والمعالجة بالحرارة في نفس الفرن مع الصب. يتم تحديد الشكل والحجم والمتطلبات الفنية للعينة حسب العرض والطلب. معادن الزهر والسبائك الأخرى عبارة عن عينات صدمية على شكل حرف U (تُستخدم عادةً للمعادن المصبوبة والسبائك ذات حساسية الشق الكبيرة) أو يتم استخدام عينات الصدم على شكل حرف V كعينة الضرب.

يمكن أخذ عينات الصدم على شكل حرف U أو على شكل حرف V من كتل اختبار مصبوبة واحدة (قضبان)، أو كتل اختبار مصبوبة متصلة (قضبان) أو أجسام الصب. موقع واتجاه أخذ العينات، والنوع والشكل والحجم وطريقة الصب لكتلة اختبار الصب المفردة (القضيب) وكتلة اختبار الصب المرفقة (القضيب)، وطريقة الاتصال وموقع الاتصال لكتلة اختبار الصب المرفقة (القضيب) والصب يجب أن تعتمد الهيئة على أطراف العرض والطلب ويتم اختيار معايير الصب المقابلة أو الاتفاق عليها. بالنسبة للمسبوكات التي تتطلب معالجة حرارية، يجب قطع كتلة الاختبار المرفقة بعد المعالجة الحرارية، ويجب معالجة كتلة الاختبار المفردة (الشريط) حرارياً في نفس فرن الصب. الحجم الاسمي للعينات القياسية ذات التأثير على شكل حرف V وعلى شكل حرف U هو 10 مم × 10 مم × 50 مم، وعمق الشق الاسمي: عمق الشق على شكل حرف V هو 2 مم؛ عمق الشق على شكل حرف U هو 2 مم و5 مم. يجب أن تتوافق تفاوتات الأبعاد وخشونة السطح والشروط الفنية الأخرى لعينات اختبار التأثير المحزز، والشروط والأساليب ومعالجة نتائج اختبار اختبار التأثير مع GB/T229-2007 "طريقة اختبار تأثير شاربي البندول للمواد المعدنية" يجب أن يفي أداء عينات الصدم المقطوعة من كتلة اختبار الصب المفردة (القضيب) وكتلة اختبار الصب المرفقة (القضيب) بمتطلبات معيار الصب المقابل أو عقد الطلب. يجب التفاوض على متطلبات أداء التأثير لعينة الجسم من قبل المورد والمشتري وفقًا لمعايير الصب المقابلة.

3. اختبار الصلابة
هناك طريقتان شائعتان لتحديد صلابة المسبوكات: طريقة صلابة برينل (HB) وطريقة صلابة روكويل (HRC). عادة ما يتم قياس سبائك الصب الصلبة والهشة بطريقة صلابة روكويل، ويتم قياس سبائك الصب الأخرى بشكل عام بواسطة طريقة صلابة برينل. بالنسبة للسبائك المصبوبة ذات البنية المعدنية الموحدة مثل الفولاذ المصبوب، هناك علاقة تحويل معينة بين صلابة روكويل وصلابة برينل وقوة الشد. ارجع إلى GB/T112-199 "قيمة تحويل قوة وصلابة المعادن الحديدية" وGB /T3771-1983 "قيمة تحويل قوة وصلابة سبائك النحاس".

تستخدم طريقة صلابة برينل كرة كربيد أسمنتية بقطر معين للضغط عليها على سطح العينة بقوة الاختبار المقابلة. بعد فترة الانتظار المحددة، قم بإزالة قوة الاختبار، وقياس قطر المسافة البادئة على سطح العينة، وتقسيم قوة الاختبار على قوة الاختبار. يمثل حاصل القسمة الذي يتم الحصول عليه من مساحة السطح الكروية للمسافة البادئة قيمة صلابة برينل، والرمز هو HBW، وهو مناسب للمواد ذات قيمة صلابة برينل أقل من أو تساوي 650. الأجهزة والعينات وطرق الاختبار ونتائج الاختبار يجب أن يتوافق اختبار صلابة برينل مع GBT231.1-2002 "صلابة برينل المعدنية الجزء الأول: "طريقة الاختبار". يمكن إجراء اختبار صلابة برينل يجب أن يكون سطح الاختبار أملسًا ومسطحًا وخاليًا من الحجم والأوساخ الغريبة، ويجب أن يفي موقع الاختبار بمتطلبات معيار الصب المقابل أو يتم التفاوض عليه من قبل المورد والمشتري هو طريقة صلابة روكويل للضغط على إندينتر مخروط الماس أو إندينتر الكرة الفولاذية في سطح العينة تحت تأثير الحمل الأولي والحمل الإجمالي (يساوي الحمل الأولي بالإضافة إلى الحمل الرئيسي)، و ثم قم بإزالة الحمل الرئيسي، وقياس عند التحميل الأولي. يزيد عمق المسافة البادئة تحت الحمل من قيمة e، ويتم استخدام القيمة e لحساب صلابة روكويل.

تختلف صلابة روكويل حسب المقياس المستخدم. المقاييس الأكثر استخدامًا هي HRA وHRB وHRC. HRB يستخدم إندينتر كروي فولاذي بقيمة صلابة = 130-c؛ HRA وHRC يعتمدان إندينتر مخروطي ماسي بقيمة صلابة = 100-e. الحمل الرئيسي لـ HRA هو 490.3 N، ونطاق القياس هو 60~85 HRA؛ الحمل الرئيسي لـ HRC هو 1373 N، ونطاق القياس هو 20 ~ 67 HRC. يجب أن تتوافق الأدوات والعينات وظروف الاختبار وطرق الاختبار المستخدمة في اختبار صلابة روكويل، وكذلك معالجة نتائج الاختبار مع GB/T 230.1-2004 "صلابة المعدن روكويل الجزء 1: طريقة الاختبار (أ، ب، ج). ، D، E، F، G، H، K، N، T مقياس)". إن اختيار العينة وموقع الاختبار والمتطلبات الفنية لسطح الاختبار لاختبار صلابة روكويل هي نفس تلك الخاصة باختبار صلابة برينل.

بالإضافة إلى صلابة برينل وصلابة روكويل، يمكن أيضًا تمثيل صلابة المعادن بصلابة شور (HS) وصلابة فيكرز (HV). يجب أن يتوافق قياس صلابة شور للمعادن مع متطلبات GB/T4341-2001 "طريقة اختبار صلابة شور المعادن". يجب أن يتوافق تحديد صلابة فيكرز للمعادن مع متطلبات GB/T4340.1-1999 "اختبار صلابة فيكرز المعدنية الجزء 1: طريقة الاختبار". ينبغي فحص الأنواع المختلفة من أجهزة اختبار الصلابة بشكل دوري من قبل إدارة المقاييس الوطنية وفقًا للمعايير ذات الصلة.