A fémanyagok ütésállósága a sérülésekkel szembeni ellenálló képességére és az ütési terhelésnek kitett deformáció helyreállítására utal. Ez a teljesítménymutató nagy jelentőséggel bír az anyagok gyakorlati alkalmazása szempontjából. Az ütésállóság nemcsak az anyagok szívósságát és ridegségét tükrözi, hanem meghatározza az anyagok tartósságát és megbízhatóságát is dinamikus terhelés mellett. Számos tényező befolyásolja a fémanyagok ütésállóságát, elsősorban maguknak a nyersanyagoknak a tulajdonságait, a minta tájolását, a bevágás geometriáját és a feldolgozási minőséget, a vizsgálógép pontosságát, az inga illesztését és a a keretet, a vizsgálati hőmérsékletet, az ütési próbatest elhelyezését stb. Az alábbiakban ezeknek a tényezőknek a részletes elemzését mutatjuk be.
1. Maguk az alapanyagok tulajdonságai
A fémanyagok ütésállósága szorosan összefügg saját metallográfiai szerkezetükkel, kémiai összetételükkel, fizikai tulajdonságaikkal, feldolgozási technológiájukkal és hőkezelési eljárásukkal. Például a fémek kémiai összetétele, különösen az olyan elemek, mint a szén (C), foszfor (P) és kén (S), általában az anyag ütésállóságának csökkenéséhez vezet, ha tartalmuk nő. Ezek az elemek ugyanis hajlamosak törékeny fázisokat vagy zárványokat képezni az anyagon belül, növelik a feszültségkoncentrációt és csökkentik az anyag szívósságát. Éppen ellenkezőleg, az olyan elemek, mint a mangán (Mn) és a nikkel (Ni), bizonyos tartományon belül hatékonyan javíthatják az anyag szívósságát. A Mn finomíthatja a szemcséket és gátolja a karbidok kicsapódását a szemcsehatárok mentén, míg a Ni növelheti a ferrit halmozási törésenergiáját és elősegítheti a diszlokációk keresztcsúszását, mindez hozzájárul az acél szívósságának javításához.
Emellett a fémanyagok fázisösszetétele is jelentős hatással van szívósságukra. A ferrit alacsony szilárdságú, jó plaszticitású és szívósságú fázis. Minél nagyobb a tartalma, általában annál jobb az anyag ütésállósága. Éppen ellenkezőleg, a karbidok hálózata rontja az anyag szívósságát. Minél több a száma, annál rosszabb az anyag ütésállósága. Ezért az anyag kémiai összetételének és hőkezelési folyamatának beállításával a fázisösszetétel szabályozható, majd az anyag ütésállósága optimalizálható.
2. A minta tájolása
A fémanyagok orientációja befolyásolja mechanikai tulajdonságaikat, beleértve a szívósságot is. A tényleges gyártási és mérnöki alkalmazásokban a legtöbb fémanyag hengerelt. A hengerlési folyamat során a fémzárványok a fő deformációs irány mentén megnyúlnak a fémszemcsékkel együtt, így fémszálas szövet képződik, ami súlyosan befolyásolja a fémanyag ütésállóságát. Ezért a mintavétel a hengerlési irány mentén, vagyis a minta hossztengelye párhuzamos a hengerlési iránnyal, és a bevágás a hengerlési irányra merőlegesen nyílik, a mintavételezéssel kapott ütésállóság nagyobb; ellenkezőleg, a hengerlési irányra merőleges mintavétel és a hengerlési irány mentén bemetszve a mintavételezéssel kapott ütésállóság kisebb.
3. Bevágás geometriája és feldolgozási minősége
A bevágás geometriája és megmunkálási minősége nagyban befolyásolja az anyag ütésállóságát. A GB/T 229-2007 szabvány szerint a bevágásokat főleg U-típusra és V-típusra osztják. Az U-típusú hornyokhoz képest a V-típusú hornyok nagyobb feszültséggel rendelkeznek, így az ütésállóságuk általában kisebb. Ugyanazon fémanyagnál a hornyolt próbatestek ütésállósága sokkal kisebb, mint a bemetszett mintáké, mivel a bevágások feszültségkoncentrációt okoznak, ezáltal csökkentik az anyag szívósságát. A rovátkolt ütőpróbák feszültségkoncentrációs jelentősége a nagytól a kicsiig terjed, az I-típusú, V-típusú, U-típusú és félkör alakú ütőpróbák sorrendjében.
Ezenkívül a bevágások megmunkálási minősége is az egyik fontos tényező, amely befolyásolja az ütésállóságot. A bevágások feldolgozási minősége elsősorban az anyagok ütésállóságát befolyásolja azáltal, hogy befolyásolja a feszültség és a feszültség koncentrációját a bevágás közelében. Tanulmányok kimutatták, hogy az ütőszilárdság csökken az ütőminta bevágásmélységének növekedésével, és a fémanyagok ütésállósága nő a bevágás gyökér sugarának növekedésével; az ütésállóság csökken a feldolgozási karcok és a bevágás alján lévő keményedési fok növekedésével. Ezért az ütési mintát szigorúan az ütőhorony minta GB/T-ban 229-2007 kifejezett hornyméretére vonatkozó rendelkezéseknek megfelelően kell feldolgozni.
4. A vizsgálógép pontossága, valamint az inga és a keret koordinációja
A fémanyagok ütésállósága bizonyos követelményeket támaszt az ütésvizsgáló gép pontosságával szemben. Az alacsony pontosságú vizsgálógép nagyobb hatással van az ütésállóságra. Emellett az ütésállóság az ütésvizsgáló gép leolvasókészülékének hibájával is összefügg, ezért a nullázási műveletet a vizsgálat előtt kell elvégezni.
Az inga és a keret koordinációja szintén fontos. Az ütéspróba egyszeri roncsolásos próba, ezért az inga és a keret koordinációjának pontosnak kell lennie. Ide tartozik az ingatengely és a referenciasík párhuzamossága, az inga oldalának és a lengéssík párhuzamossága, az inga tengelyének sugárirányú és tengelyirányú hézaga, az ingatengely tengelyétől az ütközési középpontig mért távolság, az inga relatív helyzete. az ütközőlapát és a támasztó fesztáv stb., amelyek mindegyikének meg kell felelnie a vonatkozó szabványok követelményeinek. Ha az ütőpenge és a támasztó fesztáv közepe közötti relatív helyzet nem felel meg a követelményeknek, az ütőpenge és a minta bevágásának középvonala nem eshet egybe, ami pontatlan mérési eredményeket és nagyobb ütésállóságot eredményez.
5. Teszt hőmérséklet
A vizsgálati hőmérséklet is az egyik fontos tényező, amely befolyásolja az anyagok ütésállóságát. Az ütőszilárdsági vizsgálat során az anyag rideg zónájának hőmérséklet-tartományát megtalálják, és a használat során szabályozható, hogy elkerüljék a rideg zóna hőmérsékletének az anyagra gyakorolt hatását. A különböző színesfém anyagok eltérő ütésállósággal rendelkeznek a hőmérséklet hatására, de az ütéselnyelési energia a hőmérséklettől, a hőmérséklet egyenletességétől és a szigetelési időtől függ. A hőmérséklet csökkenésével az anyag ütésállósága általában csökken. Ennek az az oka, hogy alacsony hőmérsékleten csökken az anyag képlékeny alakváltozási képessége, és felgyorsul a repedés terjedési sebessége, ami csökkenti a szívósságot.
6. Az ütköző próbatest elhelyezése
Az ütőminta elhelyezésének biztosítania kell, hogy az ütőminta bevágásának középvonala egybeessen az ingán lévő ütőlapáttal, ezzel csökkentve a vizsgálati műveleti hibát. Ha egymáshoz viszonyított helyzetük nem esik egybe, és nem éri el a szükséges 0,5 mm-t, a maximális ütőerő nem tud hatni az ütőminta bevágásának gyökerénél lévő minimális keresztmetszetre, ami végső soron nagyobb ütésállóságot eredményez. .
7. Egyéb tényezők
A fenti tényezők mellett a fémanyagok belső hibái és szennyeződései is jelentősen befolyásolják azok ütésállóságát. A hibák és szennyeződések növelik a feszültségkoncentrációt és csökkentik az anyag szívósságát. Például a belső hibák, mint a zárványok és buborékok repedés keletkezését és tágulását okozzák, ezáltal csökkentve az anyag ütésállóságát. Annak érdekében, hogy csökkentsük a hibák és szennyeződések hatását az anyag szívósságára, szigorúan ellenőrizni kell a nyersanyagok minőségét és a gyártási folyamat feltételeit az anyag előkészítése és feldolgozása során.
Következtetés
A fémanyagok ütésállóságát befolyásoló tényezők sokrétűek, beleértve maguknak az alapanyagoknak a tulajdonságait, a próbatest tájolását, a bevágás geometriáját és a feldolgozási minőséget, a vizsgálógép pontosságát, az inga és a keret koordinációját. , a vizsgálati hőmérséklet, az ütési próbatest elhelyezése stb. Ezen tényezők átfogó figyelembevételével és a megfelelő optimalizálási intézkedésekkel a fémanyagok ütésállósága jelentősen javítható, hogy megfeleljen a különféle ipari alkalmazások. A gyakorlati alkalmazásoknál az anyagok jellemzői és a felhasználási feltételek alapján szükséges a megfelelő anyagok és eljárások kiválasztása annak érdekében, hogy az anyagok ütésállósága megfeleljen a tervezési követelményeknek.
