Основные методы исследования металлов и сплавов и получаемые характеристики. Методы исследования металлов

Основные методы исследования металлов и сплавов и получаемые характеристики

Применяемые в технике металлы и сплавы в зависимости от назначения изготовляемых из них изделий должны иметь определенные химический состав, структуру, механические, физические и химические свойства. Так, стали подразделяются на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами. Стали каждой из этих групп должны обладать определенным строением и комплексом свойств. Например, конструкционные стали должны быть твердыми, прочными и одновременно с этим пластичными и вязкими. Эти требования являются общими для всех конструкционных сталей. Однако в зависимости от назначения конструкционной стали и, следовательно, условий работы изготовленных из нее изделий не только уровень свойств может быть разным, но к ней могут предъявляться и специфичные требования. Так, стали, применяемые для пружин, должны обладать высокими упругими свойствами, для подшипников — высокой износостойкостью и т. д.

При помощи различных методов исследования получают определенные характеристики, численные значения которых дают возможность сравнивать имеющиеся металлы и сплавы, выбирать из них наиболее подходящие для условий работы данных изделий и создавать новые. При обработке и в процессе эксплуатации деталей машин, конструкций и инструментов в металлах и сплавах протекают внутренние превращения, сопровождаемые изменением их структуры и свойств.Методы исследования, применяемые для определения состава, структуры и свойств металлов и сплавов и изучения протекающих в них превращений, подразделяются на две группы:

1. Структурные методы исследования (макро-, микро-, рентге- но-, электроно- и нейтронографический анализы).
2. Методы исследования механических, физических и химических свойств (механические испытания, термический, дилатометрический, магнитный анализы, измерение тепловых и электрических свойств, внутреннего трения, метод радиоактивных изотопов, химический, карбидный и интерметаллидный анализы и др.).

Обычно в практике научных исследований для обеспечения контроля правильности полученных результатов применяют не один, а несколько методов.Важное значение для практики имеют технологические и эксплуатационные свойства металлов и сплавов. К технологическим свойствам относятся: деформируемость или пластичность, литейные свойства (усадка, заполняемость форм, жидкотекучесть), обрабатываемость резанием, свариваемость, закаливаемость, прокаливаемость и др., а к эксплуатационным — износостойкость, красностойкость, коррозионная устойчивость и др. Для определения технологических и эксплуатационных свойств разработаны специальные методы исследования.

Наиболее распространены в практике работы заводских лабораторий макро- и микроанализы и механические испытания, являющиеся основными методами исследования и контроля качества изделий.

imetal.in.ua

1. Общая характеристика свойств металлических материалов. Методы исследования строения металлов и сплавов.

Материаловедение - научная дисциплина, изучающая связь между химическим составом, структурой, свойствами материалов, а также изменение этих свойств при различных внешних воздействиях.

Классификация материалов.

а) по агрегатному состоянию: твердые, жидкие, газообразные.

Твердые вещества бывают аморфные, кристаллические.

Кристаллические вещества при нагреве остаются твердыми до определенной температуры (температура плавления), затем переходят в жидкое состояние.

Аморфные не имеют определенной точки плавления, постепенно размягчаются с ростом температуры.

б) по применению: конструкционные, инструментальные, материалы с особыми свойствами.

в)по физической природе: металлические, неметаллические, композиционные.

К неметаллическим относятся полимеры, пластмассы, керамика, стекла, ситаллы, резины, клеи, лакокрасочные материалы, углеграфитовые материалы, древесина.

Композиционные материалы состоят минимум из двух фаз с четкой границей. Одна является несущей, воспринимающей нагрузки (матрица), вторая - упрочнитель в виде порошка, волокон, пластин.

Общие свойства металлических материалов.

Металлические материалы, получаемые обычным способом являются кристаллическими веществами. Характерен металлический тип связи между частицами. Обладают высокой электро-, теплопроводностью, металлическим блеском, способностью испускать электроны с поверхности при нагреве. Обладают способностью к пластическим деформациям.

Методы исследования структуры металлических материалов. Разные уровни структуры.

Различают макроструктуру, микроструктуру, тонкую структуру.

Исследование макроструктуры: Макроанализ: - изучение структуры материалов визуально или с помощью простейших оптических приборов с увеличением до 100 крат. Наиболее доступным при этом является изучение изломов (фрактография). Для металлов и сплавов мелкокристаллический излом соответствует лучшему качеству - более высоким механическим свойствам. На изломах , например, в сталях легко наблюдаются дефекты: крупное зерно, шиферность. грубая волокнистость, трещины, раковины, флокены и т.п., и в ряде случаев глубина проведенной поверхностной обработки изделия. Методика исследования закрепляется ГОСТ, там же приведены фотоэталоны изломов и макродефектов.

Другим способом макроисследования является изучение строения металлических материалов на специальных образцах. После травления специальными растворами шлифованной поверхности образца на ней выявляется кристаллическая структура, волокнистость, дендритное строение, неоднородность металла. Например, травление поперечного среза сварного шва дает возможность выявить места непровара, пузыри, зону термического влияния, трещины и т.п.

Исследование микроструктуры: Микроанализ: производится с помощью оптических микроскопов (полезное увеличение до 100-2000 крат), электронных микроскопов (увеличение до 2000-20000 крат). Исследование производится на зеркальной поверхности шлифа (после соответствующей полировки) или слепка с нее - на электронном микроскопе. Шлифы исследуют до и после травления. Травление металлической поверхности растворами кислот выявляет рельеф границ кристаллов, контуры отдельных элементов структуры. Данные исследований - размер и форма зерен получают количественную и качественную оценку.

d=/(n sin) - разрешающая способность микроскопа. (размер наименьшей детали структуры, которую можно рассмотреть): -длина световой волны, n - показатель преломления,  - отверстный угол микроскопа.

d=200 нм - минимальный размер детали, которую можно разглядеть в оптический микроскоп.

d=0.5 нм -//-//-//- в электронный микроскоп.

Изучение тонкой структуры. Физические методы исследования структуры: Среди них особое место занимают методы радиографии и рентгеновского анализа. Путем просвечивания осуществляется дефектоскопия и контроль ориентации арматуры в композитах. Параметры кристаллических решеток определяются с помощью рентгеновского структурного анализа, основой которого служит соотношение Вульфа-Брегга:

2d sink

d - межплосткостное расстояние (параметр решетки), - угол падения луча на кристаллографическую плоскость, k=1, 2, 3, 4 ..., - длина волны рентгеновских лучей.

Рентгеновский анализ определяет качественный и количественный состав сплавов, физическую плотность кристаллов, плотность линейных дефектов в реальном кристалле, позволяет проследить полиморфные превращения в сталях и сплавах и обнаружить глубокие физико-химические процессы в металлах.

studfiles.net

3.3 Методы исследования металлов: структурные и физические.

Металлы и сплавы обладают разнообразными свойствами. Используя один метод исследования металлов, невозможно получить информацию о всех свойствах.

Используют несколько методов анализа.

1. Определение химического состава

Для определения химического состава используются методы количественного анализа- спектральный и рентгеноспектральный. Второй метод более точный.

2. Изучение структуры. Различают макроструктуру, микроструктуру и тонкую структуру.

• Макроструктурный анализ – изучение строения металлов и сплавов невооруженным глазом или при небольшом увеличении, с помощью лупы.

• Микроструктурный анализ – изучение поверхности при помощи световых и электронных микроскопов. Увеличение – 50…100000 раз.

• Для изучения атомно-кристаллического строения твердых тел (тонкое строение) используются рентгенографические методы, позволяющие устанавливать связь между химическим составом, структурой и свойствами тела, тип твердых растворов, микронапряжения, концентрацию дефектов, плотность дислокаций.

3. Физические методы исследования

• Термический анализ основан на явлении теплового эффекта. Фазовые превращения в сплавах сопровождаются тепловым эффектом, в результате на кривых охлаждения сплавов при температурах фазовых превращений наблюдаются точки перегиба или температурные остановки. Данный метод позволяет определить критические точки.

• Дилатометрический метод. При нагреве металлов и сплавов происходит изменение объема и линейных размеров – тепловое расширение. Если изменения обусловлены только увеличением энергииколебаний атомов, то при охлаждении размеры восстанавливаются. При фазовых превращениях изменения размеров – необратимы. Метод позволяет определить критические точки сплавов, температурные интервалы существования фаз, а также изучать процессы распада твердых растворов.

• Магнитный анализ. Используется для исследования процессов, связанных с переходом из паромагнитного состояния в ферромагнитное (или наоборот), причем возможна количественная оценка этих процессов.

10

studfiles.net

Методы исследования структуры металлов и сплавов

Внутреннее строение, или структуру, металлов и их дефекты изучают с помощью макроструктурного, микроструктурного, магнитного, люминесцентного, ультразвукового, рентгеновского и γ-дефектоскопического методов анализа.

Макроструктура — это строение металла, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении с помощью лупы. Макроструктурный анализ используют для выявления формы и расположения зерен в литом металле, направления волокон в поковках и штамповках, местонахождения, размеров и форм нарушения сплошности, дефектов сварки, оценки толщины поверхностного слоя в изделиях, подвергнутых специальной поверхностной обработке, и др. Его осуществляют просмотром отшлифованной, отполированной и протравленной поверхности металлического изделия или макрошлифа (вырезанного из заготовки или металлоизделия темплета), поверхность которого шлифуют и протравливают.

Микроструктурный анализ — это исследование структуры металлов и сплавов с помощью микроскопов с увеличением от 1500 до 100000. Его осуществляют посредством изучения микрошлифов — вырезанных из металлоизделия или заготовки образцов, поверхность которых шлифуют, полируют и подвергают травлению специальными реактивами. При использовании электронных микроскопов рассматривают тонкий прозрачный слепок с микрошлифа — фольгу, или реплику.

В последнее время для исследования структуры и свойств металлов широко применяются методы фрактографии, позволяющие исследовать строение изломов, т. е. поверхностей, образующихся в результате разрушения металлоизделий или заготовок. Изломы изучают посредством макро- и микроструктурного анализа.

Магнитный метод (магнитная дефектоскопия) применяется для выявления трещин, волосовин, раковин и других дефектов, находящихся на поверхности (или близко около нее) изделий из ферромагнитных материалов. Сущность метода заключается в намагничивании изделия. Затем на поверхность наносится магнитный порошок окиси железа или его суспензия в керосине. Частицы порошка под действием магнитного потока, рассеивающегося в месте расположения дефекта, ориентируются по силовым линиям. В результате отчетливо выделяются даже самые мелкие дефекты.

Люминесцентный метод (люминесцентная дефектоскопия) используется для выявления поверхностных дефектов изделий (микротрещин). Он основывается на свойстве некоторых органических веществ светиться под действием ультрафиолетовых лучей. Сущность метода заключается в нанесении на поверхность изделия специального флуоресцирующего раствора и ее освещении ультрафиолетовым светом. Проникающий в микротрещины раствор под действием лучей светится, тем самым позволяя их выявить.

С помощью ультразвукового метода (ультразвуковая дефектоскопия) выявляют дефекты, расположенные глубоко в толще металла. Для этого используются ультразвуковые дефектоскопы, с помощью которых через толщу металла пропускают пучок ультразвуковых волн и контролируют их прохождение. Любая несплошность металла нарушает нормальное распространение волн, что можно увидеть на экране имеющегося в приборе осциллографа.

Рентгеновский метод (рентгеновская дефектоскопия) применяется для контроля литых, кованых и штампованных деталей, а также сварных соединений. Он заключается в просвечивании деталей рентгеновским излучением и фиксировании выходящего излучения на специальной светочувствительной пленке. При этом темные места на пленке свидетельствуют о наличии дефектов в исследуемых деталях.

Разновидностью рентгеновского метода является γ-дефектоскопия.

perwerts.ru

4. Методы изучения структуры металлов

Исследование структур металлов и сплавов производится методами макро- и микроанализа, рентгеновского, спектрального, термического, а также дефектоскопии (рентгеновской, магнитной, ультразвуковой). Методом микроанализа изучается макроструктура, т. е. структура, видимая невооруженным глазом или с помощью лупы, при этом выявляются крупные дефекты: трещины, усадочные раковины, газовые пузыри и т. д., а также неравномерность распределения примесей в металле, и расположение волокна в поковках, прокате и т. д. Макроструктуру определяют по изломам металла, по макрошлифам. Макрошлиф — это образец металла или сплава, одна из сторон которого отшлифована, протравлена и рассматривается при помощи лупы.

Рис. 5 Микрошлиф (источник: http://go.mail.ru)

Микроанализ выявляет структуру металла или сплава по микрошлифам, рассматриваемым под микроскопом при увеличении до 2000х, а в электронных микроскопах — до 25 000х. Этот важнейший анализ определяет размеры и форму зерен, структурные составляющие, микродефекты, лежащие под поверхностью, качество термической обработки. Зная микроструктуру, можно объяснить причины неудовлетворительности свойств металла, не производя их исследование.

С помощью рентгеновского анализа изучают структуру кристаллов, а также дефекты, лежащие в глубине. Этот анализ позволяет обнаружить дефекты, не разрушая металла. Широко применяют для исследования структуры металла гамма-лучи, проникающие в изделие на значительно большую глубину, чем рентгеновские.

Магнитным методом исследуют дефекты в магнитных металлах (стали, никеле и др.) на глубине до 2 мм (непровар в сварных швах, трещины и т. д.). Ультразвуковым методом осуществляются эффективный контроль качества изделий и заготовок любых металлов на большой глубине. Ультразвук используют для контроля качества роторов, рельсов, поковок, проката и других изделий при необходимости сохранения целостности изделий.

www.e-ope.ee

Физические методы исследования металлов и сплавов :: Книги по металлургии

Введение

1. Термический анализ

1.1. Простой термический анализ 1.2. Дифференциальный термический анализ 1.2.1. Дифференциальные термограммы 1.2.2. Аппаратура для дифференциального термического анализа 1.2.3. Факторы, влияющие на характер термограмм 1.2.4. Определение теплоты фазового превращения методом дифференциального термического анализа 1.3. Применение термического анализа

2. Калометрический анализ

2.1. Прямая калориметрия 2.2. Методы обратной калориметрии 2.2.1. Метод Смита 2.2.2. Метод Сайкса 2.2.3. Дифференциальная адиабатическая калориметрия 2.2.4. Импульсная калориметрия 2.3. Применения калориметрии

3. Дилатометрия

3.1. Некоторые закономерности теплового расширения 3.2. Методы исследования теплового расширения металлов и объемных эффектов фазовых превращений в них 3.2.1. Терминология, общие замечания и рекомендации 3.2.2. Разновидности дилатометров 3.2.3. Дилатометрический датчик 3.2.4. Индикаторные дилатометры 3.2.5. Дифференциальный оптико-механический дилатометр Шевенара 3.2.6. Обработка дилатограмм 3.2.7. Совмещение дилатометрии с термическим анализом 3.2.8. Некоторые применения дилатометрии

4. Методы определения плотности

4.1. Определение плотности методом трехкратного взвешивания 4.2. Метод гидростатического взвешивания

5. Измерение удельного электрического сопротивления

5.1. Методы измерения электрического сопротивления 5.1.1. Метод вольтметра-амперметра 5.1.2. Мостовые методы измерения электросопротивления 5.1.3. Компенсационный метод 5.1.4. Измерения электрического сопротивления бесконтактными методами 5.2. Электрическое сопротивление металлических сплавов 5.2.1. Электросопротивление твердых растворов 5.2.2. Электрическое сопротивление интерметаллических соединений и промежуточных фаз 5.2.3. Электрическое сопротивление гетерогенных сплавов 5.3. Применения резистометрии в металлофизических исследованиях

6. Магнитные свойства веществ, праметры, методы измерений и исследований

6.1. Классификация веществ по магнитным свойствам 6.1.1. Основные магнитные параметры 6.1.2. Диамагнетики 6.1.3. Парамагнетики 6.1.4. Ферромагнетики 6.1.5. Антиферромагнетики 6.1.6. Ферримагнетики 6.2. Методы измерения магнитной восприимчивости 6.2.1. Физические основы динамометрического метода 6.2.2. Конструкции магнитных весов 6.2.3. Магнитометрический метод определения магнитной восприимчивости 6.2.4. Диамагнитные и парамагнитные свойства металлов и сплавов 6.3. Статические магнитные параметры магнитных металлов и сплавов 6.3.1. Магнитные параметры основной кривой намагничивания ферромагнетиков 6.3.2. Магнитные параметры петли гистерезиса 6.3.3. Магнитная энергия ферромагнетиков 6.4. Домeнная структура ферромагнетиков 6.4.1. Причины возникновения и особенности доменной структуры 6.4.2. Изменение доменной структуры ферромагнетика при его намагничивании 6.5. Измерение статических магнитных параметров материалов 6.5.1. Виды магнитных цепей 6.5.2. Образцы и намагничивающие устройства 6.5.3. Измерение статических магнитных параметров материалов в замкнутой магнитной цепи 6.5.4. Автоматизированные установки для измерения статических магнитных параметров материалов 6.5.5.Измерение коэрцитивной силы и остаточной индукции 6.6. Измерение магнитострикции 6.6.1. Механооптический метод 6.6.2. Тензометрический метод 6.7. Магнитные свойства ферромагнитных металлов и сплавов 6.7.1. Температурная зависимость статических магнитных параметров 6.7.2. Концентрационная зависимость статических магнитных параметров ферромагнитных сплавов 6.8. Исследование фазовых превращений и структурных изменений магнитными методами 6.8.1. Аппаратура для исследования фазовых превращений и структурных изменений магнитными методами 6.8.2. Фазовый магнитный анализ 6.8.3. Частные случаи фазового магнитного анализа 6.8.4. Исследование процессов отпуска закаленной стали методами фазового магнитного анализа 6.8.5. Исследование кинетики превращений переохлажденного аустенита

 

 

Наука о металлах - металловедение - не может обходиться только прямыми наблюдениями структуры с помощью оптических и электронных микроскопов. Важные данные о кинетике фазовых превращений во многих случаях могут быть получены проще и быстрее косвенным путем - в результате измерения той пли иной физической характеристики. Последнее позволяет сделать процесс измерений непрерывным и изучать даже быс-тропротекающие превращения, например мартенснтные.

При разработке сплавов, обладающих определенными физическими свойствами, без измерений их невозможно обойтись. И в этом случае задача решается с помощью физических методов исследований.

1. ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

1.1. Простой термический анализ

При исследовании превращений в твердом состоянии обычно применяют образцы с отношением высоты к диаметру от 1 до 2. Масса образца находится в пределах от нескольких граммов до нескольких десятков граммов, иногда до 150...200 г. По оси образца просверливают канал до половины высоты, в который вводят спай термопары, соединенной с записывающим устройством. В результате этого записывается термограмма в координатах «температура образца - время». В пирометре Н.С. Курнакова (раздел 1.2.2) термопара подключается к рамке зеркального гальванометра. Намагниченность насыщения Ms и точка Кюри Гс, или в не зависят от структуры при неизменном химическом и фазовом составе, то есть не зависят от размера зерна, дисперсности, формы и характера распределения фаз в объеме сплава, от плотности дефектов кристаллического строения, а также практически не зависят от напряженного состояния. Следовательно, намагниченность насыщения и точка Кюри являются структурно-нечувствительными свойствами. В зависимости от соотношения магнитных параметров все Магнитные материалы делятся на две группы: магнитно-мягкие, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой, то есть имеющие узкую петлю гистерезиса, и магнитно-твердые, отличающиеся большими значениями коэрцитивной силы, сравнительно невысокой магнитной проницаемостью и имеющие широкую петлю гистерезиса. Магнитно-мягкие материалы (МММ) применяют в качестве проводников магнитного потока (магнитопроводов). а магнитно-твердые (МТМ) - для постоянных магнитов.

 

markmet.ru

Физические методы исследования | Техническая литература онлайн

Физические методы исследования были впервые применены Н. С. Курнаковым при разработке диаграмм состояния сплавов результатом этих работ было установление связи между составом, структурой и физическими свойствами сплавов. Таким образом, была найдена возможность определять внутренние превращения в металлах и сплавах по изменению их физических свойств.

Наиболее распространены следующие методы физического ана­лиза:

• термический;
• дилатометрический;
• электрического сопротивле­ния;
• магнитный.

В последнее время все чаще применяют метод внут­реннего трения. При помощи этих методов также определяют вели­чину свойств, что важно для характеристики сталей и сплавов с особыми физическими свойствами. Некоторые из физических мето­дов являются одновременно средством контроля качества металлов и сплавов.

 

Термический анализ

Термический анализ основан на выделении или поглощении теп­ла при внутренних превращениях, происходящих в металлах и спла­вах. Так, при помощи термического анализа можно определить температуры фазовых превращений (критические точки), например, температуры кристаллизации, аллотропических превращений и др. При испытании в процессе нагрева и охлаждения металла регистри­руются температура и время. В результате термического анализа получают кривые нагрев — охлаждение для данного металла или сплава; горизонтальные площадки или перегибы на кривых нагрев — охлаждение, наблюдаемые при определенных температурах, соот­ветствуют критическим точкам превращений.

Для проведения термического анализа необходима печь, обычно электрическая, для нагрева исследуемого металла и приборы для из­мерения высоких температур, при которых протекают превращения. Наиболее распространен метод измерения высоких температур, основанный на явлении термоэлектричества. Приборами для изме­рения температур при этом методе служат термопара и милливольт­метр (гальванометр).

Термопара представляет собой две проволоки из разных метал­лов или сплавов, которые одним концом спаяны или сварены, а другим присоединены к милливольтметру. Спаянные концы назы­вают горячим спаем, а концы, присоединенные к гальванометру, — холодным спаем термопары.

Если спаянные концы такой цепи по­местить в нагретую до высокой температуры печь, то в цепи возник­нет термоэлектродвижущая сила (т. э. д. с.), регистрируемая мил­ливольтметром. Величина т. э. д. с. зависит от разности температур горячего и холодного спаев и природы металлов и сплавов термопары.

Для изготовления термопар наиболее широко применяют следую­щие материалы:

• платина-платинородий;
• хромель — алюмель;
• желе­зо — копель;
• хромель — копель.

Термопары из этих материалов предназначены для определения различных температур при дли­тельном нагреве в пределах до 1300°. Для каждой термопары указы­вают максимальную рабочую температуру. Величина т. э. д. с. позволяет определить разность температур горячего и холодного спаев, если известна температурная зависимость т. э. д. с. для металлов термопары и температура холодного спая (обычно состав­ляющая 0 или 20°). При пользовании термопарой необходимо иметь градуировочную кривую (характеристику термопары) для сопостав­ления измеряемой температуры с показаниями милливольтметра или нанести шкалу температур для термопары данного типа на гальванометре.

Метод термического анализа применяют для улавливания зна­чительных количеств тепла, выделяющегося, например, при кри­сталлизации (или плавлении) металлов. При выделении малых количеств тепла, например, при внутренних превращениях, про­текающих в металлах в твердом состоянии, пользуются более чувствительным дифференциальным термическим методом.

Фазовые превращения в металлах и сплавах могут быть опреде­лены также по изменениям других тепловых свойств: теплоемкости, теплосодержания и теплопроводности. Величину т. э. д. с. и других тепловых характеристик определяют при выборе металлов и сплавов для изделий, от которых требуется наличие этих свойств.

 

Дилатометрический анализ

Дилатометрический анализ применяют в основном для опреде­ления критических температур фазовых и структурных превраще­ний, происходящих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Этот метод основан на изменении длины образца, вызванном объемными изменениями в металлах и сплавах при их нагреве и охлаждении. При испытании регистрируется длина образца и температура. В ре­зультате дилатометрического анализа получают кривую удлинение образца — температура; резкие перегибы на кривой соответствуют температурам, при которых происходят фазовые и структурные превращения. Дилатометрический анализ производят на специаль­ных приборах, называемых дилатометрами. Этот метод наиболее целесообразно применять для определения критических температур в металлах и сплавах, превращения в которых сопровождаются значительными объемными изменениями, например, в стали.

На дилатометре определяют также величину коэффициента ли­нейного расширения металлов а в заданном интервале температур. Величина коэффициента линейного расширения является отправной характеристикой при выборе металлов и сплавов для деталей машин и приборов высокой точности.

 

Метод электрического сопротивления

Метод электрического сопротивления может быть применен для определения величины удельного электрического сопротивления ρ и температурного коэффициента электрического сопротивления α, знание которых необходимо для характеристики металлов и спла­вов, применяемых в электротехнике, а также для изучения фазовых и структурных превращений, протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Например, при исследовании процесса отпу­ска стали получают кривую электрическое сопротивление — темпе­ратура отпуска. Изменение электрического сопротивления, харак­теризуемое этой кривой, указывает на превращения, протекающие в стали при отпуске.

Электрическое сопротивление металлов и сплавов измеряют при помощи двойного моста Томсона или потенциометрическим методом на проволочных образцах.

 

Магнитные методы исследования

Магнитные методы исследования применяют как для определе­ния величины магнитных свойств металлов и сплавов — коэрци­тивной силы Hc, остаточной индукции Br и магнитной проницаемо­сти μ (используемых, например, в электромашиностроении), так и для изучения превращений протекающих в металлах и сплавах в твердом состоянии. Еще недавно посредством магнитных исследо­ваний в основном изучались превращения в ферромагнитных метал­лах и сплавах; теперь их применяют для изучения и парамагнитных металлов и сплавов. Магнитные испытания позволяют исследовать изменения величины магнитной восприимчивости χ магнитного насыщения 4πJH, коэрцитивной силы и другие магнитные свойства. Для исследования магнитных свойств служат специальные установ­ки; наиболее широко применяются баллистическая установка и анизометр Н. С. Акулова.

Метод внутреннего трения

Внутреннее трение — свойство твердого тела при циклическом нагружении обращать часть упругой энергии механических коле­баний в тепловую. Внутреннее трение проявляется в затухании сво­бодных колебаний твердого тела, а также в наличии петли упругого гистерезиса. Имеются материалы с высоким внутренним трением (высокой способностью к рассеиванию колебаний или, иначе, высо­кой демпфирующей способностью) и низким внутренним трением.

На внутреннее трение влияет амплитуда напряжений, частота и температура. Внутреннее трение, наблюдаемое при повышенных напряжениях, называют микропластическим, а при очень малых — диффузионным (релаксационным). Диффузионное внутреннее тре­ние зависит от частоты колебаний и температуры.

Микропластическое внутреннее трение определяют для харак­теристики металлов и сплавов с высокой или низкой способностью к рассеиванию колебаний. Изучая частотную или температурную зависимость другого вида внутреннего трения — диффузионного, можно выявить его источники, основным из которых является перестройка атомов в поле напряжений. Это обстоятельство дает возможность использовать метод диффузионного внутреннего тре­ния для исследования превращений, не сопровождающихся остаточ­ным изменением структуры, например, для изучения распада пере­сыщенных твердых растворов, протекающего при низких темпера­турах, упорядочения и других процессов.

Величина внутреннего трения определяется величиной угла φ (угол сдвига фаз между напряжением и деформацией), логариф­мического декремента затухания или путем построения диаграммы напряжение — деформация.

Для определения внутреннего трения применяют проволочные образцы и различные установки; наиболее распространенной явля­ется установка типа крутильного маятника.

Методика проведения структурных и физико-механических исследований подробно описана в соответствующих разделах сайта.

Технологические и эксплуатационные испытания

Кроме приведенных методов исследования структуры и физико- механических свойств, применяют также технологические и эксплу­атационные испытания.

Технологические испытания (пробы) позволяют определить воз­можность проведения различных технологических операций. К этим испытаниям относятся: испытания на загиб в холодном состоянии, осадку, перегиб, выдавливание, свариваемость, прокаливаемость и др. Например, испытанием на перегиб определяют способность металла выдерживать без появления трещин повторные перегибы, в частности, при испытании качества полосового и листового ма­териала толщиной до 5 мм, проволоки и прутков.

В качестве методов исследования поведения металлов и сплавов в эксплуатации проводят испытания их на сопротивление коррозии, износостойкость, красностойкость, склонность к деформационному старению и др. Проведение этих испытаний обусловливается соответ­ствующими ГОСТами и техническими условиями. Например, испы­тание на склонность низколегированных сталей к деформационному старению состоит в определении величины ударной вязкости образ­цов после деформирования растяжением (равным 15%) и искусствен­ного старения при 250° С в течение 1 ч.

imetal.in.ua

---

• 
  Очистка масла
• 
  Механические заводы россии
• 
  Регулятор скорости двигателя постоянного тока
• 
  Гусеничная цепь
• 
  Компрессор двухступенчатый
• 
  Схема охлаждения уаз буханка схема 409
• 
  Контроллер кулачковый
• 
  Схема тнвд
• 
  Мтз 80 заправочные емкости
• 
  Цевочное зацепление
• 
  Цепная передача достоинства и недостатки