آزمایش خواص مکانیکی ریخته‌گری‌های فلزی

قبل از اینکه ما آزمایش خواص مکانیکی را معرفی کنیمریخته گری فلزلازم به ذکر است که بازرسی ترمینال کیفیت ریخته گری تنها آخرین نقطه بازرسی برای جلوگیری از خروج ریخته گری های فاقد صلاحیت از کارخانه است. کلید تضمین کیفیت ریخته‌گری‌ها در افزایش آگاهی کیفی همه کارکنان در شرکت، تقویت نظارت و مدیریت کیفیت بر کل فرآیند تولید ریخته‌گری، تثبیت فرآیند تولید، سازمان‌دهی تولید متمدن، و اتخاذ تکنولوژی و تجهیزات پیشرفته تولید نهفته است. تا آنجا که ممکن است، مجهز به روش های بازرسی موثر کافی برای کیفیت فرآیند و کیفیت ریخته گری نهایی.

تست عملکرد مکانیکی معمولی تست عملکرد مکانیکی معمولی در دمای اتاق انجام می شود. موارد آزمایش معمولاً شامل استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول پس از شکست، کاهش سطح، انحراف، و جذب ضربه (یا چقرمگی ضربه) و سختی است. استحکام کششی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول پس از شکست و کاهش سطح بر روی دستگاه تست کشش اندازه گیری می شود. جذب ضربه یا چقرمگی ضربه در دستگاه تست ضربه اندازه گیری می شود. انحراف و مقاومت خمشی با روش های آزمایش خمش عرضی اندازه گیری می شوند. سختی با انواع سختی سنج اندازه گیری می شود.

1. تست کشش
نمونه های کششی ازچدن خاکستریتوسط میله های تست ریخته گری تک استوانه ای یا میله های تست ریخته گری متصل ماشین کاری می شوند. قطر میله آزمایشی تک ریخته گری 30 میلی متر است و به همان دسته ریخته گری در قالب ماسه خشک ریخته گری عمودی ریخته می شود. قطر بخش موازی 0.5 ± 20 میلی متر است. هنگامی که از استحکام خمشی و انحراف به عنوان شرایط پذیرش خواص مکانیکی ریخته‌گری استفاده می‌شود، آزمایش خمش را می‌توان انجام داد و نمونه خمشی مستقیماً نوار آزمایشی بدون ریختگی با قطر 30 میلی‌متر ± 1 میلی‌متر را اتخاذ می‌کند. شکل، اندازه و کیفیت سطح نمونه‌های آزمایش کشش، نمونه‌های آزمایش خمشی و میله‌های آزمایش خالی ریخته‌شده، روش‌های آزمایش کشش و خمش، الزامات فنی برای دستگاه آزمایش، و محاسبه و پردازش نتایج اندازه‌گیری، همگی باید با استانداردهای صنعت مطابقت داشته باشند. .

روش‌های آزمایش کشش سایر فلزات و آلیاژهای ریخته‌گری‌شده (شامل اندازه‌گیری اندازه نمونه‌های کششی، روش‌های بستن، نرخ‌های آزمایش، روش‌های اندازه‌گیری عملکرد، و گرد کردن و پردازش نتایج آزمایش، و غیره)، و انواع و برش‌های نمونه‌های کششی. شکل، طول گیج، اندازه و کیفیت سطح باید الزامات GBT228 "روش تست کشش مواد فلزی در دمای اتاق" را برآورده کند. نمونه مجاز به آسیب مکانیکی، ترک، آثار چاقوی عرضی قابل توجه، تغییر شکل آشکار و سایر عیوب قابل مشاهده نیست. ماسه چسبنده، باله ها، سوراخ ها و سایر عیوب گوشتی و چسبندگی روی سطح نمونه باید حذف شوند. نمونه های کششی را می توان از بلوک آزمایشی تک ریخته گری، بلوک آزمایش ریخته گری متصل یا بدنه ریخته گری برش داد. نوع، شکل و اندازه بلوک آزمایش ریخته‌گری تکی و بلوک آزمایش ریخته‌گری متصل، موقعیت برش و جهت نمونه کششی، روش اتصال و محل اتصال بلوک آزمایش ریخته‌گری متصل و بدنه ریخته‌گری باید توسط تامین‌کننده انتخاب یا توافق شود. و خریدار طبق استاندارد ریخته گری مربوطه . هنگامی که ریخته گری نیاز به عملیات حرارتی دارد، بلوک آزمایشی تک ریخته گری باید در همان کوره ریخته گری تحت عملیات حرارتی قرار گیرد و بلوک آزمایش متصل شده باید پس از عملیات حرارتی قطع شود. نمونه‌های کششی از مواد شکننده و سخت مانند چدن سفید می‌توانند نمونه‌های استوانه‌ای ریخته‌گری شده یا نمونه‌های کششی باشند که با ماشینکاری و عملیات حرارتی در همان کوره ریخته‌گری بازپخت و پردازش شده‌اند. شکل نمونه، اندازه، الزامات فنی و مشخصات عملیات حرارتی باید توسط هر دو طرف مذاکره شود.

2. تست ضربه
آزمایش ضربه برای تعیین انرژی جذب ضربه زمانی که نمونه ضربه تحت بار ضربه ثانویه شکسته می شود استفاده می شود. دستگاه تست ضربه باید الزامات GB/T3808-2002 "بازرسی ماشین آلات تست ضربه آونگ" را برآورده کند و باید به طور دوره ای توسط بخش ملی اندازه گیری تأیید شود. نمونه‌های ضربه‌ای به دو دسته ضربه‌ای V، نمونه‌های ضربه‌ای U و نمونه‌های ضربه‌ای بدون بریدگی تقسیم می‌شوند. چدن خاکستری از نمونه‌های ضربه‌ای استوانه‌ای بدون شکاف استفاده می‌کند که از میله‌های آزمایشی به‌صورت سفید ریخته‌شده با قطر 30 میلی‌متر ماشین‌کاری می‌شوند. مقیاس اسمی 420mm×120mm است. روش ریخته‌گری نوار آزمایش خالی، الزامات فنی نمونه ضربه، پارامترهای فنی دستگاه تست ضربه، شرایط و روش‌های آزمایش باید الزامات GB6296-1986 "روش تست ضربه برای چدن خاکستری" را برآورده کند. نمونه‌های ضربه‌ای از مواد شکننده و سخت مانند چدن سفید را می‌توان نمونه‌های بدون بریدگی به‌عنوان نمونه‌های سفید ریخته‌شده یا نمونه‌های بدون بریدگی که با ماشین‌کاری و عملیات حرارتی در همان کوره با ریخته‌گری بازپخت و پردازش شده‌اند. شکل، اندازه و الزامات فنی نمونه بر اساس عرضه و تقاضا تعیین می شود. سایر فلزات و آلیاژهای ریخته‌گری‌شده، نمونه‌های ضربه‌ای U شکل هستند (معمولاً برای فلزات ریخته‌گری شده و آلیاژهایی با حساسیت بریدگی بزرگ استفاده می‌شود) یا نمونه‌های ضربه‌ای V شکل به عنوان نمونه ضربه‌ای استفاده می‌شوند.

نمونه‌های ضربه‌ای U یا V شکل را می‌توان از بلوک‌های آزمایشی تک ریخته‌گری (میله)، بلوک‌های آزمایشی متصل (میله‌ها) یا بدنه‌های ریخته‌گری گرفته شود. محل و جهت نمونه برداری، نوع، شکل، اندازه و روش ریخته گری بلوک تست ریخته گری تک (میله) و بلوک تست ریخته گری متصل (میله)، و روش اتصال و محل اتصال بلوک تست ریخته گری متصل (میله) و ریخته گری بدنه باید بر اساس عرضه و تقاضا طرفین باشد. استانداردهای ریخته گری مربوطه انتخاب یا توافق شده است. برای ریخته‌گری‌هایی که نیاز به عملیات حرارتی دارند، بلوک آزمایش متصل شده باید پس از عملیات حرارتی قطع شود و بلوک آزمایشی تک ریخته‌گری (میله) باید در همان کوره‌ای که ریخته‌گری است، عملیات حرارتی شود. اندازه اسمی نمونه های استاندارد ضربه ای بریدگی V شکل و U شکل 10 میلی متر × 10 میلی متر × 50 میلی متر است و عمق بریدگی اسمی: عمق بریدگی V شکل 2 میلی متر است. عمق بریدگی U شکل 2 میلی متر و 5 میلی متر است. تلورانس های ابعادی، زبری سطح و سایر شرایط فنی نمونه های آزمایش ضربه شیاردار، شرایط، روش ها و درمان نتایج آزمایش آزمایش ضربه باید مطابق با GB/T229-2007 "روش تست ضربه آونگ چارپی برای مواد فلزی" باشد. عملکرد نمونه های ضربه ای برش خورده از بلوک تست ریخته گری منفرد (میله) و بلوک تست ریخته گری متصل (میله) باید مطابقت داشته باشد. الزامات استاندارد ریخته گری یا قرارداد سفارش مربوطه. الزامات عملکرد ضربه نمونه بدنه باید توسط تامین کننده و خریدار مطابق با استاندارد ریخته گری مربوطه مورد مذاکره قرار گیرد.

3. تست سختی
دو روش متداول برای تعیین سختی ریخته گری وجود دارد: روش سختی برینل (HB) و روش سختی راکول (HRC). آلیاژهای ریخته گری سخت و شکننده معمولاً با روش سختی راکول و سایر آلیاژهای ریخته گری معمولاً با روش سختی برینل اندازه گیری می شوند. برای آلیاژهای ریخته گری با ساختار متالوگرافی یکنواخت مانند فولاد ریخته گری، رابطه تبدیل خاصی بین سختی راکول، سختی برینل و استحکام کششی وجود دارد. به GB/T112-199 "مقدار تبدیل سختی و مقاومت فلزات آهنی" و "مقدار تبدیل سختی و مقاومت آلیاژ مس" GB /T3771-1983 مراجعه کنید.

روش سختی برینل از یک توپ کاربید سیمانی با قطر معین استفاده می کند تا آن را با نیروی آزمایش مربوطه به سطح نمونه فشار دهد. پس از مدت زمان نگهداری مشخص شده، نیروی آزمایش را بردارید، قطر فرورفتگی را روی سطح نمونه اندازه بگیرید و نیروی آزمایش را بر نیروی آزمایش تقسیم کنید. ضریب به دست آمده از سطح کروی تورفتگی نشان دهنده مقدار سختی برینل است و نماد HBW است که برای موادی با مقدار سختی برینل کمتر یا مساوی 650 مناسب است. ابزارها، نمونه ها، روش های آزمایش و نتایج آزمایش آزمون سختی برینل باید با GBT231.1-2002 "سختی فلز برینل قسمت اول: "روش آزمایش" مطابقت داشته باشد. تست سختی برینل را می توان بر روی نمونه های کششی، نمونه های ضربه ای، قطعات ریخته گری یا بلوک های تست سختی مخصوص ریخته گری انجام داد یا توسط تامین کننده و خریدار مذاکره شود. روش سختی راکول این است که فرورفتگی مخروطی الماسی یا فرورفتگی توپ فولادی را به سطح آن فشار دهید. تحت عمل بار اولیه و بار کل (برابر بار اولیه به اضافه بار اصلی) نمونه برداری کنید و سپس بار اصلی را بردارید و در بار اولیه اندازه گیری کنید. عمق فرورفتگی تحت بار مقدار e را افزایش می دهد و مقدار e برای محاسبه سختی راکول استفاده می شود.

سختی راکول با توجه به مقیاس مورد استفاده متفاوت است. رایج ترین مقیاس های مورد استفاده عبارتند از HRA، HRB و HRC. HRB از فرورفتگی توپ فولادی با مقدار سختی = 130-c استفاده می کند. HRA و HRC از تورفتگی مخروطی الماسی با مقدار سختی = 100-e استفاده می کنند. بار اصلی HRA 490.3 نیوتن است و محدوده اندازه گیری 60 ~ 85 HRA است. بار اصلی HRC 1373 نیوتن است و محدوده اندازه گیری 20 تا 67 HRC است. ابزارها، نمونه‌ها، شرایط آزمایش و روش‌های آزمایش مورد استفاده در تست سختی راکول و همچنین پردازش نتایج آزمایش باید مطابق با استاندارد GB/T 230.1-2004 "Metal Rockwell Hardness Part 1: Test Method (A, B, C باشد. , D, E, F, G, H, K, N, T مقیاس)". انتخاب نمونه، محل آزمایش و الزامات فنی برای سطح آزمایش تست سختی راکول مانند تست سختی برینل است.

علاوه بر سختی برینل و سختی راکول، سختی فلزات را می توان با سختی ساحلی (HS) و سختی ویکرز (HV) نیز نشان داد. اندازه گیری سختی Shore فلزات باید الزامات GB/T4341-2001 "روش تست سختی کرانه فلزی" را برآورده کند. تعیین سختی فلزات ویکرز باید الزامات GB/T4340.1-1999 "تست سختی فلز ویکرز قسمت 1: روش تست" را برآورده کند. انواع مختلف سختی سنج ها باید به طور دوره ای توسط واحد ملی اندازه گیری مطابق با استانداردهای مربوطه تایید شوند.