Строительство и металлообработка – области, требующие высочайшей точности и качества материалов. Ошибки в этих сферах могут привести к непредсказуемым последствиям. Поэтому необходимы точные методы испытания материалов, в частности, стали.
Каждая металлобаза или производство используют разные методы, рассмотрим их подробнее.
Разрушающие и неразрушающие методы исследования
Часто при исследованиях применяются оба метода. Результаты этих испытаний получают в лабораторных условиях и имеют решающее значение для определения характеристик материала.
При разрушающих испытаниях стальных образцов ключевую роль играют экстензометры – это специальные приборы, предназначенные для измерения деформации материала. С их помощью определяется степень повреждения, что позволяет расчётно оценить рабочие свойства материалов. Существуют разные виды экстензометров, включая пневматические, лазерные и видеоэкстензометры.
При неразрушающих методах исследования анализируются магнитные и электрические свойства стали. Они позволяют проводить исследования без повреждения образца, что часто критически важно при работе с ценными образцами.
Определение механических характеристик стали
Для надёжности стальных конструкций необходимо определить ряд механических характеристик материала. Эти характеристики включают:
- Предел пропорциональности. Этот параметр определяет максимальное напряжение, при котором закон Гука перестаёт действовать, и начинается деформация материала.
- Предел текучести. Этот параметр измеряет силу, при которой материал начинает деформироваться при постоянной нагрузке.
- Предел прочности. Это максимальная нагрузка, которую материал может выдержать, прежде чем он разрушится.
- Напряжение разрыва. Определяют два вида напряжения – условное и истинное.
- Упругость материала. Это значение нагрузки, после которой материал не возвращает свою исходную форму.
- Пластичность материала. Пластичность измеряется относительным остаточным удлинением и сужением материала после испытаний.
Испытания стали могут быть разделены на несколько видов в зависимости от типа воздействия и характеристик материала:
- на разрыв или растяжение;
- на давление;
- на изгиб;
- на скручивание.
Виды испытаний бывают статические и динамические. Статические методы имеют более низкие деформационные скорости, в то время как динамические методы обычно характеризуются более высокими скоростями деформации.
Динамические испытания
Динамические испытания стали проводятся согласно стандартам, таким как ГОСТ 9454-78. Обычно применяются квадратные образцы 10x10 мм. Суть методики заключается в испытании на изгиб. Материал подвергается резкому механическому воздействию, и затем изменения в его состоянии анализируются под микроскопом. Этот метод также позволяет оценить способность сплава справляться с внезапными ударными нагрузками.
Твёрдость стали
Это ещё один важный параметр, который определяет её качество и способность сопротивляться пластической деформации. Существует несколько методов измерения твёрдости: Бринелля, Роквелла, Виккерса и Шора.
Важно отметить, что для проведения испытаний стали используются образцы, которые либо отбираются из товарной партии, либо специально изготавливаются. Они должны соответствовать нормативной документации, которая регламентирует типоразмеры и другие характеристики образцов. Важным условием является однородность размеров и свойств образцов, включая их длину, соосность, и качество обработки без дефектов и деформаций.
Фото: freepik.com
