Испытание на деформируемость

Понятно, что деформируемость' зависит прежде всего от химического состава, причем для сталей достаточно выяснить содержание углерода и легирующих элементов; для материалов под холодную высадку достаточно обоснованное заключение можно сделать и на основе анализа загрязненности.

Для анализа способностей металла к деформируемости и упрочнению предлагались различные методы. Так, например, наиболее простым методом контроля является двойное вдавливание шарика; один раз обычным способом определяется твердость материала Rb- amp; затем определяется твердость IIb по Бринелю (фиг. 39). Соотношение данных обоих измерений представляет собой критерий для определения способности упрочняться. Иногда при исследованиях .малоуглеродистых сталей, предназначаемых для холодной высадки, применяют пробу на ударную вязкость. Образец, который после 10%-ной степени деформации получает некоторое старение, должен иметь незначительное уменьшение ударной вязкости сравнитель-

60°

Фиг. 40. Простая форма образца для испытания на ударную вязкость проволоки для холодной высадки.

но с состоянием поставки, а удельная ударная вязкость не должна превосходить 4 кГм/мм2. При исследованиях проволоки или прутков малого диаметра можно вместо стандартных размеров образца взять отрезок материала определенной длины и нанести на нем с помощью напильника или фрезой зарубку под углом 60° (фиг. 40). Вместо этого могут

быть применены и другие методы, например, проба на изгиб после искусственного старения.

Вообще не совсем ясно практическое значение таких проб. Хотя они и могут быть использованы для низкоуглеродистых сталей, для всеобщего употребления их рекомендовать нельзя, так как явной зависимости с деформируемостью такие пробы не имеют.

Наоборот, другие методы исследования, например, испытание иа растяжение, дают основание для суждения о деформируемости на основе главным образом относительного сужения шейки. Однако и здесь это имеет смысл лишь при наличии сведений о состоянии материала — для отожженного или тянутого. В последнем случае необходимо знать и величину обжатий при волочении. Чем выше обжатия, тем меньше может быть допускаемое сужение шейки, необходимое для обеспечения определенных способностей к деформированию. Наряду с определением относительного сужения рационально также установить пределы текучести и прочности и относительное удлинение.

Наилучшим вспомогательным средством для определения деформируемости является микроскопическое исследование; при этом следует обратить внимание на основные положения относительно перлитной структуры, величины зерна и ориентации зерен. С увеличением перлитного числа деформируемость растет (фиг. 41). Фиг. 42 отвечает на вопрос, следует ли отказываться из-за недостатка средств от металлографических исследований и базироваться в выводах только на данных о сужении. Несмотря на имеющуюся у отожженных сталей определенную связь между сужением и перлитным числом, оптимальное значение сужения не дает достаточного основания для суждения

о              характере перлитной структуры. Из диаграммы следует, что у улучшаемых сталей CQ22—CQ45 относительное сужение при разрыве образца может достигать почти 60%, а перлитное число составляет только 50,

и,              таким образом, структура наполовину состоит из пластинчатого перлита. Поэтому осуществлять приемку материала только на основе результатов относительного сужения можно лишь в случаях, если известны сравнительные данные о деформируемости сталей, тянутых с теми же обжатиями.

Во многих случаях для определения деформируемости полезна проба на осаживание. Такая проба обычно употребляется для обнаружения поверхностных дефектов, но ее можно применять и для установления предела деформируемости материала. На фиг. 43 показана проба на осаживание материала, который имеет ограниченную деформируемость, так как при большой степени осадки появляются скалывающие трещины.

Осаживание можно делать и динамическое, используя, например, фрикционный молот с регулируемой высотой падения. Такой метод применяется для контроля пластичности и заполняемое™ полости штампа. При этом измеряется получаемая деформация при постоянной

Фиг. 42. Зависимость между характером структуры перлита и относительным сужением для отожженных сталей.

высоте бабы; уменьшение высоты образца или высота заполнения полости берется как мерило способностей деформирования.

'              I

Фиг. 43. Результаты пробы на осаживание материала с плохой деформируемостью

б)              Контроль состояния поверхности

Так как различные поверхностные дефекты материала проявляются при обработке приблизительно одинаково, то не представляет особого интереса, какова причина того или иного поверхностного дефекта. Обычно применяют следующие методы для исследования качества поверхности: проба на скручивание, проба на осаживание, проба травлением. Эти методы направлены на обнаружение поверхностных дефектов, но не на установление причин их появления.

Фиг. 44 Материал с поверхностным дефектом после пробы на скручивание.

Фиг.

Для проволоки диаметром до 12 мм, предназначенной под холодную высадку, широко применяется проба на скручивание. В соответствующем приспособлении отрезок проволоки длиной в 30 диаметров многократно скручивается на 360°, сначала в одном направлении, а затем в обратном. Благодаря поверхностным дефектам или продольным трещинам материал при этом разрушается более или менее снль* но, а стали высокого качества не разрушаются (фиг. 44, 45).

При пробе осаживанием образец длиной 1,5 диаметра осаживается на 50—80% в зависимости от степени деформации при обработке. По обычным техническим условиям при пробе проволоки для высадки болтов осадка производится на треть высоты образца. Круглая проволока для штампованных гаек осаживается на 50%. При этом не имеет значения, как производится нагружение — динамически или статически. Для симметричной осадки необходимо только обеспечить перпендикулярность торца к оси. Такая проба очень близка к условиям

нагрузки при высадке. На фиг. 46 и 47 показаны результаты пробы на осаживание соответственно непригодного и высококачественного материалов; проба дана при различных степенях осадки.

Очевидно, что при малых степенях деформации материалы с поверхностными дефектами могут быть вполне пригодны. Проба травлением употребляется для обнаружения на поверхности шлаковых включений. При этом производится сильное травление материала любой длины в горячем растворе серной или соляной кислоты. Таким путем выявляются малые поверхностные дефекты, не обнаруживаемые другими методами. На фиг. 48 и 49 показаны травленые образцы соответственно с дефектным и хорошим состоянием поверхности. Проведение пробы может осуществляться вспомогательными рабочими, так как не требует особой подготовки.

Однако часто дефекты поверхности залегают участками, поэтому при обработке может возникнуть брак, хотя при приемке дефект не был обнаружен.

наиболее соответствует условиям процесса деформирования, поэтому дефекты, идущие по всей поверхности, определяются так более надежно. Например, трудно заметные закаты, заваренные и завальцован- ные сверху, можно определять только осаживанием или микроскопическим исследованием. Осаживание применяется как проба и при горячей штамповке. Иногда проводится макроскопическое исследование торцового шлифа невооруженным глазом или при легком увеличении; при этом можно обнаружить, кроме поверхностных трещин, также наличие раковин и чужеродных включений.

Фиг 48. Материал с поверхностными дефектами.

alt="" />

Фиг. 49. Материал с высоким качеством поверхности.

Результаты пробы травлением различных сталей для холодной высадки.

Современные методы контроля материала в целях распознавания дефектов поверхности основаны на проверке без разрушения. Хотя для этой цели пока еще не смогли широко внедрить рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи и метод магнитных порошков, однако есть другие способы контроля, с помощью которых измеряются магнитные или электрические величины, меняющиеся при наличии трещин в сталях или цветных металлах. Так, например, имеются элек- троиндукционные приборы, обеспечивающие контроль с высокой регулируемой скоростью до 4 м/сек. Таким образом можно проверить всю длину обрабатываемого материала, что, безусловно, имеет значительное преимущество для производства по сравнению со старыми выборочными методами контроля. Магнитноиндуктивные приборы также имеют сравнительно высокие скорости контроля и пригодны для большого диапазона диаметров. То же самое можно сказать и о приборе для обнаружения трещин, где сигнал о наличии дефекта появляется на светящемся экране. Сортировка осуществляется по загоранию контрольной лампы или звуковому сигналу. Дефектный материал автоматически отбраковывается. Трещины глубиной до 0,1 мм, как правило, трудно обнаружить, но большие сквозные трещины можно установить вполне надежно. Точное обнаружение де-

фектов затрудняется, между прочим, и тем, что приборы срабатывают иногда и при упругом прогибе или малых пластических деформациях. Кроме того, обнаруживаются второстепенные, сточки зрения контроля неинтересные влияния. Благодаря этому при контроле возможны ошибки.