Metāla materiālu triecienizturība attiecas uz to spēju pretoties bojājumiem un atgūt deformāciju, ja tie tiek pakļauti trieciena slodzēm. Šim veiktspējas indeksam ir liela nozīme materiālu praktiskajā pielietošanā. Triecienizturība ne tikai atspoguļo materiālu stingrību un trauslumu, bet arī nosaka materiālu izturību un uzticamību dinamiskās slodzēs. Ir daudzi faktori, kas ietekmē metālu materiālu triecienizturību, galvenokārt pašu izejvielu īpašības, parauga orientāciju, iegriezuma ģeometriju un apstrādes kvalitāti, testēšanas iekārtas precizitāti, svārsta atbilstību rāmis, testa temperatūra, trieciena parauga novietojums utt. Tālāk ir sniegta detalizēta šo faktoru analīze.
1. Pašu izejvielu īpašības
Metāla materiālu triecienizturība ir cieši saistīta ar to metalogrāfisko struktūru, ķīmisko sastāvu, fizikālajām īpašībām, apstrādes tehnoloģiju un termiskās apstrādes procesu. Piemēram, metālu ķīmiskais sastāvs, īpaši tādu elementu kā ogleklis (C), fosfors (P) un sērs (S), parasti samazina materiāla triecienizturību, kad to saturs palielinās. Tas ir tāpēc, ka šie elementi materiāla iekšpusē var veidot trauslas fāzes vai ieslēgumus, palielināt sprieguma koncentrāciju un samazināt materiāla stingrību. Gluži pretēji, tādi elementi kā mangāns (Mn) un niķelis (Ni) var efektīvi uzlabot materiāla stingrību noteiktā diapazonā. Mn var attīrīt graudus un kavēt karbīdu nogulsnēšanos gar graudu robežām, savukārt Ni var palielināt ferīta sakraušanas defektu enerģiju un veicināt dislokāciju šķērsslīdēšanu, kas viss palīdz uzlabot tērauda stingrību.
Turklāt metālu materiālu fāzes sastāvs arī būtiski ietekmē to izturību. Ferīts ir fāze ar zemu stiprību, labu plastiskumu un stingrību. Jo augstāks ir tā saturs, jo parasti ir labāka materiāla triecienizturība. Gluži pretēji, karbīdu tīkls pasliktinās materiāla stingrību. Jo lielāks ir to skaits, jo sliktāka ir materiāla triecienizturība. Tāpēc, pielāgojot materiāla ķīmisko sastāvu un termiskās apstrādes procesu, var kontrolēt fāzes sastāvu un pēc tam optimizēt materiāla triecienizturību.
2. Izlases orientācija
Metāla materiālu orientācija ietekmē to mehāniskās īpašības, tostarp izturību. Faktiskajā ražošanā un inženierzinātnēs lielākā daļa metāla materiālu tiek velmēti. Velmēšanas procesā metāla ieslēgumi tiek izstiepti gar galveno deformācijas virzienu kopā ar metāla graudiņiem, veidojot metāla šķiedras audus, kas nopietni ietekmē metāla materiāla triecienizturību. Tāpēc, ņemot paraugus pa velmēšanas virzienu, tas ir, parauga garā ass ir paralēla velmēšanas virzienam, un iecirtums tiek atvērts perpendikulāri velmēšanas virzienam, parauga ņemšanas rezultātā iegūtā triecienizturība ir lielāka; gluži pretēji, paraugu ņemšana perpendikulāri velmēšanas virzienam un iecirtums gar velmēšanas virzienu, paraugu ņemšanas rezultātā iegūtā triecienizturība ir mazāka.
3. Iecirtumu ģeometrija un apstrādes kvalitāte
Iecirtuma ģeometrija un apstrādes kvalitāte būtiski ietekmē materiāla triecienizturību. Saskaņā ar GB/T 229-2007 standartu iecirtumus galvenokārt iedala U veida un V veida. Salīdzinot ar U veida iegriezumiem, V veida robiem ir koncentrētāks spriegums, tāpēc to triecienizturība parasti ir zemāka. Vienam un tam pašam metāla materiālam robaino paraugu triecienizturība ir daudz mazāka nekā bezrobotiem paraugiem, jo robi izraisīs sprieguma koncentrāciju, tādējādi samazinot materiāla stingrību. Sprieguma koncentrācijas nozīme iezāģētiem triecienparaugiem ir no lieliem līdz maziem, I tipa, V veida, U veida un pusapaļas triecienparaugu secībā.
Turklāt iecirtumu apstrādes kvalitāte ir arī viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē triecienizturību. Iecirtumu apstrādes kvalitāte galvenokārt ietekmē materiālu triecienizturību, ietekmējot sprieguma un deformācijas koncentrāciju roba tuvumā. Pētījumi ir parādījuši, ka triecienizturība samazinās, palielinoties trieciena parauga iecirtuma dziļumam, un metāla materiālu triecienizturība palielinās, palielinoties iecirtuma saknes rādiusam; triecienizturība samazinās, palielinoties apstrādes skrāpējumiem un sacietēšanas pakāpei iecirtuma apakšā. Tāpēc trieciena paraugs ir jāapstrādā stingri saskaņā ar noteikumiem par trieciena robojuma parauga roba izmēru GB/T 229-2007.
4. Testēšanas iekārtas precizitāte un svārsta un rāmja koordinācija
Metāla materiālu triecienizturībai ir noteiktas prasības trieciena pārbaudes mašīnas precizitātei. Testēšanas iekārtai ar zemu precizitāti ir lielāka ietekme uz triecienizturību. Turklāt triecienizturība ir saistīta arī ar trieciena pārbaudes iekārtas nolasīšanas ierīces kļūdu, tāpēc nulles darbība jāveic pirms testa.
Izšķiroša ir arī svārsta un rāmja koordinācija. Trieciena tests ir vienreizējs destruktīvs tests, tāpēc svārsta un rāmja koordinācijai jābūt precīzai. Tas ietver svārsta ass un atskaites plaknes paralēlismu, svārsta sānu un šūpošanās plaknes paralēlismu, svārsta vārpstas radiālo un aksiālo klīrensu, attālumu no svārsta vārpstas ass līdz trieciena centram, trieciena asmens un atbalsta laidums utt., kam visiem jāatbilst attiecīgo standartu prasībām. Ja relatīvais novietojums starp trieciena asmeni un atbalsta laiduma centru neatbilst prasībām, trieciena asmens un parauga iecirtuma centra līnija nevar sakrist, kā rezultātā mērījumu rezultāti ir neprecīzi un triecienizturība ir lielāka.
5. Testa temperatūra
Testa temperatūra ir arī viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē materiālu triecienizturību. Triecienizturības testa laikā tiek atrasts materiāla trauslās zonas temperatūras diapazons, un lietošanas laikā to var kontrolēt, lai izvairītos no trauslās zonas temperatūras ietekmes uz materiālu. Dažādiem krāsaino metālu materiāliem ir atšķirīga triecienizturība, ko ietekmē temperatūra, bet trieciena absorbcijas enerģija ir saistīta ar temperatūru, temperatūras vienmērīgumu un izolācijas laiku. Temperatūrai pazeminoties, materiāla triecienizturība parasti samazinās. Tas ir tāpēc, ka materiāla plastiskā deformācijas spēja zemā temperatūrā samazinās, un tiek paātrināts plaisu izplatīšanās ātrums, kā rezultātā samazinās stingrība.
6. Trieciena parauga pozicionēšana
Trieciena parauga novietojums ir paredzēts, lai nodrošinātu, ka trieciena parauga iecirtuma centra līnija sakrīt ar trieciena asmeni uz svārsta, lai samazinātu testa darbības kļūdu. Ja to relatīvās pozīcijas nesakrīt un nevar sasniegt nepieciešamo 0,5 mm, maksimālais trieciena spēks nevar iedarboties uz minimālo šķērsgriezumu trieciena parauga iecirtuma saknē, kas galu galā rada lielāku triecienizturību. .
7. Citi faktori
Papildus iepriekš minētajiem faktoriem to triecienizturību būtiski ietekmēs arī metālu materiālu iekšējie defekti un piemaisījumi. Defekti un piemaisījumi palielinās sprieguma koncentrāciju un samazinās materiāla stingrību. Piemēram, iekšējie defekti, piemēram, ieslēgumi un burbuļi, izraisīs plaisu rašanos un izplešanos, tādējādi samazinot materiāla triecienizturību. Lai samazinātu defektu un piemaisījumu ietekmi uz materiāla stingrību, materiāla sagatavošanas un apstrādes laikā nepieciešams stingri kontrolēt izejvielu kvalitāti un ražošanas procesa apstākļus.
Secinājums
Faktori, kas ietekmē metālu materiālu triecienizturību, ir daudzpusīgi, tostarp pašu izejvielu īpašības, parauga orientācija, roba ģeometrija un apstrādes kvalitāte, testēšanas iekārtas precizitāte, svārsta un rāmja koordinācija. , testa temperatūru, trieciena parauga novietojumu utt. Vispusīgi apsverot šos faktorus un veicot atbilstošus optimizācijas pasākumus, metāla materiālu triecienizturību var ievērojami uzlabot, lai tas atbilstu dažādi rūpnieciski pielietojumi. Praktiskajos lietojumos ir jāizvēlas piemēroti materiāli un procesi, pamatojoties uz materiālu īpašībām un lietošanas apstākļiem, lai nodrošinātu, ka materiālu triecienizturība atbilst konstrukcijas prasībām.
