Лабораторный практикум по материаловедению

Построение норм испытаний. Построение норм испытаний иллюстрируется, как правило, на следующем примере.

Цель. Устанавливается цель нормированного опыта. При этом имеют место ссылки на уже установленные нормы (стандарты), а также параметры, которые могут оказать влияние на опыт (например, влияние толщины стенки у отливок).

Область применения (продолжительность). Здесь устанавливается область применения, а также продолжительность действия приведенной нормы испытания. При отклоняющейся форме пробы и условий испытаний и т. д. дается указание на надлежащий стандарт.

Понятия и знаки. Объясняются понятия и сокращения, требующиеся в рамках проводимого опыта. У механических характеристик приводится их размерность, а также выражения в виде формулы.

Форма и изготовление пробы. Изготовление пробы может установить уже выплавка основного материала (расплавление под вакуумом – расплавление на воздухе). Таким образом задается его металлургическая степень чистоты. Способом обработки (например, шлифование вдоль или перпендикулярно направлению прокатки) одновременно задается также качество поверхности (глубина шероховатости). Если пробы должны подвергаться термомеханической обработке, то предписываются параметры обработки (например, температура науглероживания и закалки, закалочная среда, отпуск, глубина цементации, содержание углерода в поверхностном слое, цементация и т. д.). Форма и величина пробы приводятся в соответствие с допусками и способом отбора проб.

Прибор (машина) для испытаний. Здесь описываются построение опыта, а при механических способах испытания допустимые конструкции и исполнение необходимой испытательной машины. Если нужно, то описывается крепление образца, принцип нагружения, создание и измерение нагрузки.

Проведение опыта. В проведении опыта описываются все граничные параметры, необходимые для соответствующего испытания, например температура испытания, сила испытания, длительность опыта, вид нагрузки, скорость деформации или нагрузки. Приводится определение измеряемых величин, а также проведение измерений, если необходимы исследования в специальной среде (например, коррозионные исследования).

Оценка результатов опыта. В обобщении устанавливается единый вид документации (например, диаграммы).

Акт испытания. Акт испытания содержит при указании на соответствующую норму состав всех результатов испытания. Наряду с результатами указываются все параметры испытания, необходимые для испытания и указанные выше. Применяемые в исключениях и отклоняющиеся от этой нормы условия испытания четко указываются в акте испытания.

Нормы понятий. Необходимость документировать результаты для того, чтобы обобщать систематически опыт различных центров исследования и сделать его доступным, заставляет прибегнуть к унифицированию. Это приводит к требованию соглашений о понятиях и содержании понятий. На основании множества существующих норм понятий следует ссылаться на DIN 50900, а также на VDI – директиву 3822. В DIN 50900 (части 1–3) изложены понятия коррозии металлов. Часть 1 отведена общим понятиям коррозии. Часть 2 объясняет электрохимические понятия коррозии, а часть 3 – понятия по исследованию коррозии. Директива VDI3822 определяет понятия и объясняет определения по анализу разрушений.

Технологические свойства металлов

Литейные свойства. Принята оценка характеристик литейных свойств в виде относительных величин коэффициентов, равных отношению показателей для изучаемого и эталонного материала, определенных по единым методикам. В качестве эталона взята сталь марки ЗОЛ. Для оценки технологичности приняты следующие показатели:

К_ж.т. – показатель жидкотекучести (равен отношению значений жидкотекучести данного материала и эталона);

К_т.у. – показатель трещиноустойчивости (равен отношению трещиноустойчивости данного материала и эталона);

К_у.р. – показатель склонности к образованию усадочных раковин (равен отношению объемов усадочной раковины в отливке из данного материала и эталона).

Жидкотекучесть определена по спиралевидной пробе. Длина залитой спирали в сантиметрах выражает жидкотекучесть материала.

Линейная усадка определена на приборе конструкции Большакова.

Склонность стали к образованию усадочных раковин и пор определена на цилиндрическом образце, переходящем в верхней части в усеченный конус.

Усадочная пористость определена по объему пористой зоны.

Трещиноустойчивость определена на приборе конструкции ЦНИИТМАШ. Прибор показывает стойкость стали против появления горячих трещин, которые образуются вследствие заторможенной усадки образцов.

Литейные свойства определены при температуре на 50–70 °С выше начала затвердевания стали.