Metallmaterjalide löögikindlus viitab nende võimele kahjustustele vastu seista ja deformatsiooni taastada löögikoormuse korral. See jõudlusindeks on materjalide praktilise rakendamise jaoks väga oluline. Löögitugevus ei peegelda mitte ainult materjalide sitkust ja haprust, vaid määrab ka materjalide vastupidavuse ja töökindluse dünaamilisel koormusel. Metallmaterjalide löögikindlust mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas peamiselt toormaterjalide omadused, proovi orientatsioon, sälgu geomeetria ja töötlemise kvaliteet, katsemasina täpsus, pendli sobivus ja raam, katsetemperatuur, löökkatsekeha asukoht jne. Järgnevalt on nende tegurite üksikasjalik analüüs.
1. Toorainete endi omadused
Metallmaterjalide löögikindlus on tihedalt seotud nende enda metallograafilise struktuuri, keemilise koostise, füüsikaliste omaduste, töötlemistehnoloogia ja kuumtöötlusprotsessiga. Näiteks metallide, eriti selliste elementide nagu süsinik (C), fosfor (P) ja väävel (S) keemiline koostis põhjustab nende sisalduse suurenemisel tavaliselt materjali löögikindluse vähenemist. Selle põhjuseks on asjaolu, et need elemendid võivad moodustada materjali sees hapraid faase või lisandeid, suurendavad pingekontsentratsiooni ja vähendavad materjali sitkust. Vastupidi, sellised elemendid nagu mangaan (Mn) ja nikkel (Ni) võivad teatud vahemikus tõhusalt parandada materjali tugevust. Mn võib terakesi rafineerida ja pärssida karbiidide sadenemist piki terade piire, samas kui Ni võib suurendada ferriidi virnastamise rikkeenergiat ja soodustada dislokatsioonide ristlibisemist, mis kõik aitavad parandada terase tugevust.
Lisaks mõjutab nende sitkust oluliselt ka metallmaterjalide faasiline koostis. Ferriit on madala tugevusega, hea plastilisuse ja sitkusega faas. Mida suurem on selle sisaldus, seda parem on tavaliselt materjali löögikindlus. Vastupidi, karbiidide võrgustik halvendab materjali tugevust. Mida suurem on selle arv, seda halvem on materjali löögikindlus. Seetõttu saab materjali keemilise koostise ja kuumtöötlemisprotsessi reguleerimisega kontrollida faasi koostist ja seejärel optimeerida materjali löögikindlust.
2. Valimi suund
Metallmaterjalide orientatsioon mõjutab nende mehaanilisi omadusi, sealhulgas tugevust. Tegelikes tootmis- ja insenerirakendustes on enamik metallmaterjale valtsitud. Valtsimisprotsessi käigus pikeneb metallide kandmine piki põhideformatsioonisuunda koos metalliteradega, moodustades metallkiudkoe, mis mõjutab tõsiselt metallmaterjali löögikindlust. Seetõttu on proovide võtmine piki veeremissuunda, see tähendab, et proovi pikitelg on paralleelne veeremissuunaga ja sälk avatakse risti veeremissuunaga, on proovivõtmisel saadud löögitugevus suurem; vastupidi, proovide võtmisel risti valtsimissuunaga ja sälkudega piki veeremissuunda, on proovivõtmisel saadav löögitugevus väiksem.
3. Sälgu geomeetria ja töötlemise kvaliteet
Sälgu geomeetria ja töötlemiskvaliteet mõjutavad oluliselt materjali löögikindlust. Vastavalt GB/T 229-2007 standardile jagunevad sälgud peamiselt U-tüüpi ja V-tüüpi. Võrreldes U-tüüpi sälkudega on V-tüüpi sälkudel kontsentreeritum pinge, mistõttu on nende löögitugevus tavaliselt madalam. Sama metallmaterjali puhul on sälkudega katsekehade löögikindlus palju väiksem kui sälkumata katsekehadel, kuna sälgud põhjustavad pinge kontsentratsiooni, vähendades seeläbi materjali sitkust. Sälguga löökkehade pingekontsentratsiooni olulisus on suurtest kuni väikesteni, I-tüüpi, V-tüüpi, U-tüüpi ja poolringikujuliste löögikehade järjekorras.
Lisaks on sälgu töötlemise kvaliteet ka üks olulisi tegureid, mis mõjutab löögitugevust. Sälgu töötlemise kvaliteet mõjutab peamiselt materjalide löögikindlust, mõjutades pinge ja pinge kontsentratsiooni sälgu lähedal. Uuringud on näidanud, et löögitugevus väheneb, kui suureneb löökkatsekeha sälgu sügavus, ja metallmaterjalide löögitugevus suureneb sälgu juure raadiuse suurenemisega; löögikindlus väheneb koos töötlemiskriimude ja kõvenemisastme suurenemisega sälgu põhjas. Seetõttu tuleks löögiproovi töödelda rangelt vastavalt löögisälgu näidise sälkude suuruse sätetele GB/T 229-2007.
4. Testimismasina täpsus ning pendli ja raami koordineerimine
Metallmaterjalide löögikindlusel on teatud nõuded löögikatse masina täpsusele. Madala täpsusega katsemasin mõjutab löögitugevust rohkem. Lisaks on löögitugevus seotud ka löögikatsemasina lugemisseadme veaga, seega tuleks nullimisoperatsioon läbi viia enne katset.
Samuti on ülioluline pendli ja raami koordineerimine. Löögikatse on ühekordne purustav katse, seega peab pendli ja raami koordineerimine olema täpne. See hõlmab pendli telje ja võrdlustasandi paralleelsust, pendli külje ja pöördetasandi paralleelsust, pendli võlli radiaalset ja aksiaalset kliirensit, kaugust pendli telje ja löögikeskme vahel, pendli telje ja löögikeskme suhtelist asendit. löögitera ja tugiulatus jne, mis kõik peaksid vastama asjakohaste standardite nõuetele. Kui löögitera ja tugivahemiku keskpunkti suhteline asend ei vasta nõuetele, ei saa löögitera ja proovi sälgu keskjoon kokku langeda, mistõttu on mõõtmistulemused ebatäpsed ja löögitugevus on suurem.
5. Testi temperatuur
Katsetemperatuur on ka üks olulisi tegureid, mis mõjutab materjalide löögikindlust. Löögitugevuskatse käigus leitakse materjali rabeda tsooni temperatuurivahemik ja seda saab kasutamise ajal kontrollida, et vältida rabeda tsooni temperatuuri mõju materjalile. Erinevatel värvilistel metallidel on erinev löögikindlus, mida mõjutab temperatuur, kuid löögi neeldumisenergia on seotud temperatuuri, temperatuuri ühtluse ja isolatsiooniajaga. Temperatuuri langedes väheneb tavaliselt materjali löögikindlus. Selle põhjuseks on asjaolu, et materjali plastiline deformatsioonivõime väheneb madalatel temperatuuridel ja pragude levimiskiirus kiireneb, mille tulemusena väheneb tugevus.
6. Löögiproovi positsioneerimine
Löögikatsekeha positsioneerimine peab tagama, et katsekeha sälgu keskjoon langeb kokku pendli löögiteraga, et vähendada katsetoimingu viga. Kui nende suhteline asend ei ühti ega vasta nõutavale 0,5 mm, ei saa maksimaalne löögijõud mõjuda minimaalsele ristlõikele löökkatsekeha sälgu juures, mis lõppkokkuvõttes toob kaasa suurema löögikindluse. .
7. Muud tegurid
Lisaks ülaltoodud teguritele mõjutavad oluliselt nende löögikindlust ka metallmaterjalide sisemised defektid ja lisandid. Defektid ja lisandid suurendavad pinge kontsentratsiooni ja vähendavad materjali sitkust. Näiteks sisemised defektid, nagu kandmised ja mullid, põhjustavad pragude teket ja laienemist, vähendades seeläbi materjali löögikindlust. Selleks, et vähendada defektide ja lisandite mõju materjali sitkusele, on materjali ettevalmistamisel ja töötlemisel vaja rangelt kontrollida tooraine kvaliteeti ja tootmisprotsessi tingimusi.
Järeldus
Metallmaterjalide löögikindlust mõjutavad tegurid on mitmetahulised, sealhulgas toormaterjalide endi omadused, proovi suund, sälgu geomeetria ja töötlemise kvaliteet, katsemasina täpsus, pendli ja raami koordineerimine. , katsetemperatuuri, löögikatsekeha positsioneerimist jne. Neid tegureid põhjalikult kaaludes ja vastavaid optimeerimismeetmeid rakendades saab metallmaterjalide löögikindlust oluliselt parandada, et see vastaks mitmesugused tööstuslikud rakendused. Praktilistes rakendustes on vaja valida sobivad materjalid ja protsessid lähtudes materjalide omadustest ja kasutustingimustest, et tagada materjalide löögikindluse vastavus projekteerimisnõuetele.
