Для оцінювання здатності матеріалу сприймати певну деформацію в умовах, максимально наближених до виробничих, служать технологічні випробування. Таке оцінювання носить якісний характер. Воно необхідне для визначення придатності матеріалу для виготовлення виробів за технологією, що передбачає значну і складну пластичну деформацію. Для визначення здатності листового матеріалу товщиною до 2 мм витримувати операції холодного штампування (витягування) застосовують метод випробування на витягування сферичної лунки за допомогою спеціальних пуансонів, що мають сферичну поверхню (ГОСТ 10510). Схема випробування наведена на рис. 11.1.
Рисунок 11.1 – Схема випробування на витягування сферичної лунки
за Еріксоном
У процесі випробування фіксуються зусилля витягування. Конструкція приладу передбачає автоматичне припинення процесу витягування у той момент, коли зусилля починає зменшуватися (в матеріалі з'являються перші тріщини). Мірою здатності матеріалу до витягування служить глибина витягнутої лунки.
Лист або стрічку товщиною менше 4 мм випробують на перегин (ГОСТ 13813). Випробування проводять за допомогою пристосування, зображеного на рис. 11.2.
Рисунок 11.2 – Схема випробування на перегин
1 – важіль; 2 – змінний поводок; 3 – зразок; 4 – валики; 5 – губки; 6 – лещата
Зразок згинають спочатку вліво або вправо на 90 о, а потім кожен раз на 180о у протилежному напрямку. Критерієм закінчення випробування є руйнування зразка або досягнення заданого числа перегинів без руйнування.
Дріт з кольорових і чорних металів випробують на скручування (ГОСТ 1545) з визначенням числа повних обертів до руйнування зразків. Застосовують також випробування на перегин (ГОСТ1579) за схемою, аналогічною випробуванню листового матеріалу. Проводять пробу на навивання (ГОСТ 10447). Дріт навивають щільно прилеглими витками на циліндричний стрижень певного діаметру (рис. 11.3).
Рисунок 11.3 – Проба на навивання дроту
Число витків повинно бути у межах 5–10. Ознакою того, що зразок витримав випробування, є відсутність після навивання розшарування, відшарування, тріщин або надривів як у основному матеріалі зразка, так і у його покритті.
Для труб із зовнішнім діаметром не більше 114 мм застосовують пробу на загин (ГОСТ 3728). Випробування полягає у плавному загині відрізка труби будь-яким способом на кут 90 ° (рис. 11.3 а) так, щоб його зовнішній діаметр ні в жодному місці не став менше 85 % від початкового. ГОСТ встановлює величину радіуса загину R залежно від діаметру труби D і товщини стінки S. Вважається, що зразок витримав випробування, якщо на ньому після загину не виявлено порушень суцільності металу. Зразки зварних труб повинні витримувати випробування при будь-якому положенні шва.
Випробування на бортування (ГОСТ 8693) застосовують для визначення здатності матеріалу труб утворювати фланець заданого діаметра (рис. 11.4 б).
Рисунок 11.4 – Схеми випробувань труб
а – на загин; б – на бортування; в – на роздачу; г, д – на сплющування
Ознакою того, що зразок витримав випробування, служить відсутність після відбортовки тріщин або надривів. Допускається відбортовка з попередньою роздачею на оправці. Випробування на роздачу (ГОСТ 8694) виявляє здатність матеріалу труби витримувати деформацію при роздачі на конус до певного діаметра із заданим кутом конусності (рис. 11.4 в). Якщо після роздачі зразок не має тріщин або надривів, то вважається, що він витримав випробування.
Для труб передбачені випробування на сплющування до певного розміру (рис. 11.4 г).
Для випробування дроту або прутків круглого та квадратного перетину, призначених для виготовлення болтів, гайок та інших кріпильних деталей методом висаджування, використовують пробу на осадку (ГОСТ 8817). Стандарт рекомендує певний ступінь деформації. Критерієм придатності є відсутність тріщин, надривів, розшарувань на бічній поверхні зразка.
Для пруткових матеріалів широко застосовується проба на вигин: загин до певного кута (рис. 11.5 а), загин до паралельності сторін (ріс. 11.5 б), загин до зіткнення сторін (рис. 11.5 в).
Рисунок 11.5 – Схеми випробувань на вигин
а – загин до певного кута; б – загин до паралельності сторін; в – до зіткнення сторін
Порядок виконання роботи
1. Вивчити теоретичні відомості.
2. Описати методи технологічних випробувань матеріалів.
3. Провести випробування для визначення здатності листового матеріалу товщиною до 2 мм витримувати операції холодного штампування.
4. Провести випробування стрічки на перегин.
Зміст звіту
1. Найменування роботи, мета й устаткування.
2. Основні положення теоретичних відомостей.
3. Схеми випробувань стрічки на здатність до холодного штампування та на перегин.
Контрольні питання
1. Які властивості матеріалів є технологічними?
2. Для чого необхідні технологічні випробування?
3. Які випробування застосовують для матеріалів холодного штампування?
4. Які випробування застосовують для дротів, труб, прутків?
Література: [5 – 8].
Лабораторна робота № 12
