Металтану және термиялық өндеу

бақыланады.Беттік материалды июге, қалпына келтіруге сынайды. Сым материалдарды

июге, бұрауға, ал трубаларды үлестіруге және июге сынайды. Сынаудан кейін материалда

ақаулардың болмауы, материалдың жарамдылық критериі болып табылады.

3.Пісірімділік – бұл материалдың талапқа сай сападағы бөлінбейтін қосылыс түзу

қасиеті.Ол пісірілген тігіс сапасы бойынша бағаланады.

4.Кесу арқылы өңдеуге қабілеттілік – материалдың әртүрлі кескіш құралдармен кесу

арқылы көндігу қабілетін мінездейді. Ол кескіш құралдың беріктігімен және беткі қабаттың

сапасы бойынша бағаланады.

Эксплуатациялық қасиеттер – материалдың нағыз өндірістік жағдайда жұмыс істей алу

қабілетін сипаттайды.

1.Тозуға төзімділік – бұл, материалдың ішкі үйкеліс әсерінен беттік бұзылуға қарсы тұру

қабілеті.

2.Коррияға төзімділік – материалдың қышқылдық және сілтілік орталардың зиянды әсеріне

қарсы тұру қабілеті.

3.Қызуға төзімділік – бұл, материалдың жоғары температура кезінде тотықсыздануға қарсы

тұруы.

4.Қызуға беріктік – бұл, материалдың жоғары температура жағдайында өзінің қасиеттерін

сақтап қалу қабілеті.

5.Салқынға төзімділік – бұл, материалдың төмен температура жағдайында өзінің

пластикалық қасиетін сақтайтын қасиеті.

6. Антифракциялық – материалдың басқа материалға жүмысты айнала алу қабілеті.

Бұл қасиеттер бұйымның жұмыс жағдайына байланысты арнайы сынақтар жүргізу

арқылы анықталады. Белгілі бір конструкция жасау үшін материал таңдаған кезде оның

техникалық, технологиялық және эксплуатациялық қасиеттерін есепке алу керек.

Глоссарий

Ликвация – материалдың көлемі бойынша химиялық құрамының біртекті еместігі.

Құйылымдық қасиеттер – бұл берілген материалдаң одан сапалы құйма алуға болатын

қабілеттілігін сипаттайды.

Технологиялық қасиеттер – материалдың салқындай және ыстықтай өңдеуге түсу қабілетін

сипаттайды .

45

Тұтқырлық – пластикалық деформация арқылы материалдың ішкі күштегі механикалық

энергиясын тұтынуы болып табылады.

Қаттылық – бұл материалдың бетіне стандарттық денелі (индентордың) енуіне қарсылық

көрсетуі

Мортсынғыштық дегеніміз температураның төмендеуімен металдың сынғыштық күйге

өтуі.

Тозу - жүктеудің белгілі өзгерткіш қайталану кезіндегі материалдың бұзылуы, яғни шамасы

аққыштық шегінен аспайды.

Соққы тұтқырлығы - сипаттамалы тұтқырлық болып табылады (аH)

Бақылау сұрақтары:

1.Қандай механикалық қасиеттерді білесіңіз?

2.Қаттылықты өлшеу әдістері

3.Бринелл әдісінің шекті қаттылығы

4.Тұтқырлық дегеніміз не?

8 Дәріс

Материалдың конструкциялық төзімділігі.Поликристалдық денелердің

деформациялық ерекшелігі.Тойтару,қайтымдылық

және қайта кристалдану.

1.Материалдың конструкциялық төзімділігі.

2.Поликристалдық денелердің деформациялық ерекшеліктері.

3.Пластикалық деформацияның металдың құрлымы мен құрлысына әсері:тойтару.

4.Деформацияланған металдың құрлымы мен құрлысына қыздырудың әсері:қайтымдылық

және қайта кристалдану.

Материалдың конструкциялық төзімділігі

Сынаудың нәтижесінде мінездемелер алынады:

●Күштілік (пропорционалдық шегі,серпінділік шегі,аққыштық шегі,қаттылық шегі,беріктік

шегі)

●Деформациялық (қатысты ұзару,қатысты тарылу);

●Энергетикалық (соққылық тұтқырлық)

Қолданылу құрылымына және эксплуатациялық шарттарына қарамастан сынаудың

барлығы жалпы материалдың қаттылығын мінездейді.Деталдардың жоғары сапасына қол

жеткізуге болады,егерде детальдардың жұмыс барысында орны бар және олардың

құрылымдық қаттылығын анықтайтын барлық ерекшеліктерін ескеретін болсақ.

Құрлымдық қаттылық- беріктік құрылымының комплексі берілген бұйымның

қызметтес қасиеттерімен корреляцияда болып, эксплутация жағдайларында материалдың

сенімді және ұзақ жұмысын қамтамасыз етеді.

Конструкциялық беріктікке келесі факторлар әсер етеді:

●Детальдардың конструкциялық ерекшеліктері (пішіні және өлшемі);

●Детальдардың әртүрлі бұзылу механизмі;

●Детальдың беткі қабатындағы материалдың жағдайы;

●Детальдың беттік қабатында жүретін процесстер, жұмыс кезіндегі ақауға әкеліп соқтырады.

Сапалы конструкцияның қажетті шартын құруда материалды үнемді пайдалана

отырып конструкциялық беріктікке әсер ететін қосымша критерийлерді ескеру қажет.

Сенімділік және өміршеңдік осы критерийлер болып табылады.

Сенімділік- материал құрылысы, берілген функцияларды орындайды, берілген

қажетті уақыт шектерінде эксплутациялық көрсеткіштерін сақтайды немесе материалдың

морт сынғыштығына қарсы тұруы.

Морт сынғыштықтың дамуы төменгі температураларда жүреді, жарықтардың болуымен,

жоғары қалдық кернеуі болуымен және де шаршау процесінің дамуымен және тоттануымен.

46

Суыққа төзімділіктің температуралық сатылары сенімділікті анықтайтын критерий

болып табылады, жарықтар кедергісінің таралуына, соққылық тұтқырлық, пластикалық

мінездемелері, өміршеңдігі.

Өміршеңдік- белгілі бір жағдайға дейін детальдардың жұмыс істеу қабілетінің

сақталуы.

Өміршеңдік металдардың шаршағандығымен, тозу үрдістерімен, тоттану және

басқаларымен анықталады, олар біртіндіп бүлініп және де апаттық жағдайларға әкеліп

соқтырмайды.

Өміршеңдікті анықтайтын критерий болып саналатындар шаршау беріктігі, тозуға

төзімділік, тоттануға қарсы тұру, ұласқан беріктік болып табылады.

Конструкциялық беріктікті анықтайтын жалпы қағидалар:

●Күштену жағдайының түр ұқсастығы сынауға алынған үлгілер мен бұйымдардың;

●Сынау шарттарының ұқсастығы және эксплутация жағдайлары (температура, орта, тиелу

реті);

●Бүліну мінездемесінің ұқсастығы және үлгідегі және бұйымдағы сынған жердің түрі.

Поликристалдық денелердің деформациялық ерекшеліктері

Поликристалдық салқын пластикалық деформациясын қарастырайық. Металдардың

пластикалық деформациясы және поликристалдық денелердің балқымалары

монокристалдық пластикалық деформациясына қарағанда кейбір ерекшеліктері бар.

Поликристалдық дененің форма өзгерісі жеке дәндердің форма өзгерісінен және

шекералас көлемдерде форма өзгерісінен құралады. Жеке бидайлар сырғанауымен және екіге

бөлінуімен деформацияланады, бірақта бидайдың өзара байланысы және поликристалдағы

көп түрлілігі деформация механизміне өз ерекшеліктерін енгізеді.

Түйіршіктің сырғанау беті кеңістікте ерікті түрде бағытталға, сол себепті ішкі күштің

әсерінен дара түйіршіктің сырғанау бетіндегі кернеу әртүрлі болады. Деформация жеке дара

түйіршікте басталады, беттік сырғанауда максималды қатысты кернеу пайда болады. Көрші

түйіршіктер айнала бастайды және біртіндеп деформация процесіне түсе бастайды.

Деформация түйіршіктің формасының өзгерісіне әкеліп соқтырады: металдың интенсивті

ағысына көбірек созылған бағытына байланысты түйіршік формасын өзгертеді

(деформацияның беріктік бағытының бойымен ось бойынша бұрылады). Деформация

кезіндегі құрылым өзгерісі 8.1 . суретте көрсетілген.

Сурет 8.1. Деформация кезіндегі құрылым өзгерісі: а) деформацияға дейін б) 35% сығудан кейін в)

90% сығудан кейін

Металл талшықты құрылымға ие болады. Талшық олармен бірге созылған металл емес

қосылыстармен, талшықтың бойымен және қарама-қарсылығының себебі талшықтың

құрылысының бірдей еместігінде. Пластикалық деформация процесінде бір мезгілде

47

түйіршіктің формасының өзгерісімен олардың кеңістіккристалдық торындағы бағыт-

бағдарының өзгерісі болады.

Көптеген кристалдық тордың түйіршіктері бірдей бағыт бағдар алатын болса,

деформация текстурасы пайда болады.

Металдың құрылысы мен құрылымына пластикалық деформацияның

әсері: тойтару

Текстура деформациясы кристалдық анизотропияны құрайды, сол себепті

құрылысының көп айырмашылығы 450 бұрыш астында орналасқан бағытында қарама- қарсы

жүреді. Деформация дәрежесінің өсуімен пластикалық (қатысты ұзару, қатысты тарылу )

және тұтқырлық (соғылымды тұтқырлық) мінездемелері азаяды, ал беріктік мінездемелері

(серпімділік шегі, аққыштық шегі, беріктік шегі) және қаттылығы артады. (Сур. 8.2.) Электро

қарсы тұру жоғарылайды, магнит өткізгіштік, жылуөткізгіштік, коррозияға қарсы тұруы

азаяды.

Деформация дәрежесі,%

Сур.8.2. Металлдың механикалық құрылысына суық пластикалық деформацияның әсері

Деформациялық қатайту немесе тойтару дегеніміз пластикалық деформация

үрдісінде металдардың механикалық, физикалық және басқа құрылысының өзгеруінің

өзіндік құны.

Қатайту және тойтару дислокацияның тығыздығының бірнеше рет өсуімен

түсіндіріледі:

олардың ерікті түрде орын ауыстыруы өзара әсерлесуінен қиындайды, кернеудің

пайда болуымен металдық торының бүлінуімен және де блоктар мен түйіршіктердің

ұнтақталуына байланысты.

Қыздырудың деформацияланған металдың құрылысы мен

қасиетіне әсері

Деформацияланған металл тепе-теңдік жағдайда болады.Тепе-теңдік жағдайға өту

кристалдық тордағы бүлінудің төмендеуімен байланысты,кернеудін төмендеуі атомдардың

орын ауыстыру мүмкіндігімен анықталады.

Төменгі температурада атомдардың қозғалысы аз,сондықтан тойтарыс жағдайы шексіз

ұзақ сақталуы мүмкін.Қыздыру процесіндегі металдың жоғары температурасында

пластикалық деформациядан кейін атомдар диффузиясы артады,металды ең тепе-теңдік

жағдайға - қайтымдылыққа және қайта кристалдануға әкелетін беріктіктің бұзылу процесіне

әсер ете бастайды.

Қайтымдылық.Аз ғана қыздыру атомдар қозғалысының шапшаңдығын

туғызады,дислокация тығыздығының төмендеуі – ішкі кернеудің және кристалдық

торлардың түзілуін жояды.Беріктіктің шамалы бұзылу процесі және түзілу қасиеті

тұрақтылық деп аталады.(қайтымдылықтың бірінші сатысы).Қайтымдылық кристалдық

48

тордағы бүлінуді төмендетеді,бірақ түйіршік формасының өлшеміне әсер етпейді және

деформация текстурасының пайда болуына кедергі жасамайды.

Қайта кристалдаудағы анықталатын металл түйіршігіндегі басты шама

температура:фрагменттер,сырғанаған және жорғалаған дислокациялар нәтижесіндегі

полигондар пайда болады.

Қабырғадағы дислокациялар тобы бірдей белгілермен қайтымдылық температурасында

кіші бұрышты шекаралармен түйіршіктерге бөлінуі мүмкін.

Полигонизацияланған жағдайда кристалл аз күшке ие болады,сондықтан

полигондардың пайда болуы – энергетикалық тиімді процесс.

Үрдіс пластикалық деформацияның үлкен емес дәрежесінде өтеді.Нәтижесінде беріктік

(10...15)% - ке төмендейді және пластикалық жоғарылайды.Бұрыштар бағытындағы

түйіршіктер үлкеюі салдарынан жаңа дислокациялар қосылып,полигондар шекарасы үлкен

колемді тығыздықты дислокациялар қатарына ауысады (қайта кристалдау кезінде пайда

болатын түйіршік аналогиялық түйіршікке өзгереді).Өзгеріс микроқұрылымда байқалмайды

(сур.8.5 а).Полигондау алдында температура тұрақты болмайды.Процесс жылдамдығы

металл табиғатына,зиянды қоспалар құрамына,сатылы деформация дәрежесіне байланысты.

Сур.8.4.Деформациялаңған металдың қыздыруы механиқалық қасиеттеріне әсері

49

Сур.8.5. Қыздырғанда деформациялаңған металдың құрылымының өзгеруы

Қыздыруда жеткілікті температураға дейін атомдар қозғалысы артады және қайта

кристалдану басталады. Қайта кристалдану –жаңа деформацияланбаған түйіршіктер тудыру

және өсуі процесі тойтарылған металды анықталған температураға дейінгі қыздыру

кезінде.Қайта кристалдану температурасына дейін металды қыздыру микроқұрылымның

және қасиеттің жылдам өзгерісімен жанасады.Қыздыру пластикалықтың бірдей уақытта

жоғарлауынан беріктіктің жылдам төмендеуіне әкеледі.Сонымен қатар электр кедергі

төмендейді және жылуөткізгіштік артады.

1 саты – біріншілік қайта кристалдану (өңдеу) кристалдану центрінің пайда болуымен

және өлшемдегі жаңа тепе – тең бүлінбеген кристалдық тордағы түйіршіктермен

қорытындыланады.Тор әбден бүлінген жерде бұрынғы түйіршіктердің шекарасында және

блоктарда жаңа түйіршіктер туындайды.Жаңа түйіршіктердің саны үнемі өсіп отырады және

құрылымда бұрынғы деформацияланған түйіршіктер қалмайды.

Аккумулирленген тойтарылған металда біріншілік қайта кристалданудың қозғалыс

күші энергия болып табылады.Жүйе бүлінбеген кристалдық тормен бірге тепе – теңдік

жағдайға өтуге тырысады.

2 саты жинақталған қайта кристалдау өлшемдегі жаңа түйіршіктердің пайда болуымен

қорытындыланады.

Қозғалыс күші түйіршіктердің беттік энергиясы болып табылады.Майда түйіршіктерде

беттік бөліну үлкен,өйткені артық беттік энергияға ие болады.Түйіршіктердің үлкеюінде

шекараның жалпы ұзындығы қысқарады және жүйе тепе – теңдік жағдайға өтеді.

Алғашқы қайта кристалдану температурасы(Трек)балқу температурасымен байланысты

Трек = α Тбалқу

Металл үшін α =0,4

Қатты ерітінді үшін α =0,5...0,8

Жоғары жиілікті металдар үшін α =0,1...0,2

Қайта кристалданудағы алынған түйіршік өлшемі металдың қасиетіне көп әсер

етеді.Ірі түйіршіктердің пайда болуы нәтижесінен tf температурасына дейін қыздыруда

беріктік және яғни ерекше металдың пластикалығы төмендей бастайды.

Сур.8.6. Қайта кристалданудан кейн металлдың алдын ала қаралатын деформация дәрежесі

түйіршігіндегі өлшеміне әсері

Қайта кристалдаудағы анықталатын металл түйіршігіндегі басты шама

температура,қыздырудағы төзімділіктің жалғасы және алдын ала қаралатын деформация

дәрежесі болып табылады.

50

Температураның жоғарылауынан түйіршіктердің іріленуі болады,уақыттың артумен

түйіршіктердің төзімділігі сондай – ақ артады.Ең ірі алдын ала қаралатын 3...10℅

деформациядан кейін пайда болады.Мұндай деформацияны ауыспалы кезең деп

атайды.Және мұндай деформация қайта кристалданған күйдіруде өткізу тиімсіз.Практикалық