מאפיינים מכניים של יציקות מתכת

ביציקת מתכת, המפתח להבטחת איכות היציקות טמון בהגברת מודעות האיכות של כלל העובדים בתוך המיזם, חיזוק הפיקוח והניהול האיכותי על כל תהליך הייצור של היציקות, ייצוב תהליך הייצור, ארגון ייצור מתורבת ואימוץ מתקדם טכנולוגיית ייצור וציוד ככל האפשר, מצוידים בשיטות בדיקה יעילות מספיקות לאיכות התהליך ואיכות היציקה.

בדיקת ביצועים מכניים קונבנציונליים בדיקות ביצועים מכניות קונבנציונליות מתבצעות בטמפרטורת החדר.פריטי הבדיקה כוללים בדרך כלל חוזק מתיחה, חוזק תפוקה, התארכות לאחר שבר, הפחתת שטח, סטיה וספיגת פגיעות.(או קשיחות השפעה) וקשיות.חוזק מתיחה, חוזק תנובה, התארכות לאחר שבר והקטנת שטח נמדדים במכונת בדיקת מתיחה;ספיגת פגיעה או קשיחות פגיעה נמדדת במכונת בדיקת פגיעה;סטייה וחוזק כיפוף נמדדים בשיטות בדיקת כיפוף רוחבי;קשיות נמדדת על ידי סוג של בודק קשיות.

 

 

1. חוזק מתיחה

דגימות המתיחה של מתכת יצוקה מעובדות על ידי מוטות בדיקה יצוק גליליים או מוטות בדיקה יצוקים מחוברים.קוטר סרגל הבדיקה של היציקה הבודדת הוא 30 מ"מ, והוא נוצק באותה מנה כמו היציקה בתבנית חול יבש ליציקה אנכית.קוטר החתך המקביל הוא 20 מ"מ ± 0.5 מ"מ.כאשר חוזק הכיפוף והסטייה משמשים כתנאי הקבלה של המאפיינים המכניים של היציקה, ניתן לבצע את בדיקת הכיפוף, ודגימת הכיפוף מאמצת ישירות את סרגל הבדיקה הריק כפי שיוצק בקוטר של 30 מ"מ ± 1 מ"מ.הצורה, הגודל ואיכות פני השטח של דגימות בדיקת מתיחה, דגימות בדיקת כיפוף ומוטות בדיקה ריקים כמו יציקה, שיטות בדיקת מתיחה ובדיקת כיפוף, דרישות טכניות למכונת הבדיקה וחישוב ועיבוד תוצאות המדידה יתאימו כולם לתקני התעשייה. .

שיטות בדיקת מתיחה של מתכות וסגסוגות יצוקות אחרות (כולל מדידת גודל של דגימות מתיחה, שיטות הידוק, שיעורי בדיקה, שיטות מדידת ביצועים, עיגול ועיבוד תוצאות בדיקה וכו'), וסוגים וחתכים של דגימות מתיחה והצורה , אורך, גודל ואיכות פני השטח צריכים לעמוד בדרישות של CBT228-200 "שיטת בדיקת מתכת חומר מתכת בטמפרטורת החדר".אסור לדוגמא לנזק מכני, סדקים, סימני סכין רוחביים משמעותיים, דפורמציה ברורה ופגמים גלויים אחרים.יש להסיר את החול הדביק, הסנפירים, הקוצים ופגמים בשרניים אחרים והידבקויות על פני הדגימה.ניתן לחתוך דגימות מתיחה מגוש בדיקה יצוק יחיד, גוש בדיקה יצוק מחובר או גוף יציקה.הסוג, הצורה והגודל של גוש ניסוי יציקה בודד וגוש ניסוי יציקה מחובר, מיקום וכיוון החתך של דגימת מתיחה, שיטת החיבור ומיקום החיבור של בלוק בדיקת היציקה המחובר וגוף היציקה, ייבחרו או יסוכמו על ידי הספק והקונה לפי תקן היציקה המתאים.כאשר היציקה זקוקה לטיפול בחום, בלוק בדיקת היציקה הבודד צריך להיות מטופל בחום באותו תנור כמו היציקה, ויש לנתק את בלוק הבדיקה המצורף לאחר טיפול בחום.דגימות מתיחה של חומרים שבירים וקשים כמו ברזל יצוק לבן יכולות להיות דגימות גליליות כפי שיוצקו, או דגימות מתיחה שעברו חישול ועיבוד על ידי עיבוד שבבי וטיפול בחום באותו תנור כמו היציקה.יש לנהל משא ומתן על צורה, גודל, דרישות טכניות ומפרטי טיפול בחום על ידי שני הצדדים.

 

2. חוזק השפעה

מבחן הפגיעה משמש לקביעת אנרגיית ספיגת הפגיעה כאשר דגימת הפגיעה נשברת תחת עומס הפגיעה המשני.מכונת בדיקת הפגיעה צריכה לעמוד בדרישות של GB/T 3808-2002 "בדיקת מכונות בדיקת פגיעה במטוטלת" ויש לאמת מעת לעת על ידי מחלקת המטרולוגיה הלאומית.דגימות פגיעה מחולקות לדגימות פגיעה עם חריץ V, דגימות פגיעה עם חריץ U ודגימות פגיעה ללא חריץ.ברזל יצוק אפור מאמץ דגימות אימפקט גליליות ללא חריצים, המעובדות ממוטות בדיקה ריקים כמו יציקה בקוטר של 30 מ"מ.קנה המידה הנומינלי הוא 420 מ"מ × 120 מ"מ.שיטת היציקה של סרגל הבדיקה הריק, הדרישות הטכניות של דגימת ההשפעה, הפרמטרים הטכניים של מכונת בדיקת ההשפעה, תנאי הבדיקה והשיטות צריכים לעמוד בדרישות של GB 6296-1986 "שיטת בדיקת השפעה עבור ברזל יצוק אפור".דגימות פגיעה של חומרים שבירים וקשים כגון ברזל יצוק לבן יכולות להיות דגימות ריקות ללא חריצים, או דגימות ללא חריצים שעברו חישול ועיבוד על ידי עיבוד שבבי וטיפול בחום באותו תנור עם היציקה.הצורה, הגודל והדרישות הטכניות של המדגם נקבעות לפי היצע וביקוש.מתכות וסגסוגות יצוקות אחרות הן דגימות פגיעה בצורת U (בדרך כלל משמשות למתכות וסגסוגות יצוקות בעלות רגישות חריץ גדולה) או דגימות פגיעה בצורת V משמשות כדוגמת הפגיעה.

ניתן לקחת דגימות פגיעה בצורת U או V מבלוקים (מוטות) בדיקה יצוקה אחת, בלוקי בדיקה יצוקים מחוברים (מוטות) או גופי יציקה.מיקום וכיוון הדגימה, הסוג, הצורה, הגודל ושיטת היציקה של בלוק בדיקת יציקה בודד (מוט) וגוש בדיקה יציקה מחובר (מוט), ושיטת החיבור ומיקום החיבור של בלוק בדיקת היציקה המחובר (מוט) והיציקה הגוף יתבסס על צדדי ההיצע והביקוש. תקני היציקה המתאימים נבחרים או מוסכמים עליהם.עבור יציקות הדורשות טיפול בחום, בלוק הבדיקה המחובר ינותק לאחר טיפול בחום, ובלוק הבדיקה היצוק היחיד (בר) יטופל בחום באותו תנור כמו היציקה.הגודל הנומינלי של דגימות סטנדרטיות לחריץ בצורת V ו-U הוא 10 מ"מ × 10 מ"מ × 50 מ"מ, ועומק החריץ הנומינלי: עומק החריץ בצורת V הוא 2 מ"מ;עומק החריץ בצורת U הוא 2 מ"מ ו-5 מ"מ.סובלנות המימדים, חספוס פני השטח ותנאים טכניים אחרים של דגימות בדיקת הפגיעה המחורצות, התנאים, השיטות והטיפול בתוצאות הבדיקה של בדיקת הפגיעה יתאימו ל-GB/T 229-2007 "שיטת בדיקת הפגיעה במטוטלת צ'ארפי לחומרים מתכתיים" הביצועים של דגימות ההשפעה שנגזרו מבלוק בדיקת היציקה הבודד (מוט) ומגוש בדיקת היציקה המצורף (מוט) צריכים לעמוד בדרישות של תקן היציקה המקביל או חוזה ההזמנה.דרישות ביצועי ההשפעה של דגימת הגוף ינוהלו על ידי הספק והקונה בהתאם לתקן היציקה המתאים.

 

3. קשיות

קיימות שתי שיטות נפוצות לקביעת קשיות יציקות: שיטת קשיות ברינל ושיטת קשיות רוקוול.סגסוגות יציקה קשות ושבירות נמדדות בדרך כלל בשיטת קשיות רוקוול, וסגסוגות יציקה אחרות נמדדות בדרך כלל בשיטת קשיות ברינל.עבור סגסוגות יצוק בעלות מבנה מטאלוגרפי אחיד כגון פלדה יצוקה, יש קשר המרה מסוים בין קשיות רוקוול, קשיות ברינל וחוזק מתיחה.עיין ב-GB/T112-199 "ערך המרה של מתכת ברזל וערך המרה" ו-GB /T 3771-1983 "ערך המרת קשיות סגסוגת נחושת וכוח".

שיטת הקשיות של Brinell משתמשת בכדור קרביד צמנט בקוטר מסוים כדי ללחוץ אותו לתוך פני הדגימה בכוח הבדיקה המתאים.לאחר זמן ההחזקה שצוין, הסר את כוח הבדיקה, מדוד את קוטר השקע על פני הדגימה, וחלק את כוח הבדיקה בכוח הבדיקה.המנה המתקבלת משטח הפנים הכדורי של השקע מייצגת את ערך קשיות ברינל, והסמל הוא HBW, המתאים לחומרים בעלי ערך קשיות ברינל קטן או שווה ל-650. המכשירים, הדוגמאות, שיטות הבדיקה ותוצאות הבדיקה של מבחן הקשיות של Brinell יעמוד בתקן GB/T 231.1-2002 "Metal Brinell Hardness Part I: "Test Method". מבחן הקשיות של Brinell יכול להתבצע על דגימות מתיחה, דגימות פגיעה, יציקות או בלוקי בדיקת קשיות יצוקים במיוחד. משטח הבדיקה צריך להיות חלק ושטוח, ללא אבנית ולכלוך זר. מיקום הבדיקה צריך לעמוד בדרישות של תקן היציקה המתאים או להיות בניהול משא ומתן על ידי הספק והקונה. שיטת הקשיות של Rockwell היא לחיצה על השקע חרוט היהלום או כדור פלדה נכנס למשטח הדגימה תחת פעולת העומס הראשוני והעומס הכולל (שווה לעומס הראשוני בתוספת העומס הראשי), ולאחר מכן הסר את העומס הראשי, ו-mהקלה בעומס הראשוני.עומק השקע תחת עומס מגדיל את ערך e, וערך e משמש לחישוב קשיות Rockwell.

קשיות Rockwell משתנה בהתאם לסולם המשמש.המאזניים הנפוצים ביותר הם HRA, HRB ו-HRC.HRB מאמצת כדור פלדה עם ערך קשיות = 130-c;HRA ו-HRC מאמצים שקע חרוט יהלום עם ערך קשיות = 100-e.העומס העיקרי של HRA הוא 490.3N, וטווח המדידה הוא 60~85HRA;העומס העיקרי של HRC הוא 1373N, וטווח המדידה הוא 20~67HRC.המכשירים, הדגימות, תנאי הבדיקה ושיטות הבדיקה המשמשות במבחן הקשיות של Rockwell, כמו גם הטיפול בתוצאות הבדיקה יתאימו ל-GB/T 230.1-2004 "Metal Rockwell Hardness Part 1: Method Test (A, B, C) , D, E, F, G, H, K, N, T סולם)".בחירת הדגימה, מיקום הבדיקה והדרישות הטכניות למשטח הבדיקה של מבחן הקשיות של Rockwell זהים לאלו של מבחן הקשיות של Brinell.

בנוסף לקשיות Brinell וקשיות Rockwell, קשיות המתכות יכולה להיות מיוצגת גם על ידי קשיות Shore (HS) וקשיות Vickers (HV).מדידת קשיות החוף של מתכות צריכה לעמוד בדרישות של GB/T 4341-2001 "שיטת בדיקת קשיות מתכת שור".קביעת הקשיות של Vickers של מתכות צריכה לעמוד בדרישות של GB/T 4340.1-1999 "Metal Vickers Hardness Test Part 1: Method Test".סוגים שונים של בודקי קשיות צריכים להיות מאומתים מעת לעת על ידי מחלקת המטרולוגיה הארצית בהתאם לתקנים הרלוונטיים.