Οι τεχνικές ικανότητες είναι αλληλένδετες προσωπικές ιδιότητες που εκδηλώνονται ανεξάρτητα η μία από την άλλη: κατανόηση της τεχνολογίας, χειρισμός τεχνολογίας, κατασκευή τεχνικών προϊόντων, τεχνική εφεύρεση.
Πιστεύεται ότι αυτές είναι οι ικανότητες που εκδηλώνονται στην εργασία με εξοπλισμό ή μέρη του. Λαμβάνεται υπόψη ότι μια τέτοια εργασία απαιτεί ειδικές νοητικές ικανότητες, καθώς και υψηλό επίπεδο ανάπτυξης αισθητηριοκινητικών ικανοτήτων, επιδεξιότητας και σωματικής δύναμης. Ο L. Thurston θεωρεί τις τεχνικές ικανότητες ως γενικές νοητικές. Αποδεικνύεται ότι, μαζί με κάποια γενική ικανότητα, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ως γενικό τεχνικό ταλέντο ή τεχνική εμπειρία που αποκτά ένα άτομο στην εργασία με την τεχνολογία, υπάρχουν ανεξάρτητοι παράγοντες: χωρικές έννοιες και τεχνική κατανόηση. Με τον όρο χωρικές αναπαραστάσεις εννοούμε την ικανότητα λειτουργίας με οπτικές εικόνες, για παράδειγμα, κατά την αντίληψη γεωμετρικών σχημάτων. Η τεχνική κατανόηση είναι η ικανότητα να αντιλαμβάνονται σωστά τα χωρικά μοτίβα, να τα συγκρίνουν μεταξύ τους, να αναγνωρίζουν τα ίδια και να βρίσκουν διαφορετικά. Σύμφωνα με αυτή τη διαίρεση σε δύο παράγοντες, δημιουργούνται τύποι δοκιμών. Οι πρώτοι δημιουργοί δοκιμών τεχνικής ικανότητας απαιτούσαν από τα άτομα να μπορούν να συναρμολογούν τεχνικές συσκευές από μεμονωμένα μέρη. Επί του παρόντος, οι περισσότερες από αυτές τις δοκιμές δημιουργούνται με τη μορφή κενών μεθόδων.
Η τεχνική ικανότητα θεωρείται γενική νοητική ικανότητα. Υπάρχουν ανεξάρτητοι παράγοντες τεχνικής ικανότητας:
- χωρικές αναπαραστάσεις?
- τεχνική κατανόηση.
Τεστ Τεχνικών Ικανοτήτων- διάγνωση ικανοτήτων που εκδηλώνονται στην εργασία με εξοπλισμό ή μέρη του.
Οι δοκιμές τεχνικής ικανότητας στοχεύουν στον εντοπισμό της γνώσης και της εμπειρίας που έχει συσσωρεύσει ο εξεταζόμενος. Δεν μας επιτρέπουν να κρίνουμε πώς θα τα αποκτήσουμε, για παράδειγμα:
- Το Bennett Test είναι ένα τεστ τεχνικής κατανόησης που χρησιμοποιεί μια σειρά εικόνων με σύντομες ερωτήσεις. Για να απαντήσετε σε ερωτήσεις, πρέπει να κατανοήσετε γενικές, τεχνικές αρχές από τις καθημερινές καταστάσεις.
- Δοκιμή Χωρικού Συλλογισμού (ΣΧΣ) Ι.Σ. Yakimanskaya, V.G. Zarkhin και H.-M.Kh. Κανταγιάσα.
Η έννοια της τεχνικής σκέψης είναι η επίλυση προβλημάτων κατά τη διαδικασία επίλυσής τους, διαμορφώνονται οι απαραίτητες ιδιότητες της τεχνικής σκέψης.
Για να λυθεί ένα τεχνολογικό πρόβλημα είναι απαραίτητο:
- να έχετε έναν καθορισμένο στόχο και να προσπαθήσετε να λάβετε μια συγκεκριμένη απάντηση.
- να λάβει υπόψη τις συνθήκες και τα αρχικά δεδομένα που είναι απαραίτητα για την επίτευξη του στόχου·
- εφαρμόζουν μεθόδους επίλυσης προβλημάτων που αντιστοιχούν στις υπάρχουσες συνθήκες.
Η ανάπτυξη της τεχνικής σκέψης είναι μια σύνθετη διαδικασία, συνήθως προχωρά μάλλον αργά και εξαρτάται από τη γενική νοημοσύνη, τις πρακτικές δεξιότητες, την ικανότητα ενός ατόμου να σκέφτεται τεχνικά και άλλους παράγοντες.
Το ψυχολογικό τεστ του Bennett για την κατανόηση της τεχνολογίας (μηχανική κατανόηση) έχει σχεδιαστεί για τον προσδιορισμό των τεχνικών ικανοτήτων σε παιδιά εφήβων (από 12 ετών), νεαρούς ενήλικες και ενήλικες. Περιέχει 60 εργασίες που απαιτούν επίλυση τεχνικών προβλημάτων. Σε κάθε εργασία, τα υποκείμενα πρέπει να επιλέξουν τη σωστή απάντηση από τρεις επιλογές. Η διάρκεια του τεστ είναι 27 λεπτά.
Κάθε σωστή απάντηση αξίζει έναν βαθμό. Το επίπεδο τεχνικής ικανότητας προσδιορίζεται με τη χρήση ειδικού πίνακα αξιολόγησης. Η βαθμολογία της κλίμακας έχει έξι διαβαθμίσεις:
- πολύ ψηλός?
- καλός;
- πάνω από το μέσο όρο?
- κάτω από το μέσο όρο?
- μικρός;
- πολύ χαμηλά.
Για την αξιολόγηση των ιδιοτήτων απόδοσης των προϊόντων και τον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών των υλικών, χρησιμοποιούνται διάφορες οδηγίες, GOST και άλλα κανονιστικά και συμβουλευτικά έγγραφα. Συνιστώνται επίσης μέθοδοι για τον έλεγχο της καταστροφής μιας ολόκληρης σειράς προϊόντων ή παρόμοιων δειγμάτων υλικού. Αυτή δεν είναι μια πολύ οικονομική μέθοδος, αλλά είναι αποτελεσματική.
Ορισμός χαρακτηριστικών
Τα κύρια χαρακτηριστικά των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών είναι τα ακόλουθα.
1. Προσωρινή αντίσταση ή αντοχή σε εφελκυσμό είναι η δύναμη τάσης που καταγράφεται στο υψηλότερο φορτίο πριν από την καταστροφή του δείγματος. Τα μηχανικά χαρακτηριστικά αντοχής και πλαστικότητας των υλικών περιγράφουν τις ιδιότητες των στερεών να αντιστέκονται σε μη αναστρέψιμες αλλαγές στο σχήμα και στην καταστροφή υπό την επίδραση εξωτερικών φορτίων.
2. Η υπό όρους τάση είναι όταν η υπολειπόμενη παραμόρφωση φτάνει το 0,2% του μήκους του δείγματος. Αυτή είναι η χαμηλότερη τάση ενώ το δείγμα συνεχίζει να παραμορφώνεται χωρίς αισθητή αύξηση των φορτίων.
3. Το όριο μακροπρόθεσμης αντοχής είναι η μέγιστη τάση που, σε μια δεδομένη θερμοκρασία, προκαλεί καταστροφή του δείγματος για ορισμένο χρόνο. Ο προσδιορισμός των μηχανικών χαρακτηριστικών των υλικών καθοδηγείται από τις τελικές μονάδες μακροχρόνιας αντοχής - η καταστροφή συμβαίνει στους 7.000 βαθμούς Κελσίου σε 100 ώρες.
4. Το υπό όρους όριο ερπυσμού είναι η τάση που προκαλεί μια δεδομένη επιμήκυνση στο δείγμα σε μια δεδομένη θερμοκρασία για ορισμένο χρόνο, καθώς και ο ρυθμός ερπυσμού. Ως όριο θεωρείται η παραμόρφωση μετάλλου σε 100 ώρες στους 7.000 βαθμούς Κελσίου κατά 0,2%. Ο ερπυσμός είναι ένας ορισμένος ρυθμός παραμόρφωσης μετάλλων υπό συνεχή φόρτιση και υψηλή θερμοκρασία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η αντίσταση στη θερμότητα είναι η αντίσταση ενός υλικού σε θραύση και ερπυσμό.
5. Το όριο αντοχής είναι η υψηλότερη τιμή του στρες του κύκλου όταν δεν εμφανίζεται αποτυχία κόπωσης. Ο αριθμός των κύκλων φόρτωσης μπορεί να είναι καθορισμένος ή αυθαίρετος, ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο προγραμματίζονται οι μηχανικές δοκιμές των υλικών. Οι μηχανικές ιδιότητες περιλαμβάνουν την κόπωση και την αντοχή του υλικού. Υπό την επίδραση των φορτίων στον κύκλο, συσσωρεύονται ζημιές και σχηματίζονται ρωγμές, οδηγώντας σε καταστροφή. Αυτό είναι κούραση. Και η ιδιότητα της αντίστασης στην κούραση είναι η αντοχή.
Ένταση και συμπίεση
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην πρακτική μηχανική χωρίζονται σε δύο ομάδες. Το πρώτο είναι πλαστικό, για το οποίο σημαντικές υπολειμματικές παραμορφώσεις πρέπει να φαίνεται ότι αποτυγχάνουν, το δεύτερο είναι εύθραυστο, το οποίο καταρρέει σε πολύ μικρές παραμορφώσεις. Φυσικά, μια τέτοια διαίρεση είναι πολύ αυθαίρετη, γιατί κάθε υλικό, ανάλογα με τις συνθήκες που δημιουργούνται, μπορεί να συμπεριφέρεται τόσο εύθραυστο όσο και όλκιμο. Αυτό εξαρτάται από τη φύση της κατάστασης τάσης, τη θερμοκρασία, τον ρυθμό παραμόρφωσης και άλλους παράγοντες.
Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών υπό τάση και συμπίεση είναι εύγλωττα τόσο για όλκιμα όσο και για εύθραυστα. Για παράδειγμα, ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα δοκιμάζεται σε τάση και ο χυτοσίδηρος δοκιμάζεται σε συμπίεση. Ο χυτοσίδηρος είναι εύθραυστος, ο χάλυβας είναι όλκιμος. Τα εύθραυστα υλικά έχουν μεγαλύτερη αντοχή στη συμπίεση, αλλά μικρότερη αντοχή στην παραμόρφωση εφελκυσμού. Τα πλαστικά υλικά έχουν περίπου τα ίδια μηχανικά χαρακτηριστικά υπό συμπίεση και τάση. Ωστόσο, το κατώφλι τους εξακολουθεί να προσδιορίζεται με τέντωμα. Με αυτούς τους τρόπους μπορούν να προσδιοριστούν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών. Το διάγραμμα τάσης και συμπίεσης παρουσιάζεται στις εικόνες αυτού του άρθρου.
Ευθραυστότητα και ολκιμότητα
Τι είναι η ολκιμότητα και η ευθραυστότητα; Το πρώτο είναι η ικανότητα να μην καταρρέει, λαμβάνοντας υπολειμματικές παραμορφώσεις σε μεγάλες ποσότητες. Αυτή η ιδιότητα είναι καθοριστική για τις πιο σημαντικές τεχνολογικές λειτουργίες. Η κάμψη, το σχέδιο, το σχέδιο, η στάμπα και πολλές άλλες λειτουργίες εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά πλαστικότητας. Τα όλκιμα υλικά περιλαμβάνουν ανοπτημένο χαλκό, ορείχαλκο, αλουμίνιο, μαλακό χάλυβα, χρυσό και τα παρόμοια. Ο μπρούτζος και η ντουραλουμίνη είναι πολύ λιγότερο όλκιμοι. Σχεδόν όλοι οι κραματοποιημένοι χάλυβες είναι πολύ ασθενώς όλκιμοι.
Τα χαρακτηριστικά αντοχής των πλαστικών υλικών συγκρίνονται με την αντοχή διαρροής, η οποία θα συζητηθεί παρακάτω. Οι ιδιότητες της ευθραυστότητας και της ολκιμότητας επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία και τον ρυθμό φόρτισης. Η γρήγορη τάση προσδίδει ευθραυστότητα στο υλικό, ενώ η αργή τάση προσδίδει ολκιμότητα. Για παράδειγμα, το γυαλί είναι ένα εύθραυστο υλικό, αλλά μπορεί να αντέξει την παρατεταμένη έκθεση σε φορτίο εάν η θερμοκρασία είναι κανονική, δηλαδή παρουσιάζει ιδιότητες πλαστικότητας. Είναι πλαστικό, αλλά κάτω από απότομο κρουστικό φορτίο εμφανίζεται ως εύθραυστο υλικό.
Μέθοδος ταλάντωσης
Τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών καθορίζονται από τη διέγερση διαμήκους, κάμψης, στρέψης και άλλων, ακόμη πιο περίπλοκων, ανάλογα με το μέγεθος των δειγμάτων, τα σχήματα, τους τύπους δέκτη και διεγέρτη, τις μεθόδους στερέωσης και τα σχήματα εφαρμογής δυναμικής φορτία. Τα προϊόντα μεγάλου μεγέθους υπόκεινται επίσης σε δοκιμές χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, εάν η μέθοδος εφαρμογής έχει αλλάξει σημαντικά στις μεθόδους εφαρμογής φορτίου, συναρπαστικών δονήσεων και καταγραφής τους. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των μηχανικών χαρακτηριστικών των υλικών όταν είναι απαραίτητο να αξιολογηθεί η ακαμψία μεγάλων κατασκευών. Ωστόσο, κατά τον τοπικό προσδιορισμό των χαρακτηριστικών του υλικού σε ένα προϊόν, αυτή η μέθοδος δεν χρησιμοποιείται. Η πρακτική εφαρμογή της τεχνικής είναι δυνατή μόνο όταν είναι γνωστές οι γεωμετρικές διαστάσεις και η πυκνότητα, όταν είναι δυνατή η στερέωση του προϊόντος σε στηρίγματα και στο ίδιο το προϊόν - μετατροπείς, απαιτούνται ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας κ.λπ.
Για παράδειγμα, όταν αλλάζουν οι συνθήκες θερμοκρασίας, συμβαίνει αυτή ή εκείνη η αλλαγή και τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών γίνονται διαφορετικά όταν θερμαίνονται. Σχεδόν όλα τα σώματα διαστέλλονται κάτω από αυτές τις συνθήκες, γεγονός που επηρεάζει τη δομή τους. Κάθε σώμα έχει ορισμένα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών από τα οποία αποτελείται. Εάν αυτά τα χαρακτηριστικά δεν αλλάζουν προς όλες τις κατευθύνσεις και παραμένουν ίδια, ένα τέτοιο σώμα ονομάζεται ισότροπο. Εάν τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών αλλάξουν - ανισότροπα. Το τελευταίο είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα όλων σχεδόν των υλικών, σε διαφορετικό βαθμό. Υπάρχουν όμως, για παράδειγμα, χάλυβες όπου η ανισοτροπία είναι πολύ ασήμαντη. Εκφράζεται πιο ξεκάθαρα σε φυσικά υλικά όπως το ξύλο. Σε συνθήκες παραγωγής, τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών καθορίζονται μέσω ποιοτικού ελέγχου, όπου χρησιμοποιούνται διάφορα GOST. Η εκτίμηση της ετερογένειας λαμβάνεται από τη στατιστική επεξεργασία όταν συνοψίζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών. Τα δείγματα πρέπει να είναι πολλά και κομμένα από συγκεκριμένη δομή. Αυτή η μέθοδος απόκτησης τεχνολογικών χαρακτηριστικών θεωρείται αρκετά εντάσεως εργασίας.
Ακουστική μέθοδος
Υπάρχουν πολλές ακουστικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών και των χαρακτηριστικών τους και όλες διαφέρουν ως προς τις μεθόδους εισαγωγής, λήψης και καταγραφής δονήσεων σε ημιτονοειδή και παλμική λειτουργία. Οι ακουστικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τη μελέτη, για παράδειγμα, των δομικών υλικών, του πάχους και της κατάστασης καταπόνησης τους και κατά την ανίχνευση ελαττωμάτων. Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των δομικών υλικών προσδιορίζονται επίσης χρησιμοποιώντας ακουστικές μεθόδους. Πολυάριθμες διαφορετικές ηλεκτρονικές ακουστικές συσκευές αναπτύσσονται τώρα και παράγονται μαζικά, οι οποίες καθιστούν δυνατή την καταγραφή των ελαστικών κυμάτων και των παραμέτρων διάδοσής τους τόσο σε ημιτονοειδή όσο και σε παλμική λειτουργία. Στη βάση τους, προσδιορίζονται τα μηχανικά χαρακτηριστικά της αντοχής των υλικών. Εάν χρησιμοποιούνται ελαστικοί κραδασμοί χαμηλής έντασης, αυτή η μέθοδος γίνεται απολύτως ασφαλής.
Το μειονέκτημα της ακουστικής μεθόδου είναι η ανάγκη για ακουστική επαφή, κάτι που δεν είναι πάντα εφικτό. Επομένως, αυτή η εργασία δεν είναι πολύ παραγωγική εάν υπάρχει επείγουσα ανάγκη απόκτησης μηχανικών χαρακτηριστικών της αντοχής των υλικών. Το αποτέλεσμα επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση της επιφάνειας, τα γεωμετρικά σχήματα και τις διαστάσεις του προϊόντος που δοκιμάζεται, καθώς και από το περιβάλλον όπου γίνονται οι δοκιμές. Για να ξεπεραστούν αυτές οι δυσκολίες, ένα συγκεκριμένο πρόβλημα πρέπει να λυθεί χρησιμοποιώντας μια αυστηρά καθορισμένη ακουστική μέθοδο ή, αντίθετα, χρησιμοποιώντας πολλές από αυτές ταυτόχρονα, εξαρτάται από τη συγκεκριμένη κατάσταση. Για παράδειγμα, τα πλαστικά από υαλοβάμβακα προσφέρονται καλά για μια τέτοια έρευνα, καθώς η ταχύτητα διάδοσης των ελαστικών κυμάτων είναι καλή, και επομένως μέσω του ήχου χρησιμοποιείται ευρέως, όταν ο δέκτης και ο πομπός βρίσκονται σε αντίθετες επιφάνειες του δείγματος.
Ανίχνευση ελαττωμάτων
Οι μέθοδοι ανίχνευσης ελαττωμάτων χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ποιότητας των υλικών σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας. Υπάρχουν μη καταστροφικές και καταστροφικές μέθοδοι. Οι μη καταστροφικές περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
1. Για τον προσδιορισμό ρωγμών σε επιφάνειες και έλλειψης διείσδυσης, χρησιμοποιείται ανίχνευση μαγνητικού ελαττώματος. Οι περιοχές που έχουν τέτοια ελαττώματα χαρακτηρίζονται από πεδία σκέδασης. Μπορούν να εντοπιστούν με ειδικές συσκευές ή απλά με την εφαρμογή ενός στρώματος μαγνητικής σκόνης σε όλη την επιφάνεια. Σε περιοχές με ελαττώματα, η θέση της πούδρας θα αλλάξει ακόμη και κατά την εφαρμογή.
2. Η ανίχνευση ελαττωμάτων πραγματοποιείται επίσης χρησιμοποιώντας υπέρηχος. Η κατευθυνόμενη δέσμη θα ανακλάται (διασπορά) διαφορετικά εάν υπάρχουν ασυνέχειες ακόμη και βαθιά μέσα στο δείγμα.
3. Τα ελαττώματα στο υλικό φαίνονται ξεκάθαρα μέθοδος έρευνας ακτινοβολίας, με βάση τη διαφορά στην απορρόφηση ακτινοβολίας από μέσα διαφορετικής πυκνότητας. Χρησιμοποιείται ανίχνευση ατελειών γάμμα και ακτινογραφία.
4. Ανίχνευση χημικών ελαττωμάτων.Εάν η επιφάνεια είναι χαραγμένη με ένα ασθενές διάλυμα νιτρικού, υδροχλωρικού οξέος ή μείγμα αυτών (βότκα regia), τότε σε σημεία όπου υπάρχουν ελαττώματα, εμφανίζεται ένα πλέγμα με τη μορφή μαύρων λωρίδων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια μέθοδο κατά την οποία αφαιρούνται τα αποτυπώματα θείου. Σε μέρη όπου το υλικό είναι ετερογενές, το θείο πρέπει να αλλάξει χρώμα.
Καταστροφικές μέθοδοι
Οι καταστροφικές μέθοδοι έχουν ήδη συζητηθεί εν μέρει εδώ. Τα δείγματα ελέγχονται για κάμψη, συμπίεση, τάση, δηλαδή χρησιμοποιούνται μέθοδοι στατικής καταστροφής. Εάν το προϊόν δοκιμάζεται με μεταβλητά κυκλικά φορτία κατά την κάμψη κρούσης, προσδιορίζονται οι δυναμικές ιδιότητες. Οι μακροσκοπικές μέθοδοι δίνουν μια γενική εικόνα της δομής ενός υλικού σε μεγάλους όγκους. Για μια τέτοια μελέτη χρειάζονται ειδικά αλεσμένα δείγματα που χαράζονται. Έτσι, είναι δυνατό να προσδιοριστεί το σχήμα και η θέση των κόκκων, για παράδειγμα, στον χάλυβα, η παρουσία παραμορφωμένων κρυστάλλων, ινών, κοιλοτήτων, φυσαλίδων, ρωγμών και άλλων ανομοιογενειών του κράματος.
Οι μικροσκοπικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της μικροδομής και τον εντοπισμό των μικρότερων ελαττωμάτων. Τα δείγματα είναι προαλεσμένα, γυαλισμένα και στη συνέχεια χαραγμένα με τον ίδιο τρόπο. Οι περαιτέρω δοκιμές περιλαμβάνουν τη χρήση ηλεκτρικών και οπτικών μικροσκοπίων και ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ. Η βάση αυτής της μεθόδου είναι η παρεμβολή ακτίνων που σκεδάζονται από άτομα ύλης. Τα χαρακτηριστικά του υλικού παρακολουθούνται με ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ. Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών καθορίζουν την αντοχή τους, η οποία είναι το κύριο πράγμα για κτιριακές κατασκευές που είναι αξιόπιστες και ασφαλείς στη χρήση. Επομένως, το υλικό δοκιμάζεται προσεκτικά και χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους σε όλες τις καταστάσεις που μπορεί να δεχτεί χωρίς να χάσει υψηλό επίπεδο μηχανικών χαρακτηριστικών.
Μέθοδοι ελέγχου
Για τη διενέργεια μη καταστροφικών δοκιμών των χαρακτηριστικών των υλικών, η σωστή επιλογή αποτελεσματικών μεθόδων έχει μεγάλη σημασία. Οι πιο ακριβείς και ενδιαφέρουσες από αυτή την άποψη είναι οι μέθοδοι ανίχνευσης ελαττωμάτων - έλεγχος ελαττωμάτων. Εδώ είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε και να κατανοούμε τις διαφορές μεταξύ των μεθόδων εφαρμογής μεθόδων ανίχνευσης ελαττωμάτων και μεθόδων για τον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών, καθώς διαφέρουν θεμελιωδώς μεταξύ τους. Εάν οι τελευταίες βασίζονται στην παρακολούθηση φυσικών παραμέτρων και στην επακόλουθη συσχέτιση τους με τα μηχανικά χαρακτηριστικά του υλικού, τότε η ανίχνευση ελαττωμάτων βασίζεται στην άμεση μετατροπή της ακτινοβολίας που ανακλάται από ένα ελάττωμα ή διέρχεται από ένα ελεγχόμενο περιβάλλον.
Το καλύτερο, φυσικά, είναι ο ολοκληρωμένος έλεγχος. Η πολυπλοκότητα έγκειται στον προσδιορισμό των βέλτιστων φυσικών παραμέτρων, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της αντοχής και άλλων φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών του δείγματος. Και επίσης, ένα βέλτιστο σύνολο μέσων για τον έλεγχο των δομικών ελαττωμάτων αναπτύσσεται ταυτόχρονα και στη συνέχεια εφαρμόζεται. Και τέλος, εμφανίζεται μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση αυτού του υλικού: η απόδοσή του καθορίζεται σύμφωνα με ένα ολόκληρο σύνολο παραμέτρων που βοήθησαν στον προσδιορισμό μη καταστροφικών μεθόδων.
Μηχανικές δοκιμές
Με τη βοήθεια τέτοιων δοκιμών ελέγχονται και αξιολογούνται οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών. Αυτός ο τύπος ελέγχου εμφανίστηκε πριν από πολύ καιρό, αλλά δεν έχει χάσει ακόμη τη σημασία του. Ακόμη και τα σύγχρονα υλικά υψηλής τεχνολογίας επικρίνονται αρκετά συχνά και έντονα από τους καταναλωτές. Αυτό υποδηλώνει ότι οι εξετάσεις πρέπει να γίνονται πιο διεξοδικά. Όπως ήδη αναφέρθηκε, οι μηχανικές δοκιμές μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: στατικές και δυναμικές. Οι πρώτοι ελέγχουν το προϊόν ή το δείγμα για στρέψη, τάση, συμπίεση, κάμψη και οι δεύτεροι ελέγχουν για σκληρότητα και αντοχή σε κρούση. Ο σύγχρονος εξοπλισμός βοηθά στην αποτελεσματική εκτέλεση αυτών των όχι πολύ απλών διαδικασιών και στον εντοπισμό όλων των ιδιοτήτων απόδοσης ενός δεδομένου υλικού.
Μια δοκιμή εφελκυσμού μπορεί να καθορίσει την αντίσταση ενός υλικού στις επιδράσεις της εφαρμοζόμενης σταθερής ή αυξανόμενης τάσης εφελκυσμού. Η μέθοδος είναι παλιά, δοκιμασμένη και αληθινή, χρησιμοποιείται για πολύ καιρό και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως. Το δείγμα τεντώνεται κατά μήκος του διαμήκους άξονα μέσω μιας συσκευής στη μηχανή δοκιμής. Ο ρυθμός τάνυσης του δείγματος είναι σταθερός, το φορτίο μετράται από ειδικό αισθητήρα. Παράλληλα παρακολουθείται η επιμήκυνση, καθώς και η συμμόρφωσή της με το εφαρμοζόμενο φορτίο. Τα αποτελέσματα τέτοιων δοκιμών είναι εξαιρετικά χρήσιμα εάν χρειαστεί να δημιουργηθούν νέες δομές, αφού κανείς δεν γνωρίζει ακόμη πώς θα συμπεριφερθούν υπό φορτίο. Μόνο η αναγνώριση όλων των παραμέτρων ελαστικότητας του υλικού μπορεί να δώσει μια υπόδειξη. Η μέγιστη αντοχή σε τάση - διαρροή καθορίζει το μέγιστο φορτίο που μπορεί να αντέξει ένα δεδομένο υλικό. Αυτό θα βοηθήσει στον υπολογισμό του παράγοντα ασφάλειας.
Δοκιμή σκληρότητας
Η ακαμψία ενός υλικού υπολογίζεται από τον συνδυασμό ρευστότητας και σκληρότητας βοηθά στον προσδιορισμό της ελαστικότητας του υλικού. Εάν η τεχνολογική διαδικασία περιλαμβάνει εργασίες όπως το τράβηγμα, η κύλιση, η πίεση, τότε είναι απλά απαραίτητο να γνωρίζουμε το μέγεθος της πιθανής πλαστικής παραμόρφωσης. Με υψηλή πλαστικότητα, το υλικό μπορεί να πάρει οποιοδήποτε σχήμα υπό κατάλληλο φορτίο. Μια δοκιμή συμπίεσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του συντελεστή ασφαλείας. Ειδικά αν το υλικό είναι εύθραυστο.
Η σκληρότητα ελέγχεται χρησιμοποιώντας ένα αναγνωριστικό, το οποίο είναι κατασκευασμένο από πολύ πιο σκληρό υλικό. Τις περισσότερες φορές πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Brinell (μια μπάλα πιέζεται μέσα), Vickers (ένα αναγνωριστικό σε σχήμα πυραμίδας) ή Rockwell (χρησιμοποιείται ένας κώνος). Ένα αναγνωριστικό πιέζεται στην επιφάνεια του υλικού με μια συγκεκριμένη δύναμη για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια εξετάζεται το αποτύπωμα που παραμένει στο δείγμα. Υπάρχουν και άλλες αρκετά ευρέως χρησιμοποιούμενες δοκιμές: η αντοχή σε κρούση, για παράδειγμα, όταν αξιολογείται η αντίσταση ενός υλικού τη στιγμή που εφαρμόζεται ένα φορτίο.
Οι μηχανικές ιδιότητες αξιολογούν την ικανότητα ενός υλικού να αντέχει σε μηχανικά φορτία και χαρακτηρίζουν την απόδοση των προϊόντων.
Μηχανικόςονομάζονται ιδιότητες που προσδιορίζονται κατά τη διάρκεια δοκιμών υπό την επίδραση εξωτερικών φορτίων - το αποτέλεσμα αυτών των δοκιμών είναι ποσοτικά χαρακτηριστικά των μηχανικών ιδιοτήτων. Οι μηχανικές ιδιότητες χαρακτηρίζουν τη συμπεριφορά ενός υλικού υπό την επίδραση τάσεων (που οδηγούν σε παραμόρφωση και καταστροφή) που δρουν τόσο κατά τη διαδικασία κατασκευής των προϊόντων (χύτευση, συγκόλληση, επεξεργασία πίεσης κ.λπ.) όσο και κατά τη λειτουργία.
Τα τυπικά χαρακτηριστικά των μηχανικών ιδιοτήτων προσδιορίζονται σε εργαστηριακές συνθήκες σε δείγματα τυπικών μεγεθών δημιουργώντας μη αναστρέψιμη πλαστική παραμόρφωση ή καταστροφή των δειγμάτων. Οι δοκιμές πραγματοποιούνται υπό εξωτερικά φορτία: τάση, συμπίεση, στρέψη, κρούση. υπό συνθήκες εναλλασσόμενων και φθορών. Οι τιμές των λαμβανόμενων χαρακτηριστικών δίνονται συνήθως σε βιβλία αναφοράς.
Ένα παράδειγμα θα ήταν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Η αντίσταση στη θραύση, που υπολογίζεται από την αντοχή σε εφελκυσμό, ή την αντοχή εφελκυσμού, είναι το μέγιστο ειδικό φορτίο (καταπόνηση) που μπορεί να αντέξει ένα υλικό πριν από την αστοχία όταν τεντωθεί.
Η αντίσταση στην πλαστική παραμόρφωση, μετρούμενη από την αντοχή διαρροής, είναι η τάση στην οποία αρχίζει η πλαστική παραμόρφωση ενός υλικού υπό τάση.
Η αντίσταση στις ελαστικές παραμορφώσεις, που υπολογίζεται από το όριο ελαστικότητας, είναι η τάση πάνω από την οποία το υλικό αποκτά υπολειμματικές παραμορφώσεις.
Η ικανότητα αντοχής στην πλαστική παραμόρφωση, που αξιολογείται από τη σχετική επιμήκυνση του δείγματος κατά την τάση και τη σχετική στένωση της διατομής του.
Η ικανότητα αντίστασης σε δυναμικά φορτία, που αξιολογείται από την αντοχή στην κρούση.
Σκληρότητα, που υπολογίζεται από την αντίσταση ενός υλικού στη διείσδυση μιας εσοχής (δείγμα αναφοράς).
Οι μηχανικές ιδιότητες των υλικών προσδιορίζονται υπό συνθήκες στατικής και δυναμικής φόρτισης.
Η ελαστικότητα χαρακτηρίζει τις ελαστικές ιδιότητες ενός πολυμερούς, την ικανότητα ενός υλικού να υφίσταται μεγάλες αναστρέψιμες αλλαγές στο σχήμα υπό χαμηλά φορτία λόγω δονήσεων των συνδέσμων και την ικανότητα των μακρομορίων να κάμπτονται.
Οι στατικές δοκιμές περιλαμβάνουν επίσης δοκιμές για συμπίεση, στρέψη, κάμψη και άλλους τύπους φόρτισης.
Ένα κοινό μειονέκτημα των στατικών μεθόδων για τον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών είναι η ανάγκη καταστροφής του δείγματος, γεγονός που αποκλείει τη δυνατότητα περαιτέρω χρήσης του εξαρτήματος για τον προορισμό του ως αποτέλεσμα της κοπής ενός δείγματος δοκιμής από αυτό.
Προσδιορισμός Σκληρότητας. Αυτή είναι μια μέθοδος μη καταστροφικής δοκιμής των μηχανικών ιδιοτήτων ενός υλικού υπό στατικό φορτίο. Η σκληρότητα εκτιμάται κυρίως για μέταλλα, καθώς για τα περισσότερα μη μεταλλικά υλικά η σκληρότητα δεν είναι μια ιδιότητα που καθορίζει την απόδοσή τους.
Η σκληρότητα εκτιμάται από την αντίσταση του υλικού στη διείσδυση σε αυτό υπό στατικό φορτίο ενός ξένου σώματος κανονικού γεωμετρικού σχήματος με σκληρότητα αναφοράς (Εικ. 14).
Ρύζι. 14 Προσδιορισμός της σκληρότητας των υλικών: ΕΝΑ- διάγραμμα φόρτωσης. σι- μέτρηση σκληρότητας σύμφωνα με την Brinell. V- Μέτρηση σκληρότητας Vickers
Η πίεση του δείγματος αναφοράς στο δείγμα δοκιμής πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών οργάνων, από τα οποία χρησιμοποιούνται συχνότερα τα όργανα Brinnell, Rockwell και Vickers.
Η μέθοδος Brinell είναι η πιο κοινή - μια σφαίρα από σκληρυμένο χάλυβα πιέζεται στο δείγμα. Διάμετρος αποτύπωσης ρεΤο otp μετριέται χρησιμοποιώντας μεγεθυντικό φακό με ζυγαριά. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε τους πίνακες για να βρείτε τη σκληρότητα του υλικού. Η δοκιμή Vickers χρησιμοποιεί έναν κόφτη διαμαντιών, ενώ η δοκιμή Rockwell χρησιμοποιεί έναν κώνο διαμαντιού.
Φωτεινότητα (φθορισμός και φωσφορισμός) - εφέ λάμψης κατά την απορρόφηση ενέργειας από προσπίπτον φως, μηχανική δράση, χημικές αντιδράσεις ή θερμότητα.
Οι οπτικές ιδιότητες των ουσιών έχουν μεγάλη πρακτική σημασία. Η διάθλαση του φωτός χρησιμοποιείται για την κατασκευή φακών για οπτικά όργανα, η ανάκλαση χρησιμοποιείται για τη θερμομόνωση: επιλέγοντας κατάλληλες επιστρώσεις, είναι δυνατό να επηρεαστούν οι ιδιότητες των υλικών ώστε να απορροφούν ή να αντανακλούν τη θερμική ακτινοβολία, αλλά να μεταδίδουν το ορατό φως. Το τζάμι του παραθύρου έχει χαρακτηριστικό χρώμα για τον κλιματισμό.
Τα αυτοχρωματιζόμενα γυαλιά χαμαιλέοντα, τα φώτα φθορισμού και οι οθόνες παλμογράφου χρησιμοποιούνται ευρέως. Για διακοσμητικούς σκοπούς χρησιμοποιούνται μεταλλικές επιστρώσεις (ανοδιωμένο αλουμίνιο) (η ανακλαστικότητα του υλικού είναι σημαντική) και χρησιμοποιούνται καθρέφτες ακριβείας επιμεταλλωμένων επιφανειών.
Διακοσμητικές ιδιότητεςΤα υλικά καθορίζονται από την εμφάνισή τους και εξαρτώνται από το εξωτερικό τους σχέδιο, το σχέδιο, την υφή, τη δομή, τη μέθοδο επιφανειακής επεξεργασίας, την παρουσία επικαλύψεων και ανάγλυφων.
Βιολογικές ιδιότητες τα υλικά καθορίζονται:
Η επίδρασή τους στο περιβάλλον, ο βαθμός τοξικότητάς τους στους ζωντανούς οργανισμούς.
Η καταλληλότητά τους για την ύπαρξη και ανάπτυξη οποιωνδήποτε οργανισμών (μύκητες, έντομα, μούχλα κ.λπ.).
Οι μηχανικές ιδιότητες χαρακτηρίζουν την ικανότητα των μετάλλων και των κραμάτων να αντιστέκονται στη δράση των φορτίων που εφαρμόζονται σε αυτά και τα μηχανικά χαρακτηριστικά εκφράζουν αυτές τις ιδιότητες ποσοτικά. Οι κύριες ιδιότητες των μεταλλικών υλικών είναι: αντοχή, ολκιμότητα (ή σκληρότητα), σκληρότητα, αντοχή σε κρούση, αντοχή στη φθορά, ερπυσμός κ.λπ.
Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των υλικών προσδιορίζονται κατά τη διάρκεια μηχανικών δοκιμών, οι οποίες, ανάλογα με τη φύση του φορτίου με την πάροδο του χρόνου, χωρίζονται σε στατικές, δυναμικές και επαναμεταβλητές.
Ανάλογα με τη μέθοδο εφαρμογής των εξωτερικών δυνάμεων (φορτία), διακρίνονται οι δοκιμές εφελκυσμού, συμπίεσης, κάμψης, στρέψης, κάμψης κρούσης κ.λπ.
Βασικά μηχανικά χαρακτηριστικά μετάλλων και κραμάτων.
Αντοχή σε εφελκυσμό (τελική αντοχή, αντοχή εφελκυσμού - υπό όρους τάση που αντιστοιχεί στο μεγαλύτερο φορτίο που προηγείται της καταστροφής του δείγματος.
Η πραγματική αντοχή εφελκυσμού (αληθινή τάση) είναι η τάση που καθορίζεται από την αναλογία του φορτίου τη στιγμή της ρήξης προς την περιοχή διατομής του δείγματος στο σημείο της ρήξης.
Η αντοχή διαρροής (φυσική) είναι η χαμηλότερη τάση στην οποία το δείγμα παραμορφώνεται χωρίς αισθητή αύξηση του εφελκυστικού φορτίου.
Αντοχή διαρροής (υπό όρους) - η τάση στην οποία η υπολειπόμενη επιμήκυνση φτάνει το 0,2% του μήκους του τμήματος δείγματος, η επιμήκυνση του οποίου λαμβάνεται υπόψη κατά τον προσδιορισμό του καθορισμένου χαρακτηριστικού. Όριο αναλογικότητας (υπό όρους) - τάση στην οποία η απόκλιση από τη γραμμική σχέση μεταξύ φορτίου και επιμήκυνσης φτάνει σε τέτοια τιμή ώστε η εφαπτομένη της γωνίας κλίσης που σχηματίζεται από την εφαπτομένη στην καμπύλη παραμόρφωσης (στο υπό εξέταση σημείο) με τον άξονα του φορτίου αυξάνεται κατά 50% της τιμής του στο γραμμικό ελαστικό οικόπεδο. Επιτρέπεται η αύξηση της εφαπτομένης της γωνίας κλίσης κατά 10 ή 25%.
Το όριο ελαστικότητας είναι η υπό όρους τάση που αντιστοιχεί στην εμφάνιση υπολειπόμενης παραμόρφωσης. Είναι δυνατό να προσδιοριστεί το όριο ελαστικότητας με ανοχές έως και 0,005%, τότε θα οριστεί ανάλογα.
Η σχετική επιμήκυνση μετά τη ρήξη είναι ο λόγος της αύξησης του μήκους του δείγματος μετά τη ρήξη προς το αρχικό υπολογιζόμενο μήκος του. Υπάρχουν σχετικές επιμηκύνσεις που λαμβάνονται κατά τη δοκιμή σε δείγματα με πενταπλάσια και δεκαπλάσια αναλογία μήκους προς διάμετρο. Επιτρέπονται επίσης και άλλες αναλογίες, για παράδειγμα 2,5, κατά τη δοκιμή των χυτών.
Η σχετική συστολή μετά τη ρήξη είναι η αναλογία του εμβαδού της διατομής του δείγματος στο σημείο της ρήξης προς την αρχική περιοχή διατομής.
Τα καθορισμένα χαρακτηριστικά των μηχανικών ιδιοτήτων προσδιορίζονται με δοκιμή υλικών για τάνυση σύμφωνα με τις μεθόδους που ορίζονται στο GOST 1497-61, σε κυλινδρικά και επίπεδα δείγματα, τα σχήματα και οι διαστάσεις των οποίων καθορίζονται από το ίδιο πρότυπο. Οι δοκιμές εφελκυσμού σε υψηλές θερμοκρασίες (έως 1200°C) καθορίζονται από το GOST 9651-73, για μακροχρόνια αντοχή - GOST 10145-62.
Ο συντελεστής κανονικής ελαστικότητας είναι ο λόγος της τάσης προς την αντίστοιχη σχετική επιμήκυνση σε τάση (συμπίεση) εντός των ορίων ελαστικής παραμόρφωσης (νόμος του Hooke).
Η σκληρότητα κρούσης, ένα μηχανικό χαρακτηριστικό της σκληρότητας ενός μετάλλου, προσδιορίζεται από την εργασία που δαπανάται σε θραύση κρούσης σε οδηγό κρούσης εκκρεμούς ενός δείγματος συγκεκριμένου τύπου και σχετίζεται με την επιφάνεια εργασίας της διατομής του δείγματος σε το σημείο της κοπής. Οι δοκιμές σε κανονικές θερμοκρασίες πραγματοποιούνται σύμφωνα με το GOST 9454-60, σε χαμηλές θερμοκρασίες - σύμφωνα με το GOST 9455-60 και σε υψηλές θερμοκρασίες - σύμφωνα με το GOST 9656-61.
Το όριο αντοχής (κόπωσης) είναι η μέγιστη τάση στην οποία τα υλικά του δείγματος μπορούν να αντέξουν έναν δεδομένο αριθμό συμμετρικών κύκλων (από +P έως -P) χωρίς καταστροφή, που λαμβάνονται ως βάση. Ο αριθμός των κύκλων καθορίζεται από τις τεχνικές προδιαγραφές και αντιπροσωπεύει μεγάλο αριθμό. Οι μέθοδοι για τη δοκιμή αντοχής μετάλλων ρυθμίζονται από το GOST 2860-65.
Η τελική αντοχή σε θλίψη είναι η αναλογία του φορτίου θραύσης προς την περιοχή διατομής του δείγματος πριν από τη δοκιμή.
Το όριο ερπυσμού υπό όρους είναι η τάση που προκαλεί μια δεδομένη επιμήκυνση ενός δείγματος (ολική ή υπολειπόμενη) για μια καθορισμένη χρονική περίοδο σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
Σκληρότητα Brinell - προσδιορίζεται σε μετρητή σκληρότητας TSh πιέζοντας μια σφαίρα από σκληρυμένο χάλυβα p. δοκιμαστικό μέταλλο ή κράμα.
Η σκληρότητα Rockwell HRA, HRB και HRC προσδιορίζεται πιέζοντας μια χαλύβδινη σφαίρα με διάμετρο ~ 1,6 mm ή έναν κώνο (διαμάντι ή καρβίδιο) στο μέταλλο με μια γωνία στην κορυφή των 120° σε έναν ελεγκτή σκληρότητας TK. Ανάλογα με τις συνθήκες προσδιορισμού, οι οποίες τυποποιούνται από το GOST 9013-68, διακρίνονται τρεις τιμές HR: HRA - για πολύ σκληρά υλικά (κλίμακα Α) - η δοκιμή πραγματοποιείται με εσοχή ενός κώνου διαμαντιού. HRB - για μαλακό χάλυβα (κλίμακα Β) - χαλύβδινη σφαίρα. HRC - για σκληρυμένο χάλυβα (κλίμακα C) - κώνος καρβιδίου ή διαμαντιού.
Το βάθος διείσδυσης του κώνου διαμαντιού κατά τη δοκιμή σε μέταλλο είναι μικρό, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δοκιμή λεπτότερων προϊόντων από ό,τι κατά τον προσδιορισμό της σκληρότητας του Brinell είναι ένα χαρακτηριστικό υπό όρους, η τιμή του οποίου μετράται στην κλίμακα της συσκευής.
Η σκληρότητα Vickers HV προσδιορίζεται με εσοχή μιας τυπικής κανονικής τετραεδρικής πυραμίδας διαμαντιού. Ο αριθμός σκληρότητας προσδιορίζεται με τη μέτρηση του μήκους των διαγωνίων (ο αριθμητικός μέσος όρος του αθροίσματος δύο διαγωνίων) και τον εκ νέου υπολογισμό χρησιμοποιώντας τον τύπο
Τα τυπικά φορτία, ανάλογα με το πάχος του δείγματος, είναι 5, 10, 20, 30, 50 και 100 kgf. Η χρονική καθυστέρηση υπό φορτίο λαμβάνεται για σιδηρούχα μέταλλα 10-15 δευτερόλεπτα, για μη σιδηρούχα μέταλλα - 28-32. Κατά συνέπεια, το σύμβολο HV 10/30-500 σημαίνει: 500 - αριθμός σκληρότητας. 10 - φόρτωση και 30 - χρόνος συγκράτησης.
Η μέθοδος Vickers χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της σκληρότητας τμημάτων μικρής διατομής και σκληρών λεπτών επιφανειακών στρωμάτων τσιμεντοειδών, νιτρωδών ή κυανιούχων προϊόντων.
49.Δευτερογενής κρυστάλλωση μετάλλωνΗ δευτερογενής κρυστάλλωση έχει μεγάλη πρακτική σημασία και χρησιμεύει ως βάση για μια σειρά από διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας, γήρανσης κ.λπ., οι οποίες αλλάζουν και βελτιώνουν σημαντικά τις ιδιότητες των κραμάτων. Οι περισσότερες δευτερογενείς διαδικασίες κρυστάλλωσης περιλαμβάνουν διάχυση. Η διάχυση σε σκληρά κράματα είναι δυνατή για διάφορους λόγους. Ειδικότερα, σε λύσεις υποκατάστασης εμφανίζεται λόγω της παρουσίας μη συμπληρωμένων θέσεων (κενών θέσεων) στα πλέγματα. Τόσο τα άτομα διαλύτη όσο και τα άτομα διαλυμένης ουσίας μπορούν να κινηθούν. Κατά τον σχηματισμό των ενδιάμεσων διαλυμάτων, η κίνηση των διαλυμένων ατόμων γίνεται μέσω των ενδιάμεσων πλεγμάτων, όσο πιο γρήγορα, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά συγκέντρωσης (η πήξη αναφέρεται στην ανάπτυξη μεγάλων κρυστάλλων των μικρών υπό σφαιροποίηση - ο μετασχηματισμός των επιμήκων κρυστάλλων σε στρογγυλεμένες και οι δύο διαδικασίες λόγω της επιθυμίας του συστήματος να μειώσει την ελεύθερη ενέργεια, ΑΥΤΟ επιτυγχάνεται.
Οι επιφάνειες των κόκκων γίνονται μικρότερες σε σχέση με τον όγκο τους. Η πήξη και η σφαιροποίηση προχωρούν πιο εύκολα όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία. Στο Σχ. Το σχήμα 41 δείχνει ένα διάγραμμα της κατάστασης του κράματος στο οποίο μειώνεται η διαλυτότητα του δεύτερου συστατικού στο στερεό διάλυμα. Σε αυτό το διάγραμμα (σε αντίθεση με το διάγραμμα στο Σχ. 39), εμφανίζεται η γραμμή EQ, που χαρακτηρίζει την επιλογή περίσσειας κρυστάλλων του συστατικού Β, που ονομάζονται δευτερεύοντες (Β2), σε αντίθεση με τους πρωτεύοντες κρυστάλλους (Β\), που διακρίνονται κατά μήκος της γραμμής του CD. Ως παράδειγμα, ας εξετάσουμε τη διαδικασία σχηματισμού δευτερογενών κρυστάλλων κατά την ψύξη στερεών διαλυμάτων a με συγκέντρωση Κ. Στη θερμοκρασία t\, η δομή είναι μονοφασική, όταν επιτευχθεί η γραμμή EQ, το διάλυμα γίνεται κορεσμένο και ως περαιτέρω εμφανίζεται ψύξη, η περίσσεια φάσης Β2 απελευθερώνεται από αυτήν, η τελευταία μπορεί να απελευθερωθεί κατά μήκος των ορίων των κρυστάλλων α και να πάρει τη μορφή πλέγματος. Και εδώ γίνεται πρώτα ο σχηματισμός των πυρήνων και μετά η ανάπτυξή τους Ωστόσο, ο τόπος όπου εμφανίζονται οι πυρήνες και η ανάπτυξή τους είναι προκαθορισμένος από τις επιφάνειες των πρωτογενών κόκκων. Μερικές φορές η διάταξη της δευτερεύουσας φάσης με τη μορφή δικτύου είναι ανεπιθύμητη, τότε είτε εμποδίζεται να σχηματιστεί είτε εξαλείφεται. Το δίκτυο αφαιρείται με διάφορους τρόπους, για παράδειγμα, με σφαιροειδή ανόπτηση. Η κρυστάλλωση σύμφωνα με το διάγραμμα (Εικ. 41) καθιστά δυνατή τη σημαντική αλλαγή των ιδιοτήτων του κράματος με σβήσιμο και σκλήρυνση ή με παλαίωση.
Κράματα 50.DS με απεριόριστη διαλυτότητα συστατικώνΚαι οι δύο συστατικόαπεριόριστος διαλυτόςσε υγρό και στερεό πολιτείεςδεν σχηματίζουν χημικές ενώσεις.
Συστατικά: Α, Β.
Φάσεις: L, α.
Αν δύο συστατικόδιαλύονται επ' αόριστον σε υγρή και στερεή κατάσταση, τότε είναι δυνατή η ύπαρξη μόνο δύο φάσεων - υγρή διάλυμαΣτερεά γης διάλυμαα. Επομένως, δεν μπορούν να υπάρχουν τρεις φάσεις, αποκρυστάλλωσησε σταθερή θερμοκρασίαδεν υπάρχει οριζόντια γραμμέςεπί διάγραμμαΟχι.
Το διάγραμμα που φαίνεται στο Σχ. 1, αποτελείται από τρεις περιοχές: υγρό, υγρό + στερεό διάλυμακαι στερεό διάλυμα.
Η γραμμή AmB είναι γραμμή liquidus, και γραμμήАnВ - γραμμήσόλιδος. Διαδικασία κρυστάλλωσηςαντιπροσωπεύεται από μια καμπύλη κράμα ψύξης(Εικ. 2).
Το σημείο 1 αντιστοιχεί στην αρχή αποκρυστάλλωση, τελεία 2 - τέλος. Μεταξύ αποσιωπητικά 1 και 2 (δηλαδή μεταξύ linesliquidusκαι solidus) κράμαβρίσκεται σε κατάσταση δύο φάσεων. Στις δύο εξαρτήματακαι δύο φάσεις σύστημαμονομεταβλητή (c = k-f+1 = 2 - 2 + 1 = 1), δηλαδή αν αλλάξει η θερμοκρασία, τότε αλλάζει συγκέντρωση συστατικώνσε φάσεις? κάθε θερμοκρασίααντιστοιχούν αυστηρά σε ορισμένους συνθέσειςφάσεις συγκέντρωσηκαι τον αριθμό των φάσεων κράμα, που βρίσκεται ανάμεσα linessolidusκαι liquidus καθορίζονται κανόναςτμήματα. Ετσι, κράμαΚ μέσα σημείοα αποτελείται από υγρές και στερεές φάσεις. Χημική ένωσηυγρή φάση θα καθοριστεί από την προβολή σημείαβ ξαπλωμένη γραμμές liquidus, και Χημική ένωσηστερεά φάση - προβολή σημείαμε ξαπλωμένη γραμμέςσόλιδος. Η ποσότητα της υγρής και στερεάς φάσης προσδιορίζεται από τις ακόλουθες αναλογίες: ποσότητα υγρής φάσης ac/bc, ποσότητα στερεής φάσης ba/bc.
Σε όλα διάστημα κρυστάλλωσης(από σημεία 1 έως σημεία 2) από υγρό κράμα,
έχοντας το πρωτότυπο συγκέντρωση K, ξεχωρίζουν οι κρύσταλλοι που είναι πλουσιότεροι στο πυρίμαχο συστατικό. Χημική ένωσηπρώτα κρυστάλλουςθα καθοριστεί από την προβολή s. Τέλος κρυστάλλωση του κράματοςΟ Κ πρέπει να μπει σημείο 2, όταν η τελευταία σταγόνα υγρού που έχει Χημική ένωση l, θα σκληρύνει. Το τμήμα που δείχνει την ποσότητα της στερεάς φάσης ήταν ίσο με μηδέν in σημείο/ όταν μόλις ξεκίνησε αποκρυστάλλωση, και το ποσό των πάντων κράμα V σημείο 2 όταν αποκρυστάλλωσητελείωσε. Χημική ένωσητο υγρό αλλάζει κατά μήκος της καμπύλης 1 - l, και Σύνθεση κρυστάλλων- κατά μήκος της καμπύλης μικρό- 2, και μέσα στιγμήαποφοίτηση κρυστάλλωσηΣύνθεση κρυστάλλωνολόιδιος Χημική ένωσηαρχικό υγρό.
51. Θερμοκρασιακές ιδιότητες υλικώνΓια τα υλικά, εισάγονται αρκετά χαρακτηριστικά σημεία θερμοκρασίας, τα οποία υποδεικνύουν την απόδοση και τη συμπεριφορά των υλικών όταν αλλάζει η θερμοκρασία. Αντοχή στη θερμότητα - τη μέγιστη θερμοκρασία στην οποία η διάρκεια ζωής του υλικού δεν μειώνεται. Σύμφωνα με αυτή την παράμετρο, όλα τα υλικά χωρίζονται σε κατηγορίες αντοχής στη θερμότητα.
Αντοχή στη θερμότητα
- θερμοκρασία στην οποία παρατηρείται επιδείνωση των χαρακτηριστικών όταν επιτευχθεί για μικρό χρονικό διάστημα.
Αντοχή στη θερμότητα
- η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνουν χημικές αλλαγές σε ένα υλικό.
Αντοχή στον παγετό
- ικανότητα εργασίας σε χαμηλές θερμοκρασίες (αυτή η παράμετρος είναι σημαντική για τα λάστιχα).
Ευφλεκτότητα
- την ικανότητα ανάφλεξης, διατήρησης της φωτιάς, αυτοαναφλέξεως Αυτοί είναι διαφορετικοί βαθμοί ευφλεκτότητας. Όλες αυτές οι έννοιες ορίζουν χαρακτηριστικές θερμοκρασίες στις οποίες αλλάζει οποιαδήποτε ιδιότητα ενός υλικού. Υπάρχουν ορισμένες θερμοκρασίες που είναι χαρακτηριστικές για όλα τα υλικά και υπάρχουν θερμοκρασίες που είναι συγκεκριμένες για ορισμένα ηλεκτρικά υλικά. στην οποία τα όποια χαρακτηριστικά αλλάζουν δραματικά. Τα περισσότερα υλικά έχουν σημεία τήξης και βρασμού. Σημείο τήξης είναι η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η μετάβαση από στερεό σε υγρό.Το υγρό ήλιο δεν έχει σημείο τήξης, παραμένει υγρό ακόμη και στο μηδέν Kelvin. Τα πιο πυρίμαχα είναι βολφράμιο - 3387 °C, μολυβδαίνιο 2622 °C, ρήνιο - 3180 °C, ταντάλιο - 3000 °C. Μεταξύ των κεραμικών υπάρχουν πυρίμαχες ουσίες: το καρβίδιο του αφνίου HfC και το καρβίδιο του τανταλίου TaC έχουν σημεία τήξης 2880 °C, το νιτρίδιο του τιτανίου και το καρβίδιο - περισσότερο από 3000 °C. Υπάρχουν υλικά, κυρίως θερμοπλαστικά πολυμερή, που έχουν σημείο μαλακώματος, αλλά δεν φτάνει να λιώσει, γιατί... η καταστροφή των μορίων πολυμερούς αρχίζει σε υψηλές θερμοκρασίες. Με τα θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή, δεν φτάνει καν στο σημείο να μαλακώσει το υλικό αρχίζει να αποσυντίθεται νωρίτερα. Υπάρχουν κράματα και άλλες πολύπλοκες ουσίες που έχουν μια πολύπλοκη διαδικασία τήξης: σε μια ορισμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται "solidus", συμβαίνει μερική τήξη, δηλ. η μετάβαση μέρους μιας ουσίας σε υγρή κατάσταση. Η υπόλοιπη ουσία είναι σε στερεή κατάσταση. Αποδεικνύεται κάτι σαν χυλός. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, όλο και περισσότερο μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση και τελικά, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία που ονομάζεται «υγρό», θα συμβεί πλήρης τήξη της ουσίας. Για παράδειγμα, ένα κράμα κασσίτερου και μολύβδου για συγκόλληση, που ονομάζεται απλά «κόλληση», αρχίζει να λιώνει στους 180 °C περίπου (σημείο στερεού) και λιώνει στους 230 °C περίπου (σημείο υγρού).
Σε κάθε διαδικασία τήξης, η επίτευξη ενός συγκεκριμένου σημείου είναι απαραίτητη αλλά όχι επαρκής προϋπόθεση για την τήξη. Για να λιώσει μια ουσία, πρέπει να της μεταδώσετε ενέργεια, η οποία ονομάζεται θερμότητα σύντηξης. Υπολογίζεται ανά γραμμάριο (ή ανά μόριο). Σημείο βρασμού είναι η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η μετάβαση από υγρό σε ατμό.Σχεδόν όλες οι απλές ουσίες βράζουν, οι σύνθετες οργανικές ενώσεις δεν βράζουν, αποσυντίθενται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, χωρίς να φτάσουν σε βρασμό. Το σημείο βρασμού επηρεάζεται σημαντικά από την πίεση. Έτσι, για παράδειγμα, για το νερό, μπορείτε να μετατοπίσετε το σημείο βρασμού από 100 ° C στους 373 ° C εφαρμόζοντας πίεση 225 atm. Βρασμός διαλυμάτων, δηλ. Η διαδικασία των αμοιβαία διαλυτών ουσιών μεταξύ τους συμβαίνει με πολύπλοκο τρόπο δύο συστατικά βράζουν ταυτόχρονα, μόνο στον ατμό υπάρχει περισσότερη από τη μία ουσία από την άλλη. Για παράδειγμα, ένα ασθενές διάλυμα αλκοόλης στο νερό βράζει έτσι ώστε να υπάρχει περισσότερη αλκοόλη στους ατμούς παρά στο νερό. Εξαιτίας αυτού, λειτουργεί η απόσταξη και μετά από συμπύκνωση του ατμού, λαμβάνεται αλκοόλη, αλλά εμπλουτίζεται με νερό. Υπάρχουν μείγματα που βράζουν ταυτόχρονα, για παράδειγμα αλκοόλ 96%. Εδώ, κατά τη διάρκεια του βρασμού, η σύσταση του υγρού και η σύνθεση του ατμού είναι η ίδια. Μετά τη συμπύκνωση του ατμού, λαμβάνεται αλκοόλη της ίδιας ακριβώς σύνθεσης. Τέτοια μείγματα ονομάζονται αζεοτροπικό. Υπάρχουν θερμοκρασίες ειδικές για ηλεκτρικά υλικά. Για παράδειγμα, για τα σιδηροηλεκτρικά τα λεγόμενα Σημείο Κιουρί. Αποδεικνύεται ότι η σιδηροηλεκτρική κατάσταση της ύλης προκύπτει μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχει μια θερμοκρασία για κάθε σιδηροηλεκτρικό πάνω από την οποία δεν μπορούν να υπάρχουν περιοχές και μετατρέπεται σε παραηλεκτρικό. Αυτή η θερμοκρασία ονομάζεται σημείο Κιουρί. Η διηλεκτρική σταθερά κάτω από το σημείο Κιουρί αυξάνεται ελαφρά καθώς πλησιάζει το σημείο Κιουρί. Αφού φτάσει σε αυτό το σημείο, η διηλεκτρική σταθερά πέφτει απότομα. Για παράδειγμα, για το πιο κοινό σιδηροηλεκτρικό: το τιτανικό βάριο, το σημείο Κιουρί είναι 120 °C, για το τιτανικό ζιρκονικό μόλυβδο 270 °C, για ορισμένα οργανικά σιδηροηλεκτρικά η θερμοκρασία Κιουρί είναι αρνητική. Μια παρόμοια θερμοκρασία (που ονομάζεται επίσης σημείο Κιουρί) υπάρχει για τους σιδηρομαγνήτες. Η συμπεριφορά της μαγνητικής διαπερατότητας είναι παρόμοια με τη συμπεριφορά της διηλεκτρικής σταθεράς καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται και πλησιάζει το σημείο Κιουρί. Η μόνη διαφορά είναι ότι η μείωση της μαγνητικής διαπερατότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας εμφανίζεται πιο απότομη μετά την επίτευξη του σημείου Κιουρί. Τιμές σημείου Κιουρί για ορισμένα υλικά: σίδηρος 770 °C, κοβάλτιο 1330 °C, έρβιο και χόλμιο (-253 °C), κεραμικά - σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών. Για τους αντισιδηρομαγνήτες, ένα παρόμοιο σημείο ονομάζεται Neel point.
Σχετικές πληροφορίες.
Όλοι οι άνθρωποι είναι πολύ διαφορετικοί από τη γέννηση. Οι έξυπνοι ενήλικες σε διάφορες χώρες κάνουν τέτοιες ερωτήσεις εδώ και πολύ καιρό. Συνειδητοποίησαν εδώ και πολύ καιρό ότι όλα τα παιδιά διαφέρουν μεταξύ τους γενετικά, ψυχολογικά και στη σωματική τους ανάπτυξη. Και καμία ηθική, εκπαίδευση, διάφορες επιστημονικές μέθοδοι εκπαίδευσης, ακόμη και μια ζώνη δεν θα τους κάνει το ίδιο. Διαφορετικά παιδιά πρέπει να μεγαλώνουν διαφορετικά. Όταν μεγαλώσουν τα παιδιά, τα επαγγέλματα θα τα επιλέξουν μόνα τους. Αλλά δεν μπορούμε να ξεφύγουμε από τις ικανότητες που εκδηλώνονται από την πρώιμη παιδική ηλικία. Οι ικανότητες μπορεί να είναι τεχνικές, οργανωτικές, καλλιτεχνικές και αισθητικές. Σχεδόν όλα επηρεάζουν κατά κάποιο τρόπο την επιλογή των επαγγελμάτων μας. Συμβαίνει συχνά οι ικανότητές μας να μας καθοδηγούν κατά την επιλογή επαγγελμάτων. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στις τεχνικές ικανότητες και τον αντίκτυπό τους στη ζωή μας.
Φανταστείτε ότι παρακολουθήσατε ένα μάθημα εκτελωνισμού και στη συνέχεια ένας μεγάλος αριθμός οχημάτων θα περάσει από τα χέρια σας. Τι θα συμβεί αν δεν μάθετε να καταλαβαίνετε τα πάντα; Απλώς δεν θα μπορέσετε να ανταποκριθείτε στο επάγγελμα που έχετε επιλέξει. Τι σημαίνει τεχνική ικανότητα;
Ένα απαραίτητο χαρακτηριστικό των τεχνικών ικανοτήτων είναι το ενδιαφέρον για την τεχνολογία, η επιθυμία να εργαστείτε σε μηχανές, με εργαλεία και εξοπλισμό.
Συστατικά των τεχνικών ικανοτήτων:
α) ικανότητα κατανόησης σχεδίων, διαγραμμάτων, γραφημάτων. β) η ικανότητα ανάγνωσης σχεδίων, γραφημάτων και ζωηρής φαντασίας των πραγματικών αντικειμένων πίσω από αυτά είναι πολύ σημαντική για τα τεχνικά επαγγέλματα.
γ) ικανότητες στη φυσική, τα μαθηματικά, τη χημεία. Η τεχνολογία συνδέεται στενά με αυτές τις επιστήμες. Απαιτείται όχι μόνο να έχετε καλή κατανόηση του μαθηματικού υλικού και της μνήμης, αλλά και να είστε σε θέση να εργάζεστε με αριθμούς και τύπους.
δ) την ικανότητα κατανόησης και λογικής, ανάλυσης και γενίκευσης - λογική σκέψη.
ε) Η ανεπτυγμένη χωρική φαντασία είναι ένα πολύ σημαντικό συστατικό των τεχνικών ικανοτήτων.
Τέτοιες ικανότητες είναι ιδανικές για ένα άτομο με μαθηματική νοοτροπία που ξέρει πώς να σκέφτεται. Δηλαδή, εάν η επιλογή σας έπεσε μαθήματα τελωνειακής διασάφησης, και θεωρείτε ότι είστε από τους ανθρώπους που έχουν τεχνικά χαρακτηριστικά χαρακτήρα, τότε έχετε επιλέξει το σωστό επάγγελμα.
Η διάγνωση των δικών σας ικανοτήτων είναι ένα πολύ λεπτό θέμα. Είναι πιθανό να μην έχετε βρει τις παραπάνω τεχνικές ικανότητες. Μην ανησυχείτε. Αυτό είναι μια χαρά. Πρώτον, οι άνθρωποι με ένα πλήρες σύνολο ιδιοτήτων μόνο για ένα επάγγελμα είναι σπάνιοι - ένας στους τριάντα. Αυτό ονομάζεται κλήση. Τα υπόλοιπα, κατά κανόνα, έχουν ένα σύνολο ιδιοτήτων που είναι εξίσου κατάλληλες για πολλά επαγγέλματα και είτε πρέπει να αναπτύξουν τις ικανότητες που λείπουν μέσω συνεχούς εκπαίδευσης είτε να τις αντισταθμίσουν με κάτι άλλο. Θα πρέπει να είστε επιφυλακτικοί εάν οι ικανότητές σας είναι πολύ σαφώς ασυνεπείς με τις απαιτήσεις του επαγγέλματος που θέλετε να επιλέξετε. Ακούστε τον εαυτό σας και σίγουρα όλα θα πάνε καλά και θα γίνετε κύριος της τέχνης σας.