Tehniskās spējas ir savstarpēji saistītas personiskās īpašības, kas izpaužas viena no otras neatkarīgi: izprast tehnoloģiju, rīkoties ar tehnoloģijām, ražot tehniskus produktus, tehniskus izgudrojumus.
Tiek uzskatīts, ka tās ir tās spējas, kas izpaužas darbā ar aprīkojumu vai tā daļām. Tiek ņemts vērā, ka šādam darbam nepieciešamas īpašas prāta spējas, kā arī augsts sensoromotoro spēju attīstības līmenis, veiklība, fiziskais spēks. Tehniskās spējas L. Tērstons uzskata par vispārējām prāta spējām. Parādīts, ka līdzās dažām vispārīgām spējām, kuras var uzskatīt par vispārēju tehnisko talantu vai tehnisko pieredzi, ko cilvēks iegūst darbā ar tehnoloģijām, pastāv neatkarīgi faktori: telpiskie jēdzieni un tehniskā izpratne. Ar telpiskajiem attēlojumiem mēs saprotam spēju operēt ar vizuāliem attēliem, piemēram, uztverot ģeometriskas formas. Tehniskā izpratne ir spēja pareizi uztvert telpiskos modeļus, salīdzināt tos savā starpā, atpazīt tos pašus un atrast dažādus. Saskaņā ar šo sadalījumu divos faktoros tiek izveidoti testu veidi. Paši pirmie tehnisko spēju testu veidotāji prasīja mācību priekšmetu spēju salikt tehniskās ierīces no atsevišķām detaļām. Pašlaik lielākā daļa šo testu tiek veidoti tukšo metožu veidā.
Tehniskās spējas tiek uzskatītas par vispārējām garīgajām spējām. Ir neatkarīgi tehnisko iespēju faktori:
- telpiskie attēlojumi;
- tehniskā izpratne.
Tehnisko spēju testi- spēju diagnostika, kas izpaužas darbā ar aprīkojumu vai tā daļām.
Tehnisko spēju pārbaudes ir vērstas uz to, lai apzinātu testa kārtotāja uzkrātās zināšanas un pieredzi. Tie neļauj mums spriest, kā tos iegūt, piemēram:
- Beneta tests ir tehniskās izpratnes pārbaude, kurā tiek izmantota attēlu sērija ar īsiem jautājumiem. Lai atbildētu uz jautājumiem, jums ir jāsaprot vispārīgi, tehniski principi no ikdienas situācijām.
- Telpiskās domāšanas tests (STT) I.S. Jakimanska, V.G. Zarkhins un H.-M.Kh. Kadajasa.
Tehniskās domāšanas jēga ir risināt problēmas to risināšanas procesā, veidojas nepieciešamās tehniskās domāšanas kvalitātes.
Lai atrisinātu tehnoloģisku problēmu, tas ir nepieciešams:
- ir izvirzīts mērķis un jācenšas iegūt konkrētu atbildi;
- ņem vērā nosacījumus un sākotnējos datus, kas nepieciešami mērķa sasniegšanai;
- pielietot problēmas risināšanas metodes, kas atbilst esošajiem apstākļiem.
Tehniskās domāšanas attīstība ir sarežģīts process, kas parasti noris diezgan lēni un ir atkarīgs no vispārējā intelekta, praktiskajām iemaņām, cilvēka spējas tehniski domāt un citiem faktoriem.
Beneta psiholoģiskais tests tehnoloģiju izpratnei (mehāniskā izpratne) ir izstrādāts, lai noteiktu tehniskās spējas pusaudžiem (no 12 gadu vecumam), jauniem pieaugušajiem un pieaugušajiem. Satur 60 uzdevumus, kuriem jāatrisina tehniskas problēmas. Katrā uzdevumā subjektiem jāizvēlas pareizā atbilde no trim variantiem. Pārbaudes ilgums 27 minūtes.
Katra pareizā atbilde ir viena punkta vērta. Tehnisko spēju līmenis tiek noteikts, izmantojot īpašu novērtējuma tabulu. Skalas vērtējumam ir sešas gradācijas:
- ļoti garš;
- labs;
- virs vidējā līmeņa;
- zem vidējā līmeņa;
- īss;
- ļoti zems.
Lai novērtētu izstrādājumu ekspluatācijas īpašības un noteiktu materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības, tiek izmantotas dažādas instrukcijas, GOST un citi normatīvie un konsultatīvie dokumenti. Ieteicamas arī metodes, lai pārbaudītu veselas produktu sērijas vai līdzīgu materiālu paraugu iznīcināšanu. Šī metode nav īpaši ekonomiska, taču tā ir efektīva.
Raksturlielumu definīcija
Materiālu mehānisko īpašību galvenie raksturlielumi ir šādi.
1. Pagaidu pretestība vai stiepes izturība ir sprieguma spēks, kas tiek reģistrēts pie lielākās slodzes, pirms paraugs sabojājas. Materiālu stiprības un plastiskuma mehāniskie raksturlielumi raksturo cietvielu īpašības pretoties neatgriezeniskām formas izmaiņām un iznīcināšanai ārējo slodžu ietekmē.
2. Nosacītais spriegums ir tad, kad paliekošā deformācija sasniedz 0,2% no parauga garuma. Tas ir mazākais spriegums, kamēr paraugs turpina deformēties bez ievērojama slodzes pieauguma.
3. Ilgtermiņa stiprības robeža ir maksimālais spriegums, kas noteiktā temperatūrā izraisa parauga iznīcināšanu noteiktā laikā. Materiālu mehānisko īpašību noteikšanu vadās pēc galīgajām ilgtermiņa stiprības vienībām - iznīcināšana notiek pie 7000 grādiem pēc Celsija 100 stundās.
4. Nosacītā šļūdes robeža ir spriegums, kas rada paraugā noteiktu pagarinājumu noteiktā temperatūrā uz noteiktu laiku, kā arī šļūdes ātrumu. Par robežu tiek uzskatīta metāla deformācija 100 stundās pie 7000 grādiem pēc Celsija par 0,2%. Šļūde ir noteikts metālu deformācijas ātrums pastāvīgā slodzē un augstā temperatūrā ilgu laiku. Karstumizturība ir materiāla izturība pret lūzumiem un šļūdei.
5. Izturības robeža ir cikla sprieguma augstākā vērtība, kad nenotiek noguruma atteice. Iekraušanas ciklu skaits var būt norādīts vai patvaļīgs, atkarībā no tā, kā tiek plānotas materiālu mehāniskās pārbaudes. Mehāniskās īpašības ietver materiāla nogurumu un izturību. Ciklā esošo slodžu ietekmē uzkrājas bojājumi un veidojas plaisas, kas noved pie iznīcināšanas. Tas ir nogurums. Un izturības pret nogurumu īpašība ir izturība.
Spriedze un saspiešana
Inženierpraksē izmantotie materiāli tiek iedalīti divās grupās. Pirmā ir plastmasa, kurai jāšķiet, ka būtiskas atlikušās deformācijas neizdodas, otrā ir trausla, kas sabrūk pie ļoti mazām deformācijām. Dabiski, ka šāds dalījums ir ļoti patvaļīgs, jo katrs materiāls atkarībā no radītajiem apstākļiem var darboties gan kā trausls, gan kā plastisks. Tas ir atkarīgs no sprieguma stāvokļa, temperatūras, deformācijas ātruma un citiem faktoriem.
Spriegotu un saspiestu materiālu mehāniskās īpašības ir daiļrunīgas gan kaļamiem, gan trausliem materiāliem. Piemēram, zema oglekļa satura tēraudu pārbauda stiepē, bet čugunu pārbauda kompresijā. Čuguns ir trausls, tērauds ir kaļams. Trausliem materiāliem ir lielāka izturība pret saspiešanu, bet mazāka izturība pret stiepes deformāciju. Plastmasas materiāliem ir aptuveni vienādas mehāniskās īpašības saspiešanas un spriedzes apstākļos. Tomēr to slieksni joprojām nosaka stiepšanās. Tieši šādos veidos var precīzāk noteikt materiālu mehāniskās īpašības. Spriegojuma un saspiešanas diagramma ir parādīta šī raksta ilustrācijās.
Trauslums un elastība
Kas ir elastība un trauslums? Pirmais ir spēja nesabrukt, saņemot atlikušās deformācijas lielos daudzumos. Šī īpašība ir izšķiroša svarīgākajām tehnoloģiskajām operācijām. Liekšana, zīmēšana, zīmēšana, štancēšana un daudzas citas darbības ir atkarīgas no plastiskuma īpašībām. Pie kaļamiem materiāliem pieder rūdīts varš, misiņš, alumīnijs, viegls tērauds, zelts un tamlīdzīgi. Bronza un duralumīnijs ir daudz mazāk elastīgi. Gandrīz visi leģētie tēraudi ir ļoti vāji kaļami.
Plastmasas materiālu stiprības raksturlielumi tiek salīdzināti ar tecēšanas robežu, kas tiks aplūkota turpmāk. Trausluma un elastības īpašības lielā mērā ietekmē temperatūra un slodzes ātrums. Ātra spriegošana piešķir materiālam trauslumu, bet lēna spriegošana nodrošina elastību. Piemēram, stikls ir trausls materiāls, taču tas var izturēt ilgstošu slodzi, ja temperatūra ir normāla, tas ir, parāda plastiskuma īpašības. Tas ir plastmasa, bet pie asas trieciena slodzes tas parādās kā trausls materiāls.
Svārstību metode
Materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības nosaka garenvirziena, lieces, vērpes un citu, vēl sarežģītāku ierosmi, atkarībā no paraugu izmēra, formām, uztvērēja un ierosinātāja veidiem, stiprinājuma metodēm un dinamiskās pielietošanas shēmām. slodzes. Ar šo metodi tiek pārbaudīti arī lielizmēra izstrādājumi, ja būtiski tiek mainīta pielietošanas metode slodzes pielikšanas metodēs, vibrāciju izraisīšanā un to ierakstīšanā. Tāda pati metode tiek izmantota, lai noteiktu materiālu mehāniskās īpašības, ja nepieciešams novērtēt lielu konstrukciju stingrību. Tomēr, lokāli nosakot materiāla raksturlielumus izstrādājumā, šo metodi neizmanto. Tehnikas praktiskā pielietošana iespējama tikai tad, kad ir zināmi ģeometriskie izmēri un blīvums, kad ir iespējams izstrādājumu nostiprināt uz balstiem, un uz paša izstrādājuma - pārveidotājiem, nepieciešami noteikti temperatūras apstākļi utt.
Piemēram, mainot temperatūras apstākļus, notiek šīs vai citas izmaiņas, materiālu mehāniskās īpašības karsējot kļūst atšķirīgas. Gandrīz visi ķermeņi šajos apstākļos paplašinās, kas ietekmē to struktūru. Jebkuram ķermenim ir noteiktas mehāniskās īpašības materiāliem, no kuriem tas sastāv. Ja šīs īpašības nemainās visos virzienos un paliek nemainīgas, šādu ķermeni sauc par izotropu. Ja mainās materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības - anizotrops. Pēdējais ir raksturīga gandrīz visiem materiāliem, tikai dažādās pakāpēs. Bet ir, piemēram, tēraudi, kur anizotropija ir ļoti nenozīmīga. Visskaidrāk tas izpaužas dabīgos materiālos, piemēram, kokā. Ražošanas apstākļos materiālu mehāniskās īpašības tiek noteiktas, izmantojot kvalitātes kontroli, kur tiek izmantoti dažādi GOST. Neviendabīguma novērtējums tiek iegūts no statistiskās apstrādes, kad tiek summēti testa rezultāti. Paraugiem jābūt daudziem, un tiem jābūt izgrieztiem no noteiktas struktūras. Šī tehnoloģisko raksturlielumu iegūšanas metode tiek uzskatīta par diezgan darbietilpīgu.
Akustiskā metode
Materiālu mehānisko īpašību un to raksturlielumu noteikšanai ir diezgan daudz akustisko metožu, un tās visas atšķiras ar vibrāciju ievadīšanas, uztveršanas un ierakstīšanas metodēm sinusoidālā un impulsa režīmā. Akustiskās metodes tiek izmantotas, lai pētītu, piemēram, būvmateriālus, to biezumu un sprieguma stāvokli, kā arī defektu noteikšanas laikā. Ar akustiskām metodēm nosaka arī konstrukcijas materiālu mehāniskās īpašības. Šobrīd tiek izstrādātas un masveidā ražotas daudzas dažādas elektroniskās akustiskās ierīces, kas ļauj reģistrēt elastīgos viļņus un to izplatīšanās parametrus gan sinusoidālā, gan impulsa režīmā. Pamatojoties uz tiem, nosaka materiālu stiprības mehāniskos raksturlielumus. Ja tiek izmantotas zemas intensitātes elastīgās vibrācijas, šī metode kļūst absolūti droša.
Akustiskās metodes trūkums ir nepieciešamība pēc akustiskā kontakta, kas ne vienmēr ir iespējams. Tāpēc šis darbs nav īpaši produktīvs, ja steidzami nepieciešams iegūt materiālu stiprības mehāniskos raksturlielumus. Rezultātu lielā mērā ietekmē virsmas stāvoklis, pārbaudāmā izstrādājuma ģeometriskās formas un izmēri, kā arī vide, kurā tiek veikti testi. Lai pārvarētu šīs grūtības, ir jārisina konkrēta problēma, izmantojot stingri noteiktu akustisko metodi vai, gluži pretēji, izmantojot vairākas no tām vienlaikus, tas ir atkarīgs no konkrētās situācijas. Piemēram, stikla šķiedras plastmasa ir piemērota šādiem pētījumiem, jo elastīgo viļņu izplatīšanās ātrums ir labs, un tāpēc tiek plaši izmantota zondēšana, kad uztvērējs un emitētājs atrodas uz pretējām parauga virsmām.
Defektu noteikšana
Trūkumu noteikšanas metodes tiek izmantotas, lai kontrolētu materiālu kvalitāti dažādās rūpniecības jomās. Ir nesagraujošas un destruktīvas metodes. Nesagraujošās ir šādas.
1. To izmanto, lai noteiktu plaisas uz virsmām un caurlaidības trūkumu magnētisko defektu noteikšana. Teritorijas, kurās ir šādi defekti, raksturo izkliedes lauki. Tos var noteikt ar īpašām ierīcēm vai vienkārši uzklājot magnētiskā pulvera slāni uz visas virsmas. Defektu zonās pulvera atrašanās vieta mainīsies pat uzklāšanas laikā.
2. Trūkumu noteikšana tiek veikta arī izmantojot ultraskaņa. Virzītais stars tiks atspoguļots (izkliedēts) atšķirīgi, ja pat dziļi paraugā būs pārtraukumi.
3. Materiāla defekti ir skaidri parādīti radiācijas izpētes metode, pamatojoties uz atšķirību starojuma absorbcijā dažāda blīvuma vidē. Tiek izmantota gamma defektu noteikšana un rentgena starojums.
4. Ķīmisko defektu noteikšana. Ja virsma ir iegravēta ar vāju slāpekļskābes, sālsskābes vai to maisījumu (regia degvīnu) šķīdumu, tad vietās, kur ir defekti, parādās siets melnu svītru veidā. Varat izmantot metodi, kurā tiek noņemtas sēra nospiedumi. Vietās, kur materiāls ir neviendabīgs, sēram vajadzētu mainīt krāsu.
Destruktīvas metodes
Destruktīvās metodes šeit jau ir daļēji apspriestas. Paraugus pārbauda uz liekšanu, saspiešanu, spriedzi, tas ir, tiek izmantotas statiskas destruktīvas metodes. Ja izstrādājumu pārbauda ar mainīgām cikliskām slodzēm uz trieciena lieces, tiek noteiktas dinamiskās īpašības. Makroskopiskās metodes veido vispārīgu priekšstatu par materiāla struktūru lielos apjomos. Šādam pētījumam ir nepieciešami speciāli samalti paraugi, kas ir iegravēti. Tādējādi ir iespējams identificēt graudu formu un atrašanās vietu, piemēram, tēraudā, deformētu kristālu, šķiedru, dobumu, burbuļu, plaisu un citu sakausējuma neviendabīgumu klātbūtni.
Mikroskopiskās metodes izmanto mikrostruktūras izpētei un mazāko defektu noteikšanai. Paraugi ir iepriekš slīpēti, pulēti un pēc tam iegravēti tādā pašā veidā. Turpmāka pārbaude ietver elektrisko un optisko mikroskopu izmantošanu un rentgenstaru difrakcijas analīzi. Šīs metodes pamatā ir vielas atomu izkliedēto staru iejaukšanās. Materiāla īpašības tiek uzraudzītas ar rentgenstaru difrakcijas analīzi. Materiālu mehāniskās īpašības nosaka to stiprību, kas ir galvenais būvkonstrukcijām, kas ir uzticamas un drošas lietošanā. Tāpēc materiāls tiek rūpīgi pārbaudīts un izmantojot dažādas metodes visos stāvokļos, ko tas var pieņemt, nezaudējot augsta līmeņa mehāniskās īpašības.
Kontroles metodes
Lai veiktu nesagraujošo materiālu īpašību testēšanu, liela nozīme ir pareizai efektīvu metožu izvēlei. Visprecīzākās un interesantākās šajā ziņā ir defektu noteikšanas metodes – defektu kontrole. Šeit ir jāzina un jāsaprot atšķirības starp defektu noteikšanas metožu ieviešanas metodēm un fizikālo un mehānisko īpašību noteikšanas metodēm, jo tās būtiski atšķiras viena no otras. Ja pēdējie ir balstīti uz fizisko parametru uzraudzību un to sekojošo korelāciju ar materiāla mehāniskajām īpašībām, tad defektu noteikšana balstās uz tiešu starojuma pārveidošanu, kas atstarojas no defekta vai iziet cauri kontrolētai videi.
Pats labākais, protams, ir visaptveroša kontrole. Sarežģītība slēpjas optimālo fizisko parametru noteikšanā, ko var izmantot, lai noteiktu parauga stiprību un citas fizikālās un mehāniskās īpašības. Un arī vienlaikus tiek izstrādāts un pēc tam ieviests optimāls līdzekļu kopums strukturālo defektu kontrolei. Un visbeidzot, parādās šī materiāla neatņemams novērtējums: tā veiktspēja tiek noteikta saskaņā ar veselu parametru kopumu, kas palīdzēja noteikt nesagraujošās metodes.
Mehāniskie testi
Ar šādu testu palīdzību tiek pārbaudītas un novērtētas materiālu mehāniskās īpašības. Šis kontroles veids parādījās jau sen, taču vēl nav zaudējis savu aktualitāti. Pat mūsdienu augsto tehnoloģiju materiālus patērētāji kritizē diezgan bieži un asi. Tas liek domāt, ka pārbaudes būtu jāveic rūpīgāk. Kā jau minēts, mehāniskos testus var iedalīt divos veidos: statiskā un dinamiskā. Pirmā pārbauda, vai izstrādājumam vai paraugam nav vērpes, spriegojuma, saspiešanas, lieces, bet otrā pārbauda cietību un triecienizturību. Mūsdienu aprīkojums palīdz efektīvi veikt šīs ne pārāk vienkāršās procedūras un identificēt visas dotā materiāla veiktspējas īpašības.
Stiepes tests var noteikt materiāla izturību pret pielietotā nemainīgā vai pieaugošā stiepes sprieguma ietekmi. Metode ir veca, pārbaudīta un patiesa, izmantota ļoti ilgu laiku un joprojām tiek plaši izmantota. Paraugu izstiepj pa garenvirziena asi, izmantojot testēšanas iekārtā esošo ierīci. Parauga stiepšanās ātrums ir nemainīgs, slodzi mēra ar īpašu sensoru. Tajā pašā laikā tiek uzraudzīts pagarinājums, kā arī tā atbilstība pieliktajai slodzei. Šādu testu rezultāti ir ārkārtīgi noderīgi, ja ir jāveido jaunas struktūras, jo neviens vēl nezina, kā tās izturēsies zem slodzes. Tikai visu materiāla elastības parametru noteikšana var dot mājienu. Maksimālais spriegums – tecēšanas robeža nosaka maksimālo slodzi, ko konkrētais materiāls var izturēt. Tas palīdzēs aprēķināt drošības koeficientu.
Cietības tests
Materiāla stingrību aprēķina pēc plūstamības un cietības kombinācija palīdz noteikt materiāla elastību. Ja tehnoloģiskais process ietver tādas darbības kā vilkšana, velmēšana, presēšana, tad vienkārši ir jāzina iespējamās plastiskās deformācijas lielums. Ar augstu plastiskumu materiāls var iegūt jebkādu formu ar atbilstošu slodzi. Drošības koeficienta noteikšanai var izmantot arī kompresijas testu. It īpaši, ja materiāls ir trausls.
Cietība tiek pārbaudīta, izmantojot identifikatoru, kas izgatavots no daudz cietāka materiāla. Visbiežāk to veic, izmantojot Brinela metodi (iekšā tiek iespiesta bumbiņa), Vickers (piramīdas formas identifikators) vai Rokvela (tiek izmantots konuss). Materiāla virsmā ar noteiktu spēku uz noteiktu laiku tiek iespiests identifikators un pēc tam tiek pārbaudīts paraugā palikušais nospiedums. Ir arī citi testi, kurus izmanto diezgan plaši: triecienizturība, piemēram, kad tiek novērtēta materiāla pretestība slodzes pielikšanas brīdī.
Mehāniskās īpašības novērtē materiāla spēju izturēt mehāniskās slodzes un raksturo izstrādājumu veiktspēju.
Mehāniski tiek sauktas īpašības, kuras tiek noteiktas pārbaužu laikā ārējo slodžu ietekmē - šo testu rezultāts ir mehānisko īpašību kvantitatīvie raksturlielumi. Mehāniskās īpašības raksturo materiāla uzvedību spriegumu ietekmē (kas izraisa deformāciju un iznīcināšanu), kas darbojas gan izstrādājumu ražošanas procesā (liešana, metināšana, apstrāde ar spiedienu utt.), gan ekspluatācijas laikā.
Mehānisko īpašību standarta raksturlielumus nosaka laboratorijas apstākļos standarta izmēra paraugiem, radot neatgriezenisku plastisko deformāciju vai paraugu destrukciju. Pārbaudes veic uz ārējām slodzēm: spriedze, saspiešana, vērpe, trieciens; mainīgas un nodiluma slodzes apstākļos. Iegūto raksturlielumu vērtības parasti ir norādītas atsauces grāmatās.
Piemērs varētu būt šādas īpašības:
Izturība pret lūzumiem, ko aprēķina pēc stiepes izturības vai stiepes izturības, ir maksimālā īpatnējā slodze (spriegums), ko materiāls var izturēt pirms sabojāšanās, kad tas ir izstiepts;
Izturība pret plastisko deformāciju, ko mēra ar tecēšanas robežu, ir spriegums, pie kura sākas materiāla plastiskā deformācija spriedzes ietekmē;
Izturība pret elastīgajām deformācijām, ko novērtē pēc elastības robežas, ir spriegums, virs kura materiāls iegūst atlikušās deformācijas;
spēja izturēt plastisko deformāciju, ko novērtē pēc parauga relatīvā pagarinājuma spriedzes laikā un tā šķērsgriezuma relatīvā sašaurināšanās;
Spēja izturēt dinamiskas slodzes, ko novērtē pēc triecienizturības;
Cietība, ko aprēķina pēc materiāla izturības pret iespieduma iespiešanos (references paraugs).
Materiālu mehāniskās īpašības nosaka statiskās un dinamiskās slodzes apstākļos.
Elastība raksturo polimēra elastīgās īpašības, materiāla spēju iziet lielas atgriezeniskas formas izmaiņas zemās slodzēs saišu vibrācijas dēļ un makromolekulu spēju saliekties.
Statiskās pārbaudes ietver arī kompresijas, vērpes, lieces un cita veida slodzes testus.
Izplatīts statisko metožu trūkums materiālu fizikālo un mehānisko īpašību noteikšanai ir nepieciešamība iznīcināt paraugu, kas izslēdz iespēju turpmāk izmantot daļu paredzētajam mērķim, izgriežot no tā testa paraugu.
Cietības noteikšana. Šī ir materiāla mehānisko īpašību nesagraujošās pārbaudes metode statiskās slodzes apstākļos. Cietība tiek novērtēta galvenokārt metāliem, jo lielākajai daļai nemetālisku materiālu cietība nav īpašība, kas nosaka to veiktspēju.
Cietību novērtē pēc materiāla izturības pret iekļūšanu tajā regulāras ģeometriskas formas svešķermeņa ar atsauces cietību statiskās slodzes ietekmē (14. att.).
Rīsi. 14 Materiālu cietības noteikšana: A- iekraušanas diagramma; b- cietības mērīšana pēc Brinela; V- Vickers cietības mērīšana
References parauga presēšana testa paraugā tiek veikta, izmantojot īpašus instrumentus, no kuriem visbiežāk tiek izmantoti Brinnell, Rockwell un Vickers instrumenti.
Visizplatītākā ir Brinela metode - paraugā tiek iespiesta rūdīta tērauda lode. Nospieduma diametrs d otp mēra, izmantojot palielināmo stiklu ar skalu. Pēc tam izmantojiet tabulas, lai noteiktu materiāla cietību. Vickers testā tiek izmantots dimanta griezējs, savukārt Rokvela testā tiek izmantots dimanta konuss.
Luminescence (fluorescence un fosforescence) - mirdzuma efekti, absorbējot enerģiju no krītošas gaismas, mehāniskās iedarbības, ķīmiskām reakcijām vai siltuma.
Vielu optiskajām īpašībām ir liela praktiska nozīme. Gaismas laušanu izmanto optisko instrumentu lēcu izgatavošanai, atstarošanu izmanto siltumizolācijai: izvēloties atbilstošus pārklājumus, iespējams ietekmēt materiālu īpašības, lai absorbētu vai atstarotu siltuma starojumu, bet caurlaidītu redzamo gaismu. Logu stiklam ir raksturīga gaisa kondicionēšanai raksturīga krāsa.
Plaši tiek izmantotas paštonējošas hameleona brilles, dienasgaismas spuldzes un osciloskopu ekrāni. Dekoratīviem nolūkiem tiek izmantoti metāla pārklājumi (anodēts alumīnijs) (svarīga ir materiāla atstarošanās spēja), tiek izmantoti metalizētu virsmu precīzijas spoguļi.
Dekoratīvās īpašības materiālus nosaka to izskats un tie ir atkarīgi no to ārējā raksta, dizaina, faktūras, struktūras, virsmas apstrādes metodes, pārklājumu un reljefu klātbūtnes.
Bioloģiskās īpašības Tiek noteikti materiāli:
To ietekme uz vidi, to toksicitātes pakāpe uz dzīviem organismiem;
To piemērotība jebkuru organismu (sēnīšu, kukaiņu, pelējuma u.c.) pastāvēšanai un attīstībai.
Mehāniskās īpašības raksturo metālu un sakausējumu spēju izturēt uz tiem pielikto slodžu iedarbību, un mehāniskie raksturlielumi šīs īpašības izsaka kvantitatīvi. Metāla materiālu galvenās īpašības ir: izturība, lokanība (vai stingrība), cietība, triecienizturība, nodilumizturība, šļūde utt.
Materiālu mehāniskās īpašības tiek noteiktas mehānisko pārbaužu laikā, kuras atkarībā no slodzes rakstura laika gaitā iedala statiskajās, dinamiskajās un atkārtoti mainīgajās.
Atkarībā no ārējo spēku (slodžu) pielikšanas metodes izšķir pārbaudes: stiepes, spiedes, lieces, vērpes, trieciena lieces utt.
Metālu un sakausējumu mehāniskās pamatīpašības.
Stiepes izturība (galējā izturība, stiepes izturība — nosacīts spriegums, kas atbilst lielākajai slodzei pirms parauga iznīcināšanas.
Patiesā stiepes izturība (patiesais spriegums) ir spriegums, ko nosaka slodzes attiecība plīsuma brīdī pret parauga šķērsgriezuma laukumu plīsuma punktā.
Izturība (fiziskā) ir mazākais spriegums, pie kura paraugs tiek deformēts bez ievērojama stiepes slodzes pieauguma.
Teces izturība (nosacīta) - spriegums, pie kura atlikušais pagarinājums sasniedz 0,2% no parauga sekcijas garuma, kura pagarinājums tiek ņemts vērā, nosakot norādīto raksturlielumu. Proporcionalitātes robeža (nosacīta) - spriegums, pie kura novirze no lineārās attiecības starp slodzi un pagarinājumu sasniedz tādu vērtību, ka slīpuma leņķa tangensa, ko veido deformācijas līknes pieskare (apskatāmajā punktā) ar asi slodze palielinās par 50% no tās vērtības uz lineārās elastīgās diagrammas. Ir atļauts palielināt slīpuma leņķa tangensu par 10 vai 25%.
Elastības robeža ir nosacītais spriegums, kas atbilst atlikušās deformācijas parādīšanās. Elastības robežu iespējams noteikt ar pielaidēm līdz 0,005%, tad tā tiks attiecīgi apzīmēta.
Relatīvais pagarinājums pēc pārrāvuma ir parauga garuma pieauguma attiecība pēc pārrāvuma un tā sākotnēji aprēķinātā garuma. Ir relatīvi pagarinājumi, kas iegūti, pārbaudot paraugus ar pieckārtīgu un desmitkārtīgu garuma un diametra attiecību. Pārbaudot lējumus, ir pieļaujamas arī citas attiecības, piemēram, 2,5.
Relatīvā kontrakcija pēc pārrāvuma ir parauga šķērsgriezuma laukuma attiecība plīsuma vietā pret sākotnējo šķērsgriezuma laukumu.
Norādītos mehānisko īpašību raksturlielumus nosaka, pārbaudot materiālu spriedzi saskaņā ar GOST 1497-61 noteiktajām metodēm, cilindriskiem un plakaniem paraugiem, kuru formas un izmēri ir noteikti vienā un tajā pašā standartā. Stiepes pārbaudes paaugstinātā temperatūrā (līdz 1200°C) nosaka GOST 9651-73, ilgstošai izturībai - GOST 10145-62.
Normālās elastības modulis ir sprieguma attiecība pret tai atbilstošo relatīvo stiepes (saspiešanas) pagarinājumu elastīgās deformācijas robežās (Hūka likums).
Triecienizturību, metāla stingrības mehānisko raksturlielumu, nosaka darbs, kas tiek veikts trieciena lūzumam uz noteikta tipa parauga svārsta triecienstieņa dzinēju un ir saistīts ar parauga darba šķērsgriezuma laukumu plkst. griezuma punkts. Pārbaudes normālā temperatūrā tiek veiktas saskaņā ar GOST 9454-60, zemā temperatūrā - saskaņā ar GOST 9455-60 un paaugstinātā temperatūrā - saskaņā ar GOST 9656-61.
Izturības (noguruma) robeža ir maksimālais spriegums, pie kura parauga materiāli var izturēt noteiktu skaitu simetrisku ciklu (no +P līdz -P) bez iznīcināšanas, ņemot par pamatu. Ciklu skaits ir norādīts tehniskajās specifikācijās, un tas ir liels skaits. Metālu izturības pārbaudes metodes regulē GOST 2860-65.
Galējā spiedes izturība ir pārrāvuma slodzes attiecība pret parauga šķērsgriezuma laukumu pirms testēšanas.
Nosacītā šļūdes robeža ir spriegums, kas rada noteiktu parauga pagarinājumu (kopējo vai atlikušo) noteiktā laika periodā noteiktā temperatūrā.
Brinela cietība - noteikta uz TSh cietības testera, nospiežot rūdīta tērauda lodi p. pārbaudīt metālu vai sakausējumu.
Rokvela cietību HRA, HRB un HRC nosaka, uz TK cietības mērītāja iespiežot metālā tērauda lodi ar diametru ~ 1,6 mm vai konusu (dimantu vai karbīdu) ar stūri 120° virsotnē. Atkarībā no noteikšanas apstākļiem, kas ir standartizēti ar GOST 9013-68, tiek izdalītas trīs HR vērtības: HRA - ļoti cietiem materiāliem (A skala) - testu veic ar dimanta konusa ievilkumu; HRB - vieglajam tēraudam (skala B) - tērauda lode; HRC - rūdītam tēraudam (C skala) - karbīda vai dimanta konuss.
Dimanta konusa iespiešanās dziļums, testējot metālā, ir mazs, kas ļauj pārbaudīt plānākus izstrādājumus, nekā nosakot Brinela cietību, ir nosacīts raksturlielums, kura vērtība tiek mērīta ierīces skalā.
Vikersa cietību HV nosaka ar dimanta standarta regulāras tetraedriskas piramīdas ievilkumu. Cietības skaitli nosaka, izmērot diagonāļu garumu (divu diagonāļu summas vidējo aritmētisko) un pārrēķinot, izmantojot formulu
Standarta slodzes atkarībā no parauga biezuma ir 5, 10, 20, 30, 50 un 100 kgf. Laika aizkave zem slodzes tiek ņemta melnajiem metāliem 10-15 sekundes, krāsainajiem metāliem - 28-32. Attiecīgi simbols HV 10/30-500 nozīmē: 500 - cietības skaitlis; 10 - slodze un 30 - turēšanas laiks.
Vickers metodi izmanto, lai mērītu cementētu, nitrīdētu vai cianizētu izstrādājumu mazu šķērsgriezuma detaļu un cietu plānu virsmas slāņu cietību.
49.Metālu sekundārā kristalizācija Sekundārajai kristalizācijai ir liela praktiska nozīme, un tā kalpo par pamatu vairākiem termiskās apstrādes, novecošanas uc procesiem, kas būtiski maina un uzlabo sakausējumu īpašības. Lielākā daļa sekundāro kristalizācijas procesu ietver difūziju. Difūzija cietajos sakausējumos ir iespējama vairāku iemeslu dēļ. Jo īpaši aizvietošanas risinājumos tas notiek tāpēc, ka režģos ir neaizpildītas vietas (vakances). Var pārvietoties gan šķīdinātāju, gan izšķīdušo vielu atomi. Intersticiālu šķīdumu veidošanās laikā izšķīdušo atomu kustība notiek caur režģu starplikām, jo lielāka ir koncentrācijas atšķirība, jo augstāka ir temperatūra (koagulācija). no mazajiem - iegarenu kristālu pārvēršana noapaļotos, pateicoties sistēmas vēlmei samazināt brīvo enerģiju.
Graudu virsmas kļūst mazākas attiecībā pret to tilpumiem. Koagulācija un sferoidizācija norit vieglāk, jo augstāka temperatūra. Attēlā 41 parāda sakausējuma stāvokļa diagrammu, kurā otrā komponenta šķīdība cietajā šķīdumā samazinās. Šajā diagrammā (atšķirībā no diagrammas 39. att.) parādās EQ līnija, kas raksturo komponenta B lieko kristālu atlasi, kurus sauc par sekundārajiem (B2), atšķirībā no primārajiem kristāliem (B\), kurus izšķir. pa CD līniju. Kā piemēru aplūkosim sekundāro kristālu veidošanās procesu cieto šķīdumu a dzesēšanas laikā ar koncentrāciju K. Temperatūrā t\ struktūra ir vienfāzes, sasniedzot EQ līniju, šķīdums kļūst piesātināts un tālāk. notiek dzesēšana, no tā tiek atbrīvota liekā fāze B2, pēdējā var izdalīties gar kristālu a robežām un iegūt režģa formu. Arī šeit vispirms notiek kodolu veidošanās un pēc tam to augšana. Taču vietu, kur rodas kodoli, un to augšanu nosaka primāro graudu virsmas. Dažreiz sekundārās fāzes izvietojums tīkla veidā ir nevēlams, tad tas tiek vai nu novērsts, vai arī tiek novērsts. Tīkls tiek noņemts dažādos veidos, piemēram, sferoidizējot atkvēlināšanu. Kristalizācija saskaņā ar diagrammu (41. att.) dod iespēju būtiski mainīt sakausējuma īpašības, rūdīšanas un rūdīšanas vai novecošanas rezultātā.
50.DS sakausējumi ar neierobežotu sastāvdaļu šķīdību Abi sastāvdaļa neierobežots šķīstošsšķidrā un cietā veidā štatos neveido ķīmiskus savienojumus.
Sastāvdaļas: A, B.
Fāzes: L, α.
Ja divi sastāvdaļa bezgalīgi šķīst šķidrā un cietā stāvoklī, tad iespējama tikai divu fāžu eksistence - šķidrums risinājums Zeme cieta risinājumsα. Tāpēc nevar būt trīs fāzes, kristalizācija nemainīgā līmenī temperatūra horizontālas nav līnijas ieslēgts diagramma Nē.
Attēlā parādītā diagramma. 1, sastāv no trim zonām: šķidrums, šķidrums + ciets risinājums un ciets šķīdums.
AmB līnija ir līniju likvidus, un līnijuАnВ - līniju solidus. Kristalizācijas process attēlota ar līkni dzesēšanas sakausējums(2. att.).
1. punkts atbilst sākumam kristalizācija, punkts 2 - beigas. Starp punkti 1 un 2 (t.i., starp linesliquidus un solidus) sakausējums atrodas divfāžu stāvoklī. Divos sastāvdaļas un divas fāzes sistēma monovariants (c = k-f+1 = 2 - 2 + 1 = 1), t.i., ja mainās temperatūra, tad arī mainās komponentu koncentrācija fāzēs; katrs temperatūra stingri atbilst noteiktiem kompozīcijas fāzes koncentrācija un fāžu skaits sakausējums, kas atrodas starp linessolidus un likvidus nosaka noteikums segmentiem. Tātad, sakausējums K in punktu a sastāv no šķidrās un cietās fāzes. Savienojumsšķidrā fāze tiks noteikta pēc projekcijas punktus b guļ uz līnijas likvidus, un Savienojums cietā fāze - projekcija punktus ar gulēšanu līnijas solidus. Šķidrās un cietās fāzes daudzumu nosaka pēc šādām attiecībām: šķidrās fāzes daudzums ac/bc, cietās fāzes daudzums ba/bc.
Visā kristalizācijas intervāls(no punktus 1 līdz punktus 2) no šķidruma sakausējums,
kam ir oriģināls koncentrācija K, kristāli, kas ir bagātāki ar ugunsizturīgo komponentu, izceļas. Savienojums vispirms kristāli tiks noteikts ar projekciju s. Beigas sakausējuma kristalizācija K jāienāk punktu 2, kad pēdējais šķidruma piliens Savienojums l, sacietēs. Segments, kas parāda cietās fāzes daudzumu, bija vienāds ar nulli punktu/ kad tas tikko sākās kristalizācija, un visa daudzums sakausējums V punktu 2 kad kristalizācija beidzās. Savienojumsšķidrums mainās pa līkni 1 - l, un Kristālu sastāvs- pa līkumu s- 2 un iekšā brīdis izlaidums kristalizācija Kristālu sastāvs tāds pats kā Savienojums oriģināls šķidrums.
51. Materiālu temperatūras īpašības Materiāliem tiek ieviesti vairāki raksturīgi temperatūras punkti, kas norāda uz materiālu veiktspēju un uzvedību, mainoties temperatūrai. Karstumizturība - maksimālā temperatūra, pie kuras nesamazinās materiāla kalpošanas laiks. Saskaņā ar šo parametru visi materiāli ir sadalīti siltumizturības klasēs.
Karstumizturība
- temperatūra, pie kuras, sasniedzot īsu laiku, notiek raksturlielumu pasliktināšanās.
Karstumizturība
- temperatūra, kurā notiek ķīmiskās izmaiņas materiālā.
Salizturība
- spēja strādāt zemā temperatūrā (šis parametrs ir svarīgs gumijām).
Uzliesmojamība
- spēja aizdegties, uzturēt uguni, pašaizdegties Tās ir dažādas uzliesmošanas pakāpes. Visi šie jēdzieni definē raksturīgās temperatūras, kurās mainās jebkura materiāla īpašība. Ir dažas temperatūras, kas raksturīgas visiem materiāliem, un ir temperatūras, kas raksturīgas dažiem elektriskiem materiāliem. kurā jebkuras īpašības krasi mainās. Lielākajai daļai materiālu ir kušanas un viršanas temperatūra. Kušanas temperatūra ir temperatūra, kurā notiek pāreja no cietas uz šķidrumu.Šķidrajam hēlijam nav kušanas temperatūras, tas paliek šķidrs pat pie nulles Kelvina. Ugunsizturīgākie ir volframs - 3387 °C, molibdēns 2622 °C, rēnijs - 3180 °C, tantals - 3000 °C. Keramikā ir ugunsizturīgas vielas: hafnija karbīdam HfC un tantala karbīdam TaC kušanas temperatūra ir 2880 °C, titāna nitrīdam un karbīdam - vairāk nekā 3000 °C. Ir materiāli, pārsvarā termoplastiskie polimēri, kuriem ir mīkstināšanas punkts, bet tas nesasniedz kušanas punktu, jo... polimēru molekulu iznīcināšana sākas paaugstinātā temperatūrā. Izmantojot termoreaktīvos polimērus, tas pat nesasniedz mīkstināšanas punktu; Ir sakausējumi un citas sarežģītas vielas, kurām ir sarežģīts kušanas process: noteiktā temperatūrā, ko sauc par “solidus”, notiek daļēja kušana, t.i. vielas daļas pāreja šķidrā stāvoklī. Pārējā viela ir cietā stāvoklī. Izrādās kaut kas līdzīgs putrai. Temperatūrai paaugstinoties, arvien vairāk tās pārvēršas šķidrā stāvoklī, beidzot noteiktā temperatūrā, ko sauc par “šķidrumu”, viela pilnībā izkusīs. Piemēram, lodēšanai paredzēts alvas un svina sakausējums, ko vienkārši sauc par “lodmetālu”, sāk kust aptuveni 180 °C (cietības temperatūra) un kūst aptuveni 230 °C (šķidruma temperatūra).
Jebkurā kausēšanas procesā noteikta punkta sasniegšana ir nepieciešams, bet nepietiekams kausēšanas nosacījums. Lai vielu izkausētu, jums tai jāpiešķir enerģija, ko sauc par saplūšanas siltumu. To aprēķina uz gramu (vai uz molekulu). Vārīšanās temperatūra ir temperatūra, kurā notiek pāreja no šķidruma uz tvaiku. Gandrīz visas vienkāršās vielas vārās, sarežģītie organiskie savienojumi nesadalās zemākā temperatūrā, nesasniedzot vārīšanās temperatūru. Vārīšanās temperatūru būtiski ietekmē spiediens. Tā, piemēram, ūdenim, jūs varat mainīt viršanas temperatūru no 100 ° C uz 373 ° C, izmantojot spiedienu 225 atm. Šķīdumu vārīšana, t.i. Savstarpēji šķīstošo vielu process notiek sarežģīti uzreiz, tikai tvaikos vienas vielas ir vairāk nekā otras. Piemēram, vājš spirta šķīdums ūdenī izvārās tā, ka tvaikos ir vairāk alkohola nekā ūdenī. Sakarā ar to notiek destilācija un pēc tvaika kondensācijas tiek iegūts spirts, bet bagātināts ar ūdeni. Ir maisījumi, kas izvārās vienlaicīgi, piemēram, 96% spirts. Šeit viršanas laikā šķidruma sastāvs un tvaiku sastāvs ir vienādi. Pēc tvaika kondensācijas tiek iegūts tieši tāda paša sastāva spirts. Šādus maisījumus sauc azeotrops. Ir temperatūras, kas raksturīgas elektriskajiem materiāliem. Piemēram, feroelektriskiem t.s Kirī punkts. Izrādās, ka vielas feroelektriskais stāvoklis rodas tikai zemā temperatūrā. Katram feroelektriskam ir noteikta temperatūra, virs kuras nevar pastāvēt domēni, un tas pārvēršas par paraelektrisku. Šo temperatūru sauc par Kirī punktu. Dielektriskā konstante zem Kirī punkta ir augsta, tā nedaudz palielinās, tuvojoties Kirī punktam. Pēc šī punkta sasniegšanas dielektriskā konstante strauji samazinās. Piemēram, visizplatītākajam feroelektriskam: bārija titanātam Kirī temperatūra ir 120 °C, svina cirkonāta titanātam 270 °C, dažiem organiskajiem feroelektriķiem Kirī temperatūra ir negatīva. Līdzīga temperatūra (saukta arī par Kirī punktu) pastāv feromagnētiem. Magnētiskās caurlaidības uzvedība ir līdzīga dielektriskās konstantes uzvedībai, temperatūrai paaugstinoties un tuvojoties Kirī punktam. Vienīgā atšķirība ir tā, ka magnētiskās caurlaidības samazināšanās, palielinoties temperatūrai, notiek straujāk pēc Kirī punkta sasniegšanas. Kirī punktu vērtības dažiem materiāliem: dzelzs 770 °C, kobalts 1330 °C, erbijs un holmijs (-253 °C), keramika - plašā temperatūras diapazonā. Antiferomagnētiem tiek saukts līdzīgs punkts Néel punkts.
Saistītā informācija.
Visi cilvēki kopš dzimšanas ir ļoti atšķirīgi. Gudri pieaugušie dažādās valstīs šādus jautājumus uzdod jau ilgu laiku. Viņi jau sen saprata, ka visi bērni atšķiras viens no otra ģenētiski, psiholoģiski un ar savu fizisko attīstību. Un nekāda moralizēšana, apmācība, dažādas zinātniskas audzināšanas metodes un pat josta nepadarīs tos vienādus. Dažādi bērni ir jāaudzina atšķirīgi. Kad bērni izaugs, profesijas tos izvēlēsies pašas. Taču mēs nevaram izvairīties no spējām, kas izpaužas jau no agras bērnības. Spējas var būt tehniskas, organizatoriskas, mākslinieciskas un estētiskas. Gandrīz visi no tiem kaut kādā veidā ietekmē mūsu profesiju izvēli. Bieži gadās, ka profesiju izvēlē mūs vada mūsu spējas. Apskatīsim tuvāk tehniskās spējas un to ietekmi uz mūsu dzīvi.
Iedomājieties, ka esat izgājis muitošanas kursu, un pēc tam jūsu rokās izbrauks liels skaits transportlīdzekļu. Kas notiks, ja neiemācīsies visu saprast? Jūs vienkārši nevarēsit dzīvot atbilstoši izvēlētajai profesijai. Ko nozīmē tehniskās spējas?
Neaizstājams tehnisko spēju atribūts ir interese par tehnoloģijām, vēlme strādāt ar mašīnām, instrumentiem un iekārtām.
Tehnisko spēju sastāvdaļas:
a) prasme saprast rasējumus, diagrammas, grafikus; b) prasme lasīt zīmējumus, grafikus un spilgti iztēloties reālos objektus aiz tiem ir ļoti svarīga tehniskajām profesijām;
c) prasmes fizikā, matemātikā, ķīmijā. Tehnoloģija ir cieši saistīta ar šīm zinātnēm. No jums tiek prasīta ne tikai laba matemātiskā materiāla izpratne un atmiņa, bet arī spēja strādāt ar skaitļiem un formulām;
d) spēja saprast un spriest, analizēt un vispārināt - loģiskā domāšana;
e) attīstīta telpiskā iztēle ir ļoti nozīmīga tehnisko spēju sastāvdaļa.
Šādas spējas ir ideāli piemērotas cilvēkam ar matemātisko domāšanu, kas zina, kā domāt. Tas ir, ja jūsu izvēle krita uz muitas deklarēšanas kursi, un jūs uzskatāt sevi par vienu no cilvēkiem, kam piemīt tehniskas rakstura īpašības, tad esat izvēlējies pareizo profesiju.
Savu spēju noteikšana ir ļoti delikāts jautājums. Visticamāk, jūs neesat atradis iepriekš minētās tehniskās iespējas. Neuztraucieties. Tas ir labi. Pirmkārt, cilvēki ar pilnu īpašību kopumu tikai vienai profesijai ir reti sastopami — viens no trīsdesmit. To sauc par aicinājumu. Pārējiem, kā likums, ir īpašību kopums, kas vienlīdz piemērots vairākām profesijām, un viņiem vai nu jāattīsta trūkstošās spējas sevī, pastāvīgi trenējoties, vai arī jākompensē ar kaut ko citu. Jāuzmanās, ja jūsu spējas pārāk nepārprotami neatbilst izvēlētās profesijas prasībām. Ieklausies sevī, un viss noteikti izdosies, un tu kļūsi par sava amata meistaru.