ВВЕДЕНИЕ

Контроль качества продукции металлургического производства начинается с момента поставки на металлургический завод руды, топлива, ферросплавов и других материалов, необходимых при производстве стали и прочих сплавов.

На разных стадиях производства применяют соответственно и различные методы контроля. Так, в процессе сталеварения из печи берут пробу жидкого металла для определения содержания отдельных компонентов в сплаве.

После обработки слитков на обжимных и прокатных станах проверяют макро и микроструктуру сплава, выявляют посторонние включения, определяют степень загрязненности сплава. Этот контроль выполняют средствами металлографической лаборатории.

В последние годы часто используют ультразвуковое излучение для оценки степени неоднородности сплава и обнаружения в нем посторонних включений и дефектов. Просвечивание лучами Рентгена также позволяет выявлять дефекты в сплаве и изучать кристаллическое строение его структурных составляющих.

Намечается возможность определять степень повреждения сплава переменными нагрузками (степень «утомленности») при помощи поляризованного ультразвука.

По окончании технологического процесса производства металл подвергают механическим испытаниям для оценки его механических свойств. На механических свойствах отражается весь процесс производства металла от составления шихты до выхода из прокатного стана или из другой машины, придающей металлу необходимую форму и размеры.

Характеристики механических свойств сопровождают металл от завода-поставщика к потребителю. По этим характеристикам потребитель определяет пригодность металла для конкретных условий работы. Часто потребителю необходимы сплавы с заданными механическими свойствами. Оценку механических свойств сплава следует производить строго регламентированными методами, так как численные значения характеристик механических свойств сплавов зависят от примененных методов испытания.

Методы механических испытаний нельзя выбирать произвольно, так как результаты их будут несопоставимы. Для обеспечения сопоставимости результатов многие методы выполнения механических испытаний регламентированы государственными стандартами или ведомственными инструкциями.

Методы лабораторных механических испытаний должны по возможности воспроизводить служебные условия работы металла и обладать простотой, необходимой при массовом контроле качества продукции металлургического завода.

Характеристики механических свойств металлов должны не только обладать сопоставимостью, но и быть пригодными для их использования в расчетной конструкторской практике. К сожалению, до сих пор не предложено такой «основной» характеристики механических свойств металлов, из которой остальные можно было бы получить как производные. Например, при испытании на ударную вязкость сказывается пластичность, прочность металла, характер напряженного состояния в образце, скорость нагружения при испытании. Каждое из указанных свойств металла и условий испытания имеет свою характеристику, получаемую из других видов механических испытаний. Однако связать эти характеристики такой функциональной зависимостью, которая позволила бы вычислить ударную вязкость не представляется возможным, но между ними может быть установлена корреляционная зависимость.

В качестве другого примера можно указать на предел текучести металла. Предел текучести как одну из характеристик механических свойств металла можно определять из опыта на растяжение, изгиб или на кручение.

Предел текучести характеризует определенное свойство металла— начало перехода в пластичное состояние. Характеристика этого свойства численно получается различной в зависимости от того, каким методом ее определяют. Связь между пределом текучести, найденным из опыта на растяжение, и пределом текучести, найденным из опыта на изгиб или кручение, установлена лишь приближенно, так как при выводе этой связи делают ряд допущений.

Следовательно, отсутствие основой характеристики механических свойств металла, по которой можно было бы получить другие характеристики путем вычислений, заставляет пользоваться разными методами механических испытаний при оценке механических свойств металла, предназначенного для конкретных условий работы.

Математическая статистика дает метода для установления и оценки связи между разными характеристиками механических свойств металлов.

При изучении механических свойств металла необходимо прежде всего представить себе его макро- и микростроение. Кроме того, необходимо оценивать напряженное состояние, которое создается в металле во время испытания. Наконец, нужно знать свойства испытательного оборудования, влияющего на результаты механических испытаний.

В связи с этим, в книге есть глава о строении металлов и сплавов, содержащая основные сведения из металловедения. В виде отдельной главы излажены обоснования для выбора характеристик механических свойств тела, для чего приведены способы оценки напряженного и деформированного состояний и понятие о сопротивлении металлов отрыву и срезу.

В главе о растяжении рассматривается влияние податливости разрывной машины на результаты испытаний. Наконец, в последней главе приведены элементы статистической обработки результатов механических испытаний и дано понятие об оценке связи между характеристиками механических свойств металлов. Знание этой связи дает возможность обоснованно, с определенной степенью вероятности, переходить от сложных видов механических испытаний к более простым.

Испытательное оборудование представлено схематично, без конструктивных подробностей. Была поставлена цель показать применяемые типы оборудования и, по возможности, описать тенденции его развития.

Характеристики механических свойств используются при массовом контроле металлургического производства и в расчетно-конструкторской практике. Это приводит к необходимости придерживаться в практике механических испытаний государственных стандартов СССР и международных рекомендаций СЭВ и ИСО на методы этих испытаний.

Назад, на страницу описания