Испытание черных и цветных металлов на ударный изгиб при низких температурах является важным методом исследования его механических свойств в экстремальных условиях. Этот вид тестирования позволяет оценить, насколько материал способен сохранять свою структуру и функциональность при воздействии холодных температур.
Подготовка образцов
Для выполнения тестирования на разрушение образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра подготавливают по форме одной из трех видов.
- С концентратором вида U;
- С концентратором вида V;
- С концентратором вида T.
При вырезке заготовок металл должен быть защищен от наклепа и нагрева, которые могут изменить его свойства.
Риски на поверхности концентраторов видов U и V, видимые без увеличения, не допускаются. Концентратор вида Т формируется в вершине начального надреза при плоском циклическом изгибе образца. Число циклов, необходимых для достижения определенной глубины трещины, должно быть не менее 3000.
Оборудование для испытаний
Исследование физико-механического воздействия на металлы производят на маятниковом копре серии МИК с дополнительной установкой криокамеры. Оборудование способно создавать экстремальные условия и точно контролировать процесс.
Автоматическая подача образцов позволяет удерживать стабильно низкую температуру в течение всего эксперимента. Это необходимо для того, чтобы минимизировать человеческий фактор и исключить возможные ошибки в проведении испытаний. Копер серии МИК оснащен датчиками, которые непрерывно отслеживают параметры изделия и окружающей среды, что позволяет оперативно корректировать условия эксперимента при необходимости.
В ходе такого испытания образец металла подвергается значительным деформациям, вызванным приложением внешней силы. Основная цель - определить работу удара, либо ударную вязкость для образцов с концентраторами видов U и V, либо только ударную вязкость для образцов с концентратором вида Т.
Работу удара обозначают двумя символами и цифрами. Первый символ (K) указывает на работу удара, второй символ (U, V или T) - на вид концентратора.
Ударную вязкость обозначают комбинацией букв и цифр. Первые две буквы (КС) обозначают ударную вязкость, третья буква - вид концентратора, первая цифра - максимальную энергию удара, вторая - глубину, третья - ширину.
Для обозначения работы удара и ударной вязкости при разных температурах используют дополнительный цифровой индекс, который показывает температуру исследования и ставится сверху после буквенных символов.
Данные испытаний автоматически выводятся в протоколы, установленные ГОСТ 9454-78, также вносят информацию, если образец полностью не был разрушен. В случаях, когда материал имел дефекты, результаты тестирования не учитывают.
Таблица 1. Протокол испытаний на ударный изгиб.
Такие испытания проводятся в различных отраслях, где требуется высокая надежность и устойчивость материалов к экстремальным условиям. Например, в аэрокосмической промышленности, где компоненты летательных аппаратов должны работать при очень низких температурах в верхних слоях атмосферы или в открытом космосе. Также это актуально для нефтяной и газовой промышленности, где оборудование работает в условиях крайнего севера, где температуры могут достигать очень низких значений.