5.7.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
На опорную плиту копра устанавливают образец-зубок, поднимают груз (бабу) на высоту 1 м, закрывают кожух установки и отпускают бабу, нанося удар по образцу. Так повторяют 10 раз. После этого собирают осколки, отсеивают их на сите и взвешивают с точностью до +10 мг.
Повторяют измерения 10-15 раз.
Аналогично поступают с образцом горной породы.
Строят зависимость - "количество осколков в г - серия ударов" для образцов и рассчитывают соотношение между общим количеством осколков в граммах после 10 - 15 серий ударов, определяя соотношение сопротивлению ударному разрушению образца-зубка и образца породы.
5.7.3. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать методику проведения испытаний на разрушение, описание примененного приспособления, а также таблицу измерений и график зависимости массы отколовшихся частей от числа ударов.
5.7.4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
1. В чём состоят особенности работы породоразрушающего инструмента по отношению к режущему?
2. Опишите методику проведения испытаний.
3. Как влияет объёмное сжатие зубка на его сопротивление ударному разрушению ?
5.7.4. ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ.
Таблица измерений показана на рисунке 105 (см. ниже)
Рис.106. Примерный вид графиков зависимостей
массы отколовшихся частей от числа ударов для
зубка и горной породы.
ТЕМА №6. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОРОШКОВ И СПЕЧЁННЫХ ИЗДЕЛИЙ
При анализе порошков компонентов, входящих в состав порошковой смеси, определяют (при входном контроле) химический и гранулометрический состав, форму частиц и напряжённое состояние частиц.
Химический состав определяют различными способами: химическим анализом, спектроскопическим и рентгеновским анализом, а при необходимости - и методами масс-спектроскопии. Напряжённое состояние частиц, знание которого необходимо при создании магнитных материалов определяют рентгеноструктурным и голографическим методами.
Гранулометрический состав – это характеристика распределения частиц порошка по размерам, которая показывает из частиц какого размера и в каких долях составлена данная партия порошка. Интервал размеров частиц называют фракцией.
Подробно о ситовом анализе порошков смотри в главе 1 (тема 1). В данной теме рассмотрен способ определения гранулометрического состава при наблюдении в микроскоп.
Методика микроскопического метода определения гранулометрического состава порошков определена ГОСТ 23402 и описана в лабораторной работе.
Свойства спечённых порошковых материалов, в том числе и твёрдых сплавов, зависят не только от их химического состава, но на эти свойства оказывают значительное влияние размеры зерна, гранулометрический состав спечённого сплава, находящиеся в структуре сплава поры и некоторые структурные составляющие, образующиеся в материале при спекании, такие как, например, h-фаза в твёрдых сплавах.
Поры действуют как надрезы и из-за неравномерного их распределения по структуре материала наблюдаются значительные колебания результатов испытаний.
Общая пористость Побщ определяется как отношение плотности пористого тела r, измеренного, например гидростатическим взвешиванием на весах Моора, к теоретической плотности rтеор, соответствующего компактного материала и выражается в процентах. Часто в качестве "теоретической" принимают плотность прокатанного или кованного металла.
Побщ = (1 - r / rтеор )´ 100
Для определения плотности порошковых деталей применяют гидростатическое взвешивание (весы Моора) или пикнометр.
В первом случае образец вначале взвешивают на воздухе, а затем - в жидкости, как это было описано выше. Если заведомо известно, что образец имеет большую открытую пористость, то его покрывают каким-либо водоотталкивающим веществом: например, при взвешивании в воде деталь пропитывают парафином.
Существуют и другие способы определения пористости - по электросопротивлению, по изменению магнитных свойств и тому подобные, но чаще всего применяют метод сравнения микрофотографии поверхности нетравленного полированного шлифа с образцовыми (эталонными) фотографиями, которые приведены в соответствующих стандартах. Например величина пористости твёрдых сплавов регламентирована ГОСТ 9391, этот же стандарт регламентирует размеры и расположение различных включений, ослабляющих прочность материала - величину и расположение графитовых включений, величину, характер и количество включений h-фазы.
Сравнительно малые размеры спечённых деталей и опасность их разрушения при испытаниях делают эти изделия непригодными для непосредственного измерения прочности и твёрдости. Поэтому вместе с изготовлением деталей, изготавливают образцы-свидетели определённой, строго регламентированной формы, из того же материала в одинаковых условиях прессования и спекания. Для увеличения достоверности измерений количество образцов-свидетелей выбирают не менее 11 (ГОСТ 20017) и более.
Исследование микроструктуры.
Достоверную и полную информацию о состоянии материала спечённого изделия можно получить, изучая его микроструктуру.
Исследование микроструктуры позволяет определить количество, форму и распределение твёрдых фаз и полостей (пор), распределение связки и однородность структуры - все эти параметры оказывают существенное влияние на служебные характеристики материала: прочность, твёрдость, сопротивление изнашиванию, коэрцитивную силу, электросопротивление, проницаемость (важно для фильтров) и тому подобное.
Изучая микроструктуру сплава, можно с высокой степенью достоверности оценить такие характеристики твёрдого сплава, как твёрдость, предел прочности при поперечном изгибе и что особенно важно - ползучесть при высоких температурах, модуль Юнга, ударную вязкость и сопротивление изнашиванию, которые невозможно измерять у твёрдых сплавов непосредственно, ввиду их низкой пластичности.
Прочность, твёрдость, плотность и другие макроскопические свойства материала непосредственно зависят от особенностей его микроструктуры.
Закономерности, связывающие микроструктуру материала с его физическими и механическими свойствами в макрообъёмах определяются в основном эмпирическим путем, поскольку не существует единой теории, связывающей все эти свойства математическими зависимостями, полученными из основных законов физики. Значительная часть этих эмпирических зависимостей имеет качественный или полуколичественный характер. Тем не менее, накопленных данных вполне достаточно, чтобы выразить эти соотношения в количественной форме и получить простой и легко воспроизводимый метод контроля качества продукции.
Практические выгоды, которые можно получить из знания соотношений между микроструктурой и физическими и механическими свойствами металла, в сочетании с быстрым развитием и широким распространением приборов для автоматизированного анализа изображений, позволяют получать достоверную информацию из металлографических наблюдений, т. е. применять количественное описание структур. Это направление исследований привело к развитию области науки о металлах, которая получила название количественная металлография.
Количественный подход ведет к более глубокому пониманию наблюдаемых явлений, их причин и следствий, особенно применительно к макроскопическому, т. е. наиболее важному для практики поведению металлов. Более того, количественный подход позволяет выявить ту оптимальную структуру, которая в наибольшей мере соответствует условиям службы материала. В конечном итоге это может привести, например, к созданию новых сплавов и композиционных материалов, имеющих заранее заданный комплекс свойств после соответствующей обработки.
Достоверность результатов количественной металлографии и, следовательно, ценность соотношений, выведенных на основании ее данных, базируется на: