СТАЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА

  Главная      Учебники - Кузнечное дело     Колхозный кузнец с квалификацией слесаря, жестянщика и медника (Н. И. Медвюков, П. В. Суслов) - 1959 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..

 

 

 

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОВКИ

 



СТАЛЬ И ЕЕ СВОЙСТВА


В подавляющем большинстве случаев материалом для изготовления поковок в колхозной кузнице служит сталь. Применение стали в широких пределах объясняется ее ценными физическими, механическими и технологическими свойствами, а также большими природными ресурсами железной руды и освоением производства стали в крупных масштабах.

К физическим свойствам стали относятся удельный вес, блеск, плотность, теплопроводность, способность поглощать тепло (теплоемкость), электропроводность, температура плавления, изменение размеров при изменении температуры, способность намагничиваться.

Под механическими свойствами стали понимается совокупность свойств, характеризующих сопротивление ее внешним механическим усилиям. Основными технологическими свойствами металлов являются: способность изменять форму не разрушаясь, способность свариваться и изменять свои механические свойства в результате тепловой (термической) обработки.


Механические свойства стали

Из всех свойств стали наиболее важными являются твердость, прочность, пластичность и ударная вязкость, которые определяют работоспособность изделия (поковки), изготовляемого из стали.

Твердостью называется способность металла сопротивляться вдавливанию в него постороннего тела. Условно твердость в зависимости от прибора, на котором испытывается образец, обозначается символами Нв, Н Н и пр. Испытание

твердости производится несколькими способами. Если острым концом куска стали провести черту по испытываемому образцу, то на нем остается царапина в том случае, если сталь с острым концом обладает большей твердостью, чем испытываемая, и,
наоборот, если царапины не остается, то испытываемая сталь обладает большей твердостью, чем кусок с острым концом. Точные и исчерпывающие результаты дает испытание, проводимое на специальных приборах-прессах Бринеля (вдавливанием в испытуемый металл стального шарика), Роквелла (вдавливанием алмазного конуса), Шора (отскакиванием стального шарика с

заданной высоты), а также на приборах Польди (получением отпечатков на эталонном образце и на испытуемом металле при ударе молотком по прибору). Метод определения твердости с помощью первых трех приборов состоит в том, что по отпечатку вдавливаемого тела (шарика, конуса, пирамиды) судят о твердости испытываемого металла.

 

 

 

 

Рис. 15. Прибор Польди



В условиях колхозной кузницы наиболее подходящим для определения твердости является прибор Польди, представленный в схематическом виде на рис. 15. Он состоит из наружного полого цилиндра 1 и внутреннего цилиндрического тела 2, опускающегося от удара молотком по его торцу 3 и поднимающегося в первоначальное положение под действием пружины 4. Для испытания металла [(.поковки) прибор ставится на испытуемый металл 5 так, чтобы шарик 6 снизу касался металла, а сверху упирался в эталон 7. После удара молотком по верхнему торцу отпечатки от шарика остаются и на эталоне и на испытуемом образце. Твердость эталона в кг/см2 известна. Сравнивая размеры отпечатков, легко можно установить твердость испытуемого металла: если отпечаток на металле больше отпечатка на эталоне, твердость металла меньше твердости эталона, и наоборот. Вычисление величины твердости (приближенно) производится по формуле:
 

 

Прочностью называется способность металла сопротивляться разрушению вследствие воздействия механических усилий (нагрузок). Различают три вида нагрузок, приложенных к металлу (поковке, литью, детали):

статическую, при которой нагрузка постепенно и плавно возрастает от нуля до максимума;

динамическую, когда нагрузка прилагается ;не постепенно, а сразу, ударом;

колебательную, когда прилагается нагрузка, колеблющаяся от нуля до какой-либо величины и затем опять до нуля или превращающаяся из растягивающей в сжимающую.

В зависимости от вида нагрузок различают прочность при растяжении стали, изгибе, кручении, ударе, а также зависящую от усталости металла.

Испытание на прочность при растяжении обычно производят на образцах стали длиной 200 мм и диаметром 10 мм.

При растяжении такого образца на специальных разрывных машинах длина его увеличивается, а площадь поперечного сечения уменьшается. Величина силы в кг, которая приходится в момент разрыва на один квадратный миллиметр площади поперечного сечения образца, носит название предела прочности и обозначается сигма (греческая буква сигма и латинская бе).

Величина полученного при испытании приращения длины образца, отнесенная к первоначальной его длине и выраженная в процентах, называется относительным удлинением и обозначается дельта (греческая буква дельта).

Величина уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва, выраженная в процентах, по сравнению с величиной первоначального сечения образца называется относительным сужением и обозначается пси (греческая буква пси).

Прочность стали характеризуется также пределом текучести, т. е. величиной напряжения, при котором нагрузка не изменяется (или незначительно изменяется), а деформация (течение) металла продолжается. Предел текучести обозначается бг.

Показатели прочности наиболее употребительных углеродистых конструкционных сталей приведены в приложении 1.

Пластичностью называется способность стали, не разрушаясь, изменять форму под действием механических усилий

 

и сохранять эту форму после того, как усилия (нагрузка) перестанут действовать.

Пластичность характеризуется показателями относительного удлинения  и относительного сужения . Чем больше испытуемый образец способен удлиняться при растяжении, тем больше его поперечное сечение может сужаться, т. е. чем больше удлинение и меньше сужение, тем сталь пластичнее, ковкость заготовки будет хорошая и поковка прочная.

Свойство, противоположное пластичности, называется хрупкостью. Хрупкая сталь под ударами кувалды, молота разрушается (крошится), мало изменяя свою форму.

Ударной вязкостью называется способность стали оказывать сопротивление действию ударных нагрузок. Для установления степени ударной вязкости образцы стали подвергают испытанию на особых машинах — маятниковых копрах.

 

 

 

 

Технологические свойства стали

 

 Из технологических свойств стали наибольшее значение имеет обрабатываемость резанием, свариваемость, ковкость, текучесть в расплавленном состоянии, прокаливаемость и др. Пригодность металла по его технологическим свойствам оценивают при помощи специальных испытательных машин. В некоторых случаях, когда не требуется точной оценки пригодности стали, ее испытывают посредством технологических проб.

Технологические пробы представляют собой несложные способы испытания стали без точных измерений испытываемых свойств. Например, для определения степени пластичности металла производят пробу на загиб полос или листов на заданный угол в тисках, на наковальне и пр. Если при испытании не возникает трещин или других дефектов на металле, то его можно считать пригодным для обработки.

Методом технологической пробы испытывают и другие свойства металла, например способность стали на осадку в холодном состоянии, труб на изгиб и сплющивание в горячем и холодном состоянии, проволоки на скручивание и навивание на стержень, листовой стали на двойной кровельный замок и на глубину вдавливания и т. п.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  ..