Proprietà fondamentali di metalli e leghe
Le leghe di ferro chiamate acciai, così come le leghe a base di alluminio, rame, titanio, magnesio e alcuni altri metalli non ferrosi, sono ampiamente utilizzate oggi. Tutte queste leghe in condizioni normali sono dure, la loro struttura è cristallina, quindi le loro caratteristiche sono un'elevata resistenza, oltre a una discreta conducibilità termica e conduttività elettrica.
Le proprietà fisiche di leghe e metalli includono: densità, calore specifico, conducibilità termica, dilatazione termica, conducibilità elettrica, resistenza elettrica, nonché caratteristiche meccaniche che determinano la capacità di una lega o di un metallo puro di resistere a carichi deformanti e alla frattura.
Se le principali proprietà fisiche delle leghe e delle leghe vengono misurate in modo abbastanza semplice, le caratteristiche meccaniche vengono determinate mediante test speciali. Il provino in condizioni di laboratorio è soggetto a taglio, trazione, compressione, torsione, flessione o all'azione combinata di questi carichi. Questi carichi possono essere sia statici che dinamici. Con il caricamento statico, l'effetto cresce lentamente, con il caricamento dinamico, rapidamente.
A seconda delle condizioni in cui un particolare è destinato a lavorare, viene assegnato un certo tipo di collaudo meccanico, a temperatura ambiente, bassa o alta. Le principali caratteristiche meccaniche sono: durezza, resistenza, resistenza, plasticità ed elasticità.
La maggior parte degli indicatori di resistenza sono determinati da prove di trazione statica di campioni utilizzando una macchina di trazione secondo GOST 1497-73, quando il diagramma di trazione viene registrato automaticamente durante le prove.
Un grafico tipico consente di stimare il modulo di elasticità normale, la sollecitazione massima fino alla quale l'allungamento avviene linearmente, la resistenza allo snervamento, la resistenza allo snervamento e la resistenza alla trazione.
La capacità di una lega o di un metallo di deformarsi senza rompersi è chiamata duttilità. Man mano che lo stiramento procede, vengono valutati l'allungamento e il restringimento relativi del campione, che sono correlati perché l'area della sezione trasversale del campione diminuisce durante lo stiramento. La percentuale è determinata dal rapporto tra l'aumento della lunghezza del campione dopo la rottura e la lunghezza originale, questo è l'allungamento relativo σ. Il ritiro relativo ψ viene misurato in modo simile.
La resistenza della lega consente di valutare i test di impatto, quando il campione intagliato è sottoposto a impatto, per questo viene utilizzato un mahalometro. La resistenza all'urto è determinata dal rapporto tra il lavoro speso per la rottura e l'area della sezione trasversale del campione nella fessura.
La durezza è determinata in due modi: Brinell HB e Rockwell HRC. Nel primo caso, una sfera di acciaio temprato con un diametro di 10, 2,5 o 5 mm viene premuta contro il campione e la forza e l'area del foro risultante vengono correlate.Nel secondo caso viene pressato un cono diamantato con un angolo di punta di 120°. Quindi, la durezza determina la resistenza della lega alle rientranze dei corpi più duri in essa contenuti.
Quando è necessario determinare l'idoneità di una lega per la forgiatura e lo stampaggio a caldo, vengono eseguite prove di deformazione e duttilità. Alcune leghe sono meglio forgiate a freddo (ad esempio l'acciaio), altre (ad esempio l'alluminio) a freddo.
Spesso i test vengono eseguiti tenendo conto del metodo dell'imminente trattamento a pressione della lega. Per la posizione fredda e calda, vengono testati per il disordine, per la flessione - sono testati per la flessione, per lo stampaggio - per la durezza, ecc. Se si sta sviluppando un processo tecnologico, viene presa in considerazione la combinazione di queste proprietà meccaniche, fisiche e tecnologiche del metallo o della lega.