چگونه خواص مکانیکی قطعات فلزی را آزمایش کنیم؟

سلام! به عنوان یک تامین کننده قطعات فلزی، اغلب از من در مورد چگونگی آزمایش خواص مکانیکی قطعات فلزی سؤال می شود. این یک گام مهم در تضمین کیفیت و قابلیت اطمینان محصولاتی است که ارائه می دهیم. در این وبلاگ، من می خواهم چند روش و تکنیک رایجی را که در صنعت خود استفاده می کنیم، به اشتراک بگذارم.

چرا خواص مکانیکی را آزمایش کنیم؟

قبل از اینکه به روش‌های آزمایش بپردازیم، اجازه دهید به سرعت در مورد اینکه چرا حتی آزمایش خواص مکانیکی قطعات فلزی را به زحمت می‌اندازیم، صحبت کنیم. خوب، برنامه های مختلف نیاز به ویژگی های مکانیکی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، قطعات مورد استفاده در محیط های پر استرس مانند موتورهای هوافضا یا خودرو باید دارای استحکام و چقرمگی عالی باشند. با آزمایش، می توانیم مطمئن شویم که قطعات فلزی نیازهای خاص مشتریان ما را برآورده می کند. همچنین به ما کمک می کند تا هر گونه نقص یا ضعف احتمالی را در مراحل اولیه تشخیص دهیم، که می تواند باعث صرفه جویی در زمان، هزینه و سردرد شود.

تست کشش

یکی از اساسی ترین تست ها برای قطعات فلزی تست کشش است. این آزمایش میزان کشش یک قطعه فلزی را قبل از شکستن اندازه گیری می کند. ما از ماشینی به نام دستگاه تست کشش استفاده می کنیم که نمونه فلزی را به آرامی با سرعت ثابتی می کشد تا اینکه شکسته شود.

در طول آزمایش، ما دو مقدار مهم را ثبت می کنیم: حداکثر باری که نمونه می تواند تحمل کند (استحکام کششی نهایی) و میزان کشیدگی که قبل از شکستن متحمل می شود. این مقادیر به ما ایده خوبی از استحکام و شکل پذیری فلز می دهد.

برای مثال، اگر به یک نگاه می کنیدقطعات فلزی ST - KN20یک آزمایش کششی می تواند به شما بگوید که آیا می تواند نیروهای کششی را که ممکن است در کاربرد مورد نظر خود تجربه کند، تحمل کند یا خیر. اگر استحکام کششی نهایی خیلی کم باشد، ممکن است قطعه در استفاده معمولی شکسته شود. از طرفی اگر شکل پذیری بالایی داشته باشد بدون شکستگی تغییر شکل می دهد که در برخی موارد می تواند خاصیت مطلوبی باشد.

تست سختی

سختی یکی دیگر از خواص مکانیکی کلیدی قطعات فلزی است. به مقاومت فلز در برابر فرورفتگی یا خراش اشاره دارد. روش های مختلفی برای تست سختی وجود دارد، اما رایج ترین آنها تست های برینل، راکول و ویکرز هستند.

آزمایش برینل شامل فشار دادن یک توپ فولادی سخت شده به سطح فلز تحت یک بار خاص برای مدت زمان مشخصی است. سپس اندازه فرورفتگی اندازه گیری می شود و مقدار سختی بر اساس این اندازه گیری محاسبه می شود.

آزمایش راکول از یک مخروط الماس یا یک توپ فولادی سخت شده استفاده می کند و به جای اندازه فرورفتگی، عمق نفوذ را اندازه گیری می کند. این تست سریعتر و راحت تر است و باعث می شود در محیط های تولید به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد.

تست ویکرز، مشابه تست برینل، از یک فرورفتگی هرم الماسی استفاده می کند. این بسیار دقیق است و می تواند برای آزمایش در مقیاس کوچک یا برای آزمایش ورق های فلزی نازک استفاده شود.

فرض کنید شما با آن کار می کنیدقطعات مهر زنی فلزی. اگر قطعات خیلی نرم باشند، ممکن است به راحتی در طی فرآیند مهر زنی یا در استفاده نهایی آسیب ببینند. با انجام تست سختی می توانید از داشتن سطح سختی مناسب برای کار مطمئن شوید.

تست ضربه

تست ضربه برای تعیین نحوه واکنش یک قطعه فلزی به ضربه های ناگهانی و پر انرژی استفاده می شود. رایج ترین تست برای این تست چارپی است. در آزمایش چارپی، یک نمونه فلزی بریده بریده در دستگاه قرار داده می شود و یک آونگ سنگین رها می شود تا نمونه را به شکاف برخورد کند. انرژی جذب شده توسط نمونه در هنگام ضربه اندازه گیری می شود که به ما نشانی از چقرمگی آن می دهد.

چقرمگی مهم است زیرا توانایی فلز را در مقاومت در برابر ضربه های ناگهانی بدون شکستگی نشان می دهد. به عنوان مثال، در کاربردهایی که قطعات فلزی ممکن است در معرض ضربه قرار گیرند، مانند ماشین آلات یا تجهیزات ساختمانی، آزمایش ضربه ضروری است. اگر یک قطعه به اندازه کافی سخت نباشد، ممکن است در اثر ضربه شکسته شود و منجر به خرابی تجهیزات یا حتی خطرات ایمنی شود.

تست خستگی

در کاربردهای دنیای واقعی، قطعات فلزی اغلب چرخه های بارگیری و تخلیه مکرر را تجربه می کنند. تست خستگی برای شبیه سازی این شرایط و تعیین مدت زمانی که یک قطعه فلزی می تواند تحت بارگذاری چرخه ای دوام بیاورد استفاده می شود.

در طول آزمایش خستگی، نمونه فلزی تحت یک سری چرخه های تنش در یک فرکانس خاص قرار می گیرد. تعداد چرخه هایی که می تواند قبل از شکست ثبت شود. این اطلاعات برای طراحی قطعاتی که عمر مفید بالایی خواهند داشت بسیار مهم است.

به عنوان مثال، اگر شما باساخت مهر زنی فلزقطعاتی مانند فنر یا چرخ دنده در ماشین آلات دائماً تحت تنش چرخه ای قرار دارند. با انجام تست خستگی، می توانید اطمینان حاصل کنید که این قطعات پیش از موعد خراب نمی شوند.

تست غیر مخرب (NDT)

علاوه بر تست های مخرب فوق الذکر، روش های تست غیر مخرب نیز وجود دارد. این روش ها به ما این امکان را می دهند که ساختار داخلی قطعات فلزی را بدون آسیب رساندن به آنها بررسی کنیم.

یکی از روش های رایج NDT آزمایش اولتراسونیک است. این دستگاه از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص عیوب داخلی مانند ترک ها یا حفره های فلز استفاده می کند. روش دیگر آزمایش ذرات مغناطیسی است که برای فلزات فرومغناطیسی استفاده می شود. در این روش ذرات مغناطیسی بر روی سطح فلز اعمال می شود و در صورت وجود ایراد سطحی یا نزدیک به سطح، ذرات به سمت آنها جذب شده و عیوب را نمایان می کنند.

NDT در شرایطی که می خواهیم یکپارچگی قطعات فلزی گران قیمت یا حیاتی را بدون از بین بردن آنها آزمایش کنیم بسیار مفید است. همچنین می‌توان از آن برای بازرسی‌های حین سرویس برای شناسایی هر گونه نقص در حال توسعه در طول زمان استفاده کرد.

نتیجه گیری

آزمایش خواص مکانیکی قطعات فلزی یک فرآیند چند وجهی است که شامل تکنیک‌های مختلفی است. به عنوان یک تامین کننده قطعات فلزی، ما این آزمایش ها را بسیار جدی می گیریم تا اطمینان حاصل کنیم که محصولات با کیفیت بالا را به مشتریان خود ارائه می دهیم.

اگر در بازار قطعات فلزی هستید، خواه این باشدقطعات فلزی ST - KN20،ساخت مهر زنی فلز، یاقطعات مهر زنی فلزی، ما دوست داریم با شما گپ بزنیم. ما می‌توانیم در مورد نیازهای خاص شما صحبت کنیم، و اینکه چگونه می‌توانیم اطمینان حاصل کنیم که قطعات استانداردهای خاصیت مکانیکی لازم را دارند. با خیال راحت تماس بگیرید و در مورد نیازهای تدارکاتی خود بحثی را شروع کنید.

مراجع

• Doebelin، EO، و Nise، NS (2011). سیستم های اندازه گیری: کاربرد و طراحی مک گراو - هیل.
• Callister، WD، & Rethwisch، DG (2017). علم و مهندسی مواد: مقدمه. وایلی.