Технологические свойства металлов и сплавов 

Под технологическими свойствами металлов и сплавов понимают способность металла подвергаться различным видам обработки.
К технологическим свойствам металлов и сплавов относятся: литейные, ковкость, или деформируемость, в горячем и холодном состоянии, свариваемость, прокаливаемость и об-рабатываемость резанием.
Литейные свойства металла определяются температурой
канала определенного сечения при заданных условиях гидростатического напора и температуры сплава и формы. При испытаниях жндкотекучести. стали производится одновременно отливка нескольких прутков с сечением в виде пирамиды высотой 8 мм и основаниями 5 и 8 мм и по среднеарифметическому определяется средняя длина. Жидкотекучесть выражается в миллиметрах длины отлитого прутка.
Литейная усадка — отражение различия между плотностью металла или сплава в твердом и жидком состояниях.
Для изготовления моделей при отливке важнейших сплавов применяют специальные «усадочные метры».
Способность металла или сплава к ликвации и образованию пор определяется методами микроструктурного анализа.
Ковкость металла — способность воспринимать пластическую деформацию в процессе изменения формы (без появления признаков разрушения) при гибке, ковке, штамповке, прокатке и прессовании. Ковкостью обладают металлы как в горячем, так и в холодном состоянии.
Способность металлов воспринимать деформацию зависит от их химических, механических свойств, скорости деформации, температуры и величины обжатия на каждом переходе.


Известно, что стали с небольшим содержанием углерода и легированные никелем и марганцем деформируются лучше, чем высоколегированные, хромоникелевые, высокоуглеродистые, жаростойкие, быстрорежущие и другие. Точно так же материалы с высокими показателями удлинения, сужения и ударной вязкости обладают большой способностью к восприятию деформации.
Деформируемость металлов определяется при технологических испытаниях. Некоторые методы технологических испытаний на деформируемость материалов (технологические пробы) стандартизованы.
Температура плавления чистых металлов — температура превращения кристаллов в жидкий сплав является их физической константой. Она определяется по диаграмме состояния.
Жидкотекучесть — способность металла или сплава в расплавленном состоянии заполнять литейную форму зависит от вязкости, поверхностного натяжения расплава и температуры заливки. Определяется жидкотекучесть металла по длине заполнения длиной, прямолинейной или спиралевидной формы
данных, и поэтому оценка качества металла при испытаниях производится визуально по состоянию поверхности материала после испытания.
Испытание на осадку (ГОСТ 8817—73) применяется для круглого и квадратного проката (диаметром или стороной квадрата до 30 мм при испытании в холодном состоянии и до 150 мм в горячем) из стали или алюминиевых сплавов с целью определения их способности принимать заданную по размерам И форме деформацию сжатия. Образец для пробы должен иметь диаметр (или сторону квадрата), равный диаметру испытуемого материала. Высота стального образца должна быть равной 2 диаметрам, алюминиевого 1,5, а торцовые плоскости перпендикулярны его оси. Проба состоит в осаживании образца под прессом или молотом до высоты, определяемой величиной деформации. Отсутствие после осадки на поверхности образца трещин, надрывов или излома является признаком того, что образец выдержал пробу.
Проба на изгиб в холодном и нагретом состоянии (ГОСТ 14019—68) применяется для пластических металлов при толщине пруткового и листового материала а до 30 мм. Толщин) образца а должна быть равна толщине материала, а ширина его В=2а, но не менее 10 мм и длиной ^«5а+150 мм. Проба на изгиб материалов более 30 мм, а также поковок, отливок и труб производится на образцах методами, предусмотренными соответствующими технологическими условиями на поставку металлов.
Различают загибы: на определенный угол а, до параллельности сторон вокруг оправки (угол а = 0) и до соприкосновения сторон образца. Степень нагрева образца должна быть оговорена в технических условиях.
Образцы, выдержавшие испытания, не должны иметь трещин, надрывов, расслоений или изломов.

Проба на перегиб (ГОСТ 1579—63 и ГОСТ 13813—68) применяется для круглой проволоки и прутков диаметром от 0,8 до 7 мм, профилей фасонного сечения площадью до 120 мм2, а также листового и полосового металла толщиной до 5 мм, с
длиной образцов 100—150 мм и шириной до 20 мм. Проба состоит из загиба и разгиба образца на 90° в обе стороны со скоростью не более 60 перегибов в минуту. Число перегибов определено техническими условиями. Проба на перегиб производится только в холодном состоянии. Образцы, выдержавшие испытание на перегиб, не должны иметь отслаиваний, надрывов, трещин, изломов.
Испытание на расплющивание (ГОСТ 8818—73) применяется для полосового и листового проката и для заклепок. Образцы для пробы отрезают от концов полос, прутков и листов, не изменяя при этом их поперечного сечения.
Образец полосового и листового материала расплющивают под молотом или прессом до получения полосы, ширина которой указывается в технических условиях, а длина должна равняться двойной ширине. При испытании пруткового материала на образование головки поступают следующим образом: расплющивают выступающий из матрицы конец стержня высотой 1,2 его сечения до получения головки диаметром 1,5—1,6 и высотой 0,4—0,5 диаметра исходного стержня. Проба на расплющивание головок заклепок основана на расплющивании головок до размеров, предусмотренных техническими условиями.
Образец выдержал пробу, если в нем после расплющивания отсутствуют надрывы и трещины.


Проба на навивание проволоки (ГОСТ 10447—65) применяется исключительно для проволоки диаметром до 10 мм с целью определения способности металла принимать заданное навивание. Испытание состоит в навивании проволоки плотно прилегающими витками (по винтовой линии) на оправку, диаметр которой задан техническими условиями. Напротив, если диаметр оправки не указан, то проволока навивается сама на себя с числом витков от 5 до 10. Проба навиванием производится только в холодном состоянии. Отсутствие в образце после навивания и развивания расслоений, трещин, надрывов и изломов является признаком того, что металл выдержал пробу.
Проба на скручивание проволоки (ГОСТ 1545—63) применяется главным образом для проволоки диаметром до 10 ми. Цель данного испытания — определить способность, металла принимать заданное кручение. Образец пробы должен быть прямым, а длина его берется равной 100 диаметрам проволоки, по не менее 50 мм и не более 500 мм. Проба на скручивание производится до разрушения образца. По числу оборотов судят о пластичности металла, а по излому — о структуре металла.
Проба на развертывание фасонного материала служит для определения способности фасонного материала подвергаться развертыванию и загибу. Проба производится в холодном и нагретом состоянии. Образец выдержал пробу в том случае, если после загиба не наблюдается излома, трещин и надрывов.
Проба на двойной кровельный замок (ГОСТ 13814—68) применяется для листового материала толщиной до 0,8 мм. Размеры образцов для испытания берутся произвольные, но при этом линия замка должна быть не менее 150 мм. Испытание состоит в том, что соединяют два куска листа вплотную двойным замком, а потом производят загиб по линии, перпендику-лярной к линии замка, но не больше 45°, и разгиб в плоскость. Число загибов и разгибов указывается в технических условиях. Испытание проводится только в холодном состоянии. Материал образца и его покровный слой (оцинковка, полуда и т. п.) выдерживают пробу, если отсутствуют отслаивания, трещины, надрывы и изломы.
Проба на выдавливание в холодном состоянии (ГОСТ 10510—63) применяется для определения способности тонкого листового материала (толщина не более 2 мм) подвергаться, холодной штамповке и вытяжке. Испытание производится па приборе ПТЛ (Эриксена). При испытании образцы в виде квадратных карточек 70x70 мм или круглые, зажатые по периферии, подвергаются продавливанию шаровым пуансоном до появления трещин. Глубина выдавленной лунки Я, выраженная в миллиметрах, соответствующая появлению первой трещины, называется числом Эриксена.
Свариваемость —свойство металлов в определенных условиях технологического процесса образовывать сварное соединение, соответствующее качеству основного металла. Для этой цели производят пробную наплавку валика на листовой металл с последующим определением качества металла в валике и прилегающих зонах. Определение дефектов шва производится ми ГОСТ 3242—69, а стыкового соединения — в соответствии с ГОСТ 6996—66.
Прокаливав мост — свойство стали закаливаться на определенную глубину. Прокаливаемость стали определяют на стандартных цилиндрических образцах методом торцовой закалки (ТОСТ 5657—69) в специальной закалочной установке с последующим замером твердости через определенные интеркалы расстояния от закаливаемого торца. За глубину закалки принимают расстояние от поверхности торца образца до слоя с полумартенситной структурой.
Обрабатываемость металла резанием характеризуется качеством обработки (чистотой обработанной поверхности и точностью размеров), сопротивлением резанию (скоростью и силой резания), стойкостью инструмента и видом стружкообразования. Обрабатываемость стали в процентах практически определяют сравнительными испытаниями на продольное или торцовое точение образцов испытуемой стали и автоматной стали марки А12, принимаемой за эталон. Обточка производится при идентичных режимах обработки, на одном станке и одинаковыми резцами с оптимальной геометрией заточки. Результаты испытания определяются по соотношению стойкости резцов при обработке автоматной и испытуемой стали. Обра-батываемость автоматной стали марки А12 принимается за 100%, а обрабатываемость испытуемой соответственно обозначается 80, 50% и т. д.