Osnovna svojstva metala i legura
Danas su u širokoj upotrebi legure željeza koje nazivamo čelici, kao i legure na bazi aluminija, bakra, titana, magnezija i nekih drugih obojenih metala. Sve ove legure u normalnim uvjetima su tvrde, njihova struktura je kristalna, stoga su im karakteristike visoka čvrstoća, kao i prilično dobra toplinska vodljivost i električna provodljivost.
Fizička svojstva legura i metala uključuju: gustoću, specifičnu toplinu, toplinsku vodljivost, toplinsko širenje, električnu vodljivost, električni otpor, kao i mehanička svojstva koja određuju sposobnost legure ili čistog metala da izdrži deformirajuća opterećenja i lom.
Ako se glavna fizikalna svojstva legura i legura mjere prilično jednostavno, tada se mehanička svojstva određuju posebnim ispitivanjima. Uzorak se u laboratorijskim uvjetima izlaže posmiku, napetosti, kompresiji, torziji, savijanju ili kombiniranom djelovanju ovih opterećenja. Ova opterećenja mogu biti statička i dinamička. Kod statičkog opterećenja, učinak raste sporo, kod dinamičkog opterećenja, brzo.
Ovisno o uvjetima pod kojima je dio predviđen za rad, dodjeljuje se određena vrsta mehaničkog ispitivanja, na sobnoj, niskoj ili visokoj temperaturi. Glavne mehaničke karakteristike su: tvrdoća, čvrstoća, čvrstoća, plastičnost i elastičnost.
Većina pokazatelja čvrstoće određena je statičkim vlačnim ispitivanjima uzoraka pomoću zateznog stroja u skladu s GOST 1497-73, kada se dijagram zatezanja automatski bilježi tijekom ispitivanja.
Tipična dijagrama omogućuje procjenu modula normalne elastičnosti, maksimalnog naprezanja do kojeg se linearno događa istezanje, granice tečenja, granice tečenja i vlačne čvrstoće.
Sposobnost legure ili metala da se deformiraju bez loma naziva se duktilnost. Kako istezanje napreduje, procjenjuju se relativno produljenje i skupljanje uzorka, koji su međusobno povezani jer se površina poprečnog presjeka uzorka smanjuje tijekom istezanja. Postotak je određen omjerom povećanja duljine uzorka nakon loma do izvorne duljine, to je relativno produljenje σ. Relativno skupljanje ψ mjeri se na sličan način.
Čvrstoća legure omogućuje procjenu ispitivanja udarca, kada je zarezani uzorak podvrgnut udaru, za to se koristi mahalometar. Otpornost na udar određuje se omjerom rada utrošenog na lomljenje prema površini poprečnog presjeka uzorka u utoru.
Tvrdoća se određuje na dva načina: Brinell HB i Rockwell HRC. U prvom slučaju, kaljena čelična kugla promjera 10, 2,5 ili 5 mm pritisne se na uzorak, a sila i površina nastale rupe su u korelaciji.U drugom slučaju, preša se dijamantni konus s kutom vrha od 120 °. Dakle, tvrdoća određuje otpornost legure na udubljenja tvrđih tijela u njoj.
Kada je potrebno utvrditi prikladnost legure za kovanje i vruće kovanje, provode se ispitivanja deformacije i duktilnosti. Neke legure bolje je kovati u hladnom stanju (na primjer, čelik), druge (na primjer, aluminij) - na hladnom.
Često se ispitivanja provode uzimajući u obzir metodu nadolazeće obrade legure pod pritiskom. Za hladni i topli položaj ispituju se na nered, za savijanje - ispituju se na savijanje, za utiskivanje - na tvrdoću itd. Ako se razvija tehnološki proces, tada se uzima u obzir kombinacija ovih mehaničkih, fizikalnih i tehnoloških svojstava metala ili legure.