ГОСТ 26528-98 Материалы металлические спеченные, исключая твердые сплавы. Метод испытания на ударный изгиб.

Порошковая металлургия.

Благодаря развитию порошковой металлургии (технологии получения металлических порошков и изготовления из них готовых изделий) современная промышленность получила возможность создания материалов с заданными свойствами.

Основой металлических спеченных материалов является металлический порошок (МП) – совокупность частиц металла или его сплавов размером 0,01-500 мкм. Порошок получают несколькими способами – измельчением металла в специальных мельницах, распылением жидкого металла воздухом, восстановлением окалины, электролитическим осаждением из растворов.

Изготовление порошковых материалов.

Превращение МП в материал для изготовления каких-либо изделий является дорогостоящим и трудоемким процессом.

Для получения заданных свойств порошок вначале подвергается смешиванию с необходимыми компонентами (металлическими или неметаллическими).

После этой подготовительной операции осуществляется формование смеси. Обычно это делается путем прессования давлением от 30 до 1000 Мпа в металлических формах-матрицах.

Плотность МП в зависимости от давления прессования.

Следующим этапом является спекание. Проводится при температурах ниже плавления металла в среде нейтральных газов или вакууме. В итоге получается монолитное или пористое спеченное изделие.

Далее для приведения полученной заготовки до более точных размеров, повышения прочности и улучшения качества поверхности проводится калибрование. На этом этапе изделие считается готовым к реализации. Но при необходимости после калибрования могут проводиться дополнительные операции, такие как пропитка смазками, термическая или химическая обработка и другие.

Преимущества и недостатки порошковых материалов (ПМ).

ПМ имеют ряд преимуществ в сравнении с металлами. Основными из них принято считать:

• Получение материалов с эксклюзивными свойствами (композитов из не смешивающихся металлов в расплавленном виде – (железо-свинец, ванадий-медь и др.);
• Получение материалов с особыми характеристиками (пористые материалы);
• Порошковые изделия получают уже не требующими дальнейшей механической обработки;
• Полученные материалы с высокими по отношению к литым свойствами (быстрорежущие стали, жаропрочные сплавы и т. д.);
• Возможность использования отходов производства.

Но не удалось избежать и недостатков. В первую очередь это большая стоимость производства ПМ и возможность изготовления изделий относительно простой формы (без отверстий под углом к оси заготовок, фигурных внутренних полостей, сложных геометрических выступов и т. п.).

Порошковая металлургия.

Сфера применения ПМ на сегодняшний день достаточно обширна. Порошковые композиты широко используются в таких отраслях народного хозяйства, как:

• Авиация и космонавтика;
• Машиностроение;
• Автомобилестроение;
• Электроника;
• Медицина;
• Пищевая промышленность.

Авиация и космонавтика наряду с традиционным алюминием применяет изделия из порошковых материалов. В первую очередь из них изготовляются узлы трения с затрудненным доступом для смазки – подшипники, втулки и т. п. Например в далеком прошлом из порошкового металла были изготовлены втулки для колес первого в мире межпланетного робота-вездехода "Луноход-1".

В машиностроении из ПМ изготовляют шестерни, червячные пары, муфты, втулки, шайбы, корпуса подшипников, эксцентрики и многое другое.

Автомобилестроение так же невозможно представить без применения порошковых материалов. Седла клапанов, накладки на диски сцепления, барабаны тормозной системы – все это сделано из ПМ.

Нашли применения изделия из ПМ и в медицине.

Порошковые композиты широко применяются в электронике. Из них делают электроконтактные группы, щетки электродвигателей, постоянные магниты, ферритовые сердечники трансформаторов, антенн, индуктивных катушек.

Не трудно догадаться, что потребность в порошковых материалах постоянно возрастает, а старые методы их создания совершенствуются, обновляются на фоне разработки новых, более прогрессивных и экономичных.

Перед отправкой потребителю спеченные материалы подвергаются различным испытаниям. Рассмотрим, как они проводятся, на конкретном примере.

Метод испытания спеченных материалов на ударный изгиб.

Испытания проводятся согласно требованиям ГОСТ 26528-98.

Отбор образцов осуществляется по ГОСТ 9454-78. Формы образцов видов U, V и T:

Размеры и остальные параметры подбираются по таблице 1.

Таблица 1.

Количество образцов для испытания указывается в НТД на изделие.

Оборудование и материалы подбираются так же по ГОСТ 9454-78.

Маятниковые копры должны соответствовать требования ГОСТ 10708-82.

Термостат должен обеспечивать равномерные охлаждение или нагрев с возможностью контроля температуры.

Смесь жидкого азота или твердой углекислоты с этиловым спиртом применяются в качестве охладителя.

Термометры – для измерения температуры с погрешностью не более 1 °С.

Штангенциркули предназначены для измерения размеров образцов. Выбираются по ГОСТ 166-89.

Испытания проводятся при температуре 20 ± 10 °С.

Образец укладывается на опоры копра с помощью шаблона для симметричного размещения концентратора относительно опор.

Удар маятника проводится со стороны противоположной концентратору. Нагрузка удара определяется по шкале копра или аналоговых отсчетных устройств.

При разрушении образца испытание считается завершенным.

Обработка результатов испытания (определение ударной вязкости) осуществляется на основании полученных цифровых значений путем подстановки их в специальные формулы.

После проведения необходимых расчетов результаты оформляются протоколом.