Navoiy davlat konchilik instituti

Takrorlash uchun savollar.

1. 
   Turli metallarning cho’zilish diagrammalari bir – biridan qanday farq qiladi?
   
2. 
   Mustahkamlik chegarasidan o’tgach, nagruzkaning kamayishi qanday tushuntira olasiz?
   
3. 
   Elastik va qoldiq deformatsiyalar orasida qanday farq bor?
   
4. 
   Qanday metallar dinamik nagruzkada yaxshi ishlaydi?
   
5. 
   Materialning plastiklik xarakteristikalari nima va ular qanday aniqlanadi?
   
6. 
   Mashinada chizilgan diagramma qanday kooordinatalarda?
   
7. 
   Namunani uzish uchun sarflangan ish qanday hisoblanadi?
   
8. 
   Haqiqiy cho’zilish diagrammasi bilan shartli diagramma orasida qanday farq bor?
   

2 – T A J R I B A I SH I.

Metallarning qattiqligini aniqlash.
Ishdan ko’zda tutilgan maqsad. Metallarning qattiqligini tajriba yo’li bilan aniqlash usullari bilan tanishtirish.

Ish bo’yicha umumiy ma’lumotlar. Metalning qattiqligini tajriba yo’li bilan aniqlash uning muhim mehanik xarakteristikalaridan birini o’rganishdir. Metallning qattiqligini mehanik usulda aniqlash o’zining qulayligi va osonligi bilan juda keng tarqalgan.

Bir jismga undan qattiqroq bo’lgan ikkinchi jismning plastik deformatsiya hosil qilib botirishga qarshilik ko’rsata olish qobiliyati shu jismning qattiqligi deb ataladi.

Qattiqlikni ifodalovchi miqdor qattiqlik soni deyiladi. Uni turli usulda aniqlash mumkin. Lekin ular miqdor va o’lchov birliklari jihatidan bir – biridan farq qiladi. Shuning uchun qattiqlik sonini yozishda uning qaysi usul bilan aniqlanganini ham qo’shish kerak.

Po’latning qattiqlik soniga qarab uning cho’zilishdagi mustahkamlik chegarasi miqdorini tahminan aniqlash mumkin. Metallarning mehanik xossalarini tajriba yo’li bilan aniqlash usullari ichida qattiqlikni aniqlash ancha qulay, sodda va tez bajarish mumkin. Shuning uchun ayrim vaqtlarda po’latni mehanik xossasini tahminan aniqlash zarur bo’lsa, shu usuldan foydalanish juda qulay. Bu usulning qulayliklaridan biri shundan iboratki, buning uchun mahsus namuna tayyorlash ham zarur emas. Detalning bevosita qattiqligini aniqlash mumkin, faqat qattiqlik aniqlanayotgan sirt va jilolangan bo’lishi kerak.

Qattiqlikni aniqlash usullaridan bir nechtasini ko’rib chiqamiz.

Qattiqlikni Brinel usulida aniqlash.

Bu tajriba mahsus mashina – Brinel pressida o’tkaziladi. Bu usulda D diametrli toblangan po’lat sharcha namunaning sirtiga P kuch bilan botiriladi. P kuch ta’sirida botirilgan sharcha ma’lum vaqt ushlab turilgach, nagruzka olinadi. Natijada namunaning sirtida d diametrli chuqurcha paydo bo’ladi. Ta’sir qildirilgan P kuchning shu chuqurcha

yuzasiga bo’lgan nisbatni Brinel bo’yicha qattiqlik soni deyiladi:

Chuqurchaning yuzi F quyidagi formula bo’yicha hisoblanishi mumkin:

Shunday qilib, Brinel bo’yicha qattiqlik soni P nagruzka va sharchaning D diametriga bog’liq bo’lgan d diametrli chuqurchaning funksiyasi ekan. GOST 9012 – 59 bo’yicha uch xil diametrli po’lat sharlardan foydalanish mumkin. Sharning diametrini tanlash sinalayotgan metallning qattiqligi va uning qalinligiga bog’liq. Turli diametrli sharchadan foydalanilganda ham natija bir xil bo’lishi kerak:

Bu nisbat sinalayotgan metallning qattiqligiga qarab uch xil: 30 · 10 ^-7, 10· 10^-7 va 2,5 · 10 ^-7 bo’lishi mumkin.

Yupqa metallning qattiqligini sinash uchun kichik diametrli po’lat sharchadan foydalanish kerak, aks holda sinalayotgan namuna qo’yilgan stol sirtining ta’siri bo’lishi mumkin. Tajribani bajarish jarayonida quyidagilarga e’tibor berish kerak. Po’lat shar qoldirgan izning markazi namunaning chetidan kamida shu sharning diametriga teng masofada, ikkita iz markazlari orasidagi masofa esa kamida 2 D bo’lishi kerak.

Qattiqlikni Rokvell usulida aniqlash.

Bu usulda olmosdan tayyorlangan, uchidagi burchagi 120° bo’lgan konus yoki po’lat shar sinalayotgan namunaga botiriladi. Buning uchun zarur bo’lgan nagruzka quyidagi tartibda qo’yilishi kerak – oldin dastlabki P₀ nagruzka, so’ngra unga asosiy P_A nagruzka qo’shiladi.

Qattiqlikni Rokvell usulida aniqlash.

a-olmos konusga dastlabki P₀ nagruzka berilgandan keyin;

v – asosiy nagruzka olingandan keyin.

Dastlabki P₀ = 100 N nagruzkada olmos konus namunaga h₀ chuqurlikka botib, asosiy P_A nagruzka qo’shilgandan so’ng esa, bu chuqurlik yana ortadi. Asosiy nagruzka belgilangan vaqt o’tgandan so’ng olinadi, natijada konusning namunaga botish oralig’i bir oz kamayadi – da, h₁ bo’lib qoladi.

Asosiy P_A nagruzka hisobiga hosil bo’lgan botish chuqurligi h =h₁-h₀ Rokvell bo’yicha qattiqlikni bildiradi. Bu chuqurlik Rokvell pressiga o’rnatilgan indikator yordamida o’lchanadi. Indikatorning B, C va A shkalalari bor, bu shkalalar bo’linmalarining 0,002 mm ulushiga teng.

Agar qattiqlik po’lat shar yordamida o’lchanadigan bo’lsa, qiymat V (qizil) shkaladan olinishi kerak. Bunda, nagruzka P=1000 N bo’ladi. Qattiqlik H_RV bilan belgilanadi. Po’lat shar yordamida qattiqligi 30≤ H_RB ≤ 100 bo’lgan materialni sinash mumkin.

Qattiqlikni o’lchash uchun olmos konus ishlatilganda C (qora) shkaladan hisoblanadi. Umumiy nagruzka P = 1500 N bilan qattiqlik o’lchansa, H_RC bilan belgilanadi. Qattiqligi H_RC ≤ 20 bo’lgan nisbatan yumshoq metallarni sinash uchun po’lat shardan foydalanish kerak, chunki, bu holda olmos konusdan foydalanilsa, metal yumshoq bo’lganligi sababli deformatsiyasi juda ko’p bo’lib, to’g’ri natija olib bo’lmaydi. Agar H_RC ≥ 70 bo’lsa, olmos uvalanib ketishi mumkin. Shu sababli, qattiq materiallarni sinashda umumiy nagruzkani P = 600 N qilib olish kerak. Bunda qattiqlik H_RA bilan belgilanadi. C shkaladan hisoblaganda doimo noldan boshlab sanash kerak.

Shunday qilib, Rokvell bo’yicha qattiqlik soni olmos konus yoki po’lat sharning metallga botish chuqurligini ifodalovchi miqdor ekan.

Rokvell bo’yicha qattiqlik quyidagi tartibda aniqlanadi. Namunani press stoliga o’rnatib, unga dastlabki P₀ = 100N nagruzka ta’sir ettiriladi. Indikator shkalasini aylantirib, C 0 va V 30 bo’linmalari strelka bilan mos tushiriladi. So’ngra asosiy nagruzka qo’shiladi P = P₀ +P_A. bunda indikator strellkasi soat strelkasining aylanish yo’nalishiga qarama- qarshi tomonga aylanib, shaklda shtrixlab ko’rsatilgan holatni egallaydi. Ta’sir ettirilgan umumiy nagruzka 4 – 8 sek. davomida tutib turilganidan so’ng, asosiy P_A nagruzka olinadi. Bunda strelka bir oz orqaga qaytib, shaklda ko’rsatilgan oq strelka holatini egallaydi. Indikator strelkasining ana shu holati Rokvell bo’yicha qattiqlik sonini ko’rsatadi.

Bu usulda aniqroq natija olish uchun olmos konusning o’lchamlari aniq sirti keraklicha jilolangan bo’lishi lozim. Sinalayotgan namuna sirti ham tekis va yetarlicha silliq, qalinligi esa hosil bo’ladigan iz balandligiga nisbatan kamida o’n barobar katta bo’lishi kerak.

Tajribani takrorlashda hosil bo’ladigan izlar orasidagi masofa olmos konus uchun kamida 3 mm, po’lat shar uchun 4 mm dan kam bo’lmasligi kerak.

Bu usulning boshqa usullarga qaraganda bir necha afzalliklari bor. Tajribani avtomatlashtirish mumkin, qattiqlik soni indikator shkalasidan bevosita olinadi. Olmos konusdan foydalanganligi sababli qattiq va nisbatan yupqa materiallarni ham tekshirish mumkin bo’ladi.

Qattiqliklarni taqqoslash.

Qattiqlikning turli usulda topilgan qiymatlarini bir – biriga keltirib bo’lmaydi, chunki ularni aniqlash usullari hamda bu miqdorlarning fizik ma’nosi shartli ravishda bir – biridan tubdan farq qiladi. Odatda, bir xil material uchun turli, qattiqlik sonlari nisbatini ifodalovchi empirik jadvallar tuziladi. Ana shu jadvaldan foydalanib, turli usulda topilgan qattiqlik sonlarini bir – biriga taqqoslab ko’rish mumkin. Odatda, turli usulda topilgan qattiqlik sonlari Brinel usulida topilgan H_B ga keltiriladi.

Ish yuzasidan yoziladigan hisobotda quyidagi ma’lumotlar bo’lishi kerak:

1. 
   Ishdan ko’zda tutilgan maqsad.
   
2. 
   Tajriba qaysi usulda va qanday mashinada bajariladi?
   
3. 
   Namuna materiali.
   
4. 
   Tajribani natijalari yozilgan jadval.
   
5. 
   Tajribani kamida ikki usulda bajarib, natijalarni taqqoslang.
   

Takrorlash uchun savollar.

1. 
   Qattiqlik nima?
   
2. 
   Brinel bo’yicha qattiqlik aniqlanadi, uning o’lchov birligi nima?
   
3. 
   Po’lat shar qoldiradigan iz qanday o’lchanadi?
   
4. 
   Brinel bo’yicha qattiqlik soniga qarab, metallning cho’zilishdagi mustahkamlik chegarasi qiymatini aniqlasa bo’ladimi?
   
5. 
   Bu usulning kamchiligi nimada?
   
6. 
   Rokvell bo’yicha qattiqlik qanday o’lchanadi?
   
7. 
   Tajriba o’tkaziladigan nayzaning turi qanday tanlanadi?
   
8. 
   Bu usulning afzalligi nimada?
   

3 – T A J R I B A I SH I.
Materiallarning zarbiy qovushqoqligini aniqlash.
Ishdan ko’zda tutilgan maqsad. Materiallarning zarbga sinash metodikasi bilan tanishtirish hamda po’lat va cho’yan uchun zarbiy qovushqoqlikning miqdorini aniqlash.

Nazariy ma’lumotlar. Bir xil masshtabda qurilgan uch xil juda puxta legirlangan po’latdan, kam uglerodli po’latdan va alyuminiy qotishmasidan tayyorlangan standart namunalarning cho’zilish diagrammalarini ko’rib chiqamiz. Diagrammalarning shtrixlangan yuzalari namunani uzish uchun sarflangan ishning miqdorini bildiradi. Legirlangan juda puxta po’lat namunaning mustahkamlik chegarasi eng yuqori bo’lishiga qaramasdan uni uzish uchun eng kam ish sarflangan. Kam uglerodli po’latning mustahkamlik chegarasi alyuminiy qotishmasinikiga qaraganda yuqori, lekin ularni uzish uchun sarflanadigan ish deyarli teng.

Ayrim metallarning cho’zilish diagrammalari:

a – legirlangan mustahkam po’lat;

b – uglerodli po’lat;

v – alyuminiy qotishmasi.
Namunani uzish uchun sarflanadigan ishning qiymati namunaning qovushqoqligini harakterlaydi. Agar metallning mustahkamligi hamda plastiklik xossalari yuqori bo’lsa, uning qovushqoqligi ham yuqori bo’ladi.

Detalga zarbiy nagruzka ta’sir qilganda juda qisqa vaqt ichida katta energiya hosil qiladi. Bunday nagruzkaga qovushqoqligi yetarlicha yuqori bo’lgan metallar yaxshi qarshilik ko’rsatadi, chunki ularni yemirish uchun juda ko’p energiya sarflash kerak. Shuning uchun zarbiy nagruzka ta’sirida ishlaydigan detallar qovushqoqligiga yuqori bo’lgan metallardan tayyorlanadi.

Metallarning zarbiy qovushqoqligini sinash yo’li bilan ularni shunday nagruzkalardagi qovushqoqligini taqqoslab ko’rish mumkin. Buning uchun ikki tayanchda erkin yotuvchi namunani ko’ndalang yo’nalishda zarbiy nagruzka ta’siridan yemirib, sarflangan ish hisoblanadi. Ana shu sarflangan ishning namunaning yemirilgan joyidagi ko’ndalang kesim yuziga nisbatan materialning zarbiy qovushqoqligi deyiladi va quyidagicha aniqlanadi:

Bunday tajriba yordamida metallarning zarbiy qovushqoqligi temperaturaga bog’liq ekanligini ham aniqlash mumkin. Buning uchun bir necha namunaning zarbiy qovushqoqligi turli temperaturalarda sinab ko’rilib _ = f(t°) grafigi quriladi

Po’lat uchun qovushqoqlikning temperaturaga bog’liqligini ifodalovchi grafik.
Demak, po’latlarning uch xil temperaturada mo’rtligi ortib, zarbiy qovushqoqligi kamayar ekan. Ularning birinchisi sovuq, ya’ni noldan past temperaturalarda bo’lib, bu holat sovuq holatda sinish temperaturasi deb, ikkinchisi 400…600° C temperaturada bo’lib, ko’k tusda sinish temperaturasi deb, uchinchisi esa 800 ….1000° C da bo’lib, u qizil tusda sinish temperaturasi deb ataladi. Shuning uchun bunday temperaturalarda ishlaydigan detallarni po’latdan tayyorlash tavsiya etilmaydi.

Tajribada ishlatiladigan namunalar. Zarbiy qovushqoqlikning miqdori faqat metallning fizik xossalariga emas, balki namunaning shakli va o’lchamlariga ham bog’liq. Shuning uchun turli laboratoriya sharoitlarida olingan natijalarni bir – biriga taqqoslashga imkoniyat yaratish maqsadida, sinaladigan namuna GOST tayyorlanishi kerak.

Namunaning zarb beriladigan tomonining qarshisi shakllarda ko’rsatilgandek arralab qo’yiladi, hosil bo’lgan ariqchaning tagida kuchlanishlar konsentratsiyasi hosil bo’lishi hisobiga ko’ndalang kesim yuzi zaiflashadi. Bu kuchlanishlarning hammasi musbat bo’ladi. Qirqilgan joyda kuchlanishlar konsentratsiyasi hosil bo’lganligi uchun namuna plastik deformatsiyasiz, mo’rt holatda yemiriladi.

Zarbiy qovushqoqlikni sinash uchun namunalar.

a – asosiy standart namuna; b – zaiflashtirilgan standart namuna.

Tajriba o’tkazish. Dastavval, kopyorning ishlash prinspi bilan tanishib chiqish kerak. So’ngra namunaning zarur o’lchamlari o’lchanib, jadvalga yozib qo’yiladi. Mayatnik ko’tarib qo’yilib, namuna o’rnatiladi. Kopyorning yon tomonidan turib, mayatnik bo’shatib yuboriladi va namunani sindirish uchun sarflangan ish miqdori mashinadan qaralib, jadvalga yoziladi.

Tartib nomeri	Namuna materiali	Ko’ndalang kesim o’lchamlari V va h, m	Arralangan joyning ko’ndalang kesim yuzi, m^2	Namunani yemirish uchun sarflangan ish, N · m	Zarbiy qovushqoqlik, Nm/m^2
1
2
3
4

Agar kopyor shkalasi namunani sindirish uchun sarflangan ishni emas, balki mayatnikning ko’tarilish burchaklarini ko’rsatsa, u holda sarflangan ish quyidagicha hisoblanadi:

Bu yerda A – nuqtaning sindirish uchun sarflangan ish; P – mayatnikning og’irligi; H – mayatnikning boshlang’ich ko’tarilish balandligi; h – mayatnikning namuna yemirilgandan keyingi ko’tarilish balandligi.

Kopyor mayatnigining

ko’tarilish burchaklari.

Mayatnikning dastlabki ko’tarilish balandligi H ni uning uzunligi va ko’tarilish burchagi α orqali quyidagicha ifodalash mumkin:

Mayatnikning namuna yemirilgandan keyingi ko’tarilish burchagini β desak,

bo’ladi. Topilgan H va h qiymatlarini formulaga qo’yib, sarflangan ish miqdorini aniqlash uchun quyidagini hosil qilamiz:

Bajarilgan ish aniqlanganidan so’ng formula yordamida zarbiy qovushqoqlik hisoblanib, jadvalga yoziladi.

Bu tajribada po’lat va cho’yandan tayyorlangan bir necha namunani sinab, natijalarni taqqoslab ko’rish kerak.