Metālu un sakausējumu pamatīpašības
Mūsdienās plaši tiek izmantoti dzelzs sakausējumi, ko sauc par tēraudiem, kā arī sakausējumi, kuru pamatā ir alumīnijs, varš, titāns, magnijs un daži citi krāsainie metāli. Visi šie sakausējumi normālos apstākļos ir cieti, to struktūra ir kristāliska, tāpēc to īpašības ir augsta izturība, kā arī diezgan laba siltumvadītspēja un elektrovadītspēja.
Sakausējumu un metālu fizikālās īpašības ietver: blīvumu, īpatnējo siltumu, siltumvadītspēju, siltuma izplešanos, elektrovadītspēju, elektriskā pretestība, kā arī mehāniskās īpašības, kas nosaka sakausējuma vai tīra metāla spēju izturēt deformējošas slodzes un lūzumu.
Ja sakausējumu un sakausējumu galvenās fizikālās īpašības mēra pavisam vienkārši, tad mehāniskās īpašības nosaka ar īpašiem testiem. Laboratorijas apstākļos paraugs tiek pakļauts bīdei, spriedzei, saspiešanai, vērpei, liecei vai šo slodžu kombinācijai. Šīs slodzes var būt gan statiskas, gan dinamiskas. Ar statisko slodzi efekts pieaug lēni, ar dinamisku slodzi – ātri.
Atkarībā no apstākļiem, kādos daļai paredzēts strādāt, tiek piešķirta noteikta veida mehāniskā pārbaude telpā, zemā vai augstā temperatūrā. Galvenie mehāniskie raksturlielumi ir: cietība, izturība, stiprība, plastiskums un elastība.
Lielāko daļu stiprības rādītāju nosaka paraugu statiskās stiepes pārbaudes, izmantojot stiepes mašīnu saskaņā ar GOST 1497-73, kad pārbaužu laikā tiek automātiski reģistrēta stiepes diagramma.
Tipiska diagramma ļauj novērtēt normālās elastības moduli, maksimālo spriegumu, līdz kuram stiepšanās notiek lineāri, tecēšanas robežu, tecēšanas robežu un stiepes izturību.
Sakausējuma vai metāla spēju deformēties bez lūzuma sauc par elastību. Stiepšanai progresējot, tiek novērtēts parauga relatīvais pagarinājums un saraušanās, kas ir savstarpēji saistīti, jo stiepes laikā samazinās parauga šķērsgriezuma laukums. Procentuālo daļu nosaka parauga garuma pieauguma attiecība pēc pārrāvuma pret sākotnējo garumu, tas ir relatīvais pagarinājums σ. Relatīvo saraušanos ψ mēra līdzīgi.
Sakausējuma stiprība ļauj novērtēt trieciena testus, kad robains paraugs tiek pakļauts triecienam, šim nolūkam tiek izmantots mahalometrs. Triecienizturību nosaka pārraušanai patērētā darba attiecība pret parauga šķērsgriezuma laukumu spraugā.
Cietību nosaka divos veidos: Brinell HB un Rockwell HRC. Pirmajā gadījumā pret paraugu tiek piespiesta rūdīta tērauda lode ar diametru 10, 2,5 vai 5 mm, un iegūtā cauruma spēks un laukums tiek korelēts.Otrajā gadījumā tiek nospiests dimanta konuss ar gala leņķi 120 °. Tātad, cietība nosaka sakausējuma izturību pret cietāku ķermeņu iespiedumiem tajā.
Ja nepieciešams noteikt sakausējuma piemērotību kalšanai un karstajai kalšanai, tiek veikti deformācijas un elastības testi. Daži sakausējumi ir labāk kalti aukstā stāvoklī (piemēram, tērauds), citi (piemēram, alumīnijs) - aukstumā.
Bieži vien testi tiek veikti, ņemot vērā sakausējuma gaidāmās spiediena apstrādes metodi. Aukstam un karstam stāvoklim tiek pārbaudīts nesakārtotība, lieces - tiek pārbaudīts lieces, štancēšanas - cietības pārbaude utt. Ja tiek izstrādāts tehnoloģiskais process, tad tiek ņemta vērā šo metāla vai sakausējuma mehānisko, fizikālo un tehnoloģisko īpašību kombinācija.