VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT, TRỪ HỢP KIM CỨNG - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN NGANG
Sintered metal materials, excluding hardmetals - Determination of transverse rupture strength
Lời nói đầu
TCVN 8188 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 3325 : 1996, và Sửa đổi 1 : 2001.
TCVN 8188 : 2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 164 Thử cơ lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT, TRỪ HỢP KIM CỨNG - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN UỐN NGANG
Sintered metal materials, excluding hardmetals - Determination of transverse rupture strength
Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định độ bền uốn ngang của vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng. Phương pháp này đặc biệt thích hợp để so sánh độ bền thiêu kết của một mẻ bột kim loại với độ bền của một mẻ bột chuẩn hoặc với độ bền qui định.
Phương pháp này thích hợp đối với vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng, dù chúng cóđược nhiệt luyện sau khi thiêu kết hay không, và cũng thích hợp đối với vật liệu được định kíchthước hoặc ép theo khuôn sau khi thiêu kết.
Phương pháp này đặc biệt thích hợp đối với vật liệu có độ cứng đồng đều ở tất cả các tiết diện của nó và có độ dẻo không đáng kể, ví dụ độ dẻo tương ứng với biến dạng dư đo được giữa hai gối đỡ nhỏ nhất là 0,5 mm trong quá trình xác định độ bền uốn. Nếu phép thử áp dụng đối với vật liệu trong điều kiện khác với các điều kiện quy định ở trên, thì phải báo cáo điều kiện thử này.
CHÚ THÍCH: Biến dạng dư có thể được đo với độ chính xác thích đáng từ hai mảnh của tấm bị gãy hoặc tấm bị nứt bằng sự chia độ và ghi chỉ số bề mặt dưới. Cách khác, độ võng của đường thẳng kéo dài theo phương ngang trên mặt bên của mẫu thử có thể được đo bằng cách sử dụng một thiết bị quang học như đo bằng kính hiển vi hoặc dụng cụ so sánh quang học.
Mẫu thử đặt trên hai gối đỡ bị phá gãy bằng cách đặt tải ở chính giữa hai gối đỡ, dưới điều kiện
tải tĩnh trong khoảng thời gian ngắn.
Thiết bị thử, bất kỳ thiết bị nào cung cấp điều kiện đặt tải tĩnh và có độ chính xác ± 1 %.
Thiết bị thử phải có hai gối đỡ (dạng con lăn) cách nhau một khoảng cố định và một gối đặt tải (dạng con lăn). Cả ba gối phải có đường kính là 3,2 mm± 0,1 mm và phải được làm bằng thép đã tôi với độ cứng nhỏ nhất là 700 HV hoặc bằng hợp kim cứng.
Hai gối đỡ phải được lắp song song với nhau, và khoảng cách giữa hai đường trục của chúng là 25,0 mm±0,2 mm hoặc 25,4 mm±0,2 mm, được đo với độ chính xác tới± 0,1 mm. Gối đặt tải phải được lắp ở chính giữa hai gối đỡ.
Để chính xác hơn, nên ưu tiên lắp các gối đỡ để có thể điều chỉnh được mọi sai lệch độ song song giữa mặt đầu và mặt đáy của mẫu thử. Điều này có thể được hoàn thành bằng cách lắp các gối đỡ sao cho có thể điều chỉnh được từng gối theo phương thẳng đứng (xem Hình 1).
Sơ đồ của thiết bị thử điển hình được chỉ ra trên Hình 1.
Bộ gá lắp phải được bao che để bảo vệ an toàn một cách thích hợp nhất.
4.1.Mẫu thử phải có chiều dày danh nghĩa 6 mm và được tạo ra từ lòng khuôn có kích thước danh nghĩa là 30 mm x 12 mm. Độ dày của mẫu thử phải đồng đều với dung sai khoảng 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài và 0,04 mm trên bất kỳ chiều rộng nào vuông góc với chiều cao và chiều dài.
4.2. Cách khác, có thể sử dụng mẫu thử được gia công, trong trường hợp này phải thực hiện cẩn thận trong khi gia công để đảm bảo không gây ra ứng suất trong mẫu thử. Mẫu thử phải được cắt có các mặt có kích thước 30 mm x 12 mm theo phương vuông góc với trục nén, chọn vùng có mật độ đồng đều trên cơ sở tính toán tính dị hướng có thể. Hơn nữa, kỹ thuật gia công được sử dụng để có được mẫu thử không được làm thay đổi cấu trúc đáng kể, như sự đầm chặt khi cắt vật liệu mềm hoặc thay đổi tổ chức tế vi do kỹ thuật gia công bằng ăn mòn điện. Nếu xảy ra các thay đổi như vậy thì nên mài để loại bỏ vật liệu bị hư hại.
5.1. Đo chiều rộng và chiều dày của mẫu thử tại điểm chính giữa của nó với độ chính xác tới 0,01 mm.
5.2. Đặt mẫu thử có các mặt có kích thước 30 mm x 12 mm nằm đối xứng trên hai gối đỡ sao cho trục theo chiều dọc của mẫu tạo với các trục dọc của các gối đỡ một góc 90° ± 30’. Việc điều chỉnh vị trí chính xác của mẫu thử có thể dễ dàng được đảm bảo bằng cách đẩy mặt bên của mẫu thử tựa vào một cữ chặn di chuyển được có vị trí thích hợp. Đặt tải tại vị trí chính giữa của hai gối đỡ. Tăng tải một cách từ từ và đều đặn, sao cho thời gian làm gãy mẫu không nhỏ hơn 10 s.
Ghi lại giá trị tại đó tải trọng đột ngột giảm do sự hình thành của vết nứt đầu tiên.
5.3.Lặp lại sự xác định đó với số lượng mẫu thử thích hợp.
6.1. Độ bền uốn ngang Rtr, tính bằng MPa, được tính bằng công thức:
Trong đó:
F là tải trọng cần để làm gãy mẫu, tính bằng Niutơn;
L là khoảng cách giữa hai đường tâm của hai gối đỡ, tính bằng milimét;
b là chiều rộng của mẫu thử vuông góc với chiều cao của nó, tính bằng milimét;
h là chiều cao (chiều dày) của mẫu thử song song với phương đặt tải thử, tính bằng milimét.
Báo cáo giá trị trung bình cộng của độ bền uốn ngang, làm tròn tới 10 MPa.
6.2. Độ không đảm bảo tuyệt đối của phương pháp này được tính theo công thức:
hoặc
hoặc
Giá trị này phải được đưa vào tính toán nếu cần thể hiện công bố độ chính xác.
6.3. Các giá trị cho trong Bảng 1 được tính toán cho giới hạn độ lặp lại (r) và giới hạn khả năng tái lập (R). Các giá trị này được kỳ vọng rằng khi thử các mẫu lấy ra từ bất kỳ lô nào, trong một phòng thử nghiệm 95 % các phép đo được tiến hành đồng thời cho kết quả nằm trong giới hạn (r) và ở hai phòng thử nghiệm 95 % các phép đo được tiến hành đồng thời cho kết quả nằm trong giới hạn (R).
Bảng 1 - Dữ liệu độ chính xác
Vật liệua | MPa | r MPa | R MPa |
Sắt 0,5 % C liên kết | 490 | 38 | 97 |
Sắt, 2 % Cu, 0,8 % C liên kết | 990 | 86 | 145 |
Tiền hợp kim 4 600, 2 % Cu, 0,8 % C liên kết | 1 200 | 199 | 286 |
Sắt, 2 % Ni, 0,5 % C liên kết Nhiệt luyện | 1 320 | 163 | 279 |
a Thông tin bổ sung đối với vật liệu có thể được lấy từ MPIF (Liên đoàn công nghiệp bột kim loại, Mỹ) Tiêu chuẩn 41:1998, Xác định độ bền uốn của vật liệu luyện từ bột. | |||
Báo cáo thử phải bao gồm các thông tin sau:
a) Số hiệu của tiêu chuẩn này;
b) Tất cả các chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử;
c) Khoảng cách giữa hai đường tâm của hai gối đỡ;
d) Kết quả đạt được;
e) Chi tiết về tất cả các thao tác không được qui định trong tiêu chuẩn này, cũng như các thao tác được xem là tùy chọn;
f) Chi tiết về tất cả các sự việc xảy ra bất ngờ có thể ảnh hưởng đến kết quả.
Kích thước tính bằng milimét
Hình 1 - Thiết bị thử để xác định độ bền uốn ngang