Что такое испытание материалов: Определяющее руководство

Сырье играет важную роль в производстве компонентов. Поэтому тестирование материалов перед их использованием в ваших проектах очень важно.

Значение испытаний материалов невозможно переоценить, и если вы хотите узнать, что такое испытание материалов, как оно работает и каковы его виды, то приведенное ниже руководство для вас. Итак, давайте читать.

Что такое испытание материалов?

Испытание материалов - это процесс, в ходе которого измеряются свойства материалов и их реакции при определенных условиях. Испытания материалов помогают определить совместимость материалов с различными приложениями.

Некоторые компании располагают испытательными стендами, где квалифицированные специалисты тестируют материалы с помощью различных методов.

Как работает машина для испытания материалов?

Машина для испытания материалов прикладывает контролируемое усилие к образцу материала, чтобы оценить его механические свойства. Эти механические свойства состоят из упругости, прочность, и деформации.

В испытательной машине используются механические, гидравлические и пневматические системы для создания сжимающих и растягивающих нагрузок. Датчики используются для измерения приложенных усилий, которые регистрируются, и оцениваются характеристики материала.

Почему испытания материалов важны для производства?

Инженеры по продукции проводят испытания материалов в различных отраслях промышленности. Сбор всей необходимой информации о продукте в процессе его разработки помогает обеспечить его качество. Это помогает определить материал, наиболее подходящий для конкретного продукта с точки зрения соответствия и качества.

Процесс тестирования материалов также гарантирует, что с ними безопасно работать, поскольку некоторые материалы легко воспламеняются и вступают в реакцию, что может представлять опасность. Разработчики тестируют материалы, чтобы убедиться в том, что характеристики материала соответствуют требованиям, предъявляемым к нему.

13 видов испытаний материалов

Существуют различные типы методов испытания материалов:

Испытание на растяжение

Испытание на растяжение - это метод испытания материалов, при котором измеряется прочность материала. Он оценивает напряжение, деформацию и деформацию текучести материала и прикладывает к нему силу. При этом используются такие материалы, как композиты, металлы и полимеры. Для испытаний используется электрическая разрывная машина или гидравлическая испытательная машина, которая подвергает материалы воздействию различных сил.

Испытание на сжатие

Испытания на сжатие оценивают реакцию материала при воздействии сжимающих нагрузок. Целью механических испытаний является сжатие материала до нагрузок, приводящих к дроблению. Напряжение сжатия важно для испытания пластичности и модуля упругости.

Испытания на усталость

Сайт усталостные испытания помогает определить реакцию материала при воздействии нагрузки. Она включает в себя среднюю нагрузку, которая определяет усталостную прочность при разрушении.

Испытание на твердость

Испытания на твердость проводятся на конечном компоненте, чтобы проверить, насколько он тверд и при каком давлении ломается.

Испытание на удар

При ударном испытании измеряется сила, необходимая для разрушения материала. Два испытания, Изод и Шарпи, проводятся для определения силы, разрушающей материал. Эти два испытания измеряют энергию, необходимую для возникновения трещины в материале.

Испытание на кручение

Испытание на кручение измеряет сопротивление процессу скручивания, что позволяет оценить пластичность и прочность на сдвиг. Процесс включает в себя скручивание материала. Испытание на кручение заключается в определении свойств материала, таких как модуль упругости, прочность на сдвиг и прочность при кручении.

Высокоскоростные испытания на растяжение

Процесс высокоскоростного испытания на растяжение заключается в быстром нагружении, определяющем растягивающие свойства исходного материала. Высокоскоростное испытание на растяжение используется для тестирования материалов, которые подвергаются воздействию высоких нагрузок и чрезмерных деформаций.

Испытания для формовки листового металла

Испытание на формовку листового металла - это испытание на формуемость листового металла и его способность выдерживать деформацию без образования трещин. Тест на вытяжку куба и FLD - это тесты, которые используются для данного процесса. Они помогают оценить совместимость материала с вытяжкой, формовкой и изгибом.

Испытания эластомеров

Испытания эластомеров позволяют оценить способность эластомерного соединения эффективно работать. Оно используется для оценки характеристик материалов, а также готовых деталей для обеспечения их функциональности и качества.

Электрические испытания

Электрические испытания оценивают электрические характеристики материала, что позволяет оценить его электропроводность, диэлектрическую прочность и удельное сопротивление. Проверяется электрическая проводимость, которой обладает материал.

Тепловые испытания

Тепловые испытания оценивают реакцию материала на изменение температуры, которая включает в себя проводимость, тепловое расширение и деградацию. Они помогают измерить теплопроводность.

Тепловые испытания позволяют даже измерить тепло, которое может вызвать повышение температуры в материале, чтобы оценить его теплоотдачу. Оно также позволяет оценить предел, до которого материал сжимается и расширяется при изменении температуры.

Химические тесты

Химические испытания заключаются в проверке образца материала на воздействие определенных химических веществ. Эти испытания оценивают устойчивость материалов к определенным химическим веществам. Существуют различные виды химических испытаний, и вот некоторые из них:

• Испытания на кислотную коррозию оценивают способность материалов противостоять кислотным химическим веществам.
• Испытание на щелочную коррозию оценивает устойчивость материалов к щелочной среде.
• Тесты на органические растворители оценивают реактивность материалов к органическим растворителям.

Разрушающий и неразрушающий контроль

Когда материал подвергается испытаниям, существует два типа испытаний: разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие испытания материалов заключаются в отборе образцов материала и проведении испытаний для его оценки в определенных условиях. Эти испытания изменяют поверхность материала, и, следовательно, он уже не пригоден для использования. Это помогает анализировать характеристики материала в производстве и исследованиях.

Неразрушающие испытания материалов позволяют проверить способность материала удерживать нагрузку до момента разрушения. При этом материал не разрушается, а просто проверяется, может ли он удерживать определенную нагрузку в течение длительного времени.

Испытания материалов и стандартные методы

Существуют различные методы тестирования материалов:

Динамическое тестирование

Динамические испытания нагрузок влияют на грузоподъемность; образец подвергается нагрузке, и проводится разрушающее испытание. Существуют различные типы динамических испытаний: высокоскоростные тестеры, тестеры с падающим грузом и маятниковые ударные испытания.

Статические испытания материалов

Статические испытания материалов - это контактные испытания, которые заключаются в определении прочности и деформации. Компонент подвергается сжатию, растяжению и кручению.

Циклические испытания материалов

Циклы повторяющейся нагрузки при циклических испытаниях материалов заключаются в нагружении образца материала, при котором к нему прикладывается циклическая нагрузка.

Стандартные методы

Стандарты ISO, AMSE, BS и EN - это стандарты, которые используются для тестирования материалов при их использовании в разработке и производстве деталей.

Что можно проверить на материале?

Есть разные вещи, которые можно проверить на материал, и это следующие:

• Проверяются механические свойства материала: твердость, прочность на растяжение, прочность на сжатие и изгиб.
• Оцениваются такие физические свойства материала, как теплопроводность, температура плавления и плотность.
• Химические свойства материала, такие как коррозионная стойкость и анализ состава.
• Электрические свойства, такие как диэлектрическая прочность, проводимость и устойчивость к атмосферным воздействиям, также требуют оценки.

Как документировать данные при испытании материалов?

Данные, полученные в ходе испытаний материалов, документируются в виде подробных отчетов. Отчеты включают условия испытаний, методы испытаний, материалы и исходные данные. Эти подробные отчеты очень важны для контроля качества, сертификации и соблюдения нормативных требований.

Области применения испытаний материалов

Существуют различные области применения испытаний материалов, и они рассмотрены ниже:

Автомобильная промышленность

Автопроизводители используют компоненты, изготовленные из проверенных материалов, поэтому компоненты автомобилей, детали интерьера и каркасы кузова выполнены с особой тщательностью. Эти материалы оцениваются на предмет усталостной прочности, долговечности и устойчивости к столкновениям.

Медицина

Материалы, используемые при создании прототипов медицинских устройств, также проверяются на биосовместимость. Прочность и долговечность этих материалов очень важны, поскольку они используются для изготовления хирургических инструментов, протезов и имплантатов.

Аэрокосмическая промышленность

Детали самолетов должны выдерживать большие нагрузки, поэтому они подвергаются высокому давлению и перепадам температур. Эти материалы испытываются для таких компонентов самолетов, как крылья, фюзеляжи и стекла.

Строительство

Материалы, используемые для строительства, такие как асфальт, сталь и композитные материалы, требуют испытаний. Испытания проводятся для того, чтобы проверить, смогут ли они выдержать высокую нагрузку и соответствует ли материал стандартам безопасности или нет.

Электронная промышленность

Электронные устройства, такие как мобильные телефоны и ноутбуки, проверяются на прочность, термостойкость, электропроводность и влагостойкость.

Проблемы при испытании материалов

Когда речь идет о выборе материала и проверке его пригодности для определенных целей, приходится сталкиваться с некоторыми проблемами. Вот некоторые из них:

• Результаты испытания материала могут оказаться неточными, так как для них использовался дефектный или несовместимый образец. Таким образом, сравнение тестов становится затруднительным и требует соблюдения стандартных протоколов подготовки образцов для достижения согласованности.
• Некоторые факторы окружающей среды, такие как влажность, температура и качество воздуха, могут повлиять на результаты испытаний. При испытаниях материалов при температурах, отличных от тех, которые входят в стандарт, свойства материала могут быть нарушены. Поэтому при испытании материала необходимо поддерживать благоприятные условия окружающей среды.
• Сбор данных для испытаний материалов требует определенных затрат и времени. В некоторых случаях время и бюджет могут оказаться под большим вопросом, и тогда методы испытаний не проводятся должным образом.
• Обеспечение безопасности - важнейший компонент при проведении испытаний материалов без ущерба для точности испытаний. Некоторые методы испытаний сопряжены с риском при наличии больших нагрузок, высоких температур и коррозионной среды.
• Оборудование, используемое для тестирования, может иметь ошибки, например, ошибки калибровки, которые дают неточные измерения.

DEK предлагает единую систему контроля для ваших проектов по механической обработке

Если вы хотите изготовить новые компоненты и беспокоитесь о проверке материалов, DEK может предложить вам услуги по проверке. Мы гарантируем, что выбираем универсальные методы проверки материалов для ваших компонентов, которые являются точными, чтобы мы могли предоставить соответствующие результаты.

Заключение

Все, что описано в этом руководстве, дает подробное представление о тестировании материалов и о том, какую роль оно играет. Прочитав его, вы наверняка получили представление о различных методах тестирования и важных аспектах.