Прилитые образцы для испытаний: зачем их льют с деталью

Образец, отлитый вместе с кронштейном, отвечает только на один вопрос: что дала эта плавка? Он делит с деталью одну заливку и один цикл печи, поэтому и испытание на растяжение, и сами кронштейны несут один и тот же номер плавки. Образец, вырезанный из готовой детали, отвечает на другой вопрос — и за него платят целым кронштейном. Именно поэтому поставщик услуг литья металлов заливает образец вместе с деталью.

Что значит „отлит вместе с деталью“

Образец — не отдельная позиция заказа. Его заливают из того же ковша, встраивают в ту же литниковую систему, что и кронштейны, и отрезают уже после термической обработки. На бирке образца стоит номер плавки соседних кронштейнов. Именно эта связь и превращает результат растяжения в доказательство, относящееся ко всей партии.

Совместная загрузка в печь записана в маршрут, а закалка и отпуск стоят до отрезки образца. Такой порядок читается задом наперёд, пока не увидите логику: кронштейны и образец отпускают вместе, и только потом образец идёт на пилу.

Чего такая схема не даёт, так это утверждения о каждом отдельном кронштейне. Образец говорит только за свою плавку.

Где образец стоит в форме

Кронштейн — это не одно сечение, а несколько. Стенка идёт 8–12 мм, а бобышка, куда приходит нагрузка, — 25–30 мм; обе цифры проектные. Из всех сечений бобышка застывает последней. Образец, поставленный у тонкой стенки, остывает быстро, тянется чисто и середины толстого сечения не видел никогда.

Место важнее количества. Один образец, стоящий в правильной точке, лучше трёх, поставленных на литнике. В технологической карте должно быть указано, где он стоит и какое сечение представляет; если в карте об этом молчат, согласуйте всё заранее, до утверждения модельной оснастки — положение задаёт форма, а не заказ на покупку.

Одна плавка, одна термическая обработка

Закалка 840–860 °C, отпуск 550–600 °C, твёрдость тела в пределах HB 220–250. Эти окна узкие. Образец, отпущенный отдельно при 550 °C, и загрузка кронштейнов при 600 °C выходят из печи двумя разными материалами — разница 50 °C по одной и той же карте.

Совместная загрузка этот разрыв снимает: один подъём температуры, одна выдержка, одна строка в паспорте партии. За записью стоит сталь 45 по GB/T 699-2015 в закалённом и отпущенном состоянии, и одна марка результата не задаёт.

Просите карту термической обработки, в которой стоят номер загрузки и бирка того самого образца. Сертификат со словами «закалка и отпуск», но без идентификации загрузки, к растянутому образцу уже не привязать.

ASTM A370: что показывает испытание на растяжение

ASTM A370 — это метод, а не приёмочное число. Он задаёт, как именно тянут образец и что должно стоять в протоколе: предел текучести, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, относительное сужение. Цифру, с которой сверяют результаты, даёт чертёж: 355 МПа — проектная цель, а не свойство марки.

Протокол с пределом прочности и без предела текучести оставляет цель непроверенной. Число выше 355 МПа его не заменяет. Образец, растянутый по другому методу, — это уже другое испытание.

Три поля решают, годится ли сертификат: номер плавки на бирке образца, метод, указанный как ASTM A370, и результат по пределу текучести в МПа. Первые два поля позволяют защитить третий результат и через много лет.

Разрыв, который образец не закрывает

Образец и тело остывают с разной скоростью. Образец тоньше бобышки 25–30 мм, поэтому прокаливается насквозь, а её сердцевина может и не прокалиться. У этого разрыва есть своя цена: образец может пройти, а тело выйдет ниже 355 МПа, и в сертификате об этом нет ни слова.

Образец крупнее разрыв всё равно не закрывает. Толстое сечение нужно питать, а само тело — измерять. Твёрдость в пределах HB 220–250, снятая на кронштейне, а не на образце, и есть вторая запись. Это не предел текучести, и пересчитать её в предел текучести нельзя. Ловит она как раз толстое сечение, которое не прокалилось, — единственный отказ, о котором образец не скажет ничего.

Внесите в заказ три пункта: прилитой образец, растянутый по ASTM A370, с протоколом на каждую плавку; место образца в технологической карте; твёрдость тела, измеренную в указанных точках и сверенную с HB 220–250. Все три пункта согласуйте заранее, до утверждения модельной оснастки.