1. Понятие о дефектах и дефектной продукции

Одной из основных задач, стоящих перед металлур­гией и машиностроением, является резкое повышение качества металла и металлических изделий.

Современная технология предусматривает получение металлов и сплавов с требуемыми свойствами и изготов­ление из них изделий, обладающих нужной формой и размерами.

Основным способом получения сплавов является сме­шивание различных металлов в определенных пропорци­ях, расплавление и отливка их в специальные формы. Применение литья под давлением, в кокиль, по выплав­ляемым моделям, в оболочковые и песчаные формы, центробежного литья и др. позволяет получать отливки различной конфигурации, требующие лишь незначитель­ной механической и термической обработки для превра­щения их в готовые изделия.

Для изготовления деталей в большинстве случаев используют методы обработки металлов давлением. Для этого из специальных деформируемых сплавов вначале отливают заготовку простой формы (цилиндр, паралле­лепипед, куб) — слиток, который затем подвергают горя­чей и холодной обработке давлением: прокатке, ковке, прессованию, штамповке, волочению. Полученные по­луфабрикаты подвергают в дальнейшем механической, термической, химико-термической, электрохимической и другим видам обработки.

Специальные виды штамповки, позволяют получать готовые изделия (метизы и другие детали), пригодные для сборки без дополнительной обработки.

В результате фазовых превращений при нагреве или охлаждении металла, а также вследствие пластической деформации, отдыха, рекристаллизации и т. д. происхо­дит формирование микро - и макроструктуры металла. Структура любого металла и сплава не является идеаль­но сплошной. По современной теории пластичности ме­талл или сплав представляют собой физико-химическую систему, состоящую из кристаллов основного металла, внутри и по границам которых распределены примеси и

легирующие элементы, а также различные пороки (от­клонения от нормального строения структуры), различа­ющиеся размерами, формой и расположением в металле. Так, например, в тонкой структуре можно наблюдать дислокации и вакансии (искажения и несовершенства кристаллической решетки металла), в микроструктуре— микротрещины, микропоры и т. д., в макроструктуре— трещины, раковины, расслоения, рыхлоты и т. д. Наибо­лее опасными являются микро - и макроскопические на­рушения сплошности или'однородности металла.

Для того чтобы правильно оценить степень влияния несплошности на работоспособность изделия, необходимо учесть характер нагружения детали (статическое, дина­мическое, знакопеременное), возможность и характер перегрузок, уровень действующих напряжений, рабочую среду и температуру, чувствительность материала к кон­центраторам напряжений, размер, местоположение и ориентировку несплошности, создаваемую ею степень концентрации напряжений и др.

Полученные данные используют при разработке нор­мативной документации на изготовление изделия, обес­печивающей определенные его параметры и показатели качества. В нормативной документации должны быть четко указаны предельные отклонения параметров (в том числе параметров несплошности) детали от номи­нального их значения, при котором изделие будет вы­полнять свои функции без снижения надежности.

Отклонение считается допустимым, если действитель­ное (фактическое) численное значение параметра изде­лия не выходит за пределы, установленные нормативной документацией. Выход действительного значения пара­метра за установленные пределы означает, что рассмат­риваемая продукция имеет дефект.

Каждое отдельное несоответствие продукции требо­ваниям, установленным нормативной документацией, называется дефектом (ГОСТ 17102—71).

Дефектами могут быть не только недопустимые на­рушения сплошности металла, но и выход размера дета­ли за пределы допуска, несоответствие степени шерохо­ватости поверхности изделия техническим условиям, наличие царапин и сколов на защитном покрытии, высо­кое содержание вредных примесей в металле и т. д.

Дефекты, обнаруживаемые при контроле изделий, подразделяют на явные и скрытые, исправимые и неис­правимые.

Некоторые явные дефекты (поверхностные риски, за­боины, вмятины, деформация деталей и т. д.) выявляют визуально при внешнем осмотре. Другие можно обнару­жить только с помощью инструмента или прибора пре­дусмотренного нормативной документацией (раковины в литых заготовках, непровары и трещины в сварных швах, шлифовочные трещины на поверхности деталей и т. д.).

Скрытые дефекты, как правило, выявляют при про­ведении дополнительных, ранее не предусмотренных про­верках в связи с обнаружением других (явных) дефек­тов.

Дефект, устранение которого технически возможной экономически целесообразно, называют исправимым; ес­ли же устранение дефекта технически невозможно или связано с большими трудовыми затратами, то дефект называют неисправимым.

Исправимость и неисправимость дефекта определяют применительно к рассматриваемым конкретным условиям производства и ремонта с учетом затрат и других факто­ров.

Примерами исправимых дефектов являются выход ис­тинного размера диаметра вала за наибольший предель­ный размер, повреждение защитного покрытия (лакокра­сочного, кадмиевого, хромового и т. п.), шероховатость поверхности ниже класса, предусмотренного технически­ми условиями (при условии, что после доводки поверх­ности изделия до заданной степени шероховатости раз­меры изделия будут в пределах допуска), локальные не­провары, неправильная регулировка приборов и т. д.

Примерами неисправимых дефектов являются выход истинного размера диаметра вала за наименьший пре­дельный размер, несоответствие химического состава ме­талла заданному, горячие и холодные трещины, рассло­ения, рванины, перегрев и пережог металла, пониженное значение твердости металла и т. д.

Изделие, имеющее хотя бы один дефект, относится К некондиционной продукции и не может быть использо­вано по назначению. Забракованную продукцию делят на исправимый брак, если дефекты все являются испра­вимыми, и неисправимый брак, если хотя бы один де­фект на изделии является неисправимым.

Все встречающиеся отклонения параметров изделия от установленных нормативной документацией подраз­деляют в зависимости от их влияния на эффективность

и безопасность использования продукции на критичес­кие, значительные и малозначительные.

Критическим называют отклонение, при наличии ко­торого нельзя использовать продукцию по назначению, так как она не отвечает требованиям безопасности.

Значительным считают отклонение, которое сущест­венно влияет на использование продукции по назначе­нию и на ее долговечность, но не является критическим.; Малозначительным — отклонение, которое не сущест­венно влияет на использование продукции.

Критические и значительные отклонения являются дефектами и, чтобы их выявить, контроль продукции должен быть сплошным и в ряде случаев — неоднократ­ным. Малозначительные отклонения не являются дефек­тами. Однако для некоторых видов продукции совокуп­ности отклонений, каждое из которых в отдельности яв­ляется малозначительным, могут быть эквивалентны значительному или даже критическому отклонению и должны относиться к соответствующей категории.

По происхождению дефекты изделий подразделяют на конструктивные, являющиеся следствием несовершен­ства конструкции из-за ошибок конструктора, производ­ственно-технологические, возникающие при отливке и прокате металлов, изготовлении и ремонте деталей) пай­ке, сварке, клепке, склеивании, механической, термичес­кой и других видах обработки, нанесении покрытий и др.), а также эксплуатационные, возникающие после не­которой наработки изделия в результате усталости ме­талла деталей, коррозии, изнашивания и неправильного технического обслуживания и эксплуатации.

Рассмотрим кратко основные дефекты, встречающие­ся в металлических заготовках, полуфабрикатах и изде­лиях в процессе их изготовления и эксплуатации [1—6].