• Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

    ŞTIINŢA MATERIALELOR

    Proprietăți mecaniceși metodele de determinare a acestora

    Proprietățile mecanice ale materialelor sunt determinate de mostre speciale.

    Cele mai comune caracteristici mecanice sunt: duritate, limitele de rezistență și elasticitate, puterea de impact

    Testele sunt efectuate pe mașini de încercare la tracțiune folosind mostre speciale. Deformarea poate fi elastic sau plastic. Elastic deformarea este înlăturată complet (dispare) după îndepărtare
    încărcături. Plastic deformarea nu dispare după îndepărtarea sarcinii (îndoiți firul de aluminiu, după ce sarcina este îndepărtată, firul nu se îndoaie - este deformat plastic).

    Aceasta determină: limită rezistenţă (sв) este tensiunea la care proba eșuează

    Determinarea durității

    Duritatea caracterizează rezistența unui material la deformații plastice mari.

    Cele mai obișnuite metode de determinare a durității implică introducerea unui corp special, numit indentor, în materialul testat cu o astfel de forță încât să rămână o amprentă de indentor în material.

    metoda Brinell (NV)

    Bila este indentată sub sarcină constantă, rezultând o amprentă sub forma unei gropițe sferice care se formează pe suprafața probei.

    Diametrul imprimării este măsurat în două direcții reciproc perpendiculare folosind un microscop Brinell - aceasta este o lupă cu o scară.

    metoda Rockwell

    Diferența fundamentală dintre această metodă și cea discutată anterior este că duritatea este determinată nu de suprafața amprentei indentorului, ci de adâncimea pătrunderii acesteia în proba studiată.

    Un con de diamant este folosit ca indentor în timpul testării. materiale dureși bile de oțel întărit la testarea materialelor moi. Valorile durității sunt indicate: HRB - minge (de exemplu, 90HRA). Scala de duritateHRC s-a modificat din cauza unei modificări a referinței, astfel încât valorile măsurate trebuie corectate.

    Valorile durității în unitățiH.R.C.de aproximativ 10 ori mai puțin decât în ​​unitățile NV, adică duritate 30H.R.C.aproximativ corespunde cu 300НВ.

    metoda Vickers

    Metoda se bazează pe indentarea unei piramide tetraedrice de diamant cu un unghi între fețele opuse egal cu 136°. Duritate (este desemnat H.V.) este determinată de raportul dintre încărcare și suprafața imprimării.

    Valorile durității Brinell și Vickers sunt aproape egale.

    Metoda Shore .

    Când se măsoară duritatea Shore, o sarcină împreună cu un indentor montat pe ea (de obicei o bilă de oțel) cade de la o înălțime pe eșantion perpendicular pe suprafața sa. Duritatea Shore este determinată de înălțimea retragerii mingii (greutatea cu un indentor).

    Determinarea rezistenței la impact și a tenacității la rupere

    Pentru a determina rezistența la impact, se folosesc eșantioane cu crestătură, care servește ca un concentrator de stres. Eșantionul este montat pe un dispozitiv de șansă cu pendul, astfel încât pendulul să lovească de crestătură, deschizându-l. Pendulul este ridicat la o înălțime când cade, el distruge proba, ridicându-se la o înălțime (deoarece o parte din munca acumulată în timpul ridicării este cheltuită pentru distrugerea probei).

    Rezistența la impact - aceasta este lucrarea relativă a distrugerii, adică. munca legată de zona eșantionului înainte de eșec.
    Duritatea la fractură. Mai mult informatii complete Duritatea metalelor este determinată prin teste de tenacitate la rupere.

    CLASIFICAREA OTELULUI

    Aliajele cu un conținut de carbon (C) de până la 2,14% se numesc oțeluri.

    Otelurile sunt clasificate in functie de compozitia chimica, mod de producție, calitate, grad de dezoxidare, scop, structură

    Conform chimiei Compoziția oțelului este clasificată în carbon și aliaj.
    Carbonacee sunt împărțite în: cu conținut scăzut de carbon - până la 0,25% C,
    carbon mediu – 0,25-0,6% C,
    cu conținut ridicat de carbon - mai mult de 0,6% C.
    Pe baza conținutului de elemente de aliere, acestea sunt împărțite în:
    slab aliat - până la 2,5% din ligi. el.,
    mediu aliat – 2,5-10% din lig. el.,
    foarte aliat - mai mult de 10% l. e.

    După metoda de producție, se disting:
    convertor,
    vatra deschisa,
    otel electric,
    oțel printr-o metodă specială de topire.

    Oțelurile sunt clasificate în funcție de destinația lor:
    structural,
    instrumental,
    constructii,
    oțel pentru scopuri speciale cu proprietăți speciale.

    După calitate se disting:
    calitate obisnuita,
    calitate superioară,
    calitate superioară
    în special de înaltă calitate.
    Calitatea oțelului depinde de impuritățile dăunătoare, în principal (sulf, fosfor)

    Calitatea oțelurilor carbon se reflectă în marcaje.
    Oțelurile de calitate obișnuită sunt marcate cu literele St (St3).
    La sfârșitul marcajului oțelurilor de înaltă calitate este plasată litera A (U10A).

    Toate oțelurile aliate sunt produse cu cel puțin înaltă calitate (10, 20, 45 - % C în 0,00).

    Pentru producția de oțeluri deosebit de de înaltă calitate se folosesc tipuri speciale care îmbunătățesc prelucrarea, care pot fi indicate în marcajele oțelurilor.
    VI (VIT) – topirea în cuptoare cu inducție în vid,
    VD (VDP) – retopire în cuptoare cu arc cu vid,
    Ш (EMP) – retopire electrozgură,
    SD – retopirea cu arc în vid a oțelurilor după retopirea cu zgură electrică,
    ODP – retopire convențională cu arc,
    PDB – retopire cu arc cu plasmă.

    După gradul de dezoxidare, se disting:
    calm (st) care este dezoxidat de mangan. Siliciu și aluminiu.
    semi-liniștită (ps) dezoxidată de mangan și aluminiu.
    fierbere (kp) este dezoxidată de mangan.

    În standardele GOST, următoarea combinație de numere și litere este acceptată pentru marcarea oțelului.
    Prima cifră din marcaj indică conținutul de carbon al oțelului:
    dacă cifra este cu o singură cifră, atunci 0,0%,
    dacă numărul este de două cifre, atunci 0,00%,
    dacă cifra nu este specificată atunci ~ 1%.
    EXEMPLUL 9ХС – 0,9% carbon

    Pentru a desemna elementele de aliere incluse în oțel, fiecăruia îi este atribuită propria literă:

    N-nichel, D-cupru, A-azot, X-crom, P-bor, P-fosfor, K-cobalt, B-niobiu, M-malibden, C-zirconiu, T-titan, G-mangan, C- silicon, F-vanadiu, S-aluminiu, B-tungsten.

    Cifrele care urmează după litere indică conținutul mediu al unui element de aliere dat în %. Dacă nu există un număr, atunci elementul de aliere este ~ 1%.

    Exemplu:
    9ХС - 0,9% carbon, 1% crom, 1% siliciu.
    X12 – 1% carbon, 12% crom.

    Gradul de dezoxidare a oțelurilor este indicat prin litere la sfârșitul marcajului din oțel: SP - calm, PS - semi-liniștit, KP - fierbere.

    Pentru unele oțeluri se folosește un simbol special:

    P – oțel rapid, numărul după care indică conținutul de wolfram în% (P18-oțel rapid cu 18% tungsten),
    Marcarea oțelurilor pentru rulmenți cu bile începe cu litera Ш și numărul următor indicând un conținut de crom de 0,0% (ShKh15 - oțel pentru rulmenți cu bile 1,5% crom)

    Oțeluri carbon calitate obișnuită– St0, St1, St2, St3, St3G, ... - folosit pentru structuri metalice slab încărcate.
    Oțeluri carbon de calitate structurală – 08, 10, 15, 20, 25, 30, …85 – șuruburi, piulițe, șuruburi.
    Oțeluri automate - A11, A20, A30, AC40 (C - plumb, E - seleniu) produse necritice sunt fabricate pe mașini automate.

    Oțeluri de scule carbon -U7, U8, U9, ... U13.
    Calitate înaltă - U7A, ... U13A.
    oteluri aliate -
    Artă. rezistență medie 15ХР,20ХМ etc.
    Artă. rezistență crescută – 12Х2Н3А, 18Х2НМА fac segmente de piston
    Oțelurile îmbunătățite - 30X, 40X, 50X - sunt folosite pentru realizarea arborilor cotiți.
    Oteluri crom-siliciu-mangan – 30KhGSA producția de automobile.
    Oțeluri crom-nichel – roți dințate 40ХН

    Crom-nichel-molibdenoțeluri - 40KhNMA, 38KhNZMFA produc piese puternic încărcate.
    Oțeluri de înaltă rezistență - 30KhGSNA, 30Kh5MSFA.
    Oțelurile pentru arcuri - 55С2, 60С2А, 70С3А sunt utilizate pentru producția de arcuri auto și arcuri pentru automobile.
    Oțelurile pentru rulmenți cu bile - ShKh15, ShKh15SG sunt folosite pentru a face șine pentru rezervoare cu șenile și traverse de șine.

    Instrumentaloțel – 9ХС, ХВГС, ХВ2, ХВ4 – se produc matrițe și broșe.
    Oțeluri de mare viteză - R18, R6M5, 10R6M5 - scule de dimensiuni mari care lucrează cu sarcini alternative.
    Oțelurile cu destinație specială - 12Х13, 30Х13, 12Х18Н10Т - sunt utilizate pentru fabricarea palelor de turbine și a instrumentelor chirurgicale.
    Oțeluri rezistente la căldură – 15Х5, 12Х17, 15Х28, 25Х2М1    A sunt folosite la fabricarea cazanelor.

    Fontă - clasificare și marcare

    În funcție de gradul de grafitizare, care determină tipul de fractură, gri, alb și jumătate (sau albit).
    În funcție de forma incluziunilor de grafit - fontă cu grafit lamelar, sferic (fontă de înaltă rezistență), vermicular și fulgi (fontă maleabilă).
    in functie de natura bazei metalice - perlitic, feritic, perlitic-feritic, austenitic, bainit si martensitic

    În funcție de scop - pentru fontă structurală și fontă cu proprietăți speciale; dupa compozitia chimica – aliate si nealiate.
    Fonta cenușie este cel mai utilizat tip de fontă (construcții mecanice, instalații sanitare, construcții de construcții) și are un coeficient mare de absorbție a vibrațiilor pentru vibrațiile pieselor (de 2-4 ori mai mare decât cel al oțelului).

    Fonta albă este un aliaj în care excesul de carbon, care nu se găsește în soluția solidă de fier, este prezent în stare legată sub formă de carburi de fier Fe3C (cementită)
    Fonta albă, datorită proprietăților mecanice scăzute și fragilității, are o utilizare limitată pentru părțile de configurații simple care funcționează în condiții de uzură abrazivă crescută

    O jumătate de fontă conține o parte din carbon în stare liberă sub formă de grafit și o parte din acesta în stare legată sub formă de carbură. Este utilizat ca material de frecare care funcționează în condiții de frecare uscată (plăcuțe de frână), precum și pentru fabricarea pieselor cu rezistență crescută la uzură (laminare, fabricare hârtie, role de măcinat făină).

    Tema 3: Studiul proprietăților materialelor structurale.

    Clasificarea metodelor de cercetare a materialelor

    Proprietăţile de bază ale metalelor şi metodele de studiu ale acestora.

    Metalele sunt una dintre clasele de materiale structurale, caracterizate printr-un anumit set de proprietăți:

    • „Lustru metalic” (reflexivitate bună);
    • plastic;
    • conductivitate termică ridicată;
    • conductivitate electrică ridicată.

    Aceste proprietăți se datorează caracteristicilor structurale ale metalelor. Conform teoriei stării metalice, un metal este o substanță formată din nuclee pozitive în jurul cărora electronii se rotesc în orbitali. La ultimul nivel, numărul de electroni este mic și sunt legați slab de nucleu. Acești electroni au capacitatea de a se mișca pe întregul volum al metalului, adică aparțin unui întreg set de atomi.

    Metode de cercetare.

    Metalele și aliajele au proprietăți diferite. Folosind o singură metodă de studiere a metalelor, este imposibil să obțineți informații despre toate proprietățile. Sunt utilizate mai multe metode de analiză.

    1. Determinarea compoziției chimice.

    2. Se folosesc metode de analiză cantitativă.

    3. Dacă nu este necesară o mare precizie, atunci se utilizează analiza spectrală.

    Analiza spectrală bazat pe descompunerea și studiul spectrului unui arc electric sau scânteie excitat artificial între electrod de cupru iar metalul fiind studiat.

    Arcul este aprins și un fascicul de lumină intră în ocular prin prisme pentru a analiza spectrul. Culoarea și concentrația liniilor de spectru fac posibilă determinarea conținutului elemente chimice. Se folosesc steeloscoape staționare și portabile.

    4. Informații mai precise despre compoziție sunt furnizate de analiza spectrală cu raze X.

    Se efectuează pe microanalizatoare. Vă permite să determinați compoziția fazelor de aliaj și caracteristicile mobilității de difuzie a atomilor.

    Caracteristici generale proprietăți mecanice.

    Acesta este un set de indicatori care caracterizează rezistența unui material la sarcina care acționează asupra acestuia, capacitatea sa de a se deforma în acest caz, precum și caracteristicile comportamentului său în timpul procesului de distrugere. În conformitate cu aceasta, tensiunile sunt măsurate (de obicei în kgf/mm 2 sau Mn/m2), deformații (în %), lucrări specifice de deformare și distrugere (de obicei în kgf․m/cm2 sau Mj/m2), rata de dezvoltare a procesului de distrugere sub încărcare statică sau repetată (cel mai adesea în mm pentru 1 sec sau pentru 1000 de cicluri de repetare a sarcinii, mm/kciclu). Domnișoară. m sunt determinate în timpul încercărilor mecanice ale probelor de diferite forme.

    În general, materialele din structuri pot fi supuse unor sarcini de o natură foarte diferită: lucru în tensiune , compresiune, încovoiere, torsiune, forfecare etc. sau supuse acțiunii combinate a mai multor tipuri de sarcini, cum ar fi tensiunea și încovoierea. Condițiile de funcționare ale materialelor sunt, de asemenea, variate ca temperatură, mediu, viteza de aplicare a sarcinii și legea modificării acesteia în timp. În conformitate cu aceasta, există mulți indicatori ai M. s. m. şi multe metode încercări mecanice. Pentru metale și materiale plastice de inginerie, cele mai comune teste sunt la tracțiune, duritate și îndoire la impact; materialele structurale fragile (de exemplu, ceramică, metal-ceramică) sunt adesea testate pentru compresie și îndoire statică; Este important să se evalueze proprietățile mecanice ale materialelor compozite, în plus, în timpul încercărilor de forfecare.

    3) Metode de încercări standard pentru determinarea proprietăților fizice și mecanice și indicatorii tehnologici ai materialelor și produselor finite de inginerie, metode standard de proiectare a acestora.

    În timpul funcționării, piesele mașinii sunt supuse diverse tipuriîncărcături Pentru a determina performanța aliajelor în diferite condiții de încărcare, acestea sunt testate la întindere, compresie, încovoiere, torsiune etc.

    Comportarea metalelor sub influența sarcinilor externe se caracterizează prin proprietățile lor mecanice, care fac posibilă determinarea limitelor de încărcare pentru fiecare material specific, efectuarea unei evaluări comparabile a diferitelor materiale și efectuarea controlului calității metalului în fabrică și laborator. conditii.

    Există o serie de cerințe pentru testarea proprietăților mecanice. Condițiile de temperatură și putere de testare ar trebui să fie cât mai apropiate de condițiile de funcționare ale materialelor din mașini și structuri reale. În același timp, metodele de testare ar trebui să fie destul de simple și potrivite pentru controlul calității în masă a produselor metalurgice. Deoarece este necesar să se poată compara calitatea diferitelor materiale structurale, metodele de testare a proprietăților mecanice trebuie să fie strict reglementate de standarde.

    Rezultatele determinării proprietăților mecanice sunt utilizate în practica de proiectare computațională la proiectarea mașinilor și structurilor. Cele mai răspândite sunt următoarele tipuriîncercări mecanice.

    1. Încercări statice de scurtă durată cu o singură sarcină pentru tensiune uniaxială - compresie, duritate, încovoiere și torsiune.

    2. Încercări dinamice cu determinarea rezistenței la impact și a componentelor acesteia - lucrare specifică de inițiere și dezvoltare a fisurilor.

    3. Încercări de sarcină variabilă pentru a determina limita de rezistență a materialului.

    4. Teste de oboseală termică.

    5. Teste pentru fluaj și rezistență pe termen lung.

    6. Încercări de rezistență la propagarea fisurilor cu determinarea parametrilor de duritate la rupere.

    7. Testarea materialelor în condiții complexe de stres, precum și testarea la scară completă a pieselor, ansamblurilor și structurilor finite.

    3.2. Proprietățile materialelor

    Proprietățile mecanice sunt înțelese ca caracteristici care determină comportamentul unui metal (sau alt material) sub influența forțelor mecanice externe aplicate. Proprietățile mecanice includ de obicei rezistența unui metal (aliaj) la deformare (rezistență) și rezistența la rupere (ductilitate, tenacitate și capacitatea metalului de a nu se prăbuși în prezența fisurilor).

    În urma încercărilor mecanice se obțin valori numerice ale proprietăților mecanice, adică valori ale tensiunii sau deformației la care apar modificări ale stărilor fizice și mecanice ale materialului.

    La evaluarea proprietăților mecanice materiale metalice Există mai multe grupuri ale criteriilor lor.

    1. Criterii determinate independent de caracteristici de proiectareși natura serviciului de produs. Aceste criterii sunt găsite prin testele standard ale probelor netede pentru întindere, compresiune, încovoiere, duritate (încercări statice) sau îndoire la impact a probelor crestate (încercări dinamice).

    Rezistența și proprietățile plastice determinate în timpul testelor statice pe probe netede, deși sunt importante (sunt incluse în formulele de calcul), în multe cazuri nu caracterizează rezistența acestor materiale în condiții reale de funcționare a pieselor și structurilor mașinii. Ele pot fi utilizate numai pentru un număr limitat de produse de formă simplă care funcționează în condiții de încărcare statică la temperaturi apropiate de normal.

    2. Criterii de evaluare a rezistenței structurale a unui material, care sunt în cea mai mare corelație cu proprietățile de serviciu ale unui produs dat și caracterizează performanța materialului în condiții de funcționare.

    Criteriile pentru rezistența structurală a materialelor metalice pot fi împărțite în două grupe:

    a) criterii care determină fiabilitatea materialelor metalice împotriva distrugerii bruște (rezistența la fractură, lucrul absorbit în timpul propagării fisurilor, supraviețuirea etc.). Aceste tehnici, care folosesc principiile de bază ale mecanicii ruperii, se bazează pe încercări statice sau dinamice ale probelor cu fisuri ascuțite care apar în piesele și structurile reale ale mașinii în condiții de funcționare (crestături, găuri traversante, incluziuni nemetalice, microgoluri etc. ). Fisurile și micro-discontinuitățile modifică foarte mult comportamentul metalului la sarcină, deoarece acestea sunt concentratoare de tensiuni;

    b) criterii care determină durabilitatea produselor (rezistența la oboseală, rezistența la uzură, rezistența la coroziune etc.).

    3. Criterii de evaluare a rezistenței structurii în ansamblu (rezistența structurală), determinate în timpul testelor pe banc, la scară completă și operaționale. Aceste teste relevă influența asupra rezistenței și durabilității structurii unor factori precum distribuția și amploarea tensiunilor reziduale, defecte în tehnologia de fabricație și proiectarea produselor metalice etc.

    Pentru a rezolva probleme practice metalurgiștii trebuie să determine atât proprietățile mecanice standard, cât și criteriile pentru rezistența structurală.

    Proprietățile mecanice caracterizează capacitatea metalelor și aliajelor de a rezista la acțiunea sarcinilor aplicate acestora, iar caracteristicile mecanice exprimă aceste proprietăți cantitativ. Principalele proprietăți ale materialelor metalice sunt; rezistență, ductilitate (sau tenacitate), duritate, rezistență la impact, rezistență la uzură, fluaj etc.
    Caracteristicile mecanice ale materialelor sunt determinate în timpul încercărilor mecanice, care, în funcție de natura sarcinii în timp, se împart în statice, dinamice și revariabile.
    În funcție de metoda de aplicare a forțelor (încărcărilor) exterioare, se disting încercările: tracțiune, compresiune, încovoiere, torsiune, încovoiere la impact etc.
    Caracteristicile mecanice de bază ale metalelor și aliajelor.
    Rezistența la tracțiune (rezistența finală, rezistența la tracțiune - efort condiționat corespunzătoare celei mai mari sarcini care precede distrugerea probei.
    Rezistența adevărată la tracțiune (stresul adevărat) este tensiunea determinată de raportul dintre sarcina în momentul ruperii și aria secțiunii transversale a probei în punctul de rupere.
    Limita de curgere (fizică) este cea mai mică tensiune la care proba este deformată fără o creștere vizibilă a sarcinii de tracțiune.
    Limita de curgere (condițională) - efortul la care alungirea reziduală atinge 0,2% din lungimea secțiunii probei, a cărei alungire este luată în considerare la determinarea caracteristicii specificate. Limita de proporționalitate (condițională) - efort la care abaterea de la relația liniară dintre sarcină și alungire atinge o astfel de valoare încât tangenta unghiului de înclinare format de tangenta la curba de deformare (în punctul luat în considerare) cu axa a sarcinii crește cu 50% din valoarea sa pe diagrama elastică liniară. Este permisă creșterea tangentei unghiului de înclinare cu 10 sau 25%.
    Limita elastică este efortul condiționat corespunzător apariției deformației reziduale. Este posibil să se determine limita elastică cu toleranțe de până la 0,005%, apoi va fi desemnată în consecință.
    Alungirea relativă după ruptură este raportul dintre creșterea lungimii probei după ruptură și lungimea inițială calculată. Există alungiri relative obținute la testarea pe probe cu un raport lungime/diametru de cinci ori și de zece ori. Sunt permise și alte rapoarte, de exemplu 2,5, la testarea pieselor turnate.
    Contracția relativă după ruptură este raportul dintre aria secțiunii transversale a probei la locul de rupere și aria secțiunii transversale inițiale.
    Caracteristicile specificate ale proprietăților mecanice sunt determinate prin testarea materialelor pentru tensiune conform metodelor prevăzute în GOST 1497-61, pe probe cilindrice și plate, ale căror forme și dimensiuni sunt stabilite de același standard. Testele de tracțiune la temperaturi ridicate (până la 1200 ° C) sunt stabilite de GOST 9651-73, pentru rezistență pe termen lung - GOST 10145-62.
    Modulul de elasticitate normală este raportul dintre efort și alungirea relativă corespunzătoare în tensiune (compresie) în limitele deformării elastice (legea lui Hooke).
    Rezistența la impact - o caracteristică mecanică a vâscozității unui metal - este determinată de munca depusă pentru fractura la impact asupra unui dispozitiv de impact cu pendul al probei de acest tip si atribuite lui zona de lucru secțiunea transversală a probei la locul crestăturii. Testele la temperaturi normale sunt efectuate conform GOST 9454-60, la temperaturi scăzute - conform GOST 9455-60 și la temperaturi ridicate - conform GOST 9656-61.
    Limita de anduranță (oboseală) este solicitarea maximă la care materialele eșantionului pot rezista la un anumit număr de cicluri simetrice (de la +P la -P) fără distrugere, luată ca bază. Numărul de cicluri este setat specificatii tehniceși reprezintă un număr mare. Metodele de testare a metalelor pentru rezistență sunt reglementate de GOST 2860-65.
    Rezistența finală la compresiune este raportul dintre sarcina de rupere și aria secțiunii transversale a probei înainte de testare.
    Limita de fluaj condiționat este tensiunea care provoacă o anumită alungire a unei probe (totală sau reziduală) pe o anumită perioadă de timp la o anumită temperatură.
    Duritate Brinell - determinată pe un tester de duritate TSh prin apăsarea unei bile de oțel călit p. testați metalul sau aliajul.
    Duritatea Rockwell HRA, HRB și HRC se determină prin presarea unei bile de oțel cu un diametru de ~ 1,6 mm sau a unui con (diamant sau carbură) în metal cu un colț la vârful de 120° pe un tester de duritate TK. În funcție de condițiile de determinare, care sunt standardizate de GOST 9013-68, se disting trei valori HR: HRA - pentru materiale foarte dure (scara A) - testul se efectuează prin indentarea unui con de diamant; HRB - pentru oțel moale (scara B) - bilă de oțel; HRC - pentru oțel călit (scara C) - con carbură sau diamant.
    Adâncimea de penetrare a conului de diamant la testarea în metal este mică, ceea ce face posibilă testarea produselor mai subțiri decât la determinarea durității Brinell, o caracteristică condiționată, a cărei valoare este măsurată pe scara dispozitivului.
    Duritatea Vickers HV este determinată prin indentarea unei piramide tetraedrice obișnuite standard de diamant. Numărul durității se determină prin măsurarea lungimii diagonalelor (media aritmetică a sumei a două diagonale) și recalculând folosind formula
    Sarcinile standard, în funcție de grosimea probei, sunt de 5, 10, 20, 30, 50 și 100 kgf. Timpul de întârziere sub sarcină este luat pentru metale feroase 10-15 secunde, pentru metale neferoase - 28-32. În consecință, simbolul HV 10/30-500 înseamnă: 500 - numărul de duritate; 10 - încărcare și 30 - timp de menținere.
    Metoda Vickers este utilizată pentru a măsura duritatea pieselor cu secțiune transversală mică și a straturilor subțiri de suprafață tare ale produselor cimentate, nitrurate sau cianurate.

    49.Cristalizarea secundară a metalelor Cristalizarea secundară este de mare importanță practică și servește drept bază pentru o serie de procese tratament termic, îmbătrânirea etc., schimbând și îmbunătățind semnificativ proprietățile aliajelor. Majoritatea proceselor de cristalizare secundară implică difuzie. Difuzia în aliaje dure posibil din mai multe motive. În special, în soluțiile de substituție apare din cauza prezenței locurilor neumplute (locuri vacante) în grile. Atât atomii de solvent, cât și atomii de dizolvat se pot mișca. În timpul formării soluțiilor interstițiale, mișcarea atomilor dizolvați are loc prin interstițiile rețelelor, cu cât este mai mare diferența de concentrație (coagularea se referă la creșterea cristalelor mari a celor mici, sub sferoidizare - transformarea cristalelor alungite în cele rotunjite se produc datorită dorinței sistemului de a reduce energia liberă.

    Suprafețele boabelor devin mai mici în raport cu volumele lor. Coagularea și sferoidizarea au loc mai ușor cu cât temperatura este mai mare. În fig. 41 prezintă o diagramă a stării aliajului în care scade solubilitatea celui de-al doilea component în soluția solidă. Pe această diagramă (spre deosebire de diagrama din Fig. 39), apare linia EQ, care caracterizează selecția excesului de cristale ale componentei B, care se numesc secundare (B2), spre deosebire de cristalele primare (B\), care se disting de-a lungul liniei CD-ului. Ca exemplu, să luăm în considerare procesul de formare a cristalelor secundare în timpul răcirii soluțiilor solide a cu concentrație K. La temperatura t\, structura este monofazată, când se atinge linia EQ, soluția devine saturată și pe măsură ce are loc răcirea, excesul de fază B2 este eliberat din acesta, acesta din urmă poate fi eliberat de-a lungul limitelor cristalelor a și ia forma unei rețele. Și aici are loc mai întâi formarea nucleelor ​​și apoi creșterea lor. Totuși, locul în care apar nucleele și creșterea lor este predeterminat de suprafețele boabelor primare. Uneori, aranjarea fazei secundare sub formă de rețea este nedorită, apoi este fie împiedicată, fie eliminată. Rețeaua este îndepărtată în diferite moduri, de exemplu, prin recoacere sferoidică. Cristalizarea conform diagramei (Fig. 41) face posibilă modificarea semnificativă a proprietăților aliajului prin călire și revenire sau prin îmbătrânire.

    50. Aliaje DS cu solubilitate nelimitată a componentelor ambele componentă nelimitat solubilîn lichid și în solid state nu formează compuși chimici.

    Componente: A, B.

    Fazele: L, α.

    Dacă doi componentă se dizolvă la infinit în stare lichidă și solidă, atunci existența a doar două faze este posibilă - lichid soluţie Teren solid soluţieα. Prin urmare, nu pot exista trei faze, cristalizare la constantă temperatură nu există orizontală linii pe diagramă Nu.

    Diagrama prezentată în Fig. 1, este format din trei zone: lichid, lichid + solid soluţieși soluție solidă.

    Linia AmB este linia lichidus și liniaАnВ - linia solidus. Procesul de cristalizare reprezentată printr-o curbă aliaj de răcire(Fig. 2).

    Punctul 1 corespunde începutului cristalizare, punct 2 - sfârşitul. Între puncte 1 și 2 (adică între linesliquidusși solidus) aliaj este într-o stare în două faze. La două componente si doua faze sistem monovariantă (c = k-f+1 = 2 - 2 + 1 = 1), adică dacă temperatura se schimbă, atunci la fel concentrația componentelorîn faze; fiecare temperatură corespund strict anumitor compozitii faze concentraţieși numărul de faze aliaj, situat între linessolidusşi lichidus sunt determinate regulă segmente. Aşa, aliaj K în punct a constă din faze lichide și solide. Compus faza lichidă va fi determinată de proiecție puncte b întins pe linii lichidus și Compus fază solidă – proiecție puncte cu culcat linii solidus. Cantitatea de faze lichide și solide se determină din următoarele rapoarte: cantitatea de fază lichidă ac/bc, cantitatea de fază solidă ba/bc.

    În toate intervalul de cristalizare(din puncte 1la puncte 2) din lichid aliaj,

    având originalul concentraţie K, se evidențiază cristalele care sunt mai bogate în componenta refractară. Compus primul cristale va fi determinată de proiecția s. Sfârşit cristalizarea aliajului K trebuie să intre punct 2, când ultima picătură de lichid având Compus eu, mă voi întări. Segmentul care arată cantitatea de fază solidă a fost egal cu zero in punct/ când tocmai a început cristalizare, și cantitatea de tot aliaj V punct 2 când cristalizareîncheiat. Compus lichidul se modifică de-a lungul curbei 1 - l și Compoziția cristalelor- de-a lungul curbei s- 2 și în moment absolvire cristalizareCompoziția cristalelor la fel ca Compus lichid original.

    51. Proprietăţile de temperatură ale materialelor Pentru materiale, sunt introduse mai multe puncte de temperatură caracteristice, indicând performanța și comportamentul materialelor atunci când temperatura se modifică. Rezistenta la caldura - temperatura maximă la care durata de viață a materialului nu scade. Conform acestui parametru, toate materialele sunt împărțite în clase de rezistență la căldură.

    Rezistenta la caldura - temperatura la care se produce deteriorarea caracteristicilor atunci cand este atinsa pentru o perioada scurta de timp.
    Rezistenta la caldura         - temperatura la care se produc modificările chimice într-un material.
    Rezistenta la inghet         - capacitatea de a lucra la temperaturi scăzute (acest parametru este important pentru cauciucuri).
    Inflamabilitate         - capacitatea de a aprinde, de a menține focul, de a se autoaprinde Acestea sunt diferite grade de inflamabilitate. Toate aceste concepte definesc temperaturi caracteristice la care orice proprietate a unui material se modifică. Există unele temperaturi care sunt caracteristice tuturor materialelor și există temperaturi care sunt specifice unora materiale electrice. în care orice caracteristică se schimbă dramatic. Majoritatea materialelor au puncte de topire și de fierbere. Punctul de topire este temperatura la care are loc trecerea de la solid la lichid. Heliul lichid nu are punct de topire, rămâne lichid chiar și la zero Kelvin. Cele mai refractare sunt wolfram - 3387 °C, molibdenul - 2622 °C, reniul - 3180 °C, tantalul - 3000 °C. Printre ceramice există substanțe refractare: carbura de hafniu HfC și carbura de tantal TaC au puncte de topire de 2880 °C, nitrură de titan și carbură - mai mult de 3000 °C. Există materiale, în principal polimeri termoplastici, care au un punct de înmuiere, dar nu ajunge la topire, deoarece distrugerea moleculelor de polimer începe la temperaturi ridicate. Cu polimerii termorigizi, nici măcar nu ajunge la punctul de înmuiere, materialul începe să se descompună mai devreme. Există aliaje și alte substanțe complexe care au un proces complex de topire: la o anumită temperatură, numită „solidus”, are loc topirea parțială, adică. trecerea unei părți dintr-o substanță în stare lichidă. Restul substanței este în stare solidă. Se dovedește ceva ca o ciupercă. Pe măsură ce temperatura crește, din ce în ce mai mult se transformă într-o stare lichidă, în cele din urmă la o anumită temperatură numită „liquidus” se va produce topirea completă a substanței. De exemplu, un aliaj de staniu și plumb pentru lipit, numit simplu „lipire”, începe să se topească la aproximativ 180 °C (punct solidus) și se topește la aproximativ 230 °C (punct lichid).

    În orice proces de topire este necesară atingerea unui anumit punct, dar stare insuficientă topire. Pentru a topi o substanță, trebuie să îi dai energie, care se numește căldură de fuziune. Se calculează pe gram (sau pe moleculă). Punctul de fierbere este temperatura la care are loc trecerea de la lichid la vapori. Aproape totul fierbe substanțe simple, compușii organici complecși nu fierb se descompun la temperaturi mai scăzute, fără a ajunge la fierbere. Punctul de fierbere este influențat semnificativ de presiune. Deci, de exemplu, pentru apă, puteți schimba punctul de fierbere de la 100 ° C la 373 ° C prin aplicarea unei presiuni de 225 atm. Fierberea soluțiilor, de ex. Procesul de substanțe reciproc solubile unul în celălalt are loc într-un mod complex, două componente fierb deodată, doar în vapori există mai mult o substanță decât cealaltă. De exemplu, o soluție slabă de alcool în apă fierbe, astfel încât există mai mult alcool în vapori decât în ​​apă. Din acest motiv, funcționează distilare și după condensarea aburului se obține alcool, dar îmbogățit cu apă. Există amestecuri care fierb în același timp, de exemplu alcool 96%. Aici, în timpul fierberii, compoziția lichidului și compoziția vaporilor sunt aceleași. După condensarea aburului, se obține alcool de exact aceeași compoziție. Astfel de amestecuri se numesc azeotrop. Există temperaturi specifice materialelor electrice. De exemplu, pentru feroelectrice așa-numitele Punctul Curie. Se dovedește că starea feroelectrică a materiei apare numai la temperaturi scăzute. Există o temperatură pentru fiecare feroelectric peste care nu pot exista domenii și se transformă într-un paraelectric. Această temperatură se numește punctul Curie. Constanta dielectrică sub punctul Curie este ridicată, crește ușor pe măsură ce se apropie de punctul Curie. După atingerea acestui punct, constanta dielectrică scade brusc. De exemplu, pentru cel mai comun feroelectric: titanat de bariu, punctul Curie este de 120 °C, pentru titanatul de zirconat de plumb 270 °C, pentru unele feroelectrice organice temperatura Curie este negativă. O temperatură similară (numită și punctul Curie) există pentru feromagneți. Comportamentul permeabilității magnetice este similar cu comportamentul constantei dielectrice pe măsură ce temperatura crește și se apropie de punctul Curie. Singura diferență este că scăderea permeabilității magnetice odată cu creșterea temperaturii se produce mai brusc după atingerea punctului Curie. Valorile punctului Curie pentru unele materiale: fier 770 °C, cobalt 1330 °C, erbiu și holmiu (-253 °C), ceramică - într-un interval larg de temperatură. Pentru antiferomagneți, se numește un punct similar Néel punct.


    Informații conexe.


    Proprietățile mecanice ale materialelor

    un set de indicatori care caracterizează rezistența unui material la sarcina care acționează asupra acestuia, capacitatea sa de a se deforma în acest caz, precum și caracteristicile comportamentului său în timpul procesului de distrugere. În conformitate cu acest M. s. m. sunt măsurate prin tensiuni (de obicei în kgf/mm 2 sau Mn/m2), deformații (în %), lucrări specifice de deformare și distrugere (de obicei în kgf․m/cm2 sau Mj/m2), rata de dezvoltare a procesului de distrugere sub încărcare statică sau repetată (cel mai adesea în mm pentru 1 sec sau pentru 1000 de cicluri de repetare a sarcinii, mm/kciclu). Domnișoară. m sunt determinate în timpul încercărilor mecanice ale probelor de diferite forme.

    În general, materialele din structuri pot fi supuse unor sarcini de natură foarte diferită ( orez. 1 ): se lucrează la întindere , compresiune, încovoiere, torsiune, forfecare etc. sau să fie supus acțiunii combinate a mai multor tipuri de sarcini, cum ar fi tensiunea și încovoierea. Condițiile de funcționare ale materialelor sunt, de asemenea, variate ca temperatură, mediu, viteza de aplicare a sarcinii și legea modificării acesteia în timp. În conformitate cu aceasta, există mulți indicatori ai M. s. m. și multe metode de testare mecanică. Pentru metale și materiale plastice de inginerie, cele mai comune teste sunt la tracțiune, duritate și îndoire la impact; materialele structurale fragile (de exemplu, ceramică, metal-ceramică) sunt adesea testate pentru compresie și îndoire statică; Este important să se evalueze proprietățile mecanice ale materialelor compozite, în plus, în timpul încercărilor de forfecare.

    Diagrama deformării. O sarcină aplicată unei probe cauzează deformarea acesteia (vezi Deformare). Relația dintre sarcină și deformare este descrisă de așa-numitul. diagrama deformarii ( orez. 2 ). Inițial, deformarea probei (cu tensiune - creștere în lungime Δ l) este proporțională cu sarcina în creștere R, apoi la punct n această proporționalitate este încălcată, totuși, pentru a crește deformarea, este necesară o creștere suplimentară a sarcinii R; la Δ l > Δ l c deformarea se dezvoltă fără aplicarea unei forțe externe, cu o sarcină în scădere treptat. Aspectul diagramei deformare nu se modifică dacă tensiunea este reprezentată de-a lungul axei ordonatelor

    (F 0Şi l 0- respectiv, aria secțiunii transversale inițiale și lungimea estimată a eșantionului).

    Rezistența materialelor este măsurată prin tensiuni care caracterizează sarcina pe unitatea de suprafață a secțiunii transversale a probei

    V kgf/mm 2. Voltaj

    la care se încalcă creșterea deformației proporțională cu sarcina, se numește limită de proporționalitate. Sub sarcină RР n descărcarea probei duce la dispariția deformației apărute în ea sub acțiunea forței aplicate; o astfel de deformare se numește elastică. Ușoară sarcină în exces în raport cu P n poate să nu modifice natura deformării - își va păstra în continuare natura elastică. Cea mai mare sarcină pe care o poate suporta o probă fără apariția unei deformări plastice reziduale în timpul descărcării determină limita elastică a materialului:

    Proprietăți elastice.În regiunea elastică, tensiunea și deformarea sunt legate printr-un coeficient de proporționalitate. La întinderea σ = Eδ, unde E- așa-zis modulul de elasticitate normală, numeric egal cu tangentei unghiului de înclinare a secțiunii drepte a curbei σ = σ(δ) la axa de deformare ( orez. 2 ). La testarea tensiunii unui eșantion cilindric sau plat, o stare de efort uniaxială (σ 1 > 0; (σ 2 = σ 3 = 0) corespunde unei stări deformate triaxiale (o creștere a lungimii în direcția de acțiune a forțelor aplicate și o scădere dimensiuni liniareîn alte două direcții reciproc perpendiculare): δ 1 >0; δ 2 = δ 3

    în intervalul de elasticitate pentru materialele structurale de bază fluctuează în limite destul de înguste (0,27-0,3 pentru oțeluri, 0,3-0,33 pentru aliaje de aluminiu). Raportul lui Poisson este una dintre principalele caracteristici de calcul. Cunoscând μ și E, este posibil să se determine modulul de forfecare prin calcul

    Rezistență la deformare plastică. Sub sarcini R > R în Odată cu deformarea elastică din ce în ce mai mare, apare o deformare plastică ireversibilă vizibilă, care nu dispare în timpul descărcarii. Tensiunea la care deformația relativă reziduală (alungirea la tracțiune) atinge o valoare dată (conform GOST - 0,2%) se numește limită de curgere condiționată și este desemnată

    Practic exacte metode moderne testarea este astfel încât σ p și σ e sunt determinate cu toleranțe specificate, respectiv, pentru abaterea de la legea proporționalității [o creștere a ctg(90 - α) cu 25-50%] și pentru valoarea deformației reziduale (0,003-). 0,05%) și vorbesc de limite condiționate de proporționalitate și elasticitate. Curba de tracțiune a metalelor structurale poate avea un maxim (punctul la orez. 2 ) sau se întrerupe când se atinge sarcina maximă R în’ . Atitudine

    caracterizează rezistența temporară (rezistența la tracțiune) a materialului. Dacă există un maxim pe curba de tracțiune în zona sarcinilor situate pe curba din stânga V, proba este deformată uniform pe toată lungimea calculată l 0, scăzând treptat în diametru, dar păstrând forma inițială cilindrică sau prismatică. În timpul deformării plastice, metalele sunt întărite, prin urmare, în ciuda reducerii secțiunii transversale a probei, deformarea ulterioară necesită aplicarea unei sarcini din ce în ce mai mari. σ in, ca și convenționalele σ 0,2, σ n și σ e, caracterizează rezistența metalelor la deformarea plastică. În secțiunea diagramei de deformare din dreapta, forma probei de tracțiune se modifică: începe o perioadă de deformare concentrată, exprimată în aspectul unui „gât”. O scădere a secțiunii transversale a gâtului „depășește” întărirea metalelor, ceea ce provoacă o scădere a sarcinii externe în zonă P în - P k.

    Pentru multe materiale structurale, rezistența la deformarea plastică în regiunea elastic-plastică în timpul tensiunii și compresiei este aproape aceeași. Unele metale și aliaje (de exemplu, aliaje de magneziu, oțeluri de înaltă rezistență) se caracterizează prin diferențe vizibile în această caracteristică sub tensiune și compresie. Rezistența la deformarea plastică este, în special, des (la monitorizarea calității produsului, a condițiilor standard de tratament termic și în alte cazuri) evaluată pe baza rezultatelor testelor de duritate prin apăsarea unui vârf dur în formă de minge (duritate Brinell sau Rockwell), con (duritate Rockwell) sau piramidă (duritate Vickers). Testele de duritate nu necesită încălcarea integrității piesei și, prin urmare, sunt mijlocul cel mai răspândit de monitorizare a proprietăților mecanice. Duritatea Brinell (HB) la indentarea unei bile cu un diametru D sub sarcină R caracterizează tensiunea medie de compresiune, calculată convențional pe unitate de suprafață a unei amprente sferice cu un diametru d:

    Caracteristici de plasticitate. Plasticitatea la tracțiune a materialelor structurale este evaluată prin alungire

    (Unde h 0Şi h k- înălțimea inițială și finală a probei), în timpul torsii - unghiul maxim de răsucire al părții de lucru a probei Θ, bucuros sau deplasarea relativă γ = Θ r(Unde r- raza probei). Ordonata finală a diagramei de deformare (punctul k pe orez. 2 ) caracterizează rezistenţa la distrugere a metalului S k, care este determinat

    (Fk- zona reală la locul ruperii).

    Caracteristicile distrugerii. Distrugerea nu are loc instantaneu (la punctul k), dar se dezvoltă în timp, iar începutul distrugerii poate corespunde unui punct intermediar al amplasamentului VK, iar întregul proces se termină când sarcina scade treptat la zero. Poziția punctului k pe diagrama de deformare este determinată în mare măsură de rigiditatea mașinii de testare și de inerția sistemului de măsurare. Aceasta face amploarea S kîn mare măsură condiționată.

    Multe metale structurale (oțeluri, inclusiv aliaje crom-nichel de înaltă rezistență, rezistente la căldură, aliaje moi de aluminiu etc.) eșuează la tensiune după o deformare plastică semnificativă cu formarea unui gât. Adesea (de exemplu, în aliajele de aluminiu de înaltă rezistență) suprafața de rupere este situată la un unghi de aproximativ 45° față de direcția forței de tracțiune. În anumite condiții (de exemplu, atunci când se testează oțeluri fragile la rece în azot lichid sau hidrogen, atunci când sunt expuse la solicitări de tracțiune și la un mediu corosiv pentru metale predispuse la coroziune prin efort), fractura are loc de-a lungul secțiunilor perpendiculare pe forța de tracțiune (ruptură directă), fără deformare macroplastică.

    Rezistența materialelor realizate în elemente structurale depinde nu numai de proprietățile mecanice ale metalului în sine, ci și de forma și dimensiunea piesei (așa-numitele efecte de formă și scară), de energia elastică acumulată în structura încărcată, natura sarcinii care acționează (static, dinamic, cu variație periodică de mărime), scheme de aplicare a forțelor exterioare (întindere uniaxiale, biaxiale, cu încovoiere suprapusă etc.), temperatura de funcționare, mediu. Dependența rezistenței și ductilității metalelor de formă este caracterizată de așa-numita. sensibilitatea la crestătură, de obicei evaluată prin raportul dintre rezistențele la tracțiune ale probelor crestate și netede

    (pentru mostre cilindrice, tăierea se face de obicei sub formă de adâncitură circulară, pentru benzi - sub formă de orificiu central sau decupaje laterale). Pentru multe materiale structurale, acest raport sub sarcină statică este mai mare decât unitatea, ceea ce este asociat cu o deformare plastică locală semnificativă la vârful crestăturii. Cu cât tăietura este mai ascuțită, cu atât deformația plastică locală este mai mică și proporția de fractură directă în secțiunea cedată este mai mare. O fractură dreaptă bine dezvoltată poate fi obținută la temperatura camerei în majoritatea materialelor structurale în condiții de laborator, dacă specimenele cu o secțiune transversală masivă sunt supuse la întindere sau îndoire (cu cât este mai gros mai mult material plastic), oferind acestor mostre o fantă specială îngustă cu o fisură creată artificial ( orez. 3 ). Când o probă largă și plată este întinsă, deformarea plastică este dificilă și este limitată la o zonă mică de dimensiunea 2 r y(pe orez. 3 , b umbrit), imediat adiacent vârfului fisurii. Ruptura directă este de obicei caracteristică defecțiunilor operaționale ale elementelor structurale.

    Indicatori precum factorul critic de intensitate a tensiunii pentru deformarea plană, propuși de omul de știință american J.R. Irwin ca constante pentru condițiile de fractură fragilă, au devenit larg răspândiți. K 1Cși duritatea la fractură

    În acest caz, procesul de distrugere este luat în considerare în timp și indicatori K 1C(G 1C) se referă la momentul critic în care dezvoltare durabilă fisuri; o fisură devine instabilă și se propagă spontan atunci când energia necesară pentru a-și crește lungimea este mai mică decât energia de deformare elastică care ajunge la vârful fisurii din zonele învecinate ale metalului solicitate elastic.

    La atribuirea grosimii probei t si fisuri dimensiuni 2 l tr pe baza următoarei cerinţe

    Factorul de intensitate a stresului LA ia în considerare nu numai valoarea încărcăturii, ci și lungimea fisurii în mișcare:

    (λ ține cont de geometria fisurii și a probei), exprimată în kgf/mm 3/2 sau Mn/m 3/2. De K 1C sau G 1C se poate aprecia susceptibilitatea materialelor structurale la rupere fragilă în condiții de funcționare.

    Pentru a evalua calitatea metalului, testele de impact la îndoire pe probe prismatice cu o crestătură pe o parte sunt foarte frecvente. În acest caz, rezistența la impact este evaluată (vezi Rezistența la impact) (în kgf․m/cm2 sau Mj/m2) - munca de deformare si distrugere a probei, atribuita conventional secţiune transversală la locul inciziei. Testele de îndoire la impact asupra probelor cu o fisură de oboseală creată artificial la baza crestăturii au devenit larg răspândite. Lucrarea de distrugere a unor astfel de mostre si acela este în general în acord satisfăcător cu astfel de caracteristici de distrugere precum K 1C, și chiar mai bine cu atitudine

    Dependența de timp a puterii. Pe măsură ce durata sarcinii crește, rezistența la deformare plastică și rezistența la rupere scade. La temperatura camerei în metale, acest lucru devine deosebit de vizibil atunci când este expus la un mediu coroziv (coroziune la stres) sau alt mediu activ (efect Rehbinder). La temperaturi ridicate, se observă fenomenul de fluaj (vezi fluaj), adică o creștere a deformației plastice în timp la tensiune constantă (orez. 4 , A). Rezistența la fluaj a metalelor este evaluată prin limita condiționată de fluaj - cel mai adesea solicitarea la care deformarea plastică depășește 100 h ajunge la 0,2% și este desemnat σ 0,2/100. Cu cât temperatura este mai mare t, cu atât fenomenul de fluaj este mai pronunțat și cu atât rezistența la distrugere a metalului scade în timp ( orez. 4 , b). Ultima proprietate este caracterizată de așa-numita. limita rezistenței pe termen lung, adică stresul, care la o temperatură dată provoacă distrugerea materialului într-un timp dat (de exemplu, σ t 100, σ t 1000 etc.). U materiale polimerice Dependența de temperatură-timp a rezistenței și deformației este mai pronunțată decât cea a metalelor. Când materialele plastice sunt încălzite, se observă o deformare foarte elastică, reversibilă; pornind de la o anumită temperatură mai mare se dezvoltă deformații ireversibile asociate cu trecerea materialului la o stare de curgere vâscoasă. O altă proprietate mecanică importantă a materialelor este asociată cu fluaj - tendința de relaxare a tensiunii, adică la o scădere treptată a tensiunii în condițiile în care deformarea generală (elastică și plastică) menține o valoare specificată constantă (de exemplu, în șuruburi strânse). Relaxarea tensiunilor este cauzată de o creștere a proporției componentei plastice a deformației totale și de o scădere a părții sale elastice.

    Dacă o sarcină este aplicată pe metal, schimbându-se periodic conform unei legi (de exemplu, sinusoidală), atunci cu o creștere a numărului de cicluri N sarcina ii scade puterea ( orez. 4 , c) - metalul „obosește”. Pentru oțelul structural, o astfel de scădere a rezistenței se observă până la N= (2-5) ․10 6 cicluri. În conformitate cu aceasta, se vorbește despre limita de oboseală a oțelului structural, adică de obicei amplitudinea tensiunii

    sub care oțelul nu cade sub sarcini variabile repetate. La |σ min | = |σ max | limita de oboseală se notează cu simbolul σ -1. Curbele de oboseală ale aliajelor de aluminiu, titan și magneziu, de obicei, nu au o secțiune orizontală, astfel încât rezistența la oboseală a acestor aliaje este caracterizată prin așa-numita. limitat (corespunzător unui dat N) limitele oboselii. Rezistența la oboseală depinde și de frecvența aplicării sarcinii. Rezistența materialelor în condiții de frecvență scăzută și niveluri ridicate de încărcare repetată (oboseală lentă sau cu ciclu scăzut) nu este în mod clar legată de limitele de oboseală. Spre deosebire de o sarcină statică, la sarcini variabile repetate apare întotdeauna sensibilitatea la o crestătură, adică limita de oboseală în prezența unei crestături este mai mică decât limita de oboseală a unei probe netede. Pentru comoditate, sensibilitatea la crestătură în timpul oboselii este exprimată prin raport

    caracterizează asimetria ciclului). În procesul de oboseală se poate distinge o perioadă premergătoare formării unei surse de cedare la oboseală, iar care urmează, uneori destul de lungă, perioada de dezvoltare a unei fisuri de oboseală. Cu cât fisura se dezvoltă mai lent, cu atât materialul din structură funcționează mai fiabil. Viteza de propagare a fisurilor de oboseală dl/dN este asociat cu factorul de intensitate a tensiunii printr-o funcție de putere:

    Lit.: Davidenkov N.N., Testarea dinamică a metalelor, ed. a II-a, L. - M., 1936; Ratner S.I., Defectarea sub sarcini repetate, M., 1959; Serensen S.V., Kogaev V.P., Shneiderovich R.M., Capacitatea portantă și calculele rezistenței pieselor de mașină, ed. a II-a, M., 1963; Întrebări aplicate de duritate la fractură, trad. din engleză, M., 1968; Fridman Ya B., Mechanical properties of metals, a 3-a ed., M., 1974; Metode de testare, control și cercetare a materialelor de inginerie, ed. A. T. Tumanova, vol. 2, M., 1974.

    S. I. Kishkina.

    Orez. 3. O probă cu o fisură de oboseală creată special în partea superioară a crestăturii pentru a determina K1C. Încercări de tracțiune excentrice (a) și axiale (b).


    Mare Enciclopedia sovietică. - M.: Enciclopedia Sovietică. 1969-1978 .

    Vedeți ce sunt „Proprietățile mecanice ale materialelor” în alte dicționare:

      Proprietățile mecanice ale materialelor, cum ar fi rezistența, rezistența la rupere, duritatea etc., sunt în multe cazuri decisive pentru a decide utilizarea materialului. Metode de testare a proprietăților mecanice Trebuie reținut următoarele... Wikipedia

      Reacția materialului la forțele mecanice aplicate. încărcături. De bază caracteristici mecanice proprietățile sunt stresul și deformarea. Caracteristicile de efort ale forțelor, care sunt atribuite unei secțiuni unitare a unui eșantion de material sau produs, structuri din... ... Enciclopedie fizică

      Materiale precum rezistența, rezistența la rupere, duritatea etc. sunt în multe cazuri decisive pentru a decide utilizarea materialului. Metode de testare a proprietăților mecanice Trebuie remarcate următoarele metode principale... ... Wikipedia

      Proprietăți mecanice- - reflectă capacitatea unui material de a rezista forței, termice, contracției sau altor solicitări interne fără a perturba structura stabilită. Proprietățile mecanice includ proprietăți deformative: rezistență, duritate, abraziune,... ...

      Proprietățile mecanice ale rocii- – proprietăți care caracterizează apariția, distribuția și modificarea solicitărilor și deformațiilor mecanice în rocă sub influența sarcinilor mecanice. [GOST R 50544 93] Titlu termen: Proprietăți ale titlurilor Enciclopediei rock... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

      Proprietățile materialelor- Termeni de rubrică: Proprietățile materialelor Agregarea materialelor Activarea materialelor Activitatea unei substanțe Analiza materialului... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție



    Citeşte mai mult: