Что относится к механическим свойствам металлов


Механические свойства металлов и сплавов

К основным механическим свойствам металлов относятся прочность, вязкость, пластичность, твердость, выносливость, ползучесть, износостойкость. Они являются главными характеристиками металла или сплава.

Рассмотрим некоторые термины, применяемые при характеристике механических свойств. Изменения размеров и формы, происходящие в твердом теле под действием внешних сил, называются деформациями, а процесс, их вызывающий,— деформированием. Деформации, исчезающие при разгрузке, называются упругими, а не исчезающие после снятия нагрузки — остаточными или пластическими.

Напряжением  называется величина внутренних сил, возникающих в твердом теле под влиянием внешних сил.

Под прочностью материала понимают его способность сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. О прочности судят по характеристикам механических свойств, которые получают при механических испытаниях. К статическим испытаниям на прочность относятся растяжение, сжатие, изгиб, кручение, вдавливание. К динамическим относятся испытания на ударную вязкость, выносливость и износостойкость. Эластичностью называется способность материалов упруго деформироваться, а пластичностью — способность пластически деформироваться без разрушения.

Вязкость — это свойство материала, которое определяет его способность к поглощению механической энергии при постепенном увеличении пластической деформации вплоть до разрушения материала. Материалы должны быть одновременно прочными и пластичными.

Твердость — это способность материала сопротивляться проникновению в него других тел.

Выносливость — это способность материала выдерживать, не разрушаясь, большое число повторно-переменных нагрузок.

Износостойкость — это способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

Ползучесть — это способность материала медленно и непрерывно пластически деформироваться (ползти) при постоянном напряжении (особенно при высоких температурах).

Поведение некоторых металлов (например, отожженной стали) при испытании на растяжение показано на рис. 3. При увеличении нагрузки в металле сначала развиваются процессы упругой деформации, удлинение образца при этом незначительно. Затем наблюдается пластическое течение металла без повышения напряжения, этот период называется текучестью. Напряжение, при котором продолжается деформация образца без заметного увеличения нагрузки, называют пределом текучести. При дальнейшем повышении нагрузки происходит развитие в металле процессов наклепа (упрочнения под нагрузкой). Наибольшее напряжение, предшествующее разрушению образца, называют пределом прочности при растяжении.

Рис. 3. Диаграмма деформации при испытании металлов на растяжение.

Напряженное состояние — это состояние тела, находящегося под действием уравновешенных сил, при установившемся упругом равновесии всех его частиц. Остаточные напряжения — это напряжения, остающиеся в теле, после прекращения действия внешних сил, или возникающие при быстром нагревании и охлаждении, если линейное расширение или усадка слоев металла и частей тела происходит неравномерно.

Внутренние напряжения образуются при быстром охлаждении или нагревании в температурных зонах перехода от пластического к упругому состоянию металла. Эти температуры для стали соответствую 400—600°. Если образующиеся внутренние напряжения превышают предел прочности, то в деталях образуются трещины, если они превышают предел упругости, то происходит коробление детали.

Предел прочности при растяжении в кг/мм2 определяется на разрывной машине как отношение нагрузки Р в кГ, необходимой для разрушения стандартного образца (рис. 4, а), к площади поперечного сечения образца в мм2.

    

Рис. 4. Методы испытания прочности материалов: а - на растяжение; б - на изгиб; в - на ударную вязкость; г - на твёрдость

Предел прочности при изгибе в кГ/мм2 определяется разрушением образца, который устанавливаете» на двух опорах (рис. 4, б), нагруженного по середине сосредоточенной нагрузкой Р.

Для установления пластичности материала определяют относительное удлинение δ при растяжении или прогиб ƒ при изгибе.

Относительное удлиненней δ в % определяется на образцах, испытуемых на растяжение. На образец наносят деления (рис. 4, а) и измеряют между ними расстояние до испытания (l0) и после разрушения (l) и определяют удлинение

δ = l-lo / lo · 100%

Прогиб при изгибе в мм определяется при помощи прогибомера машины, указывающего прогиб ƒ, образующийся на образце в момент его разрушения (рис. 4, б).

Ударная вязкость в кГм/см2 определяется на образцах (рис. 4, в), подвергаемых на копре разрушению ударом отведенного в сторону маятника. Для этого работу деформации в кГм делят на площадь поперечного сечения образца в см 2.

Твердость по Бринелю (НВ) определяют на зачищенной поверхности образца, в которую

Механические и технологические свойства металлов

Твердость: Твердость - это свойство металлов, которое позволяет им сопротивляться вдавливанию или надрезам. Менее закаленный металл легко обрабатывается. Напротив, когда твердость металла увеличивается, обрабатываемость металла уменьшается. Когда металл затвердевает слишком сильно, он становится хрупким, что, в свою очередь, может сделать металл необрабатываемым. Повышение содержания углерода в стали может привести к увеличению ее твердости и, следовательно, сделать ее хрупкой и менее поддающейся обработке.Характер термической обработки металлов после литья с помощью процесса литья в песчаные формы, литья по выплавляемым моделям или других процессов определяет твердость металлов.

Еще одним важным свойством керамики является хрупкость. Некоторые виды керамики хрупкие, поэтому их невозможно обрабатывать. Небольшое вдавливание на этих материалах может привести к растрескиванию и поломке.

Размер и форма металла: Это еще один важный фактор, определяющий, насколько легко или сложно обрабатывать металлы.Как вы думаете, какие металлы толщиной от 50 до 400 мм можно легко обрабатывать на станке? Тот, который имеет размер 50 мм, может быть легко обработан, чем другой, потому что его толщина меньше, чем у другого.

Металлические формы, с другой стороны, влияют на легкость или сложность резки на станке. Металл полой формы легче обрабатывать, чем толстый металлический блок квадратной формы.

Тип используемого станка: Обрабатываемость зависит от типа станка, используемого в процессе резки.Время, затрачиваемое на резку металла, работающего со скоростью 20 об / сек, не может быть таким же, когда тот же металл обрабатывается станком со скоростью 50 об / с. То, что с частотой вращения 50 об / с будет иметь большую обрабатываемость, чем с оборотом 20 об / с. Причина в том, что отрезной диск первого покрывает металл на большее расстояние, чем второй.

Кроме того, твердость станка также определяет, насколько обрабатываемым может быть материал. Ясно известно, что обработка на станках, сделанных из алмаза, не может быть такой же, когда тот же материал обрабатывается станками с низкой прочностью.Алмаз, являющийся самым твердым из известных материалов, может легко обрабатывать многие материалы благодаря своей прочности.

Охлаждающие жидкости / смазки: Охлаждающие жидкости и смазочные материалы играют важную роль во время обработки материала. Поскольку смазочные материалы применяются при механической обработке, обрабатываемость металлов повышается. Это потому, что смазочные материалы снижают силы трения, действующие между машиной и обрабатываемым материалом.

Кроме того, СОЖ играют свою роль в снижении температуры обрабатывающего инструмента и обрабатываемого материала.Это снижает количество операций горячего отрыва, которые могут возникнуть из-за чрезмерного нагрева. Примерами охлаждающих жидкостей, которые можно использовать при механической обработке, являются жидкий водород, жидкий азот и жидкий гелий.

Коэффициент трения: С точки зрения физики, следует отметить, что коэффициент трения µ прямо пропорционален силе трения F из формулы µ = F / R . В формуле R - нормальная реакция между поверхностью заготовки и поверхностью режущего станка.

Согласно формуле, когда коэффициент трения покоя увеличивается, сила трения между двумя контактирующими поверхностями также увеличивается. Таким образом, более высокий коэффициент трения, который является результатом высокой силы трения, увеличивает обрабатываемость металлов. В этом контексте сила трения - это сила, необходимая для преодоления трения между двумя контактирующими поверхностями во время операции обработки. Обратите внимание, что µ не может быть равным единице, то есть 100%.

Свариваемость

Это свойство металла, которое указывает на легкость, с которой два одинаковых или разнородных металла соединяются плавлением (с приложением давления или без него) и с использованием или без использования присадочных металлов.Между свариваемыми металлами должно иметь место капиллярное действие.

Перед сваркой свариваемые части очищаются от загрязнений. Примеси могут быть в виде жира, масла или даже оксидов. Жир на свариваемом участке можно удалить с помощью обезжиривающих средств. Примеси оксидов можно удалить флюсованием. Если примеси не удалить, свариваемость металла будет нарушена до и после сварки.

При сварке, включающей использование присадочных металлов, для достижения оптимальной свариваемости используемый присадочный металл должен соответствовать основным металлам, которые необходимо сваривать.Для соединения некоторых основных металлов существуют подходящие присадочные металлы. Например, медь может использоваться в качестве присадочного металла при выполнении стальных соединений.

Фактор, влияющий на свариваемость

Есть уникальные факторы, которые влияют на свариваемость соединений. Эти факторы включают:

  • Состав металла;
  • Тепловые свойства;
  • Сварка техническая;
  • Флюсирование; и
  • Правильная обработка до и после сварки

Состав металла: Элементы, входящие в состав металла, влияют на его свариваемость.Материалы с более высоким содержанием серы и фосфора имеют более низкую свариваемость. Если взять, например, серый чугун, то его свариваемость низкая из-за высокого содержания в нем серы и фосфора. Опять же, когда интерес вызывает чугун с шаровидным графитом, его свариваемость выше, чем у серого чугуна, потому что он содержит меньшую долю серы и фосфора.

Тепловые свойства: Слово «тепловая» может использоваться вместо тепловой энергии. Скорость, с которой любой металл проводит тепло, влияет на свариваемость этого металла.Любой металл с хорошей теплопроводностью также хорошо сваривается.

Техника сварки: Специальные знания в области сварки также определяют свариваемость любого соединения. Есть явная разница между сваркой, выполняемой сварщиком, имеющим хороший опыт в области сварки в течение многих лет, и «маленьким мальчиком», который только учится сварке. Когда эксперт сваривает соединение, его свариваемость выглядит лучше и лучше, чем когда это делает простой ученик. Таким образом, свариваемость любого соединения зависит от применяемых навыков сварки, а также от техники, используемой в процессе сварки.

Флюс и присадочный металл: Флюсование проводится на металлах во время сварки для удаления примесей; особенно оксидные примеси. Материал, который будет флюсоваться, определяет вид флюса, который будет использоваться на нем. Когда флюсование выполняется на деталях, чтобы сплавиться вместе, может легко возникнуть капиллярное действие на металл.

Правильная обработка до и после сварки: Это важный фактор, определяющий свариваемость любого металла. Обработка поверхностей перед сваркой может определить, насколько свариваемым может быть соединение.Частями обработки может быть правильная сборка двух свариваемых металлов, а также сглаживание двух точек для обеспечения хорошего соединения между ними. Опять же, некоторые виды обработки свариваемой части могут продлить срок ее службы.

Отливка

Что такое литье? Литейность - это свойство металла, которое указывает на легкость изготовления отливок с меньшими затратами, меньшими дефектами и меньшими затратами времени. При изготовлении отливки необходимо стремиться к тому, чтобы отливка была без дефектов.Это одна из причин, по которой отливки после производства подвергаются контролю. Бездефектная отливка не может легко выйти из строя в результате коррозии или напряжения.

  • Пластичность: Это способность металла вытягиваться в тонкий лист или проволоку. Это может быть достигнуто путем увеличения давления на металл и последующего вытягивания под действием большой силы или приложения силы путем вытягивания. Литые или изготовленные металлы обычно проявляют свойства направленности, особенно в отношении пластичности, и обычно литой металл менее пластичен, чем металл в кованом или отожженном состоянии («Механические свойства металлов» Дональда Маклина).
.

Механические свойства металлов

Механические свойства металлов определяют диапазон полезности металла и устанавливают ожидаемую службу. Механические свойства также используются для определения и идентификации металлов. Наиболее распространенными рассматриваемыми свойствами являются прочность, твердость, пластичность и ударопрочность.

Механические свойства металлов определяют диапазон использования. металла и установить сервис, которого можно ожидать.Механический свойства также используются для определения и идентификации металлов. Большинство рассматриваются общие свойства: прочность, твердость, пластичность и ударная вязкость. сопротивление.

Прочность

Сила металла - это его способность выдерживать воздействие внешних сил без поломки. Предел прочности на разрыв, также называемый пределом прочности, это максимальная прочность металла при испытании на растяжение. В испытание на растяжение - это метод определения поведения металла под фактическая растягивающая нагрузка.Этот тест обеспечивает предел упругости, удлинение, предел текучести, предел текучести, предел прочности и уменьшение площади. Испытания на растяжение обычно проводятся в стандартизированных при комнатной температуре, но также можно производить при повышенных температурах.

Многие машины для испытания на растяжение оборудованы для построения кривой, которая показывает нагрузка или напряжение, а также напряжение или движение, возникающие во время теста операция. В процессе тестирования нагрузка увеличивается постепенно и образец будет растягиваться или удлиняться пропорционально растягивающей нагрузке.

Образец будет удлиняться прямо пропорционально нагрузке во время упругий участок кривой до точки А. В этой точке образец продолжит удлинение, но без увеличения нагрузки. Это известен как предел текучести стали и является концом эластичного часть. В любой точке до точки A, если нагрузка устранена, Образец вернется к своему первоначальному размеру.

Урожайность происходит от точки А до точки Б, и это область пластическая деформация.Если бы нагрузка была устранена в точке B, образец не вернется к своему первоначальному размеру, а вместо этого взять перманентный набор. После точки B нагрузку необходимо увеличить до далее растяните образец.

Нагрузка увеличится до точки C, которая является пределом прочности материал. В точке C образец сломается, и нагрузка больше не будет нес. Предел прочности материала на разрыв достигается за счет деление предельной нагрузки на площадь поперечного сечения исходного образец.Это обеспечивает предел прочности на разрыв в Ньютонах на квадратный миллиметр (мегапаскали, МПа) или фунтов на квадратный дюйм.

Предел текучести или предел текучести получают путем деления нагрузки на текучесть или в точке А по исходной площади. Это дает цифру в фунтах на квадратный дюйм или МПа. Чрезвычайно пластичные металлы не имеют предела текучести. Они растягиваются или прогибаются при малых нагрузках. Для этих металлов предел текучести равен определяется изменением удлинения.Две десятых процента относительное удлинение произвольно устанавливается как предел текучести. Предел текучести это предел, на котором рассчитываются конструкции.

Пластичность

Пластичность металла - это свойство, которое позволяет ему растягиваться. или иным образом изменили форму без разрушения и сохранили измененные форма после снятия нагрузки.

Пластичность металла можно определить с помощью испытания на растяжение. Это выполняется путем определения процента удлинения.Маркировки делаются двумя дюймы друг от друга в точке, где произойдет перелом. Увеличение измерительная длина, относящаяся к исходной длине, умноженная на 100, является удлинения. Это делается путем нанесения меток кернером на расстоянии двух дюймов друг от друга. на уменьшенном участке тестового купона, тестируя купон, плотно удерживая две части вместе и повторно измеряя расстояние между отметки кернером. Исходные два дюйма вычитаются из измеренная длина, а разница делится на два и умножается на 100, чтобы получить процент удлинения.

Уменьшение площади

Уменьшение площади является еще одним показателем пластичности и достигается за счет испытание на растяжение путем измерения исходной площади поперечного сечения образец и соотнесение его с площадью поперечного сечения после разрушения.

Для круглого образца измеряется диаметр и поперечное сечение. рассчитывается площадь. После того, как испытательный стержень сломан, измеряется диаметр. в самой маленькой точке. Снова рассчитывается площадь поперечного сечения. Разница в площади делится на исходную площадь и умножается. на 100, чтобы получить процентное уменьшение площади.Эта цифра меньшее значение, чем удлинение, но обычно сообщается, когда приведены механические свойства металла.

Образец для испытания на растяжение также обеспечивает другое свойство металла. известен как его модуль упругости, также называемый модулем Юнга. Этот - отношение напряжения к упругой деформации. Это относится к наклон кривой к пределу текучести. Модуль упругости равен важен для дизайнеров и включен во многие формулы дизайна.

Твердость

Твердость металла определяется как сопротивление металла местное проникновение более твердого вещества. Твердость металлов измеряется путем вдавливания шарика из закаленной стали или алмаза в поверхность образец под определенным весом в машине для определения твердости.

Бринелля - один из самых популярных типов машин для измерения твердость. Он обеспечивает число твердости по Бринеллю (BHN), которое находится в килограммов на квадратный миллиметр в зависимости от нагрузки, приложенной к закаленной мяч в килограммах и делится на площадь отпечатка, оставленного мяч в квадратных миллиметрах.

Есть несколько других систем измерения твердости. Популярная машина - это твердомер по Роквеллу, в котором используется алмаз, в поверхность образца. Для обеспечения разномасштабные. Для более мягких материалов используются меньшие нагрузки. Другая метод с помощью машины твердости Виккерса, которая считывает непосредственно, как алмаз вдавливается в поверхность металла. Другой способ - это Склероскоп Берега, в котором используется небольшой падающий груз, который подпрыгивает от поверхности металла, обеспечивающего меру твердости.

Ударопрочность

Стойкость металла к ударам оценивается по ударной вязкости. Металл может обладать удовлетворительной пластичностью при статических нагрузках, но может выходят из строя при динамических нагрузках или ударах.

Ударную вязкость чаще всего определяют с помощью теста Шарпи. Иногда бывает измеряется тестом Изоде. Оба типа тестов используют один и тот же тип маятниковая испытательная машина. Образец для испытаний по Шарпи представляет собой балку, поддерживаемую на обоих концах и содержит выемку в центре.Образец помещен по опорам и ударил маятником по стороне, противоположной выемке. Точность и расположение выемки имеют огромное значение. Там несколько типов образцов Шарпи; V-образный вырез - самый популярный.

Ударная вязкость металла определяется путем измерения энергии впитывается в перелом. Это равно весу маятника. умноженное на высоту, на которой маятник выпущен, и высоту до маятник качается после удара об образец.В стандартной Метрическая практика, ударопрочность измеряется двумя способами. Один, в Джоулях на основе поглощенной энергии и, во-вторых, в Джоулях на квадратный сантиметр площадь поверхности излома или площадь поперечного сечения под выемка. В англо-саксонских терминах ударная вязкость - это фунт-фут. поглощенной энергии.

.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Механические свойства имеют первостепенное значение в более крупных промышленных применениях металлов, поэтому они требуют большого внимания при их изучении.

Прочность. - Прочность материала - это свойство сопротивления внешним нагрузкам или напряжениям без повреждения конструкции. Термин «предел прочности » относится к удельному напряжению (фунты на квадратный дюйм), развиваемому в материале в результате максимальной медленно прикладываемой нагрузки, которой материал может выдержать без разрушения при испытании на растяжение.Испытание на растяжение наиболее часто применяется к металлам, потому что оно говорит об их свойствах гораздо больше, чем любое другое отдельное испытание. В металлургии о разрушении часто говорят как об отказе, разрыве или разрушении; перелом металла - это название поверхности, на которой произошел разрыв.

Прочность металлов и сплавов зависит от двух факторов, а именно, прочности кристаллов, из которых они состоят, и прочности сцепления между этими кристаллами.Самое сильное известное вещество - это вольфрамовая проволока электрических ламп накаливания. Чистое железо непрочно, но когда сталь легирована углеродом для получения стали, она может быть прочнее любого из чистых металлов, кроме вольфрама.

Напряжение и деформация. - Напряжение - это сила внутри тела, которая сопротивляется деформации из-за приложенной извне нагрузки. Если эта нагрузка действует на поверхность единичной площади, это называется единичной силой, а сопротивление ей - единиц. Таким образом, количественно напряжение - это сила на единицу площади; на европейском континенте он выражается в килограммах на квадратный миллиметр, в Соединенных Штатах - фунтах на квадратный дюйм, а в Англии обычно используются длинные тонны на квадратный дюйм.

Когда внешняя сила действует на эластичный материал, материал деформируется, и деформация пропорциональна нагрузке. Это искажение или деформация составляет деформаций, единиц деформации, измеряемой в США и Англии в дюймах на дюйм, а в Европе - в сантиметрах на сантиметр. Единичная деформация - это отношение расстояний или длин.

Эластичность. - Любой материал, подверженный внешней нагрузке, деформирован или деформирован.Упруго напряженные материалы возвращаются к своим первоначальным размерам при снятии нагрузки, если она не слишком велика. Такое искажение или деформация пропорциональна величине нагрузки до определенной точки, но когда нагрузка слишком велика, материал постоянно деформируется, а при дальнейшем увеличении нагрузки до определенной точки материал разрушается. Свойство восстановления исходных размеров после снятия внешней нагрузки известно как эластичность .

Модуль упругости. - В пределах эластичности отношение напряжения к деформации известно как модуль упругости (т.е. мера упругости).

Модуль упругости выражает жесткость материала. Для стали и большинства металлов это постоянное свойство, на которое мало влияет термическая обработка, горячая или холодная обработка или фактический предел прочности металла. Их модули упругости показывают, что когда стержни из стали и алюминия одинакового размера подвергаются одинаковой нагрузке, возникающая в результате упругая деформация в алюминии будет почти в три раза больше, чем в стальном стержне.



Пропорциональный предел упругости. - Металлы обычно не эластичны во всем диапазоне нагрузок. Предел пропорциональности напряжения к деформации известен как предел пропорциональности . Предел упругости - это максимальное удельное напряжение, которое испытываемый образец будет выдерживать и все еще возвращаться к своим исходным размерам после снятия нагрузки. Предел пропорциональности и предел упругости в металлах очень близки друг к другу, настолько, что их часто путают, и теперь принято объединять их в один термин «Предел пропорциональной упругости». Это важное свойство, напряжение, которое нельзя превышать при проектировании.

Природа эластичности. - Эластичность металлического вещества является функцией сопротивления его атомов разделению, сжатию или вращению друг относительно друга и, таким образом, является фундаментальным свойством материала. Итак, эластичность демонстрируется как функция атомных сил. Это объясняет, почему модуль упругости прочной и хрупкой термообработанной легированной стали точно такой же, как у сравнительно слабой и вязкой отожженной стали.

Предел текучести. - Это точка на кривой "напряжение-деформация", в которой напряжение выравнивается или фактически уменьшается при продолжении деформации. Этот термин строго применим только к малоуглеродистым сталям, поскольку определяющая его характеристика не встречается в других металлах, легированных сталях или даже холоднодеформированных или нормализованных низкоуглеродистых сталях.

Максимальная сила. - Наибольшая нагрузка, которую выдерживает образец, деленная на первоначальную площадь поперечного сечения, называется пределом прочности на разрыв или пределом прочности детали.

Пластичность. - Пластичность - это способность металла постоянно деформироваться при растяжении без разрушения. В частности, этот термин обозначает емкость, которую нужно тянуть от проволоки большего диаметра к меньшему. Такая операция, очевидно, включает в себя как удлинение, так и уменьшение площади, и значения этих двух характеристик металла, определенные при испытании на растяжение, обычно принимаются в качестве меры пластичности металла.

Прочность. - Вязкость определяется как свойство поглощения значительной энергии до разрушения. Это мера общей способности материала поглощать энергию, включая энергию как упругой, так и пластической деформации при постепенно прикладываемой нагрузке. Одним из наиболее распространенных тестов на ударную вязкость является «испытание на удар», в котором измеряется энергия, поглощенная при разрушении образца при внезапном ударе.

Природа прочности. - Прочность металла определяется степенью скольжения, которая может происходить внутри кристаллов, не приводя к разрушению металла.Возможно, это результат попеременного проскальзывания и расклинивания каждой клиновидной кристаллографической плоскости, удерживаемой до приложения большего напряжения. Хрупкий металл или сплав либо не перестанет скользить после достижения упругой деформации, либо остановится только на короткое время перед разрушением. Очевидно, что последовательная остановка и проскальзывание вызовут деформацию; поэтому вязкие металлы и сплавы часто являются наиболее пластичными и пластичными.

Иногда кристаллы металла могут быть прочными, но границы кристаллов могут содержать примеси, так что наименьшая деформация кристаллической массы может вызвать растрескивание через хрупкий материал границ зерен.Это верно для стали, содержащей значительное количество фосфора, и для меди, содержащей висмут.

Ковкость. - Ковкость - это свойство металла, которое допускает остаточную деформацию при сжатии без разрушения. В частности, это означает способность раскатывать или забивать тонкие листы. Свойство пластичности похоже, но не то же самое, что и пластичность, и разные металлы не обладают этими двумя свойствами в одинаковой степени: хотя свинец и олово относительно высоки в порядке пластичности, им не хватает необходимой прочности на разрыв. быть втянутым в тонкую проволоку.Большинство металлов обладают повышенной ковкостью и пластичностью при более высоких температурах. Например, железо и никель очень пластичны при ярко-красном огне (1000 ° C).

Хрупкость. - Хрупкость подразумевает внезапный отказ. Это свойство ломаться без предупреждения, то есть без видимой остаточной деформации. Это противоположность ударной вязкости в том смысле, что хрупкое тело имеет небольшое сопротивление разрыву после достижения предела упругости. Хрупкость противоположна пластичности в том смысле, что она предполагает разрыв без значительной деформации.Часто твердые металлы являются хрупкими, но эти термины не следует путать или использовать как синонимы.

Усталостный отказ. - Если металл подвергается частым повторяющимся нагрузкам, он в конечном итоге разорвется и выйдет из строя.

Чередование стресса приведет к неудаче быстрее, чем повторение стресса. Под «чередованием напряжений» подразумевается попеременное растяжение и сжатие в любом волокне. Разрушение металлов и сплавов под действием повторяющихся или переменных напряжений, слишком малых, чтобы вызвать даже остаточную деформацию при статическом применении, называется усталостным разрушением .

Коррозионная усталость. - Если элемент подвергается также воздействию коррозионных агентов, таких как влажная атмосфера или масло, не очищенное от кислоты, нагрузка, необходимая для выхода из строя, намного ниже. Самые прочные стали не выдерживают усталости и коррозии при удельном напряжении волокна не более 24000 фунтов на квадратный дюйм, даже если их предел прочности может указывать на то, что они могут выдерживать гораздо более высокое напряжение. Интересно отметить, что удельное напряжение чрезвычайно прочной термически обработанной легированной стали, подверженной коррозионной усталости, будет не больше, чем у относительно слабой конструкционной стали.Очевидна важность защиты поверхностей усталостных элементов от коррозии с помощью цинкования, гальванизации и т. Д., Если и когда это возможно.

Твердость. - Качество твердости является сложным, и подробное исследование показало, что оно представляет собой комбинацию ряда физических и механических свойств. Его чаще определяют в терминах метода, используемого для его измерения, и обычно означает сопротивление вещества вдавливанию. Твердость также может быть определена с точки зрения устойчивости к царапинам и, таким образом, связана с износостойкостью.Термин твердость иногда используется для обозначения жесткости или состояния деформируемых изделий, поскольку твердость металла при вдавливании тесно связана с его пределом прочности при растяжении.

В инженерной практике сопротивление металла проникновению твердым инструментом для вдавливания обычно считается определяющим свойством твердости. Был разработан ряд стандартизированных испытательных машин и пенетраторов, наиболее распространенными из которых являются машины Бринелля, Роквелла и Виккерса.

При испытании Бринелля шарик из закаленной стали диаметром 10 мм вдавливается в поверхность испытуемого материала под нагрузкой 500 или 3000 кг и измеряется площадь вдавливания.Затем твердость по Бринеллю выражается как отношение приложенной нагрузки к площади слепка.

В тестах Rockwell используется ряд различных масштабов тестирования с использованием различных пенетраторов и нагрузок. Чаще всего используются шкалы «C», в которых используется алмазный конусный пенетратор при основной нагрузке 150 кг, и шкала «B», в которой используется закаленный стальной шар диаметром 1/16 дюйма при основной нагрузке 100 кг. кг. В этом испытании разница глубины проникновения между глубиной проникновения небольшой нагрузки в 10 кг и приложенной основной нагрузкой принимается в качестве меры твердости.

В испытании Виккерса используется квадратный индентор в форме ромбовидной пирамиды, который может быть нагружен от 1 до 120 кг. Как и в тесте Бринелля, твердость выражается через приложенную нагрузку, деленную на площадь поверхности пирамидального отпечатка.

Тест Бринелля обычно используется только для довольно толстых срезов, таких как прутки и поковки, в то время как тест Роквелла обычно используется как для толстых, так и для тонких срезов, таких как полосы и трубки. Поверхностный Роквелл можно использовать для деталей толщиной до 0.010 дюймов. Тестер Виккерса чаще всего используется как лабораторный прибор для очень точных измерений твердости, а не как инструмент производственного контроля.

Склероскоп Шора измеряет упругость, а не твердость, хотя они взаимосвязаны. Склероскоп измеряет отскок падающего молотка от испытательной поверхности, и число твердости выражается как высота отскока в терминах максимального отскока от полностью закаленной высокоуглеродистой стали.

Природа твердости и мягкости. - Сопротивление металла проникновению другим телом, очевидно, частично зависит от силы сопротивления его межатомных связей. На это указывает почти точная параллель порядка твердости металлов и их модулей упругости. Единственное известное исключение - это соотношение магния и алюминия. Магний поцарапает алюминий, хотя его модуль упругости и средняя прочность межатомных связей меньше.


Дата: 24.12.2015; просмотр: 1242


.

Механические свойства металлов Механические свойства относятся к поведению материала при приложении внешних сил

Стресс-деформационные отношения

Взаимоотношения напряжений и деформаций Испытания на растяжение Одним из основных ингредиентов в изучении механики деформируемых тел являются резистивные свойства материалов.Эти свойства относятся к напряжениям

Дополнительная информация

Решение для домашнего задания №1

Решение домашнего задания № 1 Глава 2: вопросы с несколькими вариантами ответа (2.5, 2.6, 2.8, 2.11) 2.5 Какие из следующих типов облигаций классифицируются как первичные облигации (более одной)? (а) ковалентная связь, (б) водород

Дополнительная информация

РЕЗЮМЕ ЛЕКЦИИ 30 сентября 2009 г.

РЕЗЮМЕ ЛЕКЦИИ 30 сентября 2009 г. Ключевые темы лекции Кристаллические структуры в связи с системами скольжения. Решенное напряжение сдвига с использованием стереографической проекции для определения плоскостей скольжения активной системы скольжения

Дополнительная информация

Концепции стресса и напряжения

ГЛАВА 6 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ МЕТАЛЛОВ Понятия напряжения и деформации 6.4 Цилиндрический образец из титанового сплава, имеющий модуль упругости 107 ГПа (15,5 10 6 фунтов на квадратный дюйм) и исходный

Дополнительная информация

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

1 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ 1.1 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Различные материалы обладают разными свойствами в разной степени и, следовательно, ведут себя по-разному в данных условиях. Эти объекты

Дополнительная информация

ПРАКТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ

ПРАКТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ MTK 2B - Наука о материалах Ц эпо Мпуцое 215024596 Резюме Материалы обладают разными свойствами, от механических до химических.Особый интерес к

Дополнительная информация

Испытание стали на растяжение

C 265 Лаборатория № 2: Испытание стали на растяжение См. Типичный формат отчета на веб-сайте, включая: TITL PAG, ABSTRACT, TABL OF CONTNTS, LIST OF TABL, LIST OF FIGURS 1.0 - INTRODUCTION См. Общий формат лабораторного отчета

Дополнительная информация

Свойства материалов

ГЛАВА 1 Свойства материалов ВВЕДЕНИЕ Материалы являются движущей силой технологических революций и ключевыми ингредиентами производства.Материалы повсюду вокруг нас, и

Дополнительная информация

Лаборатория испытаний на растяжение

Лаборатория испытаний на растяжение Стефан Фавилла 0723668 ME 354 AC Дата представления лабораторного отчета: 11 февраля 2010 г. Дата лабораторных испытаний: 28 января 2010 г. 1 Краткое содержание Испытания на растяжение являются фундаментальными

Дополнительная информация

Lösungen Übung Verformung

Lösungen Übung Verformung 1.а) Что означает T G? (б) К каким материалам он применяется? (c) Как это влияет на ударную вязкость и на диаграмму напряжения-деформации? 2. Назовите четыре основных

Дополнительная информация

σ y (ε f, σ f) (ε f

Типичные кривые напряжение-деформация для мягкой стали и алюминиевого сплава по результатам испытаний на растяжение LL (1 + ε) A = --- A uu 0 1 E l Излом мягкой стали u (ε f, f) (ε f, f) ε 0 ε 0,2 = 0,002 излом алюминиевого сплава

Дополнительная информация

КЕРАМИКА: Свойства 2

КЕРАМИКА: Свойства 2 (Анализ хрупкого разрушения) S.К. БЕЙН, 1 J.Y. Томпсон 2 1 Школа стоматологии Мичиганского университета, Анн-Арбор, Мичиган 48109-1078 [email protected] 2 Юго-восточный стоматологический колледж Нова

Дополнительная информация

Лекция 14. Глава 8-1.

Лекция 14 Усталость и ползучесть технических материалов (Глава 8) Глава 8-1 Усталость Усталость = разрушение под действием приложенного циклического напряжения. сжатие образца на верхнем подшипнике подшипника двигателя встречная гибкая муфта

Дополнительная информация

ПОДХОД STRAIN-LIFE (e -N)

ПОДХОД ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ И ДЕФОРМАЦИИ (e -N) ИСПЫТАНИЕ НА МОНОТОННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА ДЕФОРМАЦИОННО-ДЕФОРМАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ И НАПРЯЖЕНИЕМ НА ОСНОВЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПОДХОД К

Дополнительная информация

Затвердевший бетон.Лекция № 14

Лекция по затвердевшему бетону № 14 Прочность бетона Прочность бетона обычно считается его самым ценным свойством, хотя во многих практических случаях и другие характеристики, такие как долговечность

Дополнительная информация

Met-2023: Концепции материаловедения I Примеры вопросов и ответов, (2009) (Met, PR, FC, MP, CNC, McE)

1 Met-223: Концепции материаловедения I Примеры вопросов и ответов, (29) (Met, PR, FC, MP, CNC, McE) Q-1.Определите следующее. (i) Точечные дефекты (ii) Вектор Бюргерса (iii) Система скольжения и скольжения (iv)

Дополнительная информация

15. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ.

Глава 5 Модуль упругости 5. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ Модуль упругости (= модуль Юнга) E - это свойство материала, которое описывает его жесткость и, следовательно, является одним из наиболее важных

Дополнительная информация

ME349 Проекты инженерного дизайна

ME349 Проекты инженерного проектирования Введение в выбор материалов Проблема выбора материалов Проектирование инженерного компонента включает три взаимосвязанные проблемы: (i) выбор материала, (ii)

Дополнительная информация

МЕХАНИКА МАТЕРИАЛОВ

Т диция CHTR MCHNICS OF MTRIS Ferdinand.Пиво. Рассел Джонстон-младший. Джон Т. ДеВольф. Примечания к лекциям: Дж. Уолт Олер, Техасский технический университет. Осевое напряжение и деформация. - Содержание. Напряжение и деформация: осевое нагружение.

. Дополнительная информация

УСТАЛОСТЬ В ДИЗАЙНЕ

РАССМОТРЕНИЕ УСТАЛОСТИ В ЦЕЛЯХ И ОБЪЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В этом модуле мы обсудим аспекты проектирования, связанные с усталостным разрушением, важным видом отказа в технических компонентах.Усталостное разрушение

Дополнительная информация

Мартенсит в сталях

Материаловедение и металлургия http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2002/martensite.html Х. К. Д. Х. Бхадешия Мартенсит в сталях Название «мартенсит» происходит в честь немецкого ученого Мартенса. Было использовано

Дополнительная информация

Ускорение силы тяжести

Ускорение свободного падения 1 Объект Определить ускорение свободного падения различными методами.2 Весы для приборов, шарикоподшипник, зажимы, электрические таймеры, счетчик, бумажные полоски, точность

Дополнительная информация

КРИВЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ-ДЕФЕКТА

КРИВЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ-НАПРЯЖЕНИЯ Дэвид Ройланс Департамент материаловедения и инженерии Массачусетский технологический институт Кембридж, Массачусетс 02139 23 августа 2001 г. Введение Кривые напряжения-деформации очень сильно отличаются от

. Дополнительная информация

Североамериканский нержавеющий

Плоские изделия из нержавеющей стали для Северной Америки Лист нержавеющей стали T409 ВВЕДЕНИЕ NAS 409 - это стабилизированная ферритная нержавеющая сталь с содержанием 11% хрома.Он не так устойчив к коррозии или высокотемпературному окислению

Дополнительная информация

Ударные испытания КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Испытания на удар. Наука в действии. Испытания на удары имеют огромное значение. Столкновение двух объектов часто может привести к повреждению одного или обоих. Повреждение может быть царапиной,

Дополнительная информация .

Смотрите также