Механические характеристики некоторых конструкционных материалов
Механические характеристики некоторых конструкционных материалов - раздел Образование, ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ Металлы И Сплавы
Состояние
Предел Те...
где М− наибольший изгибающий момент; W − момент сопротивления сечения, для образцов круглого сечения W = πd2/32(где d − диаметр образца), а для образцов прямоугольного сечения W = bh2/6 (где b, h− ширина и высота образца).
Для пластичных материалов испытания на изгиб не применяют, так как образцы изгибаются без разрушения до соприкосновения обоих концов.
а б
Рис. 1.3. Схема испытаний на сосредоточенный (а) и чистый (б) изгиб
Ползучестью (или крипом) называется медленное нарастание пластической деформации металла под действием постоянной нагрузки. С появлением воздушно-реактивных двигателей, газовых турбин и ракет стали приобретать все более важное значение свойства материалов при повышенных температурах. Во многих областях техники дальнейшее развитие сдерживается ограничениями, связанными с высокотемпературными механическими свойствами материалов.
При нормальных температурах пластическая деформация устанавливается почти мгновенно, как только прикладывается соответствующее напряжение, и в дальнейшем мало увеличивается. При повышенных же температурах металлы не только становятся мягче, но и деформируются так, что деформация продолжает нарастать со временем. Такая зависящая от времени деформация, или ползучесть, может ограничивать срок службы конструкций, которые должны длительное время работать при повышенных температурах.
Чем больше напряжения и чем выше температура, тем больше скорость ползучести. Типичные кривые ползучести представлены на рис. 1.4. После начальной стадии быстрой (неустановившейся) ползучести эта скорость уменьшается и становится почти постоянной. Перед разрушением скорость ползучести вновь увеличивается. Температура, при которой ползучесть становится критической, неодинакова для разных металлов. Предметом забот телефонных компаний является ползучесть подвесных кабелей в свинцовой оболочке, работающих при обычных температурах окружающей среды; в то же время некоторые специальные сплавы могут работать при 800°С, не обнаруживая чрезмерной ползучести.
После стадии быстрой неустановившейся ползучести скорость ползучести уменьшается и становится почти постоянной, а затем наступает стадия ускоренной ползучести, которая завершается разрушением.
Срок службы деталей в условиях ползучести может определяться либо предельно допустимой деформацией, либо разрушением, и конструктор должен всегда иметь в виду эти два возможных варианта. Пригодность материалов для изготовления изделий, рассчитанных на длительную работу при повышенных температурах, например лопаток турбин, трудно оценить заранее. Испытания за время, равное предполагаемому сроку службы, зачастую практически невозможны, а результаты кратковременных (ускоренных) испытаний не так просто экстраполировать на более длительные сроки, поскольку может измениться характер разрушения. Хотя механические свойства жаропрочных сплавов постоянно улучшаются, перед металлофизиками и материаловедами всегда будет стоять задача создания материалов, способных выдерживать еще более высокие температуры.
Свойства материалов. Показатели свойств
Свойство − это количественная или качественная характеристика материала, определяющая его общность или различие с другими материалами.
Выделяют следующие основные группы свойств: мех
Основные свойства конструкционных материалов
Группа свойств
Наименование
Механические
прочность, упругость, пластичность, усталость, вынос-ливость, твёрдость, ударная вязкость,
Механические свойства материалов
Механические свойства характеризуют сопротивление материала деформации (характеристики прочности) или разрушению (характеристики пластичности, вязкости), а также особенности его поведения в процесс
Статические испытания на растяжение
Этими испытаниями определяют показатели прочности, показатели упругости и показатели пластичности.
Для статических испытаний изготавливают круглые и плоские образцы (рис. 1.10, а, б), форм
С образованием шейки разрушаются только пластичные металлы.
При стандартных размерах образца эта диаграмма может быть преобразована в диаграмму: напряжение σ – относительная деформация δ, т. к. напряжение – это величина нагрузки Р, отнесенная к на
Показатели прочности
Прочность оценивается пределом прочности и пределом текучести:
Предел текучести (σт) – наименьшее напряжение, при котором образец дефо
Показатели пластичности металлов
Кроме указанных показателей при статическом растяжении определяют характеристики пластичности металлов.
Пластичность характеризуется относительным удлинением и относительным сужением, кото
Статические испытания на изгиб
При испытании на изгиб в образце возникают как растягивающие так и сжимающие напряжения. По этой причине изгиб — более мягкий способ нагружения, чем растяжение. На изгиб испытывают малопластичные м
Физические свойства материалов
Для некоторых деталей машин и изделий важное значение имеют физические свойства, характеризующие поведение материалов в магнитных, электрических и тепловых полях, а также под воздействием потоков в
Химические свойства материалов
Химические свойства − это способность металлов и сплавов противостоять окислению и разрушению под действием внешней среды: влаги, воздуха, кислот и т. д. Химическое разрушение под действием у
Технологические свойства материалов
Технологические свойства характеризуют способность металлов и сплавов подвергаться обработке различными способами (литьем, давлением, сваркой, резанием). К технологическим свойствам относятся лите
Эксплуатационные свойства материалов
К эксплуатационным (служебным) свойствам относятся жаростойкость, жаропрочность, износостойкость, радиационная стойкость, коррозионная и химическая стойкость и др.
Жаростойкость
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с руководством по устройству и эксплуатации и методикой определения показателей механических свойств при статическом растяжении на испытательной машине Р-5М.
2. Подобрать т
Протокол испытания
Марка материала ___________________
№ пп
Снимаемые параметры
Обозначение
Размер
Численная
величина
По экспериментальным данным
1. Определение предела пропорциональности σп
Определение предела пропорциональности производится по полученной диаграмме растяжения по формуле (1.3):
Основные положения
Твёрдость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.
Индентор должен быть определе
Метод измерения твёрдости вдавливанием шарика
(твёрдость по Бринеллю)
Этот способ универсальный и используется для определения твёрдости практически всех материалов.
В материал вдавливается стальной шарик
Метод измерения твёрдости вдавливанием алмазной пирамиды
(твёрдость по Виккерсу и микротвёрдость)
По этому способу в металл вдавливается четырехгранная алмазная пирамида с углом в вершине 136° и твёрдость характеризует площадь п
Порядок выполнения работы
1. Установить исследуемый образец на предметный столик и выбрать место для нанесения отпечатка. Расстояние от центра отпечатка до края образца должно быть не менее двойного размера отпечатка.
Основные положения
Для изучения структуры металлов и сплавов, а также нанесенных на них покрытий с помощью оптической и электронной микроскопии необходимо изготовить т.н. микрошлиф исследуемого образца. Ми
Оборудование и материалы
1. Станок для запрессовки XQ-2B (рис. 3.3) для запрессовки металлических образцов в термоотверждаемые полимеры перед шлифованием и полированием.
Порядок выполнения работы
1. Для запрессовки металлического образца металла открыть крышку специальной пресс-формы станка для запрессовки, поместить образец в цилиндр между нижним и верхним пуансоном, засыпать эбонитовой пу
Основные положения
Для определения качества заготовок (отливок, поковок, проката и др.) необходимо знать их внутреннее строение. Известны и широко применяются на практике два метода анализа металлов и сплавов: макрос
Растворы и режим травления
Материал
Состав раствора и режим травления
Примечание
Для глубокого травления стали
Стали любых соста
Порядок выполнения работы
1.Произвести полировку металлогрфического шлифа (так?Или вовсе не надо полировать готовый шлиф?? или полировку металлической пластины.?))
2. Произвести травление поверхности металлографиче
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
,
Новости и инфо для студентов