Диаграмма растяжения металлов. Характеристики упругости, пластичности и прочности материалов, определяемые при статическом нагружении.
Динамическое нагружение материалов. Ударная вязкость. Хрупкое и вязкое разрушение металлов.
Динамическая нагрузка – нагрузка, которая сопровождается ускорением частиц рассматриваемого тела или соприкасающихся с ним деталей. Динамическое нагружение возникает при приложении быстро возрастающих усилий или в случае ускоренного движения исследуемого тела. Во всех этих случаях необходимо учитывать силы инерции и возникающее движение масс системы.
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.
Хрупкое разрушение – отрыв одних слоев атомов от других под действием нормальных растягивающих напряжений. Отрыв не сопровождается предварительной деформацией. Механизм зарождения трещины одинаков — благодаря скоплению движущихся дислокаций перед препятствием (границы субзерен, фазовые границы), что приводит к концентрации напряжений, достаточной для образования трещины. Когда напряжения достигают определенного значения, размер трещины становится критическим и дальнейший рост осуществляется произвольно.
Вязкое разрушение – путем среза под действием касательных напряжений. Ему всегда предшествует значительная пластическая деформация.
Твердость металлов и сплавов. Методы определения твердости.
Твердость металла это сопротивление металла вдавливанию. Она зависит от прочности и пластичности металла. Показателем твердости металла является число твердости, определяемое путем вдавливания. Существуют различные методы для определения тв-сти металла. По методу Бринелля, производят измерение отпечатка на исследуемой поверхности, который был выдавлен шариком из закаленной стали. По методу Роквелла отпечаток делают алмазным конусом, или алмазной пирамидой по методу Виккерса. Методом Шора тверд. определяется по высоте отскакивания стального шарика от изучаемой поверхности. Существует и ультразвуковой метод измерения твердости металла. В соответствии с разными методиками определения твердости металла, число твердости обозначается HB (метод Бринелля), HV (метод Виккерса), HR (метод Роквелла). Число твердости по Бринеллю используется для расчета предела прочности при растяжении. Твердость металла изменяется в зависимости от изменения его структуры. В металлах подвергнутых термической или механической обработке твердость меняется прямо пропорционально изменению предела текучести. Измерения микротвердости проводят для изучения механических свойств элементов, входящих в состав сложных сплавов. Для определения жаропрочности металлов используют показатель длительной твердости, который измеряют в течение длительного времени при высоких температурах. Твердость сплавов, как правило, выше средней тв-сти металлов, входящих в сплав.