5. Упругая и пластическая деформации. Разрушение материалов, влияние концентраторов напряжения. Виды разрушения твердых тел.
Деформацией наз.изм-ие геом. формы и р-ровтелапод действием внеш. иливнутр. факторов.Деф-ции, возник.при силовом взаимод-ии и исчез. после снятия нагрузки, наз. упругими (обратимы, сост. не >2 %). Деф-ции, остающиеся после снятия нагрузки, наз. пластическими.
Спос-ть мат-ла упруго деформ-сяхар-ся модулем упругости(модуль Юнга).
-
закон Гука,
где -относит. деф-ция при растяжении; -действующее напряжение; Е-модуль упругости при растяжении.
Пластич. деф-ция может происх. 2-мя путями: сдвиг и двойникование.
Сдвиг - процесс скольжения одной части кристалла относит.другой.
Двойникование - смещение одной части кристалла с образ-иемзеркаьнойстр-рынедеформир. части.
При достижении достат. больших напряжений процесс деф-циизаканч-сяразрушением. Оно м.б.: хрупкое, вязкое, смешанное.
При хрупком разруш. излом перпендикулярен действ.силе, практически отсутствует деформир., происх. в осн. по границам зёрен, имеет блестящий характер, могут наблюд. острые, ветвящиеся трещины. При вязком – предшествует пластич. деформир., на кот.затрачивается большое кол-во эн., хар-р излома матовый, наблюд. тупые, раскрывающиеся трещины. Хрупкий излом мгновенный, чем он и опасен, а вязкий протекает медленно. Реальным мат-лам одноврем. свойственны оба разрушения(смешанное).
Каждая трещина явл. концентратором напряжения. Чем <радиус, тем трещина опасней.
t, при кот. предел прочности = пределу текучести.наз. температурой хрупкости.
Ткр – критическая температура хрупкости
1-Сопротивление отрыву
2- Сопротивление сдвигу
-----------------------------------------------------------------------------------------------
7. Твёрдость. Определение твёрдости по Бринеллю
Т
вёрдость
– спос-ть мат-ла сопр-сяпластич. деф-ции
при контактномвзаимод-ии с др. тв.
телами.
М
етод
основан на внедрении в плоскую исследуемую
пов-ть стального или твёрдосплавного
шарика диаметром D
под пост.нагрузкой P,
выдержке в теч. опред. врем.
и измерении диаметра отпечатка d,
остающегося после снятия нагрузки.
Твёрдость опр-ся по ф-ле:
Стандартный шарик – диаметром 10 мм.
При измерении тв-ти по Бринеллю необходимо соблюдать след.условия:
Плоская поверхность
Размер площадки д.б. не < 2D шарика
Толщина образца д.б. не < 10h (h-глубина внедрения шарика)
Тв-ть измеряемого образца д.б. не >4500 Мпа при измерении стальным шариком и 6000 Мпа при измерении твёрдосплавным шариком
d отпечатка д.б в диапазоне 0,24≤d≤0,6D
----------------------------------------------------------------------------------------------
8. Определение твёрдости по Роквеллу и Виккерсу
Определение твёрдости по Роквеллу
Т
вёрдость
измеряется по глубине отпечатка при
внедрении в тв. тело алмазного конуса
с углом при вершине 120 ºили стального
закалённого шарика диаметром 1,588 мм.
Индентор вдавливается сначала под
предварительной нагрузкой
=10
кгс, а затем и основной нагрузкой Р,
кот. зависит от твёрдости измеряемого
мат-ла и формы индентора, выдержка 10
сек при данной нагрузке, измерение
остаточной глубины внедрения индентора
после снятия осн. нагрузки при сохранении
первоначальной нагрузки
Определение твёрдости по Виккерсу
Суть метода: внедрение в пов-ть правильной 4-хгранной алмазной пирамиды с углом при вершине 136º при опред. нагрузке, выдержке и измерении дагонали отпечатка d, остающегося на пов-ти после снятия нагрузки. Твердостьизмеряется на тщательно отшлифованной или полированнойпов-типринагрузках 1, 2, 5, 10, 20, 30, 50, 100 кгс.Чем меньше толщина образца, тем меньше вы-бирается нагрузка.
Осн.
режим испытаний Р=30 кгс,
Твёрдость обозначается 420HV.
Этот метод прим-ся в осн. для оценки твёрдости малотолщинных деталей и тонких поверхностных слоёв.
-----------------------------------------------------------------------------------------