5.2.3. Зависимость свойств сплавов от типа диаграммы состояния

Весьма важным следует считать изучение диаграмм «состав-свойство» (правило Курнакова Н.С.), которое составляет основу физико-химического анализа сплавов. Поймите физический смысл изменения таких свойств, как пластичность, жидкотекучесть, электросопротивление и др. в зависимости от типа фаз в концентрационном интервале существования двухкомпонентной системы.

Вопросы для самопроверки

1. Почему твердые растворы обладают высокой пластичностью?

2. Почему литейные свойства выше у сплавов по составу близких к эвтектическому?

3. Какие сплавы обладают повышенной обрабатываемостью резанием?

5.3.Пластическая деформация и разрушение металлов и сплавов

Данная глава должна дать понимание показателей механических свойств материалов и методов их оценки. Важным здесь следует считать, что механические свойства характеризуют сопротивление материала деформации, разрушению или особенностям его поведения в процессе разрушения. Эта группа свойств включает показатели прочности, пластичности, твердости, вязкости и упругости. Основную группу таких показателей составляют стандартные характеристики механических свойств, которые определяют в лабораторных условиях на образцах стандартных размерах.

5.3.1. Определение стандартных механических свойств

При испытании стандартных образцов на растяжение можно определить такие механические характеристики, как σ_в, σ_т, δ и ψ, необходимые при расчетах на прочность конструкций, деталей и узлов машин и механизмов. Очень важно понять, что все эти характеристики определяются структурой сплава, его способностью к пластическому деформированию. Поскольку процесс пластической деформации протекает путем образования и перемещения дефектов типа дислокаций, то большое значение имеет то, насколько легко могут эти дислокаций перемещаться в пределах зерна. Кроме определяемых по кривой «напряжение - деформация» таких свойств, как σ_в, σ_т, δ,  и еще ряд свойств (ударная вязкость, сопротивление усталости и др.) определяются в условиях динамического нагружения. Оценка стандартных механических свойств сопровождается разрушением специальных образцов и не позволяет изучить прочностные свойства конкретных деталей на конечном этапе изготовления. В этом смысле важное значение имеют неразрушающие методы оценки прочностных свойств. К ним относят различные способы измерения твердости, которые прямо или косвенно характеризуют механические свойства материалов. По сути дела измерение твердости можно рассматривать как местные механические испытания поверхностных слоев металлов. При этом следует понимать, что если структура металла по сечению равномерна, то поверхностные измерения могут характеризовать свойства всей детали в целом. При изучении этого вопроса следует обратить особое внимание на движение и взаимодействие дислокации, связь этих процессов с упрочнением. Разрушение необходимо рассматривать как двухстадийный процесс зарождения и распространения трещины, а конструктивную прочность - как комплекс свойств материала. Следует установить связь прочностных и пластических характеристик со структурным состоянием материала. Необходимо разобраться, что понимают под хрупким и вязким разрушением.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение временного сопротивления, предела текучести, ударной вязкости, относительного удлинения и сужения.

2. Чем различаются между собой упругая и пластическая деформации? Дайте их определение.

3. Назовите основные схемы нагружения.

4. Как определяют твердость по Бринеллю, Раквеллу, Виккерсу?

5. В чем разница в механизмах хрупкого и вязкого разрушения?