1. Основные механические свойства металлов.

Основными характеристиками механических свойств металлов являются: прочность, пластичность, твердость, ударная вязкость.

Прочность металла или сплава — это его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил (нагрузок). В зависимости от характера действия этих сил различают прочность на растяжение, сжатие, изгиб и кручение, а также усталость металлов.

Для испытания на растяжение из металла или спла­ва изготовляют образцы, форма и размеры которых ус­тановлены ГОСТом,

Испытание производится на разрывных машинах. В верхний и нижний захваты закрепляют голов­ки, образца. Верхний захват закреплен неподвижно, а нижний — с помощью специального механизма медлен­но опускается, растягивая образец до его разрыва. Раз­виваемое машиной усилие достигает 50 т.При испытании на растяжение показатели прочнос­ти могут быть получены из диаграммы растяжения, ко­торая автоматически вычерчивается на барабане разрыв­ной машины. Эта диаграмма характеризует поведение материала при разных нагрузках. По горизонтальной линии диаграммы откладывается абсолютное удлинение образца в миллиметрах, а по вертикальной линии — нагрузка в килограммах. Наибольшая нагрузка Р_в, когда образец металла на­чинает сужаться (образуется шейка), называется нагруз­кой предела прочности при растяжении, а напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, называется пре­делом прочности при растяжении —и определяется как отношение наибольшей нагрузки к первоначаль­ной площади поперечного сечения образца.

Пластичность — это способность металла, не разру­шаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохра­нять измененную форму после снятия нагрузки.

Пластичность металлов определяется также при ис­пытании на растяжение. По величине удлинения образ­ца и величине уменьшения его поперечного сечения судят о пластичности материала. Чем больше удлиняет­ся образец, тем более пластичен металл. Пластичные металлы и сплавы хорошо подвергаются обработке дав­лением.

Характеристикой пластичности металлов является относительное удлинение и относительное сужение.

Относительным удлинением называется отношение величины приращения длины образца после разрыва к его первоначальной длине, выраженное в процентах:

Относительное сужение — отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после испытания к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженное в процентах.

Ударная вязкость — это способность металлов и спла­вов оказывать сопротивление действию ударных нагру­зок.

Для испытания материала на ударную вязкость из­готовляют стандартные образцы с надрезом в виде брус­ков с квадратным сечением и определенных размеров. Испытания проводят на специальном устройстве — ма­ятниковый копер. Маятник с закрепленным грузом, массой 10, 15 и 30 кг поднимают на определенную вы­соту и закрепляют в этом положении защелкой. После освобождения маятник падает и производит удар по образцу со стороны, противоположной надрезу.

Разрушение образцов имеет различный характер. У хрупких металлов образцы разрушаются без изменения формы, у вязких металлов они подвергаются значитель­ному изгибу в месте излома.

Ударная вязкость является важной характеристикой материала деталей, которые в процессе работы того или иного механизма испытывают кратковременную удар­ную нагрузку (например, коленчатые валы двигателей, валы и шестерни коробок передач, полуоси колес и др.). Вязкость — свойство, противоположное хрупкости.

Твердость — это свойство металла оказывать сопро­тивление проникновению в него другого, более твердо­го тела, не получающего остаточных деформаций.

Твердость тесно связана с такими важными характе­ристиками металлов и сплавов, как прочность, износо­устойчивость.

Есть несколько методов определения твердости (рис. 10), наиболее широкое распространение получи­ли следующие: -вдавливание шарика из твердой стали (метод Бри­нелля);

• вдавливание вершины алмазного конуса или стального шарика (метод Роквелла);

• вдавливание вершины алмазной пирамиды (метод Виккерса).