21 Билет

1. Беріктікті анықтау әдістері.Беріктіктің класскалық теориясы

Беріктік – қатты дененің статикалық немесе динамикалық күштер түскендегі қирамай қарсылық көрсету қабілеті. Беріктікті созу, сығу, ию және бұрау сияқгы статикалық күштер түсіру арқылы аныктайды.

Беріктік сипаттамаларды есептеуге арналған созылу диаграммасындағы сипатты нүктелер

Тұрақсыздану шегі (физикалық) _т (_S), МПа – созатын жүктеменің елеулі ұлғаюынсыз ең аз кернеудегі үлгінің деформациясы. Бұл көрсеткіш мәнін айқындау қиын болғандықтан, көбінесе шартты тұрақсыздану шегі _0,2 қолданылады.

Пропорциональдық шегі (шартты) _б (_р), МПа – жүктеме мен ұзаруы арасындағы сызықтық тәуелділіктен ауытқу сондай шамаға жеткенде, бұл деформация қисығына Р_б нүктесінде жүргізілген жанаманың жүктемелер шүлдігімен құралған көлбеу бұрышының тангенсі сызықтық серпімді бөлімде өз мәнінің 50 ұлғайғандағы кернеу.

σ_пц = Р_пц/F₀.

Беріктіктің түрлері және сипаттамасы

1. Статикалық (қысқа уақытты)

2. Конструкциялық

3. Динамикалық (соққылық)

4. Ұзақ уақытты (ыстыққа беріктік)

5. Қажу – циклдық және жанаспалы

6. Меншікті

7. Механикалық

Статикалық беріктік – созылу, қысылу, бұралу, иілу режиміндегі статикалық жүктеу кезіндегі материалдардың беріктігі.

Конструкциялық беріктік – конструкциялық, металургиялық, техникалық және пайдалану факторларының есебімен конструкциялық материалының беріктігі.

Динамикалық беріктік – материалдың соққы жүктемесіне немесе морт қирауына қарсыласу беріктігі.

Ыстыққа беріктік – материалдың ұзақ уақыт бойы жоғары температура кезінде деформация және қирауға қарсы тұру қасиеті.

Циклдық беріктік немесе ұзақ шыдамдалық – бұл материалдың көп ретті қайталанатын жүктеменің қарсы тұруын сипаттайтын беріктік.

Жанаспалы беріктік немесе тозуға тұрақтылық – материалдың қатты, сұйық немесе шашыранды дене бойынша қозғалу кезіндегі беттік қирауға қарсы тұру қасиеті.

Меншікті беріктік – материалдың тығыздығына қатысты беріктік.

Механикалық беріктік – бұл материалдың қирауына әкелетін ең үлкен кернеу.

2.Металдар мен қорытпалардың созымдылығы мен қирауының пайда болуы

Созымдылық дегеніміз қатты дененің сыртқы жүктеме әсерінен қираусыз өз пошымын және өлшемін өзгертуі және осы өзгерісті жүктемені алып тастағаннан кейін тұрақты сақтап қалу қасиет.

Беріктік және созымдылық қатты денелердің кешенді сипаттамасы болып табылады және ішкі, сыртқы факторларға тәуелді Серпімді деформацияланатын созымды деформация айырмашылығы атомдар өте үлкен арақашықтықта қозғалады. Жүктемені алып тастағаннан кейін олар бастапқы күйіне қайтып келмейді, демек, үлгінің өлшемі мен пошымы қалпына келмейді.

Созымды деформация механизмнің қазіргі кездегі концепциясына сәйкес үлкен салмақты материалдың орын ауыстыруы кристалдық құрылыстың сызықтық ақау қозғалысымен жүреді. Басқаша айтқанда – дислокация.

6.1-сурет. Созымды қираудың мүмкіндік түрлері

1) мортты қирау

а) аз энергия сыйымдылығымен сипатталады және сырттан әкелінген қосымша энергиясыз белгілі кернеуге жеткен кездегі өзіндігінен дамуы;

б) серпімділіктің ірі құрылымдық шегінен төмен кернеу, ереже бойынша есептіктен жоғары;

в) қирауға дейінгі суммалық ұзару 1-2% аспайды.

г) мортты жарықтың таралу жылдамдығы берілген материалдың дыбыс таралу жылдамдығына сәйкес;

д) қирау беткейі әсер ететін күшке перпендикуляр;

е) жарық түйір шекарасы бойынша жойылады- интеркристаллитті сынақ;ж) сынық беткейі жылтыр

Созымды қираудың мүмкіндік түрлері:

а) базалық жазықтық бойынша сырғу басқа жазықтық бойынша бір беткейде сырғанаумен бітетін ГПУ торы бар монокристалдар;

б) 2-бөлікке бөліну «пышақ жүзінде» туындайтын мойыншаның түзілуімен болатын ГЦК торымен монокристалдар (мыс, күміс);

в) деформацияның ірі тіліктерінің түзілуімен, мойынсыз қирайтын Cu,Al қорытпалары;

г) мойыншаның жіңішкеруі бойынша созымдылығы 100%-ға тең нүктеде туындайтын ГЦК торымен жоғары созымды поликристалдар;

д) аз созымды поликристалдар қирау түрі тұтқырлы қирау есебінде алынады. Оның түзілу процесінің бірізділігі келесі түрде көрсетіледі:

1. Созымды деформациядан кейінгі мойыншаның пайда болуы;

2. Ұсақ тесіктердің түзілуі, олардың үлгі ортасында бірігуі және жарықтардың тууы;

3.Үлгі беткейіндегі жарықтардың жойылуы және чашка түбінде түзілуі;

4.Нормальді кернеудің мүмкіндік шегіне жетуі, қираудан нормальді әсерден жанаспалы кернеу әсерінен қирауға ауысуы;

5.Жарықтың бастапқы бағытымен салыстырғанда 45⁰ бұрылуы, конустық түзілуі және беткейге шығуы. Сонымен мойыншаның түзілуі тұтқырлы қираудан бастау соңғы қирауға дейін жететін созымды деформацияның локанизациясымен байланысты.

Металдың қирауы бөліну- морт қирау немесе қозғалу нәтижесінде болады. Статикалық беріктікті көбінесе бір осьтік созуға сынауда анқытайды, бір осьтік созу анализ жасауға жеңіл болғандықтан , ол бір сынау нәтижесі бойынша материалдың бірнеше маңызды механикалық қасиеттерін анықтай алады. Статикалық беріктікке мартенситті не қаныққан қатты ертінді құрылымы бар қорытпаның шынықтырылған күйі сәйкес келеді. Аз уақытты немес статикалық беріктік эксперименттерде бөлме температурасында механикалық немесе гидравликалық сынау машиналарда созуға сыналады. Алынған нәтижелер графиктер бойынша үлгіге түсірілген күш пен ұзару тәуелділігі түрінде көрсетіледі. Сынаудың бірінші қисығы деформация диаграммасы деп аталады.

Үлгінің деформациясы қорытпаның жүктемесі кезінде алдымен макросерпімді болады, ал одан соң біртіндеп және әр түрлі түйірлерде әр түрлі күштерде пластикалыққа ауысады, ол дислокационды механизм бойынша қозғалыс әсерімен болады. Дислокацияның жинақталу деформация нәтижесінде металды беріктендіруге апарады, бірақ белгілі бір тығыздық кезінде, әсерісе белгілі аумақтарда қирау ошақтары пайда болады, ақыр соңында үлгіні толықтай қирауға ұшыратады. Созуға сынау кезінде келесі сипаттамаларды анықтайды:

-пропорциональдық шегі - σ_пц

- серпімділік шегі) σ_0,05 МПа;

- аққыштық шегі σ_т, МПа;

- уақытша қарсыласу σ_в –МПа;

- S_к – қирауға шынайы қарсыласу

- σ –кернеу , МПа;

Рисунок – 4.1 Характерные точки на диаграмме растяжения для расчета прочностных характеристик

Статикалық беріктік шамасы ретінде уақытша қарсыласу қолданылады σ_в=Р_макс./F_o,