21.Прочность и ее показатели.

Прочность. Прочностью называют свойство твердых тел сопротивляется разрушению, а также необратимыми изменениями формы. Основным показателем прочности является временное сопротивление, определяемое при разрыве цилиндрического образца, предварительно подвергнутого отжигу. По прочности металлы можно разделить на следующие группы:

непрочные (временное сопротивление не превышает 50 МПа) - олово, свинец, висмут, а также мягкие щелочные металлы;

прочные (от 50 до 500 МПа) - магний, алюминий, медь, железо, титан и другие металлы, составляющие основу важнейших конструкционных сплавов;

высокопрочные (более 500 МПа) - молибден, вольфрам, ниобий и др.

К ртути понятие прочности неприменимо, поскольку это жидкость.

Временное сопротивление металлов указано в таблице 10.

22.Предел текучести. Упругость. Пластичность. Вязкость.

Предел текучести — механическое напряжениеσт, отвечающее нижнему положению верхнего отклонения по площади неизвестной эпюры площадки текучести надиаграмме деформированияматериала. В случае, если такая площадка отсутствует, что характерно, например, для хрупких тел, вместо σт используется условный предел текучести σ0,2 (читается: сигма ноль-два), который соответствует напряжению, при котором остаточная (пластическая деформация) составляют 0,2 % от длины испытываемого образца.[1]

Часто для данной механической характеристики дают формулировку «напряжение, при котором начинает развиваться пластическая деформация»[2], не делая разницы спределом упругости. В реальности значения предела текучести выше, чем предел упругости примерно на 5%

УПРУГОСТЬ Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму и размеры после прекращения действия нагрузки. Высокой упругостью должна обладать, например, рессоры и пружины, поэтому они изготовляются из специальных сплавов. Попробуйте одновременно растянуть и отпустить пружины из стальной и медной проволоки. Вы увидите, что первая вновь сожмется, а вторая останется в том же положении. Значит, сталь более упругий материал, чем медь. ПЛАСТИЧНОСТЬ Пластичность — способность металла изменять форму и размеры под действием внешней нагрузки и сохранять новую форму и размеры после прекращения действия сил. Пластичность — свойство, обратное упругости. Чем больше пластичность, тем легче металл куется, штампуется, прокатывается.

ВЯЗКОСТЬ Вязкость — способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Например, если наносить удары по чугунной плите, она разрушится. Чугун — хрупкий металл. Вязкость — свойство, обратное хрупкости. Вязкие металлы применяются в тех случаях, когда детали при работе подвергаются ударной нагрузке (детали вагонов, автомобилей и т. п.).

23. Твердость, усталость, выносливость. Испыт. На ударн. Вязкость, усталостн. Прочность и ползучесть.

Тверд.- механич. хар-ка материалов, отраж. их прочность, пластичность и св-ва поверхностного слоя изделия. Выражается сопротивлением материала местному пластич. деформированию, возник. при внедерении в материал более тв. тела-идентора. В зав. от способа внедр. и св-в идентора тверд. материалов оценивают по разл. критериям,исп. неск.методов:-вдавливание идентора;-динамич. методы;-царапанье.

Усталость матер.- процесс постепен. накопления повреждений под действ. переменных напряж., привод. к изменен. св-в матер., образованию и разраст. трещин. Св-во материалов противостоять усталости, наз. выносливостью.

Ударн. вязкость характер. надежность матер., его способн. сопротивляться хрупкому разрушению. Испыт. проводят на образцах с надрезами определ. формы и размеров. Образец устанавл. на опорах копра надрезом в сторону, противоположн. удару ножа маятника, кот.подним. на определ. высоту.

а – схема маятник. копра; б – стандартн. образец с надрезом; в – виды концентраторов напряжений; г – завис. вязкости от темпер.

На разруш. образца затрачивается работа: , где: Р – вес маятника, Н – высота подъема маятника до удара, h – высота подъема маятника после удара.

Хар-кой вязкости явл. уд. вязкость (ан), - уд. работа разрушения.

, где: F0 – площ. поперечн. сеч. в месте надреза.

Хар-ки усталостной прочн. определяются при циклич. испыт.“изгиб при вращении“.

Рис. 7.5. Испыт. на усталость (а), кривая устал. (б)

Предел вынослив. ( – при симметр. измен. нагрузки, – при несимметр. измен. нагрузки) – максим. напряж., выдержив. материалом за произв. больш.число циклов нагружения N.

Огранич. предел вынослив. – максим. напряж., выдержив. материалом за определ. число циклов нагруж. или время.

Живучесть – разность между числом циклов до полн. разруш. и числом циклов до появл. усталостн. трещины.

Испыт. на ползучесть выполн. на спец. устан. при пост. нагрузке. Образец устанавл. в захваты испытательной машины и помещ. в печь. При этом автоматич. записыв. кривая ползучести . Участок OA соотв. деформации, возникшей в момент прилож. нагрузки; АВ — уч. неустановившейся ползучести; ВС — уч. установившейся ползуч., когда металл деформир. с постоян. скор., кот. хар-ся tg угла накл. кривой; на уч. Со процесс ползуч. ускоряется, этот этап заканчивается разруш. в точке D.

24. Технологич. и эксплуатац. св-ва: обрабатываем. резанием, свариваем., литейные св-ва металлов, усадка при кристалл., износостойк., хладо- и жаростойк.

Обрабатываем.резан.хар-ют след.показат.:

-кач-вом обраб. материалов-шероховатостью отработан. поверхности и точностью размеров;

-стойкостью режущего инструм.;

-сопртивл. резанию-скор. и силой резания;

-видом стружкообразования.

Свариваемость-св-во матер. образовывать сварн. соедин., работоспособн. кот. соотв. качеству осн. матерериала, подвергнутого сварке.

Литейные св-ва металлов-совок. технологич. показат., хар-щие формиров. отливки путем заливки расплавлен. материала в литейн. форму.

Жидкотекучесть-св-во распл.материала заполн. литейн. форму.

Литейн.усадка-уменьш.объема расплава при переходе из жидк. сост. в тв.

Усадка при кристаллизации-хар-ет способн. материала измен. свои линейн. размеры и объем в процессе затвердев. и охлажд. Для предупрежд. линейной усадки при созд. моделей использ. нестандартные метры.

Износостойкость – способн. матер. сопротивляться поверхностн. разруш. под действ. внешнего трения.

Хладостойкость – способн. материала сохранять пластич. св-ва при отрицат. температурах.

Жаростойкость – это способн. материала сопротивляться окисл. в газовой ср. при выс. температуре.