1)Прочность и плачтичность ( определение, обозначение и еденицы измерения). Харрактеристики прочности и пластичности и методы их определения.
Про́чность (в физике и материаловедении) — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил.
Характеристика прочности:
1. Предел прочности (временное сопротивление) - напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца.
Прочность – свойство твердых тел сопротивляться разрушению и необратимому изменению формы под действием внешних нагрузок.
2. Условный предел текучести - напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0,2% от начальной длины образца.
Предел текучести - наименьшее напряжение, при котором, не смотря на продолжающуюся деформацию образца, не происходит заметного увеличения нагрузки.
3. Предел длительной прочности – наибольшее напряжение, которое вызывает за определенное время при данной температуре разрушение образца. - предел длительной прочности за 1000 ч. при 7000С.
4. Условный предел ползучести – напряжение, которое вызывает за определенное время при данной температуре заданное удлинение образца или скорость ползучести. - предел ползучести при допуске на деформацию 0,2% за 100 ч. испытания при 7000С.
Ползучесть – деформация металла с определенной скоростью при нагружении металла постоянно действующим напряжением ниже предела текучести в течение длительного времени при высокой температуре. Жаропрочность - сопротивление металла ползучести и разрушению в области высоких температур при длительном действии нагрузки.
5. Предел выносливости - наибольшее значение максимального напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого или заданного числа циклов нагружения. Цикл нагружения – совокупность переменных значений напряжений за один период их изменения. 108,107.
ПЛАСТИЧНОСТЬ – свойство твердых тел изменять форму и размеры под влиянием внешних нагрузок и сохранять ее, когда нагрузки перестают действовать (после снятия нагрузок).
s = P/F
характеристика пластичности:
относительное удлинение и относительное сужение образцов при статических испытаниях на прочност
относительное сужение образца после разрыва
2)Ударная вязкость и усталостная прочность( определение , обозначение и еденицы измерения).Метод определения ударной вязкости и усталостной прочности.
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.
Обычно оценивается работа до разрушения или разрыва испытываемого образца при ударной нагрузке, отнесённой к площади его сечения в месте приложения нагрузки. Выражается в Дж/м2 или в кДж/м2
Уста́лостная про́чность (уста́лостная долгове́чность) — свойство материала не разрушаться с течением времени под действием изменяющихся рабочих нагрузок.
Испытания на ударную вязкость относятся к динамическим видам испытаний. Для определения ударной вязкости используют стандартные образцы с надрезом U- или V-образной формы, который служит концентратором напряжений. В зависимости от формы надреза ударная вязкость обозначается KCU или KCV. Образец устанавливают на маятниковом копре так, чтобы удар маятника был нанесен по стороне образца, противоположной надрезу, раскрывая его.
Твердость(определение, обозначение и еденицы размера). Методы определения твёрдости
Твёрдость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела — индентора.
Твёрдость определяется как отношение величины нагрузки к площади поверхности или объему отпечатка. Различают поверхностную и объемную твёрдость:
поверхностная твёрдость — отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка;
объёмная твёрдость — отношение нагрузки к объёму отпечатка.
Различают также восстановленную и невосстановленную твёрдость. Восстановленная твёрдость определяется как отношение нагрузки к площади или объему отпечатка, а невосстановленная твёрдость определяется как отношение силы сопротивления внедрению индентора к площади или объему внедренной в материал части индентора.
Твёрдость измеряют в трёх диапазонах: макро, микро, нано. Макродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор от 2 Н до 30 кН. Микродиапазон регламентирует величину нагрузки на индентор до 2 Н и глубину внедрения индентора больше 0,2 мкм. Нанодиапазон регламентирует только глубину внедрения индентора, которая должна быть меньше 0,2 мкм[1]. Часто твердость в нанодиапазоне называют нанотвердостью (nanohardness)[неизвестный термин][2].
Измеряемая твердость, прежде всего, зависит от нагрузки, прикладываемой к индентору. Такая зависимость получила название размерного эффекта, в англоязычной литературе — indentation size effect. Характер зависимости твердости от нагрузки определяется формой индентора:
для сферического индентора — с увеличением нагрузки твердость увеличивается — обратный размерный эффект (reverse indentation size effect);
для индентора в виде пирамиды Виккерса или Берковича — с увеличением нагрузки твердость уменьшается — прямой или просто размерный эффект (indentation size effect);
для сфероконического индентора (типа конуса для твердомера Роквелла) — с увеличением нагрузки твердость сначала увеличивается, когда внедряется сферическая часть индентора, а затем начинает уменьшаться (для сфероконической части индентора).
Косвенно твердость также может зависеть от:
Межатомных расстояний.
Координационного числа — чем выше число, тем выше твёрдость.
Валентности.
Природы химической связи
От направления (например, минерал дистен — его твёрдость вдоль кристалла 4, а поперёк — 7)
Хрупкости и ковкости
Гибкости — минерал легко гнётся, изгиб не выпрямляется (например, тальк)
Упругости — минерал сгибается, но выпрямляется (например, слюды)
Вязкости — минерал трудно сломать (например, жадеит)
Спайности
и ряда других физико-механических свойств материала.
Метод определения твёрдости:
- Стальной шарик
- Алмазный конус