23) Основные характеристики прочности металлов при статистических нагрузках (σΒ, στ, δ, ψ). Ударная вязкость (kcu).

Приложение к материалу напряжения вызывает деформацию.

Деформация может быть упругой, исчезающей после снятия на­грузки, и пластической, остающейся после снятия нагрузки.

Сколь бы ни было мало приложенное напряжение, оно вызывает деформацию, причем начальные деформации являются всегда упругими и величина их нахо­дится в прямой зависимости от напря­жения.

На кривой, приведенной на диаграмме упругая деформация характери­зуется линией OA и ее продолжением (штриховая линия).

Выше точки А нарушается пропор­циональность между напряжением и де­формацией. Напряжение вызывает уже не только упругую, но и остаточную, пластическую деформацию. Величина ее равна горизонтальному отрезку от штри­ховой линии до сплошной кривой.

Представленная зависимость ОАВ между приложенным извне напряжением и вызванной им относительной деформацией характеризует механические свойства металлов:

В технических измерениях принята характе­ристика, именуемая пределом текучести σ_г (напряжение, вызыва­ющее остаточную деформацию, равную 0,2 % от длины — или дру­гого размера — образца, изделия);максимальное напряжение σ_в соответствует максимальному на­пряжению, достигнутому при растяжении.

Величина пластической деформации, предшествующая разруше­нию и определяемая как относительное изменение длины (или по­перечного сечения) — так называемое относительное удлинение 6 (или относительное сужение), характеризует пластичность металла; площадь под кривой ОАВ пропорциональна работе, которую надо затратить, чтобы разрушить металл. Этот показатель, определяемый различными способами (главным образом путем удара по надрезан­ному образцу), характеризует вязкость металла.

Для некоторых мягких металлов характерно наличие площадки текучести. Различают физический σт (когда есть площадка) и условный σ₀,₂ (когда ее нет) предел текучести и их по-разному обозначают.

Максимальная точка (В) на кривой называется времен­ным сопротивлением или чаще теперь пределом прочности - обозна­чается через σ_в.

24) Прокаливаемость сталей. Влияние несквозной прокаливаемости на механические свойства сталей. Критический диаметр (Dкр). Метод торцовой закалки.

Под прокаливаемостью понимают глубину проникновения закаленной зоны, в отличие от закаливаемости, которая характеризуется максимальным значением твердости после закалки и зависит в основном от содержания углерода. При закалка поверхностные слои охлаждаются быстрее, чем внутренние.

Если скорость охлаждения сердцевины изделия меньше критической скорости закалки для данной стали, то сечение не прокаливается насквозь.

Несквозная прокаливаемость приводит к неоднородности свойств по сечению как после закалки, так и после отпуска. В сердцевине детали механические свойства ниже. В первую очередь сопротивление малым пластическим деформациям и ударная вязкость. Чем меньше критическая скорость закалки, тем выше прокаливаемость. Чем больше сечение подвергающееся закалке, тем выше должна быть прокаливаемость данной стали.

Характеристикой прокаливаемости является критический диаметр.

Критический диаметр – диаметр изделия максимального сечения, прокаливающегося насквозь в данном охладителе.

С введением в сталь легирующих элементов закаливаемость и прокаливаемость увеличиваются (особенно молибден и бор, кобальт – наоборот).

Наиболее удобный и простой метод определения прокаливаемости и, следова­тельно, экспериментального определения «идеального» критического диаметра — метод торцевой закалки.

Схема охлаждения образца при определении прокаливаемости методом торце­вой закалки. Очевидно, что только при таком охлаждении ниж­ний торец охлаждается с максимальной скоростью, и скорость охлаждения убывает по мере удаления от торца. Измерив после закалки твердость на поверхности по длине образца и представив полученные результаты графически, у глубоко прокаливающейся стали получим плавное снижение твердости, а у не­глубоко прокаливающейся стали — резкое уменьшение твер­дости.