Механические свойства металлов

Механические свойства характеризуют способность материа­лов сопротивляться действию внешних сил.

К основным механичес­ким свойствам относятся прочность, твердость, ударная вязкость, упругость, пластичность, хрупкость.

Прочность - способность материала сопротивляться раз­рушающему воздействию внешних сил.

Твердость - способность материала сопротивляться вне­дрению в него другого, более твердого материала (индентора) под действием нагрузки.

Вязкость - свойство материала сопротивляться раз­рушению под действием динамических нагрузок.

Упругость - это свойство материалов восстанавливать свои раз­меры и форму после прекращения действия нагрузки.

Пластичность - способность материалов изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом.

Хрупкость - свойство материалов разрушаться под дей­ствием внешних сил без остаточных деформаций.

Чтобы определить упругость, прочность и пластичность металла образец определённой длины и сечения устанавливают в зажимы разрывной машины. Растягивающая сила F создает напряжение в испытываемом об­разце и вызывает его удлинение. Когда напряжение превышает прочность об­разца, он разрывается.

О твердости материала судят либо по глубине проникновения индентора в материал, либо по величине отпечатка индентора от вдавливания. Во всех случаях происходит пластическая деформация материала. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость.

Твердость по Бринеллю НВ – стальной шарик диаметром D (2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия) вдавливается в испытываемый материал с усилием Р. После снятия нагрузки на поверхности материала остается лунка диаметром d.

Испытание проводят на твердомере Бринелля для материалов невысокой твердости, размер отпечатка замеряют в двух направлениях лупой.

Нагрузка Р, в зависимости от диаметра шарика и измеряемой твердости, равна: для термически обработанной стали и чугуна – , литой бронзы и латуни – алюминия и других очень мягких металлов – . Продолжительность выдержки: для стали и чугуна – 10 с, для латуни и бронзы – 30 с.

Твердость по Роквеллу HR. Индентором служит алмазный конус с углом при вершине 120 или шарик из закаленной стали диаметром 1,5875 мм.

Сначала дается предварительная нагрузка для закрепления индентора Р₀, затем прикладывают основную нагрузку Р₁. Общая нагрузка . После снятия основной нагрузки индикатор прибора показывает единицы твердости.

При использовании алмазного конуса твердость HRC, а шарика HRB в условных единицах.

Твердость по Виккерсу HV определяется для очень твердых материалов.

Индентор – четырехгранная пирамида с углом между гранями 136º.

/