Свойства металлов и сплавов.
Ø Физические
Ø Химические
Ø Механические
Ø Технологические
Ø Эксплуатационные.
К физическим свойствам относятся:
ü Магнитные свойства
ü Электро- и теплопроводность
ü Плотность (удельный вес)
ü Температура плавления
ü Коэффициенты линейного и объемного расширения.
Физические свойства сплавов обусловливаются их составом и структурой.
К химическим свойствам относятся:
ü Химическая активность
ü Способность к химическому взаимодействию с агрессивными средами
ü Антикоррозионные свойства.
Основными механическими свойствами являются:
ü Прочность
ü Пластичность
ü Твердость
ü Вязкость
Внешняя нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию. Напряжение – величина нагрузки (силы), отнесенная к единице площади сечения, в МПа.
где Р – нагрузка, МН; F0 – начальная площадь, м2.
Напряжение, приложенное к материалу, всегда вызывает деформацию. Деформация – изменение формы и размеров тела под влиянием приложенных внешних сил. Деформация может быть упругая, исчезающая после снятия нагрузки и пластическая, остающаяся после снятия нагрузки. Упругая деформация при увеличении нагрузки переходит в пластическую; при дальнейшем повышении нагрузки происходит разрушение тела.
Рис.1 Диаграмма деформации металла при действие нагрузки
На участке (0 - Рпц ) сохраняется пропорциональность между удлинением и нагрузкой. Выше точки Рпц нарушается пропорциональность между напряжением и деформацией, напряжения вызывают не упругую, а пластическую деформацию. Далее наступает предел текучести Рт, при достижении которого удлинение происходит при постоянной нагрузке. При достижении предела прочности Рв происходит разрушение образца.
Прочность – это способность твердого тела сопротивляться деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. Прочность определяют с помощью специальных механических испытаний образцов, полученных из исследуемой детали или материала, из которого ее изготавливают.
Различают статическое и динамическое приложение нагрузок. Для определения прочности при статических нагрузках образцы испытывают на растяжение, сжатие, изгиб и кручение.
Для испытаний на растяжение берут образец квадратного или круглого сечения, прилагают к нему усилия и по полученным данным строят диаграмму растяжения, из которой определяют ОРпц, Рт и Рв.
Кроме прочностных показателей, из этих же испытаний можно определить показатели пластичности:
Относительное удлинение показывает, на сколько процентов удлинился образец
относительное сужение показывает, на сколько процентов уменьшилась площадь поперечного сечения образца
Твердость – это способность материала сопротивляться внедрению в него другого тела. Существует три способа определения твердости:
§ По Бринеллю
§ По Роквеллу
§ По Виккерсу
При определении твердости по Бринеллю в образец вдавливается
стальной шарик диаметром 10мм под действием определенной нагрузки. после снятия нагрузки измеряется диаметр отпечатка и по отношению нагрузки Р, приложенной к шарику, к поверхности полученного отпечатка шарика определяют твердость:
[МПа]
Применяется для определения твердости достаточно мягких материалов.
Определение твердости по Роквеллу.
Существует 3 основных разновидности способа Роквелла:
- HRA. В испытуемый образец вдавливается алмазный конус под действием нагрузки Р=60кГ. Твердость определяется по черной шкале прибора. Здесь единицы условные, размерности нет. Этот способ применяется для определения твердости тонколистовых материалов, а также наплавленных слоёв.
- HRВ. В образец вдавливается стальной шарик диаметром 1,5мм под действием нагрузки Р=100кГ. Твердость определяется по красной шкале прибора. Применяется эта разновидность для контроля материалов, имеющих не очень высокую твердость.
- HRС. В образец вдавливается алмазный конус под действием нагрузки Р=150кГ. Твердость определяется по черной шкале прибора. Применяется для определения твердости твердых сталей и закаленных сплавов.
Определение твердости по Виккерсу. В образец вдавливается алмазная четырехгранная пирамида.
Твердость HV определяется по длине диагоналей отпечатка в [МПа]. Данный способ применяется для определения твердости тонколистовых материалов, а также наплавленных слоев.
Испытания на ударную вязкость проводят при динамических нагрузках. Для этого на образце 10´10мм делают надрез глубиной 2мм и в месте
надреза прилагают усилие Р в течение короткого промежутка времени. По шкале прибора определяют работу, затрачиваемую на разрушение образца А. Ударную вязкость находят как отношение работы А к площади образца в месте надреза F.
[МПа].
Технологические свойстваметаллов и сплавов – это свойства, которые проявляет металл при обработке (литье, обработка давлением, сварка, обработка резанием).
Литейные свойства – это свойства, которые проявляет металл при изготовлении фасонных отливок. К таким свойствам относятся:
§ Жидкотекучесть (способность сплава заполнять литейную форму);
§ Усадка (сокращение объема и размеров отливки при затвердевании);
§ Склонность к образованию трещин;
§ Склонность к поглощению газов;
§ Химическая ликвация (неоднородность химического состава твердого сплава по сечению слитка).
Ковкостью металла называется его способность деформироваться при наименьшем сопротивлении и принимать необходимую форму под влиянием внешней нагрузки без разрушения.
Свариваемостью называется способность металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения с требуемыми свойствами.
Эксплуатационные или служебные свойства. К этим свойствам относятся хладостойкость, жаропрочность, антифрикционность, способность прирабатываться к другому материалу. Эти свойства определяют в зависимости от условий работы машины или конструкции специальными испытаниями.
Дата добавления: 2017-01-26; просмотров: 1427;