Некоторые эксплуатационные свойства

В условиях эксплуатации свойства материалов могут не соответствовать стандартным, приведенным в справочниках значениям. В различных агрессивных средах, при действии высоких или низких температур материалы проявляют значительно меньшую прочность и долговечность, чем при нормальных условиях.

Хладноломкость

При низких температурах (от 0 до –269 ºC, температуры жидкого гелия) увеличивается склонность металла к хрупкому разрушению. При этом резко снижается ударная вязкость (KCU, KCT) и изменяется строение излома – от волокнистого, матового до кристаллического, блестящего.

Свойство металла хрупко разрушаться, терять вязкость при понижении температуры называется хладноломкостью.

За характеристику хладноломкости принимают температурный порог хладноломкости t₅₀. Это температура, при которой величина ударной вязкости уменьшается вдвое (рис. 35). При этом излом имеет строение наполовину вязкое, наполовину хрупкое.

Выносливость

Многие детали – валы, оси, шестерни – испытывают переменные по величине и направлению нагрузки. Под действием многократно повторяющихся знакопеременных нагрузок в металле накапливаются повреждения, дефекты. Это явление называется усталостью.

В таких условиях работы напряжения, меньшие и даже , могут вызвать зарождение и рост усталостной трещины. Обычно она возникает на поверхности детали и затем подрастает с каждым циклом нагружения. Это постепенно приведет к разрушению.

Выносливость – это способность металла противостоять усталости, сопротивляться разрушению при знакопеременных нагрузках.

Характеристики выносливости определяются из испытаний на специальных машинах циклического действия. Нагрузка, действующая на каждую точку поперечного сечения образца, непрерывно меняется по величине и направлению (рис. 36).

Рис. 36. Схема циклического нагружения при усталостных испытаниях

Пределом выносливости, или пределом усталости называется наибольшее напряжение, которое не вызывает разрушения образца после заданного числа циклов нагружения.

При испытании сталей стандартное число циклов нагружения N = 10⁷, при испытании цветных металлов и сплавов N = 10⁸.

Лекция 6