Какие свойства называют механическими

08.10.2020
0
Главная › Какие свойства › Какие свойства называют механическими

Основные механические свойства

К основным механическим свойствам относят прочность, пластичность, твердость, ударную вязкость и упругость. Большинство показателей механических свойств определяют экспериментально растяжением стандартных образцов на испытательных машинах.

Прочность – способность металла сопротивляться разрушению при действии на него внешних сил.

Пластичность – способность металла необратимо изменять свою форму и размеры под действием внешних и внутренних сил без разрушения.

Твердость – способность металла сопротивляться внедрению в него более твердого тела. Твердость определяют с помощью твердомеров внедрением стального закаленного шарика в металл (на приборе Бринелля) или внедрением алмазной пирамиды в хорошо подготовленную поверхность образца (на приборе Роквелла). Чем меньше размер отпечатка, тем больше твердость испытуемого металла. Например, углеродистая сталь до закалки имеет твердость 100 . . . 150 НВ (по Бринеллю) , а после закалки – 500 . . . 600 НВ.

Ударная вязкость – способность металла сопротивляться действию ударных нагрузок. Эта величина, обозначаемая КС (Дж/см2 или кгс • м/см ), определяется отношением механической работы А, затраченной на разрушение образца при ударном изгибе, к площади поперечного сечения образца.

Упругость – способность металла восстанавливать форму и объем после прекращения действий внешних сил. Эта величина характеризуется модулем упругости Е (МПа или кгс/мм2), который равен отношению напряжения а к вызванной им упругой деформации. Высокой упругостью должны обладать стали и сплавы для изготовления рессор и пружин.

Механические свойства металлов

Под механическими свойствами понимают характеристики, определяющие поведение металла (или другого материала) под действием приложенных внешних механических сил. К механическим свойствам обычно относят сопротивление металла (сплава) деформации (прочность) и сопротивление разрушению (пластичность, вязкость, а также способность металла не разрушаться при наличии трещин).

В результате механических испытаний получают числовые значения механических свойств, т. е. значения напряжений или деформаций, при которых происходят изменения физического и механического состояний материала.

Оценка свойств

При оценке механических свойств металлических материалов различают несколько групп их критериев.

  1. Критерии, определяемые независимо от конструктивных особенностей и характера службы изделий. Эти критерии находятся путем стандартных испытаний гладких образцов на растяжение, сжатие, изгиб, твердость (статические испытания) или на ударный изгиб образцов с надрезом (динамические испытания).
  2. Прочностные и пластические свойства, определяемые при статических испытаниях на гладких образцах хотя и имеют важное значение (они входят в расчетные формулы) во многих случаях не характеризуют прочность этих материалов в реальных условиях эксплуатации деталей машин и сооружений. Они могут быть использованы только для ограниченного числа простых по форме изделий, работающих в условиях статической нагрузки при температурах, близких к нормальной.
  3. Критерии оценки конструктивной прочности материала, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами данного изделия и характеризуют работоспособность материала в условиях эксплуатации.

Конструкторская прочность металлов

Критерии конструктивной прочности металлических материалов можно разделить на две группы:

  • критерии, определяющие надежность металлических материалов против внезапных разрушений (вязкость разрушения, работа, поглощаемая при распространении трещин, живучесть и др.). В основе этих методик, использующих основные положения механики разрушения, лежат статические или динамические испытания образцов с острыми трещинами, которые имеют место в реальных деталях машин и конструкциях в условиях эксплуатации (надрезы, сквозные отверстия, неметаллические включения, микропустоты и т. д.). Трещины и микронесплошности сильно меняют поведение металла под нагрузкой, так как являются концентраторами напряжений;
  • критерии, которые определяют долговечность изделий (сопротивление усталости, износостойкость, сопротивление коррозии и т. д.).
Читайте также:  Химические свойства какого элемента наиболее похожи на свойства фосфора

Критерии оценки

Критерии оценки прочности конструкции в целом (конструкционной прочности), определяемые при стендовых, натурных и эксплуатационных испытаниях. При этих испытаниях выявляется влияние на прочность и долговечность конструкции таких факторов, как распределение и величина остаточных напряжений, дефектов технологии изготовления и конструирования металлоизделий и т. д.

Для решения практических задач металловедения необходимо определять как стандартные механические свойства, так и критерии конструктивной прочности.

Похожие материалы

Источник

К основным механическим
свойствам
металлов относятся прочность,
вязкость, пластичность,
твердость, выносливость, ползучесть, износостойкость. Они
являются главными характеристиками металла или
сплава.

Рассмотрим некоторые термины, применяемые при характеристике механических
свойств. Изменения размеров и формы, происходящие в твердом теле под действием
внешних сил, называются деформациями, а процесс, их вызывающий,—
деформированием. Деформации, исчезающие при разгрузке, называются упругими, а не
исчезающие после снятия нагрузки — остаточными или пластическими.

Напряжением  называется величина внутренних сил,
возникающих в твердом теле под влиянием внешних сил.

Под прочностью материала понимают его способность сопротивляться
деформации или разрушению под действием статических или динамических нагрузок. О
прочности судят по характеристикам механических свойств, которые получают при
механических испытаниях. К статическим испытаниям на прочность относятся
растяжение, сжатие, изгиб, кручение, вдавливание. К динамическим относятся
испытания на ударную вязкость, выносливость и износостойкость. Эластичностью
называется способность материалов упруго деформироваться, а пластичностью —
способность пластически деформироваться без разрушения.

Вязкость — это свойство материала, которое определяет его
способность к поглощению механической энергии при постепенном увеличении
пластической деформации вплоть до разрушения материала. Материалы должны быть
одновременно прочными и пластичными.

Твердость — это способность материала сопротивляться
проникновению в него других тел.

Выносливость — это способность материала выдерживать, не
разрушаясь, большое число повторно-переменных нагрузок.

Износостойкость — это способность материала сопротивляться
поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

Ползучесть — это способность материала медленно и непрерывно
пластически деформироваться (ползти) при постоянном напряжении (особенно при
высоких температурах).

Поведение некоторых металлов (например, отожженной стали) при испытании на
растяжение показано на рис. 3. При увеличении нагрузки в металле сначала
развиваются процессы упругой деформации, удлинение образца при этом
незначительно. Затем наблюдается пластическое течение металла без повышения
напряжения, этот период называется текучестью. Напряжение, при котором
продолжается деформация образца без заметного увеличения нагрузки, называют
пределом текучести. При дальнейшем повышении нагрузки происходит развитие в
металле процессов наклепа (упрочнения под нагрузкой). Наибольшее напряжение,
предшествующее разрушению образца, называют пределом прочности при
растяжении.

Рис. 3. Диаграмма деформации при испытании металлов на
растяжение.

Напряженное состояние — это состояние тела, находящегося под
действием уравновешенных сил, при установившемся упругом равновесии всех его
частиц. Остаточные напряжения — это напряжения, остающиеся в теле, после
прекращения действия внешних сил, или возникающие при быстром нагревании и
охлаждении, если линейное расширение или усадка слоев металла и частей тела
происходит неравномерно.

Внутренние напряжения образуются при быстром охлаждении или нагревании в
температурных зонах перехода от пластического к упругому состоянию металла. Эти
температуры для стали соответствую 400—600°. Если образующиеся внутренние
напряжения превышают предел прочности, то в деталях образуются трещины, если они
превышают предел упругости, то происходит коробление детали.

Читайте также:  Какое явление или свойство тел характеризует скорость

Предел прочности при растяжении в кг/мм2 определяется на
разрывной машине как отношение нагрузки Р в кГ, необходимой для разрушения
стандартного образца (рис. 4, а), к площади поперечного сечения образца в
мм2.

    

Рис. 4. Методы испытания прочности материалов: а – на растяжение; б – на
изгиб; в – на ударную вязкость; г – на твёрдость

Предел прочности при изгибе в кГ/мм2 определяется разрушением
образца, который устанавливаете» на двух опорах (рис. 4, б), нагруженного
по середине сосредоточенной нагрузкой Р.

Для установления пластичности материала определяют относительное удлинение δ
при растяжении или прогиб ƒ при изгибе.

Относительное удлиненней δ в % определяется на образцах,
испытуемых на растяжение. На образец наносят деления (рис. 4, а) и измеряют
между ними расстояние до испытания (l0) и после разрушения (l) и определяют
удлинение

δ = l-lo / lo · 100%

Прогиб при изгибе в мм определяется при помощи прогибомера машины,
указывающего прогиб ƒ, образующийся на образце в момент его разрушения (рис. 4,
б).

Ударная вязкость в кГм/см2 определяется на образцах
(рис. 4, в), подвергаемых на копре разрушению ударом отведенного в
сторону маятника. Для этого работу деформации в кГм делят на площадь поперечного
сечения образца в см 2.

Твердость по Бринелю (НВ) определяют на зачищенной поверхности
образца, в которую вдавливают стальной шарик (рис. 4, г) диаметром 5 или
10 мм под соответствующей нагрузкой в 750 или 3000 кГ и замеряют диаметр d
образовавшейся лунки. Отношение нагрузки в кГ к площади лунки πd2 / 4 в
мм2 дает число твердости.

Показатели для механических свойств для основных сплавов приведены в табл.
1.

Таблица.1. Механические свойства основных промышленных сплавов

Техническое железо

23

30

90

Мембраны

Чугун серый

12—38

до 0,25

143—220

Отливки фасонные

Чугун высокопрочный

30—60

0,5—10

170—262

Ответственные отливки

Сталь малоуглеродистая (мягкая)

32 — 70

11 — 28

100—130

Котельное железо трубы, котлы

Сталь среднеуглеродистая (средней твердости)

50—70

12 — 16

170 — 200

Оси, шатуны, валы, рельсы

Сталь твердая после закалки и отпуска

110—140

до 9

400—600

Инструмент ударный и режущий

Бронза оловянистая

15 — 25

3—10

70—80

Детали, работающие на истирание и подверженные коррозии

Бронза алюминиевая

40—50

10

120

То же

Латунь однофазная

25 — 35

30-60

42—60

Патронно-гильзовое производство

Латунь двухфазная

35—45

30—40

_

Детали, изготовленные горячей штамповкой

Силумин

21—23

1 — 3

65—100

Детали в авиастроении и автостроении

Сплавы магния

24 — 32

10—16

60—70

То же

Источник

Анонимный вопрос

18 мая 2018  · 1,2 K

Невское Оборудование поставщик металлообрабатывающего оборудования и станков  · spbstanki.ru

К механическим свойствам металлов относят следующие:

  • Твердость — способность сопротивляться внедрению более твёрдого тела.

  • Прочность — сопротивление разрушению под действием напряжений, возникающих под воздействием внешних сил.

  • Вязкость — сопротивление быстро возрастающим ударным нагрузкам.

  • Упругость — способность восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия действующей нагрузки.

  • Пластичность — способность металла, не разрушаясь, изменять свою форму под действием нагрузки и сохранять полученную форму после снятия нагрузки.

Вас приветствует 1-я Металлургическая Корпорация! К основным механическим свойствам относят:
1) Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок.
2) Пластичность – способность материала изменять свою форму и размеры по действием внешних сил.
3) Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него… Читать далее

Читайте также:  У какого элемента сильнее выражены неметалические свойства

Как различаются типы кристаллической решетки? Какие способы определения?

Человек науки, полиглот, энтузиаст. Химия, компьютерные технологии, нейропсихоло…

Существует 4 типа кристаллических решеток: ионные, молекулярные, атомные и металлические.

В узлах ионных кристаллических решеток находятся ионы, как можно понять из названия. Такой тип решетки характерен для солей, оксидов и некоторых гидроксидов. Например, самый яркий представитель – NaCl. Вещества подобного строения характеризуются высокой твердостью, тугоплавкостью и нелетучестью.

В молекулярных кристаллических решетках в узлах находятся молекулы. Такие решетки могут быть полярные и неполярные. Например, I2 или N2 – неполярные, а HCl или H2O – полярные. Характерны для жидких и газообразных веществ (при н.у.). Так как молекулярные взаимодействия слабые, то и кристаллические решетки эти будут нетвердые, летучие и с низкой температурой плавления. К таким решеткам относят твердую органику (сахар, глюкоза, нафталин).

В атомных кристаллических решетках в узлах находятся атомы, связанные друг с другом прочными ковалентными связями. Такая решетка характерна простым веществам неметаллам, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии, например алмаз. Температура плавления у подобных веществ очень высокая, они прочные, твердые и нерастворимы в воде.

Металлические решетки характеризуются тем, что в узлах находятся атомы или ионы одного или нескольких металлов (у сплавов). Для металлических решеток характерно наличие так называемого общего электронного облака. Так как непрерывно происходит процесс перехода валентных электронов одного атома к другому с образованием иона, то можно говорить о том, что электроны свободно двигаются в объеме всего металла. Этим свойством объясняется электро- и теплопроводность металлов. Вещества такого строения ковки и пластичны.

Вообще в материаловедении для изучения кристаллических структур существует множество методов, основанных на свойствах рентгеновского излучения (дифракция, интерференция), электронографический анализ и другие. Но если вы хотите просто определить тип решетки вещества известного состава, нужно понять к какому классу веществ оно относится и какие физико-химические свойства имеет.

Прочитать ещё 1 ответ

Как можно повысить твердость металлов и сплавов?

Имею естественно научное образование, в юношестве прикипел к литературе, сейчас…

Есть несколько вариантов:

  • Закаливание, ковка и прочие варианты термообработки
  • Добавить легирующие присадки, это углерод, никель для железа
  • Так же можно изменить металлическую структуру, например, при помощи воздействия азота на искомое вещество

Прочитать ещё 3 ответа

Почему нержавейка ржавеет?

Нержавеющие стали подвержены коррозии или по простому сказать ржавеют по нескольким очевидным причинам:

  1. Химический состав стали: противодействует ржавчине наличие хрома в стали и чем его больше, тем более сталь противостоит коррозии. Существуют сплавы с различным содержанием хрома, в зависимоти от того, где будет использоваться материал

  2. Условия в которых, так сказать, “работает” материал: есть типы нержавеющей стали, которые могут использоваться только в теплых помещениях и долго прослужить. Есть тыпы сталей, которые быстро ржавеют из-за постоянного контакта воды и воздуха(например баки, в которых постоянно меняется уровень воды)

Прочитать ещё 2 ответа

Источник

Предыдущая статья
Пицца это какой продукт
Следующая статья
Какие продукты нельзя кушать кормящим женщинам
© А какой продукт?