Основные свойства металлов механические: Основные свойства металлов и сплавов

Содержание

Механические свойства металлов | Металлы и сплавы

 

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.).
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

Основные свойства стали

Сталь – это универсальный и удобный в работе металл, который широко применяется для изготовления уголка 63х63, арматуры и других видов металлопроката. Изделия из этого материала используются в машиностроении, строительстве и других сферах. Широкое распространение стали обусловлено ее исключительными свойствами: механическими, физическими, технологическими и химическими.

Механические

  • Прочность. Это свойство обуславливает способность металла выдерживать значительную внешнюю нагрузку, не разрушаясь. Количественно этот показатель характеризуется пределом текучести и пределом прочности.
    • Предел прочности. Максимальное механическое напряжение, при превышении которого сталь разрушается.
    • Предел текучести. Данный параметр показывает механическое напряжение, при превышении которого материал продолжает удлиняться в условиях отсутствия нагрузки.
  • Пластичность. Благодаря этому свойству металл изменяет свою форму под действием внешней нагрузки и сохраняет ее при отсутствии внешнего воздействия. Количественно это свойство оценивается относительным удлинением при растяжении и углом загиба.
  • Ударная вязкость. Обозначает способность металла сопротивляться динамическим нагрузкам. Количественно эта характеристика оценивается работой, которая требуется для разрушения образца, отнесенной к площади его поперечного сечения.
  • Твердость. Это свойство позволяет металлу сопротивляться попаданию в него твердых тел. Количественно характеризуется нагрузкой, отнесенной к площади отпечатка при вдавливании алмазной пирамиды (метод Виккерса) или стального шарика (метод Бринелля).

Физические

  • Плотность. Это масса материала, заключенного в единичном объеме. Именно благодаря высокой плотности арматура а500с и другие изделия из стали широко применяются в строительстве.
  • Теплопроводность. Характеризует способность металла передавать теплоту от более нагретых частей к менее нагретым;
  • Электропроводность. Определяет способность стали пропускать электрический ток.

Химические

  • Окисляемость. Это свойство представляет собой способность металла соединяться с кислородом. Окисляемость усиливается с повышением температуры металла. Стали с низким содержанием углерода окисляются с образованием ржавчины (оксидов железа) под действием воды или влажного воздуха.
  • Коррозионная стойкость. Это способность вещества не вступать в химические реакции и не окисляться.
  • Жаростойкость. Жаростойкость характеризует способность металла не окисляться под воздействием высокой температуры и не образовывать окалины.
  • Жаропрочность. Уровень жаропрочности определяет способность металла сохранять свои прочностные характеристики при воздействии высокой температуры.

Технологические

  • Ковкость. Это свойство говорит о способности металла принимать новую форму в результате воздействия внешних сил.
  • Обрабатываемость резанием. Сталь хорошо поддается механической обработке режущим инструментом, благодаря чему облегчается процесс производства трубы 60х30 и других изделий металлопроката.
  • Жидкотекучесть. Обозначает способность расплавленного металла заполнять пространства и узкие зазоры.
  • Свариваемость. Это свойство позволяет проводить эффективную работу по сварке. В результате образовывается надежное соединение без дефектов.

Механические испытания металлов, испытание металлов в Ростове

Механические испытания имеют важнейшее значение в промышленности. Целью механических испытаний металлов является определение качественных и эксплуатационных характеристик материалов, в частности, прочности и пластичности. На основе полученных результатов делают прогнозы относительно поведения металлических деталей в реальных условиях.

Методы и виды испытаний

Металлические детали машин и механизмов в процессе эксплуатации подвергаются различным нагрузкам и воздействиям, которые по характеру бывают растягивающие, сжимающие или сдвиговые. В зависимости от вида материала и целей экспертизы применяют различные методики испытания механических свойств металлов:

  • статические – образцы подвергаются воздействию постоянной или плавно возрастающей нагрузки;
  • динамические – нагрузка в процессе опыта увеличивается с большой скоростью;
  • циклические – направление и величина нагрузки изменяются многократно;
  • технологические – оценивается поведение материалов при испытании на специальных установках, имитирующих специфические условия эксплуатации.

Определение твёрдости

Чаще всего проводятся механические испытания металлов на твёрдость. Эта характеристика показывает способность материала сопротивляться проникновению в него более твёрдого объекта. Существует несколько методик проведения экспертизы: вдавливание в поверхность стального шарика (по Бринеллю), алмазного конуса (по Роквеллу), 4-гранной алмазной пирамиды (по Виккерсу).

Существенным преимуществом данной методики является простота проведения опыта. При этом испытуемое изделие не разрушается и может поступить в продажу. По результатам определения твёрдости можно сделать вывод о приблизительном пределе прочности металла при растяжении.

Испытание на растяжение

Востребованный вид механических испытаний металлов, который позволяет определить такие важнейшие характеристики, как предел прочности, относительное удлинение, предел упругости, предел тягучести.

Для исследования берут образцы с круглым или прямоугольным сечением, которые закрепляют на лабораторной машине и растягивают с постоянной скоростью. В процессе механических испытаний стали и других пластичных материалов фиксируется изменение деформации, затем математическими вычислениями определяются требуемые показатели.

Испытание на сжатие

Испытания на растяжение не дают объективных результатов при исследованиях хрупких материалов. В этом случае используют другой способ определения прочностных характеристик – испытания на сжатие. Также этот вид экспертизы необходим, когда в реальных рабочих условиях на деталь действуют сжимающие нагрузки. Опытный образец устанавливают между платформами пресса и прикладывают к нему давление, в результате чего происходит деформация или разрушение материала.

Механические испытания металлов – это комплекс исследований, проводимых в лаборатории на специальном оборудовании с целью определения физико-механических свойств материалов. Экспертиза даёт объективные данные о свойствах испытуемых материалов, возможности их применения для массового производства деталей машин, оборудования, сооружений.

«Лабораторно-исследовательский центр» проводит механические испытания тонких листов, проволоки, листового и фасонного проката, труб, стали арматурной, соединений сварных арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций, сварных соединений металлических материалов, крепежей и метизов по показателям:

  • Прочность при растяжении
  • Временное сопротивление
  • Предел текучести
  • Относительное удлинение
  • Относительное сужение
  • Изгиб/загиб
  • На ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенной температурах
  • Твердость по Бринеллю (вдавливанием шарика)
  • Твердость по Виккерсу (вдавливанием алмазного наконечника в форме правильной четырехгранной пирамиды)
  • Твердость по Роквеллу (вдавливанием в поверхность образца (изделия) алмазного конуса или стального сферического наконечника)

По окончании работ выдается официальный протокол исследований, признаваемый государственными и коммерческими структурами.

Подробнее с перечнем услуг, а также их стоимостью Вы можете ознакомиться в нашем прайс-листе.

Механические свойства металлов и сплавов

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.

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.

МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА — это… Что такое МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА?

МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Когда на металлический образец действует сила или система сил, он реагирует на это, изменяя свою форму (деформируется). Различные характеристики, которыми определяются поведение и конечное состояние металлического образца в зависимости от вида и интенсивности сил, называются механическими свойствами металла. Интенсивность силы, действующей на образец, называется напряжением и измеряется как полная сила, отнесенная к площади, на которую она действует. Под деформацией понимается относительное изменение размеров образца, вызванное приложенными напряжениями.
УПРУГАЯ И ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ, РАЗРУШЕНИЕ
Если напряжение, приложенное к металлическому образцу, не слишком велико, то его деформация оказывается упругой — стоит снять напряжение, как его форма восстанавливается. Некоторые металлические конструкции намеренно проектируют так, чтобы они упруго деформировались. Так, от пружин обычно требуется довольно большая упругая деформация. В других случаях упругую деформацию сводят к минимуму. Мосты, балки, механизмы, приборы делают по возможности более жесткими. Упругая деформация металлического образца пропорциональна силе или сумме сил, действующих на него. Это выражается законом Гука, согласно которому напряжение равно упругой деформации, умноженной на постоянный коэффициент пропорциональности, называемый модулем упругости: s = eY, где s — напряжение, e — упругая деформация, а Y — модуль упругости (модуль Юнга). Модули упругости ряда металлов представлены в табл. 1.
Пользуясь данными этой таблицы, можно вычислить, например, силу, необходимую для того, чтобы растянуть стальной стержень квадратного поперечного сечения со стороной 1 см на 0,1% его длины: F = Y*A*DL/L = 200 000 МПа ґ 1 см2*0,001 = 20 000 Н (= 20 кН) Когда к металлическому образцу прикладываются напряжения, превышающие его предел упругости, они вызывают пластическую (необратимую) деформацию, приводящую к необратимому изменению его формы. Более высокие напряжения могут вызвать разрушение материала. Важнейшим критерием при выборе металлического материала, от которого требуется высокая упругость, является предел текучести. У самых лучших пружинных сталей практически такой же модуль упругости, как и у самых дешевых строительных, но пружинные стали способны выдерживать гораздо большие напряжения, а следовательно, и гораздо большие упругие деформации без пластической деформации, поскольку у них выше предел текучести. Пластические свойства металлического материала (в отличие от упругих) можно изменять путем сплавления и термообработки. Так, предел текучести железа подобными методами можно повысить в 50 раз. Чистое железо переходит в состояние текучести уже при напряжениях порядка 40 МПа, тогда как предел текучести сталей, содержащих 0,5% углерода и несколько процентов хрома и никеля, после нагревания до 950° С и закалки может достигать 2000 МПа. Когда металлический материал нагружен с превышением предела текучести, он продолжает деформироваться пластически, но в процессе деформирования становится более твердым, так что для дальнейшего увеличения деформации требуется все больше повышать напряжение. Такое явление называется деформационным или механическим упрочнением (а также наклепом). Его можно продемонстрировать, скручивая или многократно перегибая металлическую проволоку. Деформационное упрочнение металлических изделий часто осуществляется на заводах. Листовую латунь, медную проволоку, алюминиевые стержни можно холодной прокаткой или холодным волочением довести до уровня твердости, который требуется от окончательной продукции.
Растяжение. Соотношение между напряжением и деформацией для материалов часто исследуют, проводя испытания на растяжение, и при этом получают диаграмму растяжения — график, по горизонтальной оси которого откладывается деформация, а по вертикальной — напряжение (рис. 1). Хотя при растяжении поперечное сечение образца уменьшается (а длина увеличивается), напряжение обычно вычисляют, относя силу к исходной площади поперечного сечения, а не к уменьшенной, которая давала бы истинное напряжение. При малых деформациях это не имеет особого значения, но при больших может приводить к заметной разнице. На рис. 1 представлены кривые деформация — напряжение для двух материалов с неодинаковой пластичностью. (Пластичность — это способность материала удлиняться без разрушения, но и без возврата к первоначальной форме после снятия нагрузки.) Начальный линейный участок как той, так и другой кривой заканчивается в точке предела текучести, где начинается пластическое течение. Для менее пластичного материала высшая точка диаграммы, его предел прочности на растяжение, соответствует разрушению. Для более пластичного материала предел прочности на растяжение достигается тогда, когда скорость уменьшения поперечного сечения при деформировании становится больше скорости деформационного упрочнения. На этой стадии в ходе испытания начинается образование «шейки» (локальное ускоренное уменьшение поперечного сечения). Хотя способность образца выдерживать нагрузку уменьшается, материал в шейке продолжает упрочняться. Испытание заканчивается разрывом шейки.

Рис. 1. ДИАГРАММЫ РАСТЯЖЕНИЯ для двух металлов с разной пластичностью: сравнительно хрупкого (штриховая линия) и более пластичного (сплошная линия). Пределы текучести обоих металлов почти совпадают. Более хрупкий металл разрушается по достижении своего предела прочности при растяжении, а более пластичный — пройдя через свой предел прочности.
Типичные значения величин, характеризующих прочность на растяжение ряда металлов и сплавов, представлены в табл. 2. Нетрудно видеть, что эти значения для одного и того же материала могут сильно различаться в зависимости от обработки.
Сжатие. Упругие и пластические свойства при сжатии обычно весьма сходны с тем, что наблюдается при растяжении (рис. 2). Кривая соотношения между условным напряжением и условной деформацией при сжатии проходит выше соответствующей кривой для растяжения только потому, что при сжатии поперечное сечение образца не уменьшается, а увеличивается. Если же по осям графика откладывать истинное напряжение и истинную деформацию, то кривые практически совпадают, хотя при растяжении разрушение происходит раньше.

Рис. 2. ДИАГРАММЫ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ.
Кривая условного напряжения для сжатия проходит выше, чем для растяжения, только потому, что при сжатии поперечное сечение увеличивается, а не уменьшается.
Твердость. Твердость материала — это его способность сопротивляться пластической деформации. Поскольку испытания на растяжение требуют дорогостоящего оборудования и больших затрат времени, часто прибегают к более простым испытаниям на твердость. При испытаниях по методам Бринелля и Роквелла в поверхность металла при заданных нагрузке и скорости нагружения вдавливают «индентор» (наконечник, имеющий форму шара или пирамиды). Затем измеряют (часто это делается автоматически) размер отпечатка, и по нему определяют показатель (число) твердости. Чем меньше отпечаток, тем больше твердость. Твердость и предел текучести — это в какой-то мере сравнимые характеристики: обычно при увеличении одной из них увеличивается и другая. Может сложиться впечатление, что в металлических материалах всегда желательны максимальные предел текучести и твердость. На самом деле это не так, и не только по экономическим соображениям (процессы упрочнения требуют дополнительных затрат). Во-первых, материалам необходимо придавать форму различных изделий, а это обычно осуществляется с применением процессов (прокатки, штамповки, прессования), в которых важную роль играет пластическая деформация. Даже при обработке на металлорежущем станке очень существенна пластическая деформация. Если твердость материала слишком велика, то для придания ему нужной формы требуются слишком большие силы, вследствие чего режущие инструменты быстро изнашиваются. Такого рода трудности можно уменьшить, обрабатывая металлы при повышенной температуре, когда они становятся мягче. Если же горячая обработка невозможна, то используется отжиг металла (медленные нагрев и охлаждение). Во-вторых, по мере того как металлический материал становится тверже, он обычно теряет пластичность. Иначе говоря, материал становится хрупким, если его предел текучести столь велик, что пластическая деформация не происходит вплоть до тех напряжений, которые сразу же вызывают разрушение. Конструктору обычно приходится выбирать какие-то промежуточные уровни твердости и пластичности.
Ударная вязкость и хрупкость. Вязкость противоположна хрупкости. Это способность материала сопротивляться разрушению, поглощая энергию удара. Например, стекло хрупкое, потому что оно не способно поглощать энергию за счет пластической деформации. При столь же резком ударе по листу мягкого алюминия не возникают большие напряжения, так как алюминий способен к пластической деформации, поглощающей энергию удара. Существует много разных методов испытания металлов на ударную вязкость. При использовании метода Шарпи призматический образец металла с надрезом подставляют под удар отведенного маятника. Работу, затраченную на разрушение образца, определяют по расстоянию, на которое маятник отклоняется после удара. Такие испытания показывают, что стали и многие металлы ведут себя как хрупкие при пониженных температурах, но как вязкие — при повышенных. Переход от хрупкого поведения к вязкому часто происходит в довольно узком температурном диапазоне, среднюю точку которого называют температурой хрупко-вязкого перехода. Другие испытания на ударную вязкость тоже указывают на наличие такого перехода, но измеренная температура перехода изменяется от испытания к испытанию в зависимости от глубины надреза, размеров и формы образца, а также от метода и скорости ударного нагружения. Поскольку ни в одном из видов испытаний не воспроизводится весь диапазон рабочих условий, испытания на ударную вязкость ценны лишь тем, что позволяют сравнивать разные материалы. Тем не менее они дали много важной информации о влиянии сплавления, технологии изготовления и термообработки на склонность к хрупкому разрушению. Температура перехода для сталей, измеренная по методу Шарпи с V-образным надрезом, может достигать +90° С, но соответствующими легирующими присадками и термообработкой ее можно понизить до -130° С. Хрупкое разрушение стали было причиной многочисленных аварий, таких, как неожиданные прорывы трубопроводов, взрывы сосудов давления и складских резервуаров, обвалы мостов. Среди самых известных примеров — большое количество морских судов типа «Либерти», обшивка которых неожиданно расходилась во время плавания. Как показало расследование, выход из строя судов «Либерти» был обусловлен, в частности, неправильной технологией сварки, оставлявшей внутренние напряжения, плохим контролем за составом сварного шва и дефектами конструкции. Сведения, полученные в результате лабораторных испытаний, позволили существенно уменьшить вероятность таких аварий. Температура хрупко-вязкого перехода некоторых материалов, например вольфрама, кремния и хрома, в обычных условиях значительно выше комнатной. Такие материалы обычно считаются хрупкими, и придавать им нужную форму за счет пластической деформации можно только при нагреве. В то же время медь, алюминий, свинец, никель, некоторые марки нержавеющих сталей и другие металлы и сплавы вообще не становятся хрупкими при понижении температуры. Хотя многое уже известно о хрупком разрушении, это явление нельзя еще считать полностью изученным.
Усталость. Усталостью называется разрушение конструкции под действием циклических нагрузок. Когда деталь изгибается то в одну, то в другую сторону, ее поверхности поочередно подвергаются то сжатию, то растяжению. При достаточно большом числе циклов нагружения разрушение могут вызывать напряжения, значительно более низкие, чем те, при которых происходит разрушение в случае однократного нагружения. Знакопеременные напряжения вызывают локализованные пластическую деформацию и деформационное упрочнение материала, в результате чего с течением времени возникают малые трещины. Концентрация напряжений вблизи концов таких трещин заставляет их расти. Сначала трещины растут медленно, но по мере уменьшения поперечного сечения, на которое приходится нагрузка, напряжения у концов трещин увеличиваются. При этом трещины растут все быстрее и, наконец, мгновенно распространяются на все сечение детали.
См. также РАЗРУШЕНИЯ МЕХАНИЗМЫ. Усталость, несомненно, является самой распространенной причиной выхода конструкций из строя в условиях эксплуатации. Особенно подвержены этому детали машин, работающие в условиях циклического нагружения. В авиастроении усталость оказывается очень важной проблемой из-за вибрации. Во избежание усталостного разрушения приходится часто проверять и заменять детали самолетов и вертолетов.
Ползучесть. Ползучестью (или крипом) называется медленное нарастание пластической деформации металла под действием постоянной нагрузки. С появлением воздушно-реактивных двигателей, газовых турбин и ракет стали приобретать все более важное значение свойства материалов при повышенных температурах. Во многих областях техники дальнейшее развитие сдерживается ограничениями, связанными с высокотемпературными механическими свойствами материалов. При нормальных температурах пластическая деформация устанавливается почти мгновенно, как только прикладывается соответствующее напряжение, и в дальнейшем мало увеличивается. При повышенных же температурах металлы не только становятся мягче, но и деформируются так, что деформация продолжает нарастать со временем. Такая зависящая от времени деформация, или ползучесть, может ограничивать срок службы конструкций, которые должны длительное время работать при повышенных температурах. Чем больше напряжения и чем выше температура, тем больше скорость ползучести. Типичные кривые ползучести представлены на рис. 3. После начальной стадии быстрой (неустановившейся) ползучести эта скорость уменьшается и становится почти постоянной. Перед разрушением скорость ползучести вновь увеличивается. Температура, при которой ползучесть становится критической, неодинакова для разных металлов. Предметом забот телефонных компаний является ползучесть подвесных кабелей в свинцовой оболочке, работающих при обычных температурах окружающей среды; в то же время некоторые специальные сплавы могут работать при 800° С, не обнаруживая чрезмерной ползучести.

Рис. 3. ТИПИЧНЫЕ КРИВЫЕ ПОЛЗУЧЕСТИ. После стадии быстрой неустановившейся ползучести скорость ползучести уменьшается и становится почти постоянной, а затем наступает стадия ускоренной ползучести, которая завершается разрушением.
Срок службы деталей в условиях ползучести может определяться либо предельно допустимой деформацией, либо разрушением, и конструктор должен всегда иметь в виду эти два возможных варианта. Пригодность материалов для изготовления изделий, рассчитанных на длительную работу при повышенных температурах, например лопаток турбин, трудно оценить заранее. Испытания за время, равное предполагаемому сроку службы, зачастую практически невозможны, а результаты кратковременных (ускоренных) испытаний не так просто экстраполировать на более длительные сроки, поскольку может измениться характер разрушения. Хотя механические свойства жаропрочных сплавов постоянно улучшаются, перед металлофизиками и материаловедами всегда будет стоять задача создания материалов, способных выдерживать еще более высокие температуры.
См. также МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ.
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА
Выше речь шла об общих закономерностях поведения металлов под действием механических нагрузок. Чтобы лучше понять соответствующие явления, нужно рассмотреть атомное строение металлов. Все твердые металлы — кристаллические вещества. Они состоят из кристаллов, или зерен, расположение атомов в которых соответствует правильной трехмерной решетке. Кристаллическую структуру металла можно представить как состоящую из атомных плоскостей, или слоев. Когда прикладывается напряжение сдвига (сила, заставляющая две соседние плоскости металлического образца скользить друг по другу в противоположных направлениях), один слой атомов может сдвинуться на целое межатомное расстояние. Такой сдвиг скажется на форме поверхности, но не на кристаллической структуре. Если один слой сдвинется на много межатомных расстояний, то на поверхности образуется «ступенька». Хотя отдельные атомы слишком малы, чтобы их можно было увидеть под микроскопом, ступеньки, образовавшиеся за счет скольжения, хорошо видны под микроскопом и названы линиями скольжения. Обычные металлические предметы, встречающиеся нам ежедневно, являются поликристаллическими, т.е. состоят из большого числа кристаллов, в каждом из которых своя ориентация атомных плоскостей. Деформация обычного поликристаллического металла имеет с деформацией монокристалла то общее, что она происходит за счет скольжения по атомным плоскостям в каждом кристалле. Заметное же скольжение целых кристаллов по их границам наблюдается только в условиях ползучести при повышенных температурах. Средний размер одного кристалла, или зерна, может составлять от нескольких тысячных до нескольких десятых долей сантиметра. Желательна более мелкая зернистость, так как механические характеристики мелкозернистого металла лучше, чем у крупнозернистого. Кроме того, мелкозернистые металлы менее хрупки.
Скольжение и дислокации. Процессы скольжения удалось подробнее исследовать на монокристаллах металлов, выращенных в лаборатории. При этом выяснилось не только то, что скольжение происходит в некоторых определенных направлениях и обычно по вполне определенным плоскостям, но и то, что монокристаллы деформируются при очень малых напряжениях. Переход монокристаллов в состояние текучести начинается для алюминия при 1, а для железа — при 15-25 МПа. Теоретически же этот переход в обоих случаях должен происходить при напряжениях ок. 10 000 МПа. Такое расхождение между экспериментальными данными и теоретическими расчетами на протяжении многих лет оставалось важной проблемой. В 1934 Тейлор, Полани и Орован предложили объяснение, основанное на представлении о дефектах кристаллической структуры. Они высказали предположение, что при скольжении сначала происходит смещение в какой-то точке атомной плоскости, которое затем распространяется по кристаллу. Граница между сдвинувшейся и несдвинувшейся областями (рис. 4) представляет собой линейный дефект кристаллической структуры, названный дислокацией (на рисунке эта линия уходит в кристалл перпендикулярно плоскости рисунка). Когда к кристаллу прикладывается напряжение сдвига, дислокация движется, вызывая скольжение по плоскости, в которой она находится. После того как дислокации образовались, они очень легко движутся по кристаллу, чем и объясняется «мягкость» монокристаллов.

Рис. 4. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА. а — напряжение сдвига прилагается в направлении стрелок; слева образуется дислокация (б), обведенная кружком, которая движется вправо (в), после чего снова восстанавливается равновесие (г).
В кристаллах металлов обычно имеется множество дислокаций (общая длина дислокаций в одном кубическом сантиметре отожженного металлического кристалла может составлять более 10 км). Но в 1952 научные сотрудники лабораторий корпорации «Белл телефон», испытывая на изгиб очень тонкие нитевидные кристаллы («усы») олова, обнаружили, к своему удивлению, что изгибная прочность таких кристаллов близка к теоретическому значению для совершенных кристаллов. Позднее были обнаружены чрезвычайно прочные нитевидные кристаллы и многих других металлов. Как предполагают, столь высокая прочность обусловлена тем, что в таких кристаллах либо вообще нет дислокаций, либо имеется одна, идущая по всей длине кристалла.
Температурные эффекты. Влияние повышенных температур можно объяснить, исходя из представлений о дислокациях и зеренной структуре. Многочисленные дислокации в кристаллах деформационно-упрочненного металла искажают кристаллическую решетку и увеличивают энергию кристалла. Когда же металл нагревается, атомы становятся подвижными и перестраиваются в новые, более совершенные кристаллы, содержащие меньше дислокаций. С такой рекристаллизацией и связано разупрочнение, которое наблюдается при отжиге металлов.
ЛИТЕРАТУРА
Бернштейн М.Л., Займовский В.А. Механические свойства металлов. М., 1979 Уайэтт О.Г., Дью-Хьюз Д. Металлы, керамики, полимеры. М., 1979 Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов. Л., 1980 Соболев Н.Д., Богданович К.П. Механические свойства материалов и основы физики прочности. М., 1985 Жуковец И.И. Механические испытания металлов. М., 1986 Бобылев А.В. Механические и технологические свойства металлов. М., 1987

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

  • ЧАН-ЧАН
  • РАЗРУШЕНИЯ МЕХАНИЗМЫ

Полезное


Смотреть что такое «МЕТАЛЛОВ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА» в других словарях:

  • Механические свойства материалов — Механические свойства материалов, такие как прочность, сопротивление разрушению, твёрдость и др. являются во многих случаях определяющими для принятия решения о применении материала. Методы проверки механических свойств Следует отметить следующие …   Википедия

  • МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА — материалов реакция материала на приложенные механич. нагрузки. Осн. характеристиками механич. свойств являются напряжения и деформации. Напряжения характеристики сил, к рые относят к единице сечения образца материала или изделия, конструкции из… …   Физическая энциклопедия

  • Механические свойства — материалов, такие как прочность, сопротивление разрушению, твёрдость и др. являются во многих случаях определяющими для принятия решения о применении материала. Методы проверки механических свойств Следует отметить следующие основные методы… …   Википедия

  • Механические свойства материалов —         совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воз действующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения. В соответствии с этим М. с. м. измеряют …   Большая советская энциклопедия

  • МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА — материалов, определяют их поведение под действием мех. нагрузки. Основные М. с. твердых тел деформационные (жесткость, пластичность, ползучесть, твердость, предельные деформации при разрушении e), прочностные (предел прочности s, долговечность,… …   Химическая энциклопедия

  • ГОСТ Р ИСО 898-5-2009: Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 5. Установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные изделия, не подвергаемые растягивающим напряжениям — Терминология ГОСТ Р ИСО 898 5 2009: Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 5. Установочные винты и аналогичные резьбовые крепежные изделия, не подвергаемые растягивающим напряжениям оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Физико-механические свойства платиновых металлов — Металл Атомная масса, г Плотность при 20°С, г/см3 Температура плавления, °С Удельное электрическое сопротивление, Ом ·м Отражательная способность, % …   Химический справочник

  • МЕТАЛЛОВ ИСПЫТАНИЯ — Цель испытания материалов состоит в том, чтобы оценить качество материала, определить его механические и эксплуатационные характеристики и выявить причины потери прочности. Химические методы. Химические испытания обычно состоят в том, что… …   Энциклопедия Кольера

  • свойства металлов — [properties of metals] характеристики металлов и сплавов, а также изделий (полуфабрикатов) из них, преимущественно определяется их атомно кристаллическим строением, химическим составом, количеством и свойствами отдельных фазовых составляющих, их… …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • МЕТАЛЛОВ ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ — формование металлических материалов механическими средствами без снятия стружки. Наряду с формообразованием обработка давлением может улучшать качество и механические свойства металла. Обработка металлов давлением производится либо в горячем… …   Энциклопедия Кольера


Механические свойства

Область напряжений, при которых происходит только упругая деформация, ограничена пределом пропорциональности ?пц. В этой области в каждом зерне имеют место только упругие деформации, а для образца в целом выполняется закон Гука – деформация пропорциональна напряжению (отсюда и название предела).

Переход к пластическому состоянию наблюдается в таком интервале нагрузок, при которых движение дислокаций (и, следовательно, пластическая деформация) происходит только в отдельных кристаллических зернах, а в остальных продолжает реализовываться механизм упругой деформации.

Пластическое состояние реализуется, когда движение дислокаций происходит во всех зернах образца.

После перестройки дислокационной структуры (завершения пластической деформации) металл возвращается в упругое состояние, но с измененными упругими свойствами. 

2.5. ТВЕРДОСТЬ

В единицах HRC часто формулируют требования к  качеству поверхности стальных деталей после термообработки. Твердость HRC в наибольшей степени отражает уровень рабочих характеристик высокопрочных сталей, а с учетом простоты измерений по Роквеллу, очень широко применяется на практике. Подробно о методе Роквелла с описанием различных шкал и твердости разных классов материалов см. http://www.fast-const.ru/articles.php?article_id=2

3.1. ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ (ВЯЗКОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ)

     Свойство противостоять усталости называется выносливостью.    Её важнейшей характеристикой является предел выносливости. Он  показывает наибольшее напряжение цикла, при котором не происходит усталостного разрушения после заданного числа циклов.       Чаще используют симметричные знако-переменные циклы (поочередно действуют одинаковые по амплитуде сжимающие и растягивающие напряжения), в таких случаях предел выносливости  обозначается ?-1.

Испытания на усталостную прочность регламентированы  в ГОСТ 25.502.79 и в ГОСТ 25.505-85

В другом варианте  нижний индекс указывает допустимую скорость установившейся ползучести.

Для получения необходимой полноты сведений о свойствах необходимо пользоваться не ГОСТами, в которых приведены несколько легкоизмеряемых величин,а справочной литературой.

Металлы, их физические, химические и механические свойства

МЕТАЛЛЫ, ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА  [c.5]

Все свойства металлов, как и других элементов, прежде всего определяются порядковым номером в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева, т. е. числом электронов в атоме и их строением, определяющим кристаллическую структуру, физические, химические и, механические свойства. Последние зависят прежде всего от температуры.  [c.190]


К технологическим свойствам металлов и сплавов относится способность их поддаваться различным видам обработки. Из технологических свойств наибольшее значение имеют обрабатываемость, свариваемость, ковкость, прокаливаемость и жидкотекучесть. Эти свойства определяются совокупностью физических, химических и механических свойств.  [c.12]

Приведена информация по цветным металлам —их физическим, химическим, механическим и другим свойствам, методам получения, разделения, рафинирования, литья и горячей обработки. Описаны области применения цветных металлов и их сплавов.  [c.2]

Ядерные топливные элементы, содержащие ядерное топливо, должны быть плакированы нерасщепляющимся материалом для предотвращения коррозии, деформации и потери радиоактивных частиц в охлаждающую жидкость. Ядерные топливные элементы плакируются различными металлами, в частности алюминием, коррозионно-стойкой сталью, магнием и его сплавами, цирконием и его сплавами, никелем, бериллием, ниобием, ванадием, а также графитом. Основными плакирующими металлами являются алюминий, цирконий, магний и коррозионно-стойкая сталь. Выбор плакирующих материалов зависит от их ядерных свойств, химической и физической совместимости с ядерным топливом, коррозионной стойкости и механических свойств. Плакированный слой должен обладать достаточно высоким пределом ползучести, чтобы оказать сопротивление деформации, вызванной давлением газов, вследствие процесса расщепления атомов.  [c.102]

Структура металлических осадков является одним из главных факторов, определяющих их химические, физические и механические свойства. Поэтому получение осадков требуемой структуры имеет большое значение при электролитическом покрытии изделий металлами.  [c.11]

В «Справочнике приведены сведения о химическом составе, физических и механических свойствах, термомеханических параметрах, технологических процессах ковки и штамповки цветных металлов и сплавов на их основе.  [c.2]

Некоторые физические и механические свойства платиноидов собраны в табл. 33, знакомясь с которой следует обратить внимание на высокие температуры плавления металлов и их твердость, близкую, например, у иридия, осмия и рутения к закаленной стали. Вместе с тем золоту и платине свойственны мягкость, ковкость и тягучесть. О химических свойствах сказано ниже.  [c.271]

Справочная книга содержит сведения о химическом составе, физических и механических свойствах и коррозионной стойкости конструкционных углеродистых и легированных сталей и чугунов, цветных металлов и их сплавов, применяемых в химическом машиностроении, а также для машин и аппаратов бумажно-целлюлозной, пищевой, нефтяной и смежных отраслей промышленности.  [c.2]


Хотя выбор благородных металлов для различных конкретных областей применения в большинстве случаев связан с их химическими, а не физическими или механическими свойствами, все же некоторое обсуждение последних необходимо. Данные о физических и механических свойствах благородных металлов представлены в табл. 4.1 и 4.2, а некоторые подробности, касающиеся конкретных металлов, будут рассмотрены ниже.  [c.215]

Неметаллические конструкционные материалы значительно отличаются от металлов по физическим, химическим, механическим и технологическим свойствам технологические процессы их производства и обработки являются оригинальными и рассматриваются отдельно от способов обработки металлов, хотя и имеют часто одинаковые наименования.  [c.6]

К числу новых конструкционных металлов и сплавов, которые уже используются в настоящее время или могут найти в недалеком будущем широкое применение в качестве коррозионностойких материалов в химическом машиностроении, в ядерных установках, в производствах, связанных с высокотемпературной техникой, относятся титан, тантал, цирконий, молибден, ниобий и ряд карбидов, нитридов, силицидов тугоплавких металлов и др. Эти металлы и некоторые сплавы на их основе сочетают в себе весьма ценные физические и механические свойства и исключительную, для некоторых из них, коррозионную стойкость в наиболее сильно агрессивных средах, которая превосходит стойкость нержавеющих сталей, платины, золота, серебра и т. п. металлов.  [c.247]

Практическое металловедение дает возможность выбирать металлы или сплавы для определенных целей, основываясь на их физических, химических, механических и технологических свойствах.  [c.5]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке .  [c.6]

Сварка разнородных металлов занимает особое место в сварочной науке благодаря возможности сочетать в сварных конструкциях разнообразные свойства металлов, необходимые при все более усложняющихся технологических и эксплуатационных задачах, возникающих в промышленности. Технологические сложности сварки разнородных металлов обусловлены комплексом проблем, вызванных различными физическими и химическими свойствами свариваемых материалов, необходимостью создания прочного контакта в месте их соединения, который часто должен обладать особыми механическими, тепловыми, электрическими и другими свойствами.  [c.485]

Электронная структура металлов определяет не только химические, но и многие их физические свойства. Это в первую очередь электропроводность, магнитные свойства, а также некоторые механические свойства и свойства переноса (подвижность атомов и дефектов).  [c.28]


Теория пластичности металлов изучает основные закономерности их пластической деформации, а также разрабатывает теоретические основы методов расчета напряженно-деформированного состояния металла при его обработке давлением. Условно различают физическую, математическую и прикладную теории пластичности. Физическая теория пластичности на основе реального кристаллического строения металлов и дефектов их кристаллических решеток изучает механизм пластической деформации, влияние холодной и горячей пластической деформации на механические, физические и химические свойства металла.  [c.6]

Поведение ПИ НС в растворителе. Химические, физические и физико-химические свойства ПИНС в растворителе связаны с одной стороны с их физической (механической), коллоидной и химической стабильностью при хранении и транспортировании продукта в таре при обычных, низких и повышенных температурах, с другой — с кинетикой испарения растворителя при нанесении его на металл, со способностью к распылению через форсунки и образованию при этом хорошего факела, со способностью схватываться с поверхностью металла, удерживаться на вертикальных поверхностях и не оказывать вредного воздействия на другие конструкционные материалы (резину, пластические массы, лакокрасочные материалы и др.).  [c.58]

В ней рассмотрены структура, физические, химические, механические и технологические свойства металлов и изложены методы их определения описаны неметаллические материалы (пластмассы, абразивные материалы) приведены сведения о металлургии черных и цветных металлов, литейном производстве, обработке металлов давлением, о сварке металлов, резании, термической обработке.  [c.2]

Свойства металлов И сплавов зависят от состава и структуры. Их определяют различными методами, которые нужно разделить на механические, физические, технологические, химические и специальные (определение жаропрочности, коррозионной стойкости и т. д.).  [c.81]

Наиболее важным в технике являются свойства технических металлов и их сплавов — механические, химические, физические (электрические, магнитные и др.). Свойствами металлов и сплавов определяется возможность и целесообразность применения того или иного металла (сплава) при постройке сооружения, при изготовлении детали механизма или аппарата. Свойства же металла или сплава зависят от его строения (структуры), понимаемого в широком смысле.  [c.9]

Знание свойств металлов необходимо для правильного и рационального использования их в производстве. Различают физические, химические, механические и технологические свойства металлов.  [c.32]

Однако при сварке, в отличие от способов механического крепления заготовок, возникает ряд специфических проблем, связанных с тепловым воздействием источников нагрева при сварке плавлением, с приложением механических усилий без сопутствующего нагрева при соединении заготовок под давлением. В результате в металле протекают физико-химические процессы, которые могут повести к нежелательному изменению его свойств, развитию физической (структурной) и химической неоднородности и появлению остаточных деформаций и напряжений. Особенно сложны эти проблемы при соединении разнородных металлов, отличающихся кристаллическим строением и теплофизическими характеристиками. Поэтому при проектировании сварных соединений следует учитывать совокупность конструктивных и технологических факторов, а также свойства соединяемых материалов. Принятые конструктивные формы в известной мере ограничивают технологические возможности в смысле выбора способа сварки, от которого зависит, в свою очередь, конечный результат технологического процесса изготовления конструкции. Под технологичностью сварной конструкции понимают такое конструктивное оформление, при котором вместе с удобствами изготовления обеспечивается возможность применения высокопроизводительных технологических процессов при максимальной механизации и автоматизации отдельных технологических операций. При создании наиболее рациональных конструкций необходимо в процессе их проектирования исходить нз условий обеспечения максимальных удобств при выполнении отдельных технологических операций и минимального веса при заданном качестве сварного соединения. Кроме того следует учитывать, что неизбежные искажения формы, вызываемые тепловым эффектом сварочного процесса, должны быть минимальны.  [c.376]

Изучение поверхностей трения деталей машин, работающих в различных условиях эксплуатации, и большой опыт лабораторных исследований позволяют утверждать, что при всех нормальных условиях внешнего трения существуют защитные поверхностные структуры. Механические, физические и химические свойства этих структур обусловливают антифрикционность, износостойкость и фрикцион-ность трущихся узлов и сопряжений. Общим для защитных структур на поверхностях трения является их приспосабливаемость к условиям нагружения — высокое сопротивление нормальным напряжениям и легкость сдвига под действием тангенциальных усилий. В наиболее простом случае окислительного износа на поверхностях трения образуются пленки окислов различного состава и толщины, а также слои твердых растворов кислорода в металле и эвтектик разной степени насыщения. Окислы, образующиеся на тех или иных металлах, различны. Наряду с большим значением механических свойств пленок (твердости, прочности, хрупкости и др.) существенную роль играет прочность соединения пленок с основным металлом [20].  [c.48]


Характерной особенностью кристаллов вообще и металлов в частности является анизотропия (векториальность) свойств. Анизотропией назьшается зависимость физических, химических и. механических свойств от направления осей монокристалла и приложения силы. Кристалл-тело анизотропное в отличие от изотропных аморфных тел (стекло, пласт.массы, резина и др.), свойства которых не зависят от направления действия силы. Причиной анизотропии является неодинаковая плотность атомов в различных направлениях. Так как металлы и сплавы на их основе являются поликристаллитами, то состоят из большого числа беспорядочно ориентированных анизотропных кристаллов. В большинстве реальных случаев кристаллы по отношению друг к другу ориентированы различно, поэтому во всех направлениях свойства металлов более или менее одинаковы, т.е. поликристаллическое тело является изотропным.  [c.23]

Из 106 элементов периодической системы Д.Н. Менделеева 76 составляют металлы. Все металлы имеют общие характерные свойства, отличающие их от других веществ Э го обусловлено особенностями их внуфиатомного строения. Согласно современной теории строения атомов каждый атом представляет сложную систему, которую схематично можно представить состояп(сй из по-ложителыю чаряженного ядра, вокруг которого на разном расстоянии движутся отрицательно заряженные электроны. Притягивающее действие ядра на внешние (валентные) электроны в металлах в значительной степени скомпенсировано электронами внутренних оболочек. Поэтому валентные электроны легко отрываются и свободно перемещаются между образовавшимися положительно заряженными ионами. Слабая связь отдельных электронов с остальной частью атома и является характерной особенностью атомов металлических веществ, обуславливающей их химические, физические и механические свойства. Общее число не связанных с определенным атомом электронов в различных металлах  [c.271]

Из 106 элементов периодической системы Д.И. Менделеева 76 составляют металлы. Все металлы имеют общие характерные свойства, отличающие их от других веществ. Это обусловлено особенностями их внутриатомного строения. Согласно современной теории строения атомов каждый атом представляет сложную систему, которую схематично можно представить состоящей из положительно заряженного ядра, вокруг которого на разном расстоянии от него движутся отрицательно заряженные электроны. Притягивающее действие ядра на внешние (валентные) электроны в металлах в значительной степени скомпенсировано электронами внутренних оболочек. Поэтому валентные электроны легко отрываются и свободно перемещаются между образовавшимися положительно заряженными ионами. Слабая связь отдельных электронов с остальной частью атома и является характерной особенностью атомов металлических веществ, обусловливающей их химические, физические и механические свойства. Общее число не связанных с определенным атомом электронов в различных металлах неодинаково. Этим объясняется довольно значительное различие в степени металличности отдельных металлов. Наличием электронного глаза объясняют и особый тип межатомной связи, присущей металлам.  [c.37]

Диффузия молекул в полимерах отличается от диффузии в кристаллических веществах. Отличия обусловлены большими размерами и массой молекул полимеров и их малой тепловой энергией. С процессом диффузш связаны структурные изменения в материалах, которые могут ухудшать их физические и механические свойства. Диффузия в значительной степени определяет кинетику физико-химических процессов, обусловливающих разрушение материалов, ползучесть, старение, коррозию и др. Адсорбция газов или жидкостей из внешней среды приводит к ухудшению диэлектрических свойств изоляционных материалов, понижает прочность металлов и изменяет другие свойства.  [c.110]

До недавнего времени считали, что теплофизические свойства сталей мало меняются в зависимости от их структурного состояния, хотя в общей формулировке известна зависимость свойств, в том числе и тепло-физических, от структуры металла. Поэтому были исследованы основные теплофизические свойства ряда сталей после обработки их в оптимальных для механических свойств режимах ТЦО. Теплофизические свойства, в частности теплопроводность к сплава, определяются следующими его структурными факторами химическим составом, размером и формой зерен, строением границ и ориентацией зерен, ликвацией, стро-чечностью, упорядоченностью твердых растворов и т. д. Имеющиеся в справочной литературе данные о теплопроводности получены в основном для металлов, находящихся в равновесном состоянии после отжига, высокого отпуска, и не отражают в полной мере влияния ТО на теплопроводность. Это привело к распространению мнения о независимости к от режимов ТО. Однако известно, что у закаленных стальных образцов Я на 30—40 % ниже, чем у отожженных. Исследование показало, что в результате ТЦО сплавов в соответствующих режимах к существенно изменяется. В отдельных случаях к снижалась в 2 раза по сравнению с отожженным состоянием сплава. В табл. 3.32 приведены результаты определения к при комнатной температуре ряда сплавов, прошедших стандартный отжиг и СТЦО. В последней колонке  [c.126]

Свойства металлов и сплавов (механические, физические, химические и технологические) зависят от их структуры, а структура, в свою очередь, зависит от обработки (термической, химике- (бойстба термической, холодной и горячей пластической деформации сварки и т. д), химического состава и природы (атомное и кристаллическое строение) металлов и сплавов.  [c.5]

Свариваемость материалов в основном определяется типом и свойствами структуры, возникающей в сваррюм соединении при сварке. При сварке однородных металлов и сплавов в месте соединения, как правило, образуется структура, идентичная или близкая структуре соединяемых заготовок.. Этому случаю соответствует хорошая свариваемость материалов. При сварке разнородных материалоз в зависимости от различия их физико-химических свойств в месте соединения образуется твердый раствор с решеткой одного из материалов либо химическое или интерметаллидное соединение с решеткой, резко отличающейся от решеток исходных материалов. Механические и физические свойства твердых растворов, особенно химических или интерметаллидных соединений, могут значительно отличаться от свойств соединяемых материалов. Такие материалы относятся к удовлетворительно сваривающимся. Если образуются хрупкие и твердые структурные составляющие в сварном соединении, то в условиях действия сварочных напряжений возможно возникновение трещин в шве или околошовной зоне. В последнем случае материалы относятся к категории плохо сваривающихся.  [c.183]

При изготовлении поковок из слитков необходимо учитывать особенности их строения по различным зонам как по сечению, так и по высоте, степень развитости дендритной структуры и ликвациоиных явлений, обусловленных последовательным характером кристаллизации стали в изложницах. Слитки характеризуются химической, структурной и физической неоднородностью. Механические свойства металла слитка резко уменьшаются от поверхности к сердцевине, в крупных слитках почти до нулевых значений. Чем больше вес слитка, тем в большей степени развиты в нем ликвационные явления и другие пороки металлургического строения, например, макро- и микропустоты усадочного происхождения, тем больше газонасыщен-ность стали.  [c.57]

Чистые металлы сравнительно дороги, не обеотечивают требуемых механических и технологических свойств, поэтому их применяют сравнительно редко. Металлические сплавы более выгодны, они дешевле чистых металлов, имеют лучшие механические свойства и часто обладают более ценными физическими и химическими свойствами. Металлические сплавы в большинстве случаев характеризуются и лучшими технологическими свойствами, например высокими литейными свойствами (низкая температура плавления и жидкотекучесть), лучше обрабатываются режущим Инструментом и т. д.  [c.81]


Механические и физические свойства металлов и сплавов зависят от химического состава, а также в значительной степени от макро- и микроструктуры. Сплавы одного и того же химического состава могут иметь суще-ствеиио различные свойства в зависимости от размеров, формы, однородности зерен. Значения механических характеристик также зависят от структуры. Имеется четкая связь между размерами зерен и пределами текучести и прочности. Крупнозернистая структура снижает пластичность сплавов при нормальной температуре. Служебные свойства их при повышенных и высоких температурах обеспечиваются определенной величиной зерен н их однородностью без разнозернисто-сти.  [c.143]

В реакции с кислородом вступают контактные поверхности как стружки и обработанной поверхности детали, так и инструмента. В местах, легко доступных для внешней среды, образуются индивидуализированные лленки окислов. Такими местами являются участки контактных площадок, примыкающих к их периметру. На внутренних участках контактных площадок возникают островки относительно тонких окисных пленок (толщиной 30—40 А), зоны твердого раствора кислорода в кристаллической решетке металлов и зоны с хемосорбированным и физически адсорбированным кислородом [12]. При наличии в воздухе влаги или углекислого газа возникают также пленки гидроокисей. Вторичные структуры, появившиеся на инструменте в результате реакции с кислородом, в процессе резания непрерывно разрушаются и вновь регенерируют. При различных обрабатываемых и инструментальных режущих материалах, а также в зависимости от условий резания изменяются химический состав окисных пленок, их структура (она может быть кристаллической или пористой), плотность, механические свойства, а также прочность сцепления с матричным материалом.  [c.31]

Поверхностно-активные свойства ингибиторов, их адсорбционную способность по отношению к металлам. Это определяет прочность образовавшейся пленки, т. е. силу сцепления ингибитора с металлом, толщину пленки, расстояние между молекулами или мицеллами ингибитора — плотность компоновки защитного слоя. При этом надо иметь в виду, что не которые маслорастворимые ингибиторы могут быть связаны с металлом не только физической адсорбцией, но и более прочно —хемосорбцией могут обраг зовывать на металле химически связанные с ним комплексные соединения. Так, нитрованные масла образуют на металле пленки, защищающие некоторое время металл от коррозии даже после механического удаления пленки ингибированного масла с поверхности металла.  [c.77]

В дсвятитомном справочном руководстве Коррозия и защита химической аппаратуры , в книгах Д. Г. Туфанова Коррозионная стойкость нержавеющих сталей и чистых металлов и Г. Я. Воробьевой Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств обобщен обширный материал о коррозионной стойкости металлических и неметаллических материалов в различных средах, описаны методы коррозионных испытаний, даны примеры использования промышленных марок сталей и сплавов. Вместе с тем в указанных изданиях полностью отсутствуют или недостаточно полно представлены физические, механические и технологические свойства материалов, а также техническая документация на их поставку и выпускаемый сортамент, что часто является препятствием для оптимального выбора соответствующей марки стали или сплава. Кроме того, в них отсутствуют данные о новых перспективных марках, разработанных в последние годы.  [c.3]

Технический прогресс связан с рождением новых машин и аппаратов, способных надежно работать при высоких н низких температурах, в агреюоивных средах и в космосе. Их создание требует применения передовой технологаи и широкого использования металлов, обладаюш их особыми физическими и химическими свойствами . Но, обладая высокой температурой плавления и большой склонностью к окислению, все эти металлы плохо свариваются. В зоне сварки в результате науглероживания и азотирования образуются хрупкие интерметаллические соединения, резко отрицательно сказывающиеся на механических свойствах.  [c.4]

Однако явление анизотропии — различие в механических, физических и химических свойствах в зависимости от направления — иногда можно с большой пользой применить в науке и технике. Например, различное разъедание кислотами разных кристаллографических плоскостей кристаллов используется при травлении метал-.юграфических шлифов для выявления их структуры. Можно добиться значительного снижения потерь в трансформаторной стали путем создания в ней холодной прокаткой предпочтительной ориентации зерен, а следовательно, и анизотропии магнитных п электрических свойств. Путем создания анизотропии и неодинаковых механических свойств можно также значительно повысить модуль упру гости металла в определенном направлении.  [c.29]

Свариваемость матерналов в основном определяется типом и свойством структуры, возникающей в сварном соединении при сварке. Прп сварке однородных металлов и сплавов в месте соединения, как правило, образуется структура, идентичная или близкая структуре соединяемых заготовок. Этому случаю соответствует хорошая свариваемость материалов. При сварке разнородных материалов в зависимости от различия их физико-химических свойств в месте соединения образуется твердый раствор с решеткой одного из материалов либо химическое или интер-металлпдное соединение с решеткой, резко отличающейся от решеток исходных материалов. Механические и физические свойства твердых растворов, особенно химических или интерметаллидных соединений, например твердость, пластичность, электропроводность и другие свойства, могут значительно отличаться от свойств соединяемых материалов. Различие свойств также вызывается образованием закалочных структур в зопе сварного соединения однородных и разнородных материалов вследствие локального высокотемпературного сварочного нагрева и быстрого охлаждения. Наличие хрупких и твердых структур в сварном соединении в условиях действия сварочных напряжений может привести к возникновению трещин в шве или околошовной зоне. В последнем случае материалы относятся к категории удовлетворительно или плохо сваривающихся.  [c.269]

По нашему мнению, разделение трения на сухое и граничное в большой мере условно, так как внешнее трение возможно только при наличии положительного градиента механических свойств по глубине, поэтому поверхностный слой должен быть отличен от нижележащих. Всякое внешнее трение является граничным, так как при нем деформации сосредоточены в тонком поверхностном слое. В противном случае, например при чистых металлических поверхностях, всегда возникает внутриметал-лическое трение (глубинное вырывание—5-й вид нарушения фрикционной связи). Для предотвращения этого необходимо, чтобы поверхности были разделены пленкой (оксидной, сульфидной и др.), которая должна предохранять нижележащие слои от разрушения. Однако силы молекулярного взаимодействия между этими пленками, тоже являющимися твердыми телами, все же достаточно велики, что приводит к высоким значениям коэффициента трения и соответственно к избыточному выделению тепла. Для понижения трения применяют жидкую смазку. При малой толщине слоя, смазка теряет свои объемные свойства, в частности теряет подвижность вследствие влияния молекулярного поля твердого тела. Жидкость, вступая в физическое и химическое взаимодействие с металлом, сильно деформированным при трении, резко меняет его свойства. Комплекс процессов, происходящих в тонких поверхностных слоях измененного материала и разделяющем их тонком слое жидкости, обусловливает явление граничного трения.  [c.237]

Изложенный в этой книге материал показывает, что исследования многообразного физико-химического влияния среды на процессы деформации и механического разрушения металлов образуют в настоящее время новую научную область на границе между молекулярной физикой, физикой твердого тела и физической и коллоидной химией. Эту область, развитую в основном работами советских ученых, можно рассматривать как крупный раздел физической механики, ставящий свос11 целью установление связи механических свойств твердых тел с их химическим составом, строением и со свойствами внешней среды, в которой протекают процессы деформации и разрушения.  [c.196]


Каковы механические свойства металлов?

TWS — отличный вариант обучения для всех

Узнайте больше о том, как мы можем подготовить вас к продвижению по карьерной лестнице.

Часто к сварным конструкциям и изделиям прилагается определенное усилие. Как сделать так, чтобы его сварочные работы не вышли из строя под давлением? Хотя важно знать, как создать дугу и обращаться с электродом, понимание механических свойств используемых материалов может обеспечить самые прочные и жесткие сварные швы. 1

Определение механических свойств металлов

Измеримые свойства, которые позволяют металлу безупречно противостоять внешним силам, — это его механические свойства. Тепло может изменить механические свойства любого металла, например, сделать мягкий металл твердым, а затем снова мягким. Сплавление металлов с совместимыми механическими свойствами является важным навыком сварки, поскольку это может повлиять на качество продукта.

Общие механические свойства металлов

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных механических свойств металлов.

Твердость

Способность материала сопротивляться постоянному изменению формы под действием внешней силы известна как твердость. 2 Например, твердые металлы используются для изготовления сверл и напильников. Тепло может снизить твердость одних металлов, а холод — увеличить ее. По твердости металла можно определить его прочность и качество термообработки. 3

Хрупкость

Хрупкость — это вероятность того, что материал разрушится или расколется при относительно небольшом толчке, силе или ударе. 4 Твердость и хрупкость имеют прямую взаимосвязь, так как твердость металла увеличивается, а также увеличивается его хрупкость. Хрупкий материал трескается таким образом, что его можно собрать без деформации.

Заполните форму, чтобы получить информационный пакет без обязательств.

Пластичность

Когда вы сгибаете кусок алюминиевой фольги, он обычно остается таким, потому что он пластичный. Пластичность — это способность металла постоянно изгибаться, скручиваться или манипулировать другими способами без разрушения или растрескивания.Мягкая сталь, медь, алюминий и цинк считаются пластичными металлами. 5

Прочность

Прочность — это способность металла не ломаться при приложении значительной силы. 6

Прочность

Способность металла сопротивляться деформации называется его прочностью. Сила измеряется четырьмя способами:

  • Предел прочности при растяжении: способность металла противостоять силам, пытающимся его разорвать.
  • Прочность на сжатие: способность металла противостоять раздавливанию.
  • Прочность на сдвиг: способность металла выдерживать силы, пытающиеся разрезать или разрезать его.
  • Прочность на скручивание: способность металла сопротивляться усилиям, пытающимся его скрутить. 7

Почему сварщикам необходимо знать механические свойства металлов

Студенты могут получить базовые знания о механических свойствах металлов во время обучения сварке. Эти знания могут позволить сварщику определить диапазон полезности металла и ожидаемую от него услугу. 8 Он также может позволить сварщику построить безопасную, прочную конструкцию, соответствующую техническим требованиям. 9

Вам также может понравиться …

Дополнительные источники

1 — Название: Принципы и применение сварки; Автор: Ларри Джеффус; Delmar Cengage Learning; Седьмое издание; Учебник стр. 641
2 — https://me-mechanicalengineering.com/mechanical-properties-of-metals/
3 — Название: Принципы и применение сварки; Автор: Ларри Джеффус; Delmar Cengage Learning; Седьмое издание; Учебник 643
стр. 4 — https: // механотехника.com / Mechanical-properties-of-Metals /
5 — https://me-mechanicalengineering.com/mechanical-properties-of-metals/
6 — https://me-mechanicalengineering.com/mechanical-properties-of- металлы /
7 — Название: Принципы и применение сварки; Автор: Ларри Джеффус; Delmar Cengage Learning; Седьмое издание; Учебник, стр. 643-644
8 — http://www.totalmateria.com/Article53.htm
9 — Название: Принципы и применение сварки; Автор: Ларри Джеффус; Delmar Cengage Learning; Седьмое издание; Учебник стр.643

Механические свойства материалов и металлов [Полное руководство]

В этой статье вы подробно узнаете о механических свойствах материалов и металлов.

Механические свойства материалов.

Механическое свойство касается поведения материалов или металлов, когда они подвергаются внешним силам или нагрузкам. Это характеристика, которая указывает на изменения, происходящие в металле.

Эти механические свойства учитываются при проектировании компонентов машин. Компонент будет хорошо работать во время использования, только если он разработан с учетом всех механических свойств.

Поведение материалов при внешних нагрузках называется механическими свойствами материалов.

Наиболее важные и полезные механические свойства:

1. Напряжение.

2. Штамм.

3. Удлинение.

4. Сокращение.

5. Эластичность.

6. Пластичность.

7. Прочность.

8. Ударная вязкость.

9. Предел текучести.

10. Жесткость.

11. Прочность.

12. Твердость.

13. Хрупкость.

14. Ковкость.

15. Пластичность.

16. Усталость.

17. Ползучесть.

Здесь вы подробно узнаете обо всех перечисленных выше механических свойствах металлов и материалов.

1. Прочность.

Это механическое свойство металла, которое обеспечивает сопротивление внешней силе, или способность или способность выдерживать различные нагрузки без деформации или разрушения.

Следовательно, это самое высокое сопротивление материала, когда он подвергается внешней нагрузке. Чем прочнее материал, тем большую нагрузку он выдерживает.

В случае металлов прочность очень важна, потому что металлы должны выдерживать большие нагрузки. Это означает, что металлы не должны подвергаться сильным напряжениям и деформации.

Если металлы обладают высокой прочностью, они могут выдерживать различные нагрузки.

На металлические компоненты станка могут действовать различные нагрузки;

1. растяжение,

2. сжатие,

3. сдвиг,

4. изгиб,

5. кручение и т. Д.,

и их соответствующие силы включают;

1. Прочность на растяжение,

2. Прочность на сжатие,

3. Прочность на сдвиг.

4. Прочность на изгиб,

5. Прочность на скручивание и т. Д.

Некоторые металлы и их сплавы обладают высокой прочностью на единицу массы, что делает их полезными материалами для несения тяжелых нагрузок или противодействия любым повреждениям, вызванным ударными нагрузками. .

В зависимости от типа приложенной нагрузки прочность может быть растягивающей, сжимающей, сдвиговой или скручивающей. Материал может быть нагружен посредством нагрева, внутренней структуры, типа нагрузки и т. Д.

Максимальное напряжение, которое любой материал может выдержать перед разрушением, называется его пределом прочности.

2. Ударная вязкость.

Это то свойство металла, которое придает ему способность противостоять ударам, ударам или внезапным нагрузкам.

Когда ударная нагрузка прикладывается в пределах упругости материала, эта энергия поглощается материалом и выделяется при снятии нагрузки, как в случае пружинных материалов.

Это свойство в пределах эластичности известно как устойчивость.

Однако ударная вязкость — это его способность выдерживать нагрузки вплоть до разрыва. Иногда ударная нагрузка приводит к выходу из строя металлической детали.

Ударные нагрузки могут быть сдвигающими, сжимающими или растягивающими. Ударную вязкость можно измерить с помощью теста Шарпи или Изода.

Тест Шарпи измеряет способность металла выдерживать приложенную ударную нагрузку, в то время как тест Изода измеряет нагрузку, необходимую для разрушения металлического компонента.

3. Эластичность.

Свойство металла и его способность возвращаться к своей форме и размеру после снятия нагрузки или восстанавливать свое исходное положение или форму и размер при снятии приложенной нагрузки, называется эластичностью.

Большинство компонентов имеют подходящую эластичность; в противном случае компоненты машины будут деформироваться под действием нагрузок.

Большинство металлов имеют лучшую эластичность, например, термообработанные пружины и спирали из стали, меди, алюминия и т. Д.

Однако некоторые металлы неэластичны; они обладают такими свойствами, как хрупкость и твердость. Эластичность — это свойство материала при растяжении.

Наибольшее напряжение, которое может выдержать материал без остаточной деформации, называется пределом упругости.

4. Жесткость (жесткость).

Сопротивление материала прогибу называется жесткостью или жесткостью, или это свойство металла, благодаря которому он сопротивляется деформации, когда находится в пределах упругости.

Металлы с более высокой жесткостью деформируются меньше или не деформируются совсем.

Чтобы понять жесткость, необходимо измерить модуль упругости или модуль Юнга для соответствующего металла, поскольку он является мерой жесткости для растягивающих и сжимающих нагрузок.

Модуль жесткости используется для сдвигающих нагрузок, а модуль объемной упругости — для объемной деформации.

Сталь жестче или жестче алюминия.

Жесткость измеряется модулем Юнга (E).Чем выше значение модуля Юнга, тем жестче материал.

5. Пластичность.

Это свойство металла, придающее ему способность к неупругой деформации; без разрушения, они не восстанавливают свою первоначальную форму и размер при снятии приложенной нагрузки.

В этом случае материал без разрушения претерпевает некоторую остаточную деформацию. Пластичность — противоположность эластичности.

При холодной и горячей обработке металлов металл подвергается остаточной деформации даже после завершения процесса.

Например, сталь деформируется при нагревании докрасна и не восстанавливает свою первоначальную форму и размер. Точно так же свинец, глина и т. Д. Будут пластичными при комнатной температуре.

Пластичность используется в нескольких механических процессах, таких как формовка, формование, экструзия и многие другие процессы горячей и холодной обработки.

В целом пластичность увеличивается с повышением температуры и является благоприятным свойством материала для вторичных процессов формования.

Благодаря этим свойствам из различного металла можно превращать изделия в изделия нужной формы и размера.Это преобразование в желаемую форму и размер осуществляется либо путем приложения давления, либо тепла, либо и того, и другого.

6. Твердость.

Твердость материала — это показатель пластической деформации, а также сопротивление любой пластической деформации. Твердость указывает на прочность материала.

Это способность материала противостоять царапинам, истиранию, вдавливанию или проникновению.

Он прямо пропорционален пределу прочности на разрыв и измеряется на специальных машинах для определения твердости путем измерения сопротивления материала проникновению индентора особой формы и материала под заданной нагрузкой.

Различные шкалы твердости: твердость по Бринеллю, твердость по Роквеллу, твердость по Виккеру и т. Д.

Твердость металла не имеет прямого отношения к способности металла к закалке. Способность к закалке указывает на степень твердости, которую металл может приобрести в процессе закалки. т.е. нагрев или закалка.

7. Пластичность.

Это свойство материала или металла, которое представляет собой пластическую деформацию под действием растягивающей нагрузки или позволяет ему вытягиваться в проволоку или вытягиваться.Без разрыва при растягивающей нагрузке.

Металлы, используемые для производства станков, должны обладать значительной пластичностью; это противоположность хрупкости.

Различные металлы, такие как сталь, стальные сплавы, низкоуглеродистая сталь, медь, алюминий, олово, цинк и т. Д., Являются примерами хороших пластичных материалов.

Золото, серебро, медь, алюминий и т. Д. Можно вытягивать экструзией или протягиванием через отверстие в матрице из-за пластичности.

Пластичность уменьшается с повышением температуры.Удлинение в процентах и ​​уменьшение площади при растяжении часто используются как эмпирические меры пластичности.

8. Ковкость.

Это свойство материала или металла, которое представляет пластическую деформацию под сжимающей нагрузкой, или свойство металла, которое позволяет ему скатываться в тонкие листы или пластины.

Металлы, используемые для изготовления компонентов станков, должны обладать достаточной пластичностью из-за изменения размера и формы металла во время изготовления компонентов в соответствии с конструкцией.

Различные металлы, такие как медь, алюминий, золото, кованое железо, стальные сплавы, мягкая сталь и т. Д., Являются примерами хороших ковких материалов.

9. Прочность.

Это способность поглощать энергию вплоть до разрушения или разрушения, или вязкость — это способность материала противостоять любым деформациям из-за изгиба, скручивания, скручивания и т. Д.

Измеряется при испытании на удар.

Сталь и стальные сплавы, такие как марганцевая сталь, кованое железо, низкоуглеродистая сталь и т. Д.Как правило, все пластичные материалы — это жесткие материалы.

10. Хрупкость.

Это свойство материала, указывающее на разрушение без заметной деформации, противоположное вязкости и пластичности.

Хрупкий материал очень легко выходит из строя или ломается даже при приложении очень небольшой нагрузки.

Чугун, стекло и т. Д. — хрупкие материалы, используемые в машиностроении.

Детали станка должны иметь нулевую или очень меньшую хрупкость; в противном случае они сломаются или выйдут из строя.

11. Усталость.

Усталость представляет собой тенденцию к разрушению при циклической нагрузке или неспособность выдерживать повторяющиеся и / или непрерывные приложения и снятие нагрузок или циклических нагрузок.

Усталость — это длительный эффект повторного деформирования из-за приложения и снятия напряжения, в результате которого материал ломается или раскалывается.

Компоненты станков должны выдерживать такую ​​усталостную нагрузку, и это необходимо учитывать при проектировании компонентов станков, высокоскоростных авиационных двигателей и турбин, где они должны обеспечивать длительную работу при циклических нагрузках.

12. Ползучесть.

Ползучесть представляет собой медленную и прогрессирующую деформацию с течением времени при постоянном напряжении, или это разрушение или деформация материала под постоянным напряжением при высокой температуре в течение определенного периода времени.

В случае ременных передач, двигателей внутреннего сгорания и т. Д. Материал подвергается постоянному давлению при высокой температуре.

В этих условиях материал будет медленно и постепенно деформироваться с течением времени и в конечном итоге разрушится.

Аморфные материалы, такие как резиновые ремни и материалы из пластика, чувствительны к ползучести.

Это все, что касается механических свойств металлов и материалов. Спасибо! за то, что пришел сюда.

Пожалуйста, не забудьте поделиться. Совместное использование — это забота 🙂 —

Читайте также: Что такое подшипник? 15 типов подшипников [Подробное руководство]

13 Механические свойства материалов — вы должны знать

Механические свойства материалов

Механические свойства материалов определяют поведение материалов под действием внешних сил, называемых нагрузки.

Существуют показатели прочности и долговечности используемого материала, которые имеют большое значение при проектировании инструментов, машин и конструкций.

Механические свойства металлов определяются диапазоном полезности металла и устанавливают ожидаемую службу.

Механические свойства также полезны для определения и идентификации металлов. Наиболее распространенными рассматриваемыми свойствами являются прочность, твердость, пластичность, хрупкость, ударная вязкость, жесткость и ударопрочность.

Список механических свойств материалов

Ниже приведены механические свойства материалов.

  1. Прочность
  2. Эластичность
  3. Пластичность
  4. Твердость
  5. Прочность
  6. Хрупкость
  7. Жесткость
  8. Жесткость
  9. Сплоченность
  10. Ударная вязкость
  11. Усталость
  12. Ползучесть

1.Прочность
  • Прочность — это механическое свойство , которое позволяет металлу сопротивляться нагрузке деформации.
  • Прочность материала — это его способность противостоять разрушению под действием внешних нагрузок .
  • Чем прочнее материалы, тем большую нагрузку они могут выдерживать.

2. Эластичность
  • Согласно словарю эластичность — это способность объекта или материала возвращаться к своей нормальной форме после растяжения или сжатия.
  • Когда к материалу прилагается нагрузка, эта нагрузка вызывает деформацию материала.
  • Эластичность материала — это его способность возвращаться в исходное положение после деформации при снятии напряжения или нагрузки.
  • Термообработанные пружины, резина и т. Д. Являются хорошими примерами эластичных материалов.

3. Пластичность
  • Пластичность материала — это его способность претерпевать некоторую остаточную деформацию без разрушения (хрупкость).
  • Пластическая деформация происходит только после превышения диапазона упругости.
  • Доказательства пластического действия конструкционных материалов называются текучестью, пластическим течением и ползучестью.
  • Такие материалы, как глина, свинец и т. Д., Являются пластичными при комнатной температуре и стальными пластиками при ярко-красном нагреве.

4. Твердость
  • Устойчивость материала к силовому проникновению или изгибу составляет , твердость .
  • Твердость — это способность материала противостоять царапинам, истиранию, порезам или проникновению.
  • Твердость указывает на степень твердости материала, который может быть придан, в частности стали, в процессе закалки.
  • Определяет глубину и распределение твердости, вводимой в процессе закалки.

5. Прочность
  • Это свойство материала, которое позволяет ему выдерживать удары или удары.
  • Вязкость — это условие, противоположное хрупкости.
  • Прочность можно рассматривать с учетом комбинации прочности и пластичности.
  • Марганцевая сталь, кованое железо, низкоуглеродистая сталь и т. Д. Являются примерами материалов, повышающих ударную вязкость.

6. Хрупкость
  • Хрупкость как свойства материала , которое позволяет ему выдерживать остаточную деформацию.
  • Чугун, стекло — примеры хрупких материалов.
  • Они скорее сломаются, чем погнутся при ударе или ударе.
  • Обычно хрупкие металлы имеют высокую прочность на сжатие, но низкую прочность на разрыв.

7. Жесткость
  • Это механическое свойство.
  • Жесткость — это сопротивление материала упругой деформации или прогибу.
  • При жесткости материал , который подвергается легкой деформации под нагрузкой, имеет высокую степень жесткости.
  • Жесткость конструкции важна во многих инженерных приложениях, поэтому модуль упругости часто является одним из основных свойств при выборе материала.

8. Пластичность
  • Пластичность — это свойство материала , которое позволяет вытягивать его в тонкую проволоку.
  • Мягкая сталь, медь, алюминий — хорошие примеры пластичных материалов.

9. Податливость

  • Податливость — это свойство материала , которое позволяет его ковать или раскатывать в листы других размеров и форм.
  • Алюминий, медь, олово, свинец и т. Д. Являются примерами ковких металлов.

10. Сплоченность
  • Это механическое свойство.
  • Сплоченность — это свойство твердого тела , благодаря которому они сопротивляются разрыву на фрагменты.

11. Ударная вязкость
  • Ударная вязкость — это способность металла противостоять внезапно приложенным нагрузкам.

12.Усталость
  • Усталость — это длительный эффект повторяющегося растягивающего действия, который вызывает деформацию или разрыв материала.
  • Этот термин «усталость» используется для описания усталости материала при многократно прикладываемых силах.

13. Ползучесть
  • Ползучесть — это медленная и прогрессивная деформация материала во времени с постоянной силой.
  • Самый простой вид деформации ползучести — вязкое течение.
  • Некоторые металлы обычно проявляют ползучесть при высокой температуре, тогда как пластмассы, резина и аналогичные аморфные материалы очень чувствительны к ползучести.
  • Сила для заданной скорости деформации при постоянной температуре называется пределом ползучести.

Загрузите эту статью в формате PDF


Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения относительно свойств металлов. Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Механические свойства материалов », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

У нас также есть сообщество на Facebook для вас, ребята. Если вы хотите, вы можете присоединиться к нашему сообществу, вот ссылка на нашу группу в Facebook.

Спасибо, что прочитали. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения.

Читайте также:

Обзор механических свойств металлов

Механическое свойство — это способность материала справляться с рядом приложенных внешних сил, таких как напряжения сдвига, нагрузка, погодные условия и время.Инженеры-механики могут измерить способность металла противостоять сдвигу, растяжению, скручиванию, сжатию или разрушению при заданном наборе условий. После определения эти свойства могут быть использованы для определения того, может ли материал выдерживать внезапные нагрузки и напряжения, а также его пригодности для конкретных задач. Ниже приводится список наиболее распространенных тестов, проводимых для определения свойств металлов.

Эластичность

Если металл возвращается в исходное состояние после снятия заданной нагрузки или давления, он считается эластичным.Абсолютное значение, или модуль упругости, представляет собой соотношение между деформацией и напряжением и является мерой «жесткости материала».

Предел упругости

Строительные элементы спроектированы таким образом, чтобы напряжения в материалах находились в пределах упругих областей их кривых напряжения / деформации, в противном случае они деформировались бы необратимо.

Предел упругости = точка, в которой деформация перестает быть упругой.

Предел текучести = напряжение, при котором материал поддается и начинает пластически деформироваться.

Пробное напряжение = Напряжение при определенной деформации (скажем, 0,1% или 0,2%) при отсутствии четкого предела текучести — указывает на напряжение на пределе упругого поведения.

Предел текучести

Чтобы определить предел текучести материала, возрастающая нагрузка прикладывается до точки, в которой упругая деформация больше не позволяет материалу возвращаться к своей исходной форме при снятии нагрузки. Это называется пределом текучести и обычно указывается в спецификации материала.

Предел прочности на разрыв

Прочность материала на растяжение указывает на максимальную способность материала поглощать энергию и выдерживать растяжение до того, как он начнет трескаться или ломаться. Это имеет большое значение при обработке инженерных материалов и является хорошим показателем способности материала противостоять разрушению или разрушению. Из-за разнообразия материалов инженерное напряжение рассчитывается путем деления веса (нагрузки), приложенного к металлу, на исходную площадь поперечного сечения.Инженерная деформация — это смещение (величина растяжения материала), деленная на исходную длину материала.

Измерение свойств при растяжении

Машина для испытания на растяжение

Нагрузка измеряется электронным способом в датчике веса

Нагрузка, приложенная

Образцы в форме «собачьей кости» обычно используются для испытаний на растяжение.


Прочность на сжатие

Прочность на сжатие — это способность материала выдерживать нагрузки, действующие при сжатии (противоположном растяжению).Прочность на сжатие является критическим параметром при проектировании конструкций. Он измеряется в МПа (как в примере ниже).

Свойства сжатия

E.G. Для бетона:

20 МПа — бетон обычный

25-30 МПа — промышленный пол (тверже)

40МПа — специальные инженерные работы

100 МПа — бетон очень высокой прочности для колонн высотных зданий

Пластичность

Пластичность — это свойство материала (металла), которое позволяет изменять его форму без разрушения металла.Это позволяет вытягивать металл в виде тонкой проволоки и разрешается за счет уменьшения и удлинения в процентах площади металла.

Меры пластичности

Пластичность — качественное, субъективное свойство материала. Обычно это указывает на степень, до которой металл можно деформировать без разрушения. Есть два метода, которые можно использовать для определения пластичности при испытании на растяжение. Это:

  • Инженерная деформация при разрыве, ef, известная как удлинение, где:

  • Уменьшение площади трещины q, где:

Относительное удлинение и уменьшение площади

Как упоминалось выше, оба случая этих испытаний определяют пластичность металла.После того, как испытательный образец достигнет предела упругости и сломается, детали собираются заново. Измеряют минимальный диаметр и конечную длину образца для испытаний, а затем записывают длину и уменьшение площади в процентах.

Твердость

Твердость металла — важное свойство, которое позволяет ему противостоять проникновению и деформациям, таким как коробление, коробление и скручивание. Твердые материалы также обладают более высокой устойчивостью к процессам обработки и формовки.Есть несколько способов проверить твердость металла, из которых наиболее распространены тесты Роквелла, Бринелля и Виккерса. Твердость также называют темпераментом или жесткостью.

Прокаливаемость

Прокаливаемость металла означает глубину закалки металла, которая может быть упрочнена до определенной твердости с использованием процесса нагрева. В то время как твердость означает сопротивление проникновению, закаливаемость показывает, насколько глубоко можно проникнуть в металл при закалке после закалки от высокой температуры.Глубина закалки играет большую роль в прочности стальной детали.

Хрупкость

Хрупкие материалы легко ломаются с небольшой пластической деформацией при воздействии нагрузки. Даже высокопрочные хрупкие металлы обеспечивают очень низкие значения ударных испытаний и поглощают мало энергии перед разрушением. Это можно показать, подвергнув чугунную заготовку испытанию на удар. Возможные причины хрупкости металла включают примеси в отливке, крупнозернистую структуру или неправильную термообработку.Более точную оценку хрупкости можно провести с помощью испытаний на удар по Изоду или Шарпи.

Прочность

В данном случае ударная вязкость означает способность материала поглощать внезапные удары и ударные нагрузки за счет пластической деформации, но не разрушения. В металлургии это относится к количеству поглощенной энергии на единицу объема, которое металл может впитать до того, как деформация необратимо возникнет в результате разрушения или разрушения. Чтобы иметь требуемый уровень ударной вязкости, металл должен иметь соответствующую пластичность, эластичность и предел текучести.

В определенных обстоятельствах на ударную вязкость металла или металлической детали могут серьезно повлиять трещины, канавки, следы инструментов и другие изменения поперечного сечения материала. При испытании на ударную вязкость «эффект надреза» рассчитывается с использованием испытаний на ударную вязкость по Шарпи или Изода при различных температурах, чтобы установить влияние на образец. Металл, который имеет тенденцию быстро терять свою вязкость при более низких температурах, будет разрушаться при более легкой нагрузке.

Ковкость

Ковкость, также известная как пластичность, — это способность материала превращаться во что-то еще без разрушения.Пластилин для лепки — один из примеров материала с превосходной пластичностью. В металлургии низкоуглеродистая сталь (низкоуглеродистая сталь), особенно при нагревании, легко превращается в самые разные формы. С другой стороны, чугун практически не пластичен.

Обратитесь к нам, в Technoweld, для обучения, осмотра, консультаций и надзора за процедурами сварки. Мы также можем исследовать и документировать сварочные процедуры для ваших конкретных сварочных процессов, а также запускать эти процедуры.

[Механические, электрические, тепловые, магнитные, химические]

[dropcap] H [/ dropcap] ello Читатели, сегодня мы кратко обсудим Свойства металлов , прежде чем углубиться в тему, позвольте мне дать вам представление о металле .Металлы определяются как вещества-элементы, встречающиеся в природе. Они доступны в химическом сочетании с другими элементами. Из руд добывают металлы.

А теперь давайте погрузимся в свойства металла!

Свойства металлов:

Свойства металла определяются как особые качества или характеристики металлов, которые определяют их пригодность для конкретного инженерного применения.

Хотя металлы обладают широким диапазоном свойств, знание важных свойств будет полезно в разделе металлов для конкретного применения.

Некоторые из очень важных свойств металлов:

  1. Механические свойства металлов
  2. Электрические свойства
  3. Тепловые свойства
  4. Магнитные свойства
  5. Химические свойства

Позвольте мне кратко обсудить все эти механические свойства!

Механические свойства:

Механические свойства металла указывают на характер его поведения под действием внешней силы.

Или, можно сказать, механические свойства — это свойства металла, которые связаны с его способностью сопротивляться разрушению под действием внешних сил.

Некоторые из наиболее важных механических свойств металла:

Эластичность:

Это свойство металлов, благодаря которому они могут восстанавливать первоначальную форму и размер после снятия нагрузки, называется эластичностью. Это очень важное свойство, поскольку все режущие инструменты и металлические предметы должны сохранять свою первоначальную форму во время работы и после снятия приложенного усилия.

Для каждого металла существует максимальный предел, до которого приложенная сила не вызывает деформации после того, как она перестает существовать. Этот максимальный предел называется пределом упругости [Внешняя ссылка].

Если приложенная сила превышает предел упругости, металл сохранит деформацию даже после снятия приложенных сил.

Пластичность:

Пластичность можно определить как свойство металла, благодаря которому остаточная деформация происходит без разрушения всякий раз, когда он подвергается действию внешних сил.

Установлено, что большинство металлов обладают хорошей пластичностью. Это свойство очень важно при формовании, формовании и экструзии.

Некоторые металлы формуются в холодных условиях, например, при глубокой вытяжке листов.

Многие металлы подвергаются формованию в горячих условиях, например, при прокатке стальных конструкционных профилей и ковке некоторых деталей машин.

Пластичность:

Пластичность можно определить как свойство металлов, благодаря которому они могут быть вытянуты в проволоку или удлинены до того, как произойдет разрыв.

Это свойство во многом зависит от прочности и в некоторой степени от твердости. Пластичность металла в холодном состоянии выше, чем в горячем, поэтому проволока тянутся в холодном состоянии.

Следующие обычные металлы имеют пластичность в порядке убывания:

Золото, платина, серебро, железо, медь, алюминий, никель, цинк, олово и свинец.

Хрупкость:

Хрупкость можно определить как свойство металла, в результате которого он может внезапно разрушиться без какой-либо заметной деформации [Внешняя ссылка].

Менее пластичные металлы будут хрупкими. Чугун — один из лучших образцов хрупких металлов.

Твердость:

Твердость можно определить как свойство металла, благодаря которому относительно более твердые материалы сопротивляются истиранию, вдавливанию и царапанию.

Выражается в отношении твердости некоторых стандартных минералов. Алмаз, кварц, корунд и т. Д. — более твердые минералы.

Стандартными испытаниями для определения твердости металлов являются испытания по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу.

Твердость является важным свойством материалов режущего инструмента и металлических компонентов, которые должны противостоять износу во время работы.

Вязкость:

Вязкость можно определить как свойство металла, благодаря которому мы можем наблюдать максимальную энергию до разрушения. [Внешняя ссылка] имеет место.

Он измеряется количеством энергии, которое имеет единица объема материала после напряжения до точки разрушения. Прочность снижается с повышением температуры.

Это очень важное свойство, которое учитывается при выборе материала для силового пресса, пуансона, пневматики, молотка и т. Д.

Жесткость:

Жесткость также известна как жесткость металла.

Его можно определить как свойство, благодаря которому металл не деформируется или не прогибается при приложении нагрузки.

Хотя он по-прежнему прочнее, чем чугун, он предпочтительнее для станины и станины станков, поскольку он более жесткий и с меньшей вероятностью деформируется с последующей потерей соосности и точности.

Устойчивость:

Устойчивость может быть определена как свойство металла, благодаря которому он накапливает энергию и выдерживает удары и ударные нагрузки [Внешняя ссылка].

Он измеряется количеством энергии, которое может быть сохранено в единице объема после нагрузки до предела упругости [Внешняя ссылка]. Для пружины используется материал повышенной прочности.

Ползучесть:

Ползучесть можно определить как свойство металла, благодаря которому он деформируется непрерывно и медленно под постоянной нагрузкой.

Металл обычно проявляет ползучесть при более высоких температурах. Ползучесть считается важным свойством при проектировании части лопаток двигателя внутреннего сгорания и турбинных лопаток, поскольку они подвергаются воздействию высокого давления при высоких температурах.

Электрические свойства:

Характеристика металла, которая позволяет протекать через него электрическому току, называется электрическими свойствами.

Наиболее важными электрическими свойствами металлов являются проводимость, удельное сопротивление и электрическая прочность [Обе ссылки внешние].

Электропроводность:

Электропроводность можно определить как электрическое свойство металла, благодаря которому может протекать электрический ток. Это также определяется как величина, обратная сопротивлению.

Металлы, такие как медь и алюминий, являются хорошими электрическими проводниками.

Поскольку они также обладают высокой пластичностью, их используют для изготовления проводов электропередачи.

Чистые металлы обладают хорошей проводимостью при комнатной температуре.

Материал, который является плохим проводником, называется изоляторами.

Удельное сопротивление:

Удельное сопротивление может быть определено как электрическое свойство металла, благодаря которому он препятствует или сопротивляется прохождению электрического тока.

Также определяется как величина, обратная проводимости. Он линейно увеличивается с повышением температуры.

Диэлектрическая прочность:

Изоляционный материал будет иметь изолирующую способность до определенного диапазона напряжений.

Если рабочее напряжение повышать постепенно, при некотором напряжении оно теряет свои изолирующие свойства.

Минимальное напряжение, которое может быть приложено к изоляционному материалу и которое приводит к нарушению изоляционных свойств материала, определяется как электрическая прочность. Используется при выборе изоляционных материалов.

Термические свойства:

Термические свойства металлов — это характеристики металла, на которые влияет приложение тепла.

Например, когда металлы нагреваются, они наблюдают тепловую энергию, приводящую к изменению размеров, поток тепла из области более высоких температур в область температур нагрузки, разжижение металлов из твердого состояния, когда температуры превышают температуру плавления. точка [Внешняя ссылка], электропроводность и т. д.

Теплопроводность:

Теплопроводность отражает способность металла передавать через него тепловую энергию.

Чем выше теплопроводность, тем выше скорость отвода тепла.

Чистые металлы показывают только небольшие изменения теплопроводности с температурой. Теплопроводность меди и алюминия увеличивается с понижением температуры до достижения максимума.

Термическое расширение:

Все металлы и сплавы в большей или меньшей степени расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении.Степень расширения и сжатия будет пропорциональна изменению температуры.

Тепловое расширение характерно для металлов и сплавов. Это свойство металлов будет полезно в таких приложениях, как горячая посадка и биметаллические сплавы.

Удельная теплоемкость:

Удельная теплоемкость металла может быть определена как количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на 1 градус Цельсия.

Точка плавления:

Точка плавления определяется как температура, при которой он начинает плавиться, когда к нему добавляется тепло.

Магнитные свойства:

Магнитные свойства относятся к металлам и сплавам, таким как железо, сталь и связанные с ними легирующие элементы, такие как кобальт и никель.

Все остальные материалы немагнитны. Металлы и сплавы делятся на твердые и мягкие. Магнетизм в розничной торговле твердыми магнитными материалами после удаления первоначального магнетизма.

Магнитомягкие материалы можно легко намагничивать или размагничивать, и они фактически не сохраняют намагниченность при снятии намагничивающей силы.

Магнитные материалы используются в большом количестве электрических и электронных компонентов, таких как компьютеры, телевизоры, видеокассеты, преобразователи и т.д. развиваться в материалах.

Твердые магнитные материалы имеют низкую проницаемость. Магнитомягкие материалы обладают высокой проницаемостью.

Коэрцитивная сила:

Коэрцитивная сила определяется как сила, противодействующая силе намагничивания.

Применяется для удаления предыдущего намагничивания или остаточного магнетизма. Коэрцитивная сила должна быть очень маленькой в ​​магнитных материалах.

Гистерезис:

Когда ферромагнитный материал подвергается воздействию постепенно увеличивающегося магнитного поля, одновременно происходит соответствующее увеличение интенсивности намагничивания.

Когда напряженность поля уменьшается до нуля. Чтобы уменьшить его до нуля, определенное магнитное поле прикладывается в обратном направлении.

Подобное явление наблюдается даже в отрицательном направлении.

Изменение интенсивности намагничивания всегда отстает от изменения напряженности магнитного поля. Это явление магнитных материалов называется гистерезисом.

Химические свойства:

Некоторые из важных химических свойств, которые учитываются при выборе материалов, — это коррозия, состав, кислотность и щелочность.

Коррозия:

Все металлы извлекаются из руд.

В процессе экстракции расходуется значительное количество энергии. В результате чистые металлы обладают большей энергией по сравнению с их рудами.

Металл не будет стабильным в своем высокоэнергетическом состоянии.

В результате чистые металлы имеют тенденцию возвращаться к своему естественному состоянию. Когда чистые металлы подвергаются воздействию атмосферы окружающей среды, содержащей жидкость и газы, поверхность металла начинает разрушаться из-за химической реакции.

Повреждение поверхности, вызванное химической реакцией, называется коррозией.

Два простых примера коррозии, приводящей к образованию железа и образованию зеленой пленки на поверхности меди.

Состав:

Свойства металла в зависимости от химического состава элементов, присутствующих в металлах и сплавах.

Изменяя пропорцию химического состава, можно придать желаемые свойства.

Кислотность и щелочность:

Кислотность — это кислотные характеристики металлов. Щелочь — это свойство, которое нейтрализует кислотность.Коррозия стали сводится к минимуму за счет упоминания щелочности котловой воды.

Итак, в этой статье я упомянул все механические свойства металла , а также описал каждое из них, теперь я хочу услышать от вас, не стесняйтесь делиться своими мыслями в разделе комментариев, я буду рад увидеть те.

Некоторые вопросы и ответы:

Каковы 5 свойств металлов?

Пять свойств металлов:
1. Механические свойства металлов
2. Электрические свойства
3 . Тепловые свойства
4. Магнитные свойства
5 . Химические свойства

Каковы механические свойства металла?

Механические свойства металла указывают на характер его поведения под действием внешней силы. Его можно разделить на:
1. Ползучесть
2. Прочность
3. Твердость
4. Хрупкость
5. Эластичность
6.Пластичность
7. Подробнее…

Каковы термические свойства металла?

Термические свойства металлов — это характеристики металла, на которые влияет приложение тепла.
1. Точка плавления
2. Теплопроводность
3. Тепловое расширение
4. Удельная теплоемкость
5. Подробнее…

Ссылки:

9 Механические свойства металлов

The Механические свойства металлов Включают пластичность, хрупкость, пластичность, твердость, пластичность, эластичность, прочность и жесткость.

Все эти свойства могут варьироваться от одного металла к другому, что позволяет его дифференцировать и классифицировать с точки зрения механического поведения.

Эти свойства измеряются при воздействии на металл силы или нагрузки. Инженеры-механики рассчитывают каждое из значений механических свойств металлов в зависимости от прилагаемых к ним сил.

Точно так же материаловеды постоянно экспериментируют с разными металлами в различных условиях, чтобы установить их механические свойства.

Благодаря экспериментам с металлами стало возможным определить его механические свойства. Важно отметить, что в зависимости от типа, размера и силы, приложенной к металлу, результаты будут разными.

Вот почему ученые хотели унифицировать параметры экспериментальных процедур, чтобы иметь возможность сравнивать результаты для разных металлов при приложении одних и тех же сил (Team, 2014).

9 основных механических свойств металлов

1- Пластичность

Это механическое свойство металлов, полностью противоположное эластичности.Пластичность определяется как способность металлов сохранять форму, которую им придали после воздействия напряжения.

Металлы обычно очень пластичны, поэтому после деформации они легко сохранят свою новую форму.

2- Хрупкость

Хрупкость — это свойство, полностью противоположное стойкости, поскольку оно обозначает легкость, с которой металл можно сломать, когда он подвергается усилию.

Во многих случаях металлы сплавлены друг с другом, чтобы снизить их коэффициент хрупкости и выдержать большие нагрузки.

Хрупкость также определяется как усталость при испытаниях металлов на механическую прочность.

Таким образом, металл можно несколько раз подвергнуть одному и тому же усилию, прежде чем он сломается, что даст окончательный результат по его хрупкости (Materia, 2002).

3- Ковкость

Под пластичностью понимается легкость ламинирования металла без разрыва его структуры.

Многие металлы или металлические сплавы имеют высокий коэффициент пластичности, например, алюминий, который является высокопластичным, или нержавеющая сталь.

4- Твердость

Твердость определяется как сопротивление, которое металл оказывает абразивным веществам. Это стойкость к царапинам или проникновению любого металла телом.

Большинство металлов необходимо легировать в некотором процентном соотношении, чтобы повысить их твердость. Это случай золота, которое само по себе не может быть таким твердым, как при смешивании с бронзой.

Исторически твердость измерялась по эмпирической шкале, определяемой способностью металла царапать другой металл или сопротивляться удару алмаза.

Сегодня твердость металлов измеряют с помощью стандартных процедур, таких как тест Роквелла, Виккерса или Бринелля.

Все эти испытания направлены на получение убедительных результатов без повреждения исследуемого металла (Kailas, s.f.).

5- Пластичность

Пластичность — это способность металла деформироваться перед разрушением. В этом смысле это механическое свойство, полностью противоположное хрупкости.

Пластичность может быть выражена как процент от максимального удлинения или как максимальное уменьшение площади.

Элементарный способ объяснить, насколько пластичен материал, может быть его способность превращаться в проволоку или проволоку. Медь — это высокопластичный металл (Гуру, 2017).

6- Эластичность

Эластичность, которую он определяет как способность металла восстанавливать свою форму после воздействия внешней силы.

В общем, металлы не очень эластичны, по этой причине на них часто остаются вмятины или следы ударов, от которых они никогда не восстановятся.

Когда металл эластичен, его также можно назвать упругим, поскольку он способен упруго поглощать энергию, вызывающую его деформацию.

7- Упорство

Прочность — это понятие параллельно с хрупкостью, поскольку оно обозначает способность материала выдерживать приложение внешней силы без разрушения.

Металлы и их сплавы обычно цепкие. Речь идет о стали, прочность которой позволяет использовать ее в строительстве, где требуются высокие нагрузки без разрывов.

Вязкость металлов можно измерить в различных масштабах. В некоторых испытаниях к металлу прилагается относительно небольшое количество силы, например, легкие удары или сотрясения. В других случаях обычно применяются большие силы.

В любом случае коэффициент прочности металла будет задан в той степени, в которой он не представляет никакого разрыва после воздействия напряжения.

8- Жесткость

Жесткость — это механическое свойство металлов.Это происходит, когда к металлу прикладывается внешняя сила, и он должен развивать внутреннюю силу, чтобы поддерживать его. Эта внутренняя сила называется «напряжением».

Таким образом, жесткость — это способность металла сопротивляться деформации при наличии напряжения (Глава 6. Механические свойства металлов, 2004).

9- Изменчивость свойств

Испытания механических свойств металлов не всегда дают одинаковые результаты, это связано с возможными изменениями в типе оборудования, методике или операторе, который используется во время испытаний.

Однако, даже когда все эти параметры контролируются, остается мало возможностей для изменения результатов механических свойств металлов.

Это связано с тем, что зачастую производство или процесс извлечения металлов не всегда однороден.

Следовательно, результаты измерения свойств металлов могут быть изменены.

Чтобы уменьшить эти различия, рекомендуется несколько раз провести одно и то же испытание на механическую прочность одного и того же материала, но на разных образцах, выбранных случайным образом.

Список литературы
  1. Глава 6. Механические свойства металлов. (2004). Получено из «Механические свойства металлов: virginia.edu».
  2. Гуру В. (2017). Weld Guru. Получено из «Руководства по механическим свойствам металлов»: weldguru.com.
  3. Kailas, S. V. (s.f.). Глава 4. Механические свойства металлов. Получено из материаловедения: nptel.ac.in.
  4. Materia, T. (август 2002 г.). Общая материя. Получено из механических свойств металлов: totalmateria.com.
  5. Команда, М. (2 марта 2014 г.). ME Механический. Получено из раздела «Механические свойства металлов»: me-mechanicalengineering.com.

(PDF) Глава 2 Механические свойства металлов

ВВЕДЕНИЕ

Механическое поведение материала отражает его реакцию или деформацию

на приложенную нагрузку или силу. Важными механическими свойствами материалов

являются: эластичность, пластичность, прочность,

пластичность, твердость, хрупкость, вязкость, жесткость, упругость,

пластичность, усталость, ползучесть и т. Д.

Факторы, которые следует учитывать при изучении механических свойств:

1. Характер приложенной нагрузки и ее продолжительность.

2. Условия окружающей среды.

3. Время подачи заявки.

4. Рабочая температура.

Помимо механических свойств материалов, следующие свойства

также важны для инженера, чтобы он мог выбрать

подходящих металлов для различных работ:

1. Природные свойства: Эти свойства материалов включают форму, размер ,

цвет, блеск, удельный вес, пористость, структура, отделка, размеры,

цвет, форма, удельный вес и объемный вес, пористость,

молекулярная и кристаллическая структура… и т. д.

2. Магнитные свойства: Среди наиболее важных магнитных свойств

— магнитная проницаемость материалов, измерение магнитной

изоляции и влияние степени окружающих магнитных полей.

3. Оптические свойства: Эти свойства зависят от воздействия света на материалы

. Одним из этих свойств является определение степени

преломления, поглощения, пропускания и отражения света и

степени цвета.

4. Термические свойства: удельная теплоемкость, теплопроводность, термическое расширение

, скрытая теплота, термические напряжения, термический удар и т. Д. Подпадают под

термических свойств материалов.

5. Электрические свойства: К ним относятся проводимость, удельное сопротивление, относительная емкость

, электрическая прочность и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.