Перечислите механические свойства металлов: Глава 3.2. Механические свойства материалов и методы их определения

Содержание

Механические свойства металлов и сплавов. Свойства черных и цветных металлов.

ТЕМА: Механические свойства металлов и сплавов. Свойства черных и цветных металлов.

Цель: ознакомить учащихся с основными механическими и техниче­скими свойствами металлов, развивать познавательный интерес, воспитывать трудолюбие и бережное отношение к инструментам и материалам.

Оборудование: образцы металлов, таблицы образцы цветных сплавов.

Ход урока

1.Организационный момент.

Проверка готовности к уроку.

Проверка присутствующих.

2. Актуализация опорных знаний.

Ребята, перед вами образцы различных предметов. Найдите в чашке металлические предметы. (называют предметы)

Как вы определили, что эти предметы металлические? По каким признакам, свойствам? (Прочность, твердость).

Давайте проведем исследование. Ребята, зажмите в ладошках предметы: в одной зажмите ключ, в другой – деревянную геометрическую фигуру и закройте глаза. Почувствуйте, какой предмет холоднее? Почувствовали? Теперь откройте глаза и скажите. (Ключ холоднее, а фигурку теплее)

Так какое же ещё свойство имеет металл? (Теплопроводность)

А теперь проведем другое исследование.

Ребята, у каждого из вас дощечки, попробуйте процарапать ключом, а потом деревянной фигуркой. Какой вывод можно сделать? (Металлический ключ тверже, поэтому оставляет царапины).

3-е исследование. Возьмите гвоздь, попробуйте согнуть, сложить, надавить. Те же действия сделайте с пластмассовой пробкой. (ответы учащихся)

Металлы твердые, но пластичные. Возьмите медную проволоку и попробуйте ее согнуть. (Вывод: металлы пластичны)

Да, ребята металлы пластичны.

Их можно ковать. При нагревании они расплавляются и их можно разливать в формы, в итоге они приобретут нужную форму.

Послушайте загадку, кто в силу своей профессии, каждый день проводит опыты по ковкости? (Кузнец).

Правильно с помощью молота раскаленный добела кусок железа можно расплющить, изогнуть, растянуть – придать нужную форму. Благодаря этому свойству мастера изготовляют необыкновенно красивые изделия.

(Показ изделий из железа)

Показ видеофрагмента «Художественная ковка металла»

Какой вывод можно сделать? (Металл имеет твердость).

Чем отличается металл от древесины, бумаги, пластмассы? (ответы учащихся)

Металл отличается от древесины тем, что он тверже, прочнее, обладает теплопроводностью.

Ребята! Как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке? ( О металлах)

3. Изложение нового программного материала.

Приступая к изготовлению какого-либо изделия, необходимо
правильно выбрать наиболее подходящий для него материал.

Правильный выбор можно сделать, зная свойства металла или сплава.

Различают механические и технологические свойства.

К механическим свойствам относятся:

действующие нагрузки, не разрушаясь;

в него другого, более твердого материала;

первоначальную форму после устранения внешних сил;

К технологическим свойствам относят ковкость, жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, сварива­емость и др.

форму под действием удара;

  • Вязкость свойство тел поглощать энергию при ударе.

  • Пластичностьспособность изменять форму под дей­ствием внешних сил не разрушаясь. Это свойство исполь­зуют при правке, гибке, прокатке, штамповке заготовок.

  • Жидкотекучесть

    — свойство металла в расплавлен­ном состоянии хорошо заполнять литейную форму и получать плотные отливки.

  • Обрабатываемость резанием — свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различ­ными инструментами.

  • Свариваемость — свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.

  • Коррозионная стойкость — свойство металлов и сплавов противостоять коррозии.

Работая с заготовками из разных металлов, вы успели заметить, что металлы обладают различными свойствами: одни из них хрупкие, другие упругие, одни мягкие, другие более твердые. Для всех металлов характерен металлический блеск. Различаются металлы по цвету — медь, например, розовато-красная, сталь — сероватого цвета. Металлы обладают свойст­вом проводить тепло и электрический ток. Знать свойства метал­лов надо для того, чтобы правильно выбрать материал для изготовления изделия.

В чистом виде металлы используются относительно редко. Больше всего они применяются в виде сплавов.

Сплавами металлов называются сложные вещества, получен­ные путем сплавления одного металла с другими или металла с неметаллическими элементами. Все металлы и сплавы принято делить на черные и цветные.

В группу черных металлов входят железо, чугун и сталь, в группу цветных — все остальные металлы и сплавы.

Железо — металл серебристо-белого цвета с характерным блеском. Он пластичен, хорошо обрабатывается, широко распро­странен в природе, но в чистом виде почти не встречается. Железо находится в земной коре в составе соединения с кисло­родом и другими элементами. Эти соединения называют желез­ными рудами. Из них получают железо, которое применяют в виде различных сплавов с углеродом — чугунов и сталей.

Чугун — сплав железа с углеродом, содержащий более 2% (обычно 3…4,5%) углерода, а также примеси других элементов. Чугун является одним из самых дешевых и распространенных конструкционных материалов и широко применяется в машино­строении. Кроме того, из чугуна получают сталь.

Сталь — это сплав железа с углеродом, содержащий до 2,1 % углерода. Как и чугун, сталь содержит в себе примеси некоторых других элементов. Основное отличие стали от чугуна — это то, что сталь содержит меньшее количество углерода и примесей.

Сталь и чугун являются самыми распространенными матери­алами современной техники и производства. На их долю прихо­дится основная масса всей металлической продукции.

Среди цветных металлов наиболее широкое применение имеют медь, алюминий и сплавы на их основе, а также олово, цинк и др.

Медь — металл розовато-красного цвета, обладающий электропроводностью и теплопроводностью, хорошей пластич­ностью, но сравнительно невысокой прочностью, хорошо обраба­тывается. Применяется прежде всего, в электропромышленности и химическом машиностроении. Сплавы меди обычно делят на две группы—латуни и бронзы.

Латунь — сплав меди с цинком (цинка от 10 до 42%). Латунь отличается от меди большей прочностью.

Бронзами называют сплавы меди с оловом или другими элементами, кроме цинка. В основном бронзы характеризуются высокой прочностью, хорошо обрабатываются резанием, обладают высокими литейными качествами и низким коэффициентом трения.

Алюминий — металл серебристо-белого цвета, легкий, мяг­кий и вязкий, хорошо отливается и прокатывается в листы и проволоку. Алюминий широко используется в авиастроении, в электротехнике и при изготовлении посуды и других предметов быта. Большое распространение имеет алюминий в составе сплавов на его основе. Алюминиевые сплавы подразделяют на литейные, которые предназначены для получения литых заготовок, и деформируемые, хорошо обрабатываемые ковкой, штамповкой и прокатной. Из литейных сплавов наибольшее применение имеет сплав алюминия с кремнием — силумин, а из деформи­руемых — сплав алюминия с медью и другими элементами, который называют дюралюмином, дюралюминием, дюралью.

Олово — металл серебристо-белого цвета, весьма мягкий и пластичный. Олово можно легко раскатать в очень тонкие листы, называемые фольгой. Его применяют для покрытия тонких листов стали и получения белой жести. Олово входит в состав многих сплавов: припоев, применяемых для пайки и лужения, баббитов, бронз, латуни и т. д.

Цинк — это светло-серый металл с голубым оттенком.

4.Практическая работа «Ознакомление с внешним видом и свойствами металлов и сплавов».

Работа выполняется в группах, на каждую группу выдается лист с планом выполнения работы и образцы металлов и сплавов.

Перед работой проводится инструктаж по технике безопасности.

Цель: Научиться по внешнему виду различать металлы и сплавы, сравнить свойства металлов и сплавов.

Оборудование: образцы стали, чугуна, цветных ме­таллов и сплавов, магнит.

Задание.

  1. Ознакомьтесь с внешним видом образцов метал­лов и сплавов.

  2. Определите цвет каждого образца, данные занеси в таблицу 1.

  3. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы, данные внесите в таблицу:

таблица 1

образца

Цвет образца

Вид металла или сплава

1

2

3

4

5

  1. Определите группу, к которой относится каж­дый образец, данные занесите в таблицу 2:

таблица 2

Черный

Цветной

  1. Согни и отпусти стальную и медную проволоки. Сделай вывод об упругости стали и меди:

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Положи на плиту для рубки металла образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайся расплющить их молотком. Сделай вывод о ковкости стали и алюминия:

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  1. Закрепи в тисках стальной и латунный образцы и проведи по ним напильником. Сделай вывод об обрабатываемости стали и латуни:

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Закрепление нового материала.

  1. Какие свойства называются “Физическими”?

  2. Какие свойства называются “Механическими”?

  3. Какие свойства называются “Химическими”?

  4. Какие свойства называются “Технологическими”?

  5. Перечислите основные физические свойства металлов.

  6. Перечислите основные механические свойства металлов.

  7. Перечислите основные технологические свойства металлов.

  8. Как можно повысить коррозионную стойкость металлов?

6. Заключительная часть.

Выставление оценок. Уборка рабочих мест и помещения мастерских.

Головна — Електроннi засоби навчання

Компанія СМІТ є провідним розробником електронних засобів навчання, підтримуючи зв’язок, як з українськими, так і з європейськими споживачами та інвесторами. Ми пропонуємо послуги з розробки рішень для освіти та створення навчального контенту.

З 2003 року Компанія СМІТ — визнаний лідер на ринку педагогічних програмних засобів (ППЗ), або електронних підручників, — майбутнього навчальної літератури. Ними із задоволенням користуються школярі та учні професійно-технічних навчальних закладів, яких приваблюють використані при створенні найсучасніші мультимедійні технології: велика кількість анімацій, відеосюжети, звуковий супровід, інтерактивність. Учителям і викладачам подобається зручний інтерфейс, ретельно продумана до дрібниць система оцінювання та контролю знань. Ведеться робота над серією ППЗ для вищої школи.

Підтримується постійний зв’язок з користувачами, які придбали педагогічні програмні засоби, випущені Компанією СМІТ. Надається консультативна та практична допомога в інсталяції й роботі із ППЗ, повний супровід, а також інформаційна підтримка — регулярні повідомлення про новинки та оновлені версії продуктів, презентаціях і інших заходах, які проводяться Компанією.

З метою знайомства із продукцією та популяризації педагогічних програмних засобів Компанія СМІТ регулярно проводить семінари, у тому числі навчальні, на які запрошуються викладачі шкіл, профтехучилищ, учні, студенти.

Продукція Компанії — як друковані видання, так і ППЗ — багатьма вузами використовується як призовий фонд при проведенні студентських олімпіад і є гідною нагородою переможцям.

Всі розробки ТОВ Компанія СМІТ пройшли комісію науково-методичної ради Міністерства освіти та науки України й одержали гриф МОНУ. Також ТОВ «Компанія СМІТ» має сертифікат на систему керування якістю (ISO9001-2001).

Ми гарантуємо Вам захист авторських прав!

Компанія СМІТ має представництво у Львові: www.ukrprog.com — інтернет-магазин, www.ukrprog.com.ua — україномовне програмне забезпечення, аудіокниги, книги, відео, музика поштою.

15. Свойства черных и цветных металлов

15. Свойства черных и цветных металлов

Технология обработки металлов. Элементы машиноведения

15. Свойства черных и цветных металлов

Приступая к изготовлению какого-либо изделия, вы должны правильно выбрать наиболее подходящий для него материал. Как вы знаете, металлы в технике применяют не в чистом виде, а в виде сплавов. Сплавы получают путем смешивания в расплавленном состоянии двух или нескольких металлов в точно определенном соотношении. Правильный выбор подходящего для вашего изделия металла или сплава можно сделать, зная его свойства.

Каждый металл и сплав обладает определенными механическими и технологическими свойствами.

К механическим свойствам относят прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность.

Прочность — способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь. Например, если сделанные вами подвески для стенда не разрушаются от его веса при закреплении на стене, значит они обладают достаточной прочностью.

Твердость — свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого материала. Например, если на стальную и медную пластины нанести лунки с помощью кернера, ударив по нему молотком с одинаковым усилием, то в медной пластине глубина лунки будет больше, чем в стальной. Это свидетельствует о том, что сталь тверже меди.

Упругость — свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после устранения внешних сил. Если положить на две опоры металлическую линейку и в центре ее поместить небольшой груз, то она прогнется на некоторую величину, а после снятия груза примет первоначальное положение. Это показывает, что материал линейки обладает упругостью.

Вязкость — свойство тел поглощать энергию при ударе.

Пластичность — способность изменять форму под дей­ствием внешних сил не разрушаясь. Это свойство используют при правке, гибке, прокатке, штамповке заготовок.

К технологическим свойствам относят ковкость, жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, свариваемость и др.

Ковкость — свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара. Это свойство основано на использовании механического свойства — пластичности.

Жидкотекучесть — свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму и получать плотные отливки.

Обрабатываемость резанием — свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различными инструментами.

Свариваемость — свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.

Коррозионная стойкость — свойство металлов и сплавов противостоять коррозии.

Все металлы и сплавы подразделяют на черные и цветные. К черным относят железо и сплавы на его основе — сталь и чугун. Все остальные металлы и сплавы — цветные.

Часто сплавы обладают лучшими свойствами, чем их составные части. Например, чистое железо имеет очень низкую прочность, а сплавы железа с углеродом — гораздо более высокую. Если углерода в сплаве меньше 2%, то такой сплав называется сталью. Если углерода от 2 до 4%, то это — чугун.

Сталь не только прочный, но и пластичный материал, хорошо поддающийся механической обработке. Из конструкционной стали делают детали машин и конструкций, а добавляя в сталь хром, вольфрам и другие металлы, получают очень твердые инструментальные стали, из которых изготавливают режущие инструменты для обработки металлов.

Чугун — хрупкий сплав, в связи с чем его используют для изделий, которые впоследствии не будут подвергаться ударам. Чугун обладает очень хорошей жидкотекучестью, поэтому из него получают качественные и сложные отливки: станины станков, радиаторы отопления и другие изделия.

Из цветных сплавов наибольшее распространение в технике получили латунь, бронза, дюралюминий.

Латунь — сплав меди с цинком желтого цвета. Обладает высокой пластичностью, твердостью и коррозионной стойкостью. Применяется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности и в электротехнике.

Бронза — сплав меди со свинцом, алюминием, оловом и другими элементами, желто-красного цвета. Имеет высокую прочность, твердость, хорошо обрабатывается резанием и обладает коррозионной стойкостью. Применяется для изготовления водопроводных кранов и зубчатых колес, для отливки художественных изделий (скульптур, украшений и других элементов), в электротехнике.

Дюралюминий — сплав алюминия с медью, магнием, цинком и другими элементами, серебристого цвета. Хорошо обрабатывается, обладает высокой коррозионной стойкостью. Применяется в авиации, машиностроении и строительстве, где требуются легкие и прочные конструкции.

Практическая работа

Ознакомление со свойствами металлов и сплавов

1. Рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет.

2. Положите справа от себя образцы из черных металлов и сплавов, а слева — из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы.

3. Растяните и отпустите пружины из стальной и медной проволоки. Сделайте вывод об упругости стали и меди.

4.  Положите на плиту для рубки металла образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь расплющить их молотком. Сделайте вывод о ковкости стали и алюминия.

5. Закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости стали и латуни.

 

Новые термины: Черные и цветные металлы, механические свойства (прочность, твердость, упругость, вязкость, пластичность), технологические свойства (ковкость, жидкотекучесть, обрабатываемость, свариваемость), конструкционная и инструментальная сталь, чугун, бронза, дюралюминий.

 

Вопросы и задания.

1. Что такое сплав?

2. Назовите механические свойства металлов и сплавов.

3. Назовите технологические свойства металлов и сплавов.

4. Для чего нужно знать свойства металлов и сплавов?

5. Какие сплавы относятся к черным?

6.  Чем отличается сталь от чугуна?

7. Чем отличается латунь от бронзы?

8. Почему металлы нужно экономно расходовать?

Сайт управляется системой uCoz

Свойство металлов и сплавов — технология (мальчики), презентации

презинтация к уроку технологии поможет провести интересный урок

Просмотр содержимого документа
«Свойство металлов и сплавов»

Электронный образовательный ресурс на тему:

Свойство металлов и сплавов 6 класс

учитель Технологии

МБОУ СОШ №1

г. Минеральные Воды

Бакров А.В.

Свойство металлов и сплавов

Физические свойства

Механические свойства

Технологические свойства

Химические

  • Термины «физический» и «механический» происходят от греческих слов, означающих соответственно «природа» и «орудие, машина».
  • Термин «химический» произошёл от древнелатинского слова «алхимия» (наука о веществах и их превращениях).

Какими свойствами обладает древесина и металлы?

Цвет

Блеск

Влажность

Текстура

Плотность

Плавкость

Электропорводность

Теплопроводность

Проверь себя

Какими свойствами обладает древесина и металлы?

Цвет

Блеск

Влажность

Текстура

Плотность

Плавкость

Электропорводность

Теплопроводность

Физические свойства

Физические свойства металлов определяются их строением.

  • Цвет
  • Плотность
  • Температура плавления
  • Электро- и теплопроводность
  • Металлический блеск
  • Намагничиваемость
  • Тепловое расширение

Механические свойства

  • Прочность
  • Твёрдость
  • Упругость
  • Вязкость
  • Хрупкость
  • Пластичность

Механические свойства

  • Прочность – способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь

Механические свойства

  • Твердость – свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого материала

Механические свойства

  • Упругость — свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после устранения внешних сил

Механические свойства

  • Вязкость – свойство тел поглощать энергию при ударе

Механические свойства

  • Хрупкость — Способность металлов и сплавов разрушаться под действием ударных нагрузок. Хрупкость – свойство, обратное вязкости.

Механические свойства

  • Пластичность — способность изменять форму под действие внешних сил не разрушаясь

Определите механические свойства

Прочность

Твердость

Упругость

Вязкость

Пластичность

Проверь себя

Определите механические свойства

Прочность

Твердость

Упругость

Вязкость

Пластичность

Технологические свойства

  • Ковкость
  • Жидкотекучесть
  • Обрабатываемость резанием
  • Свариваемость
  • Коррозионная стойкость

Технологические свойства

  • Ковкость – свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара

Технологические свойства

  • Жидкотекучесть – свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму и получать плотные отливки

Технологические свойства

  • Обрабатываемость резанием – свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различными инструментами

Технологические свойства

  • Свариваемость свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии

Технологические свойства

  • Коррозионная стойкость – свойство металлов или сплавов противостоять коррозии

Закрепление материала

  • Какие свойства называются «Физическими»?
  • Какие свойства называются «Механическими»?
  • Какие свойства называются «Химическими»?
  • Какие свойства называются «Технологическими»?
  • Перечислите основные физические свойства металлов.
  • Перечислите основные механические свойства металлов.
  • Перечислите основные технологические свойства металлов.
  • Как можно повысить коррозионную стойкость металлов?

Механические свойства материалов

Навигация:
Главная → Все категории → Материалы

Механические свойства материалов Механические свойства материалов

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению при действии нагрузок или других факторов. Прочность материала характеризуется пределом прочности.

Пределом прочности называется напряжение, соответствующее нагрузке, вызвавшей разрушение образца материала. Предел прочности определяют нагружением испытуемых образцов материала до их разрушения на прессах или разрывных машинах. Хрупкие материалы испытывают главным образом на сжатие, пластические — на растяжение. На сжатие обычно испытывают кубики или цилиндры с размерами сторон от 2 до 30 см, на растяжение — образцы в виде стержней или стержней с утоненной средней частью (например, металлы).‘Предел прочности при сжатии колеблется от 0,2 кН/см2 для наиболее слабых строительных материалов до 100 кН/см2 и выше для высокосортной стали.

Многие строительные материалы характеризуются в технических условиях так называемыми марками, совпадающими по величине с пределом прочности (при сжатии). Например, тяжелый бетон бывает марок (М) 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600; кирпич — 50, 75, 100, 125, 150 и т. д.

Твердость — способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Твердость материала не всегда соответствует его прочности. Материалы с разными пределами прочности могут обладать одинаковой твердостью.

Применяются различные способы определения твердости материалов. Например, твердость однородных каменных материалов определяют по специальной шкале твердости, включающей десять минералов, расположенных по степени возрастания их твердости, путем прочерчивания по испытываемому материалу минералами шкалы.

Твердость металлов, бетона и древесины определяют путем вдавливания в них (определенной нагрузкой) стального шарика. По глубине вдавливания или диаметру отпечатка и устанавливают твердость материала. Кроме того, твердость материала определяют сверлением и другими способами.
Истираемость — способность материала уменьшаться в массе и объеме под действием истирающих усилий. Истираемость материалов испытывают в лабораторных условиях на специальных машинах.

Упругость — свойство материала изменять свою форму под действием нагрузки и восстанавливать ее после снятия нагрузки. Восстановление первоначальной формы может быть полным и частичным. При неполном восстановлении формы в материале будут иметься так называемые остаточные деформации. Пределом упругости считают напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой малой величины, устанавливаемой в технических условиях на данный материал.

Пластичность — способность материала изменять свою форму под действием нагрузки и сохранять ее после снятия нагрузки без образования трещин. Пластические свойства материалов широко используют в технологии материалов (ковка, прокатка, штамповка). К пластическим материалам относят мягкую сталь, свинец, нагретый битум.

Хрупкость — свойство материала разрушаться под действием нагрузки без предварительных деформаций. К хрупким материалам относят чугун, бетон, кирпич. Они легко разрушаются при ударах и не выдерживают высоких местных напряжений, давая трещины. Поэтому их не применяют для строительных конструкций, которые могут быть подвержены растягивающим и изгибающим усилиям.


Похожие статьи:
Искусственные каменные материалы

Навигация:
Главная → Все категории → Материалы

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

1 Перечислите свойства металла определяющие долговечность изделий (износостойкость

1. Перечислите свойства металла, определяющие долговечность изделий (износостойкость, сопротивление усталости, контактная выносливость). Укажите их размерность.
Износостойкость – служебное свойство поверхностных слоев деталей машин, определяющее в большинстве случаев их работоспособность.
Одним из наиболее распространенных и интенсивных видов износа является абразивный, который характерен для деталей строительных, дорожных, транспортных, сельскохозяйственных и других машин. Воздействие минеральных частиц высокой твердости, для которых характерны неметаллические типы межатомных связей, приводит к незначительной роли адгезивных взаимодействий при изнашивании материалов, вследствие чего основную роль играют деформационные процессы. Различают элементарные процессы отделения частицы износа в результате однократного и многократного воздействия абразивного тела, т.е., микрорезание (вязкого и хрупкого характера) или усталость малоцикловую (в пластической области) и многоцикловую (в упругой плоскости). Многообразие условий абразивного износа обуславливает самые различные сочетания этих элементарных процессов разрушения и разупрочнения поверхностных слоев, которые часто интенсифицируются химической активностью окружающей среды. Во всех этих процессах с разной долей вероятности имеет место интенсивная пластическая деформация.
Твердость является одним из основных показателей механических свойств поверхностных слоев, и определяющих долговечность металла и изделий. Твердостью металла является его способность противостоять или осуществлять сопротивление телу, которое намного тверже. Этой характеристике соответствует абразивная износоустойчивость.
Твердость проверяют методами вдавливания в исследуемый материал шариков определенных размеров или алмазной пирамиды. Твердость определяют по трем показателям, а именно по Бринеллю, по Роквеллу и по Виккерсу.
Твердость по Бринеллю определяется в результате вдавливания стального шарика, который имеет диаметр два с половиной миллиметра, или пять или десять миллиметров.
Для определения твердости по Роквеллу вдавливается или стальной шарик, который имеет диаметр 1,58 мм, или алмазный конус, который имеет угол на своей вершине 120 град. Различают несколько значений твердости, а именно очень твердую, мягкую сталь и закаленную сталь. Для первого вида твердости используют вдавливания алмазного конуса, для второго применяют стальной шарик, а для последнего вида принимают алмазный или твердосплавный конус. Система Роквелла в результате неглубокого погружения алмазного конуса в исследуемый материал позволяет исследовать металл более точно, чем система Бринелля.
Определение твердости по системе Виккерса, то при его методике используется алмазная пирамида, которая имеет правильную четырехгранную форму. После того, как подвергли воздействию металл со стороны пирамиды, то есть ее погрузили в металл на определенную величину, осуществляют расчеты, отталкиваясь от величины диагоналей вмятины в металле. Там даже разработаны специальные таблицы. Этот метод применяют для измерения твердости металлических деталей, имеющих небольшое поперечное сечение, а также для поверхностных слоев, имеющих большую твердость и малую тонкость.
Другими факторами, определяющими долговечность металлов (и соответственно изделий) являются пластичность, упругость, ударная вязкость, ползучесть и усталость.
Пластичность означает возможность сплава или металла изменять свои формы во время нагрузки и сохранять уже новые формы после прекращения нагрузки.
Под ударной вязкостью понимают свойство металла, что дает сопротивление действию ударной нагрузки. То есть по металл бьют каким-то специально заготовленным материалом, а металл, в свою очередь, или выдерживает, или разрушается. Единицей измерения является Джоуль на квадратный метр.
Под свойством ползучесть понимается способность металлов или сплавов непрерывно и медленно изменять свою форму, другими словами деформироваться под воздействием нагрузки в течение длительного времени.
Восновные механические свойства металлов включают еще такое понятие как усталость, или умеренное разрушение структуры металла в течение времени при непрерывном числе переменных нагрузок.
Каждая механическая характеристика имеет свой предел, или свою границу, после которой наступает разрушение структуры металла. Если вам нужно произвести определение механических свойств металлов, а точнее параметры растяжения, то следует выделить временное сопротивление, истинное сопротивление разрыва, и предел текучести. Под временным сопротивлением понимают условное состояние сопротивления, которое соответствует сильной нагрузке, после превышения силы которой, произойдет разрушение кристаллической сетки металла. Истинное сопротивление разрыва определяется следующим образом: доля нагрузки во время разрыва делится на площадь поперечного сечения металла, где произошел разрыв. Пределом текучести называется такая нагрузка, которая является минимальной и при которой металл начинает деформироваться. Этот предел текучести называют еще физическим. Есть еще один предел текучести, который называют условным. Под ним понимают нагрузки, при которых происходит растяжение образца металла на 0,2 процента от его длины. Кроме этих есть еще другие показатели, которые характеризуют механические свойства металлов и сплавов.
При характеристике прочности также используют границу пропорциональности. Это такой размер нагрузки, который дает отклонение линейной корреляции между величиной нагрузки и величиной удлинения и может достигать 10-15%.
Пределом упругости является величина нагрузки, при которой происходит деформация.
Ниже приведены основные механические характеристики металлов, определяющих их прочность и долговечность.Единицы измерения, перечисленных величин (СИ):
σв – временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,05 – предел упругости, МПа
σ0,2 – предел текучести условный, МПа
σсж – предел текучести при сжатии, МПа
ν – относительный сдвиг, %
в – предел кратковременной прочности, МПа
σtТ – предел длительной прочности, МПа
σизг – предел прочности при изгибе, МПа
ψ – относительное сужение, %
- предел прочности при кручении, МПа
E – модуль упругости, ГПа
G – модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
HB – твердость по Бринеллю
HV – твердость по Виккерсу
HRC – твердость по Роквеллу,
Следует так же заметить, что на долговечность изделий из металла, по-мимо механических характеристик, будут влиять и другие. Например, условия и среда использования изделий (коррозионная устойчивость и температурный фактор).

Перечислить механические свойства металлов

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/см 2 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/мм 2 ), 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.

Металлами называют химические вещества и элементы, которые характеризуются такими свойствами, как хорошей проводимостью тепла и электрического тока, непрозрачностью, но способны отражать свет, ковкостью, и пластичностью. Металлы используют практически во всех отраслях, сферах нашей жизни. Из них делают различные механизмы, машины, оборудование, приборы и еще очень много разных вещей. Все металлы разделяют по числу, характером и содержанием легирующих частиц (компонентов) и по величине чистоты. Компонентами называются химические частицы, которые могут входить в состав сплава или металла. Обычно каждый металл имеет свои уникальные возможности. Но для его использования выделяют отдельный ряд свойств. Эти свойства называются механическими. В данной статье будут рассмотрены механические свойства металлов.

Понятие механических свойств металлов

Что означают эти механические свойства? Они описывают и объясняют способность того или иного металла осуществлять сопротивление на силовые факторы из внешней среды. И соответственно есть числовые показатели, указывающие степень сопротивления того или иного металла. К основным механическим свойствам металлов и сплавов на сегодняшний день относят твердость, вязкость, прочность, ползучесть, пластичность, износоустойчивость, и ударную вязкость. Величины этих свойств определяют во время опытов, предусматривающие силовую нагрузку на металл или сплав. И такие нагрузки подразделяют на динамические, статические и повторно-переменные. Испытания металла проводят такими способами как растяжение, скручивание, сгибание, сжатия и ударное сгибания.

Понятие прочности металла

Под прочностью металла понимают способностью сплава или металла осуществлять сопротивление, как внешним силовым факторам, так и внутренним факторам, и таким образом не поддаваться деформации. Если внешние факторы вполне понятны, т.е. это удар, пресс, нажим, то к внутренним относятся нагрев, или охлаждения, изменение структуры исследуемого вещества.

Определение твердости металла

Твердостью металла является его способность противостоять или осуществлять сопротивление телу, которое намного тверже.

Твердость проверяют методами вдавливания в исследуемый материал шариков определенных размеров или алмазной пирамиды. Твердость определяют по трем показателям, а именно по Бринеллю, по Роквеллу и по Виккерсу.

Твердость по Бринеллю определяется в результате вдавливания стального шарика, который имеет диаметр два с половиной миллиметра, или пять или десять миллиметров.

Для определения твердости по Роквеллу вдавливается или стальной шарик, который имеет диаметр 1,58 мм, или алмазный конус, который имеет угол на своей вершине 120 °. Различают несколько значений твердости, а именно очень твердую, мягкую сталь и закаленную сталь. Для первого вида твердости используют вдавливания алмазного конуса, для второго применяют стальной шарик, а для последнего вида принимают алмазный или твердосплавный конус. Система Роквелла в результате неглубокого погружения алмазного конуса в исследуемый материал позволяет исследовать металл более точно, чем система Бринелля.

Что касается определения твердости по системе Виккерса, то при его методике используется алмазная пирамида, которая имеет правильную четырехгранную форму. После того, как подвергли воздействию металл со стороны пирамиды, то есть ее погрузили в металл на определенную величину, осуществляют расчеты, отталкиваясь от величины диагоналей вмятины в металле. Там даже разработаны специальные таблицы. Этот метод применяют для измерения твердости металлических деталей, имеющих небольшое поперечное сечение, а также для поверхностных слоев, имеющих большую твердость и малую тонкость.

Упругость, ударная вязкость, ползучесть и усталость

Механические свойства металлов и сплавов также включают в себя и упругость. Под ней понимают способность металла восстанавливать свою первоначальную форму после того, как прекратились внешние силы.

Такое свойство как пластичность означает возможность сплава или металла изменять свои формы во время нагрузки и сохранять уже новые формы после прекращения нагрузки.

Под ударной вязкостью понимают свойство металла, что дает сопротивление действию ударной нагрузки. То есть по металл бьют каким-то специально заготовленным материалом, а металл, в свою очередь, или выдерживает, или разрушается. Единицей измерения является Джоуль на квадратный метр.

Под свойством ползучесть понимается способность металлов или сплавов непрерывно и медленно изменять свою форму, другими словами деформироваться под воздействием нагрузки в течение длительного времени.

Восновные механические свойства металлов включают еще такое понятие как усталость, или умеренное разрушение структуры металла в течение времени при непрерывном числе переменных нагрузок.

И еще

Каждая механическая характеристика имеет свой предел, или свою границу, после которой наступает разрушение структуры металла. Если вам нужно произвести определение механических свойств металлов, а точнее параметры растяжения, то следует выделить временное сопротивление, истинное сопротивление разрыва, и предел текучести. Под временным сопротивлением понимают условное состояние сопротивления, которое соответствует сильной нагрузке, после превышения силы которой, произойдет разрушение кристаллической сетки металла. Истинное сопротивление разрыва определяется следующим образом: доля нагрузки во время разрыва делится на площадь поперечного сечения металла, где произошел разрыв. Пределом текучести называется такая нагрузка, которая является минимальной и при которой металл начинает деформироваться. Этот предел текучести называют еще физическим. Есть еще один предел текучести, который называют условным. Под ним понимают нагрузки, при которых происходит растяжение образца металла на 0,2 процента от его длины. Кроме этих есть еще другие показатели, которые характеризуют механические свойства металлов и сплавов.

При характеристике прочности также используют границу пропорциональности. Это такой размер нагрузки, который дает отклонение линейной корреляции между величиной нагрузки и величиной удлинения и может достигать 10-15%.

А пределом упругости является величина нагрузки, при которой происходит деформация.

The requested URL /apache22/data/www/uploads/механические_свойства_металлов _материаловедение_и_технологии.pdf was not found on this server.

Механические свойства инженерных материалов

Для окончательной доработки материала для инженерного продукта или приложения важно понимать механических свойств материала. Механические свойства материала — это те свойства, которые влияют на механическую прочность и способность материала принимать подходящую форму. Вот некоторые из типичных механических свойств материала:

  • Прочность
  • Вязкость
  • Твердость
  • Прокаливаемость
  • Хрупкость
  • Ковкость
  • Пластичность
  • Ползучесть и скольжение
  • Устойчивость
  • 9100009 Усталость Это свойство материала, которое противодействует деформации или разрушению материала в присутствии внешних сил или нагрузки.Материалы, которые мы дорабатываем для наших инженерных изделий, должны обладать подходящей механической прочностью, чтобы быть способными работать при различных механических силах или нагрузках.

    Прочность

    Это способность материала поглощать энергию и пластически деформироваться без разрушения. Его числовое значение определяется количеством энергии на единицу объема. Его единица — Джоуль / м 3 . Величину ударной вязкости материала можно определить по его напряженно-деформированным характеристикам.Для обеспечения хорошей ударной вязкости материалы должны обладать хорошей прочностью и пластичностью.

    Например: хрупкие материалы, имеющие хорошую прочность, но ограниченную пластичность, недостаточно прочны. И наоборот, материалы, обладающие хорошей пластичностью, но низкой прочностью, также недостаточно прочны. Следовательно, чтобы быть прочным, материал должен выдерживать как высокие нагрузки, так и деформации.

    Твердость

    Это способность материала сопротивляться постоянному изменению формы из-за внешнего напряжения. Существуют различные меры твердости — твердость к царапинам, твердость при вдавливании и твердость отскока.

    1. Устойчивость к царапинам
      Устойчивость к царапинам — это способность материалов противостоять царапинам внешнему поверхностному слою за счет внешней силы.
    2. Твердость вдавливания
      Это способность материалов противодействовать вмятинам, вызванным ударами внешних твердых и острых предметов.
    3. Твердость отскока
      Твердость отскока также называется динамической твердостью. Он определяется высотой «отскока» молотка с алмазным наконечником, падающего с фиксированной высоты на материал.

    Прокаливаемость

    Это способность материала приобретать твердость при термообработке. Это определяется глубиной затвердевания материала. Единица измерения прокаливаемости в системе СИ — метр (аналог длины). Прокаливаемость материала обратно пропорциональна свариваемости материала.

    Хрупкость

    Хрупкость материала показывает, насколько легко он ломается, когда на него действует сила или нагрузка. Когда хрупкий материал подвергается напряжению, он набирает гораздо меньше энергии и ломается без значительного напряжения.Хрупкость обратна пластичности материала. Хрупкость материала зависит от температуры. Некоторые металлы, пластичные при нормальной температуре, становятся хрупкими при низкой температуре.

    Ковкость

    Ковкость — это свойство твердых материалов, которое указывает на то, насколько легко материал деформируется под действием сжимающего напряжения. Пластичность часто классифицируют по способности материала формировать тонкие листы с помощью молотка или прокатки. Это механическое свойство является аспектом пластичности материала.Пластичность материала зависит от температуры. С повышением температуры пластичность материала увеличивается.

    Пластичность

    Пластичность — это свойство твердого материала, которое указывает на то, насколько легко материал деформируется под действием растягивающего напряжения. Пластичность часто классифицируют по способности материала растягиваться в проволоку при растяжении или вытягивании. Это механическое свойство также является аспектом пластичности материала и зависит от температуры. С повышением температуры пластичность материала увеличивается.

    Ползучесть и скольжение

    Ползучесть — это свойство материала, которое указывает на его склонность к медленному перемещению и постоянной деформации под действием внешнего механического напряжения. Это происходит из-за длительного воздействия больших внешних механических нагрузок с пределом текучести. Ползучесть более серьезна в материалах, которые долгое время подвергаются нагреву. Скольжение в материале представляет собой плоскость с высокой плотностью атомов.

    Устойчивость

    Устойчивость — это способность материала поглощать энергию, когда он упруго деформируется путем приложения напряжения, и высвобождать энергию при снятии напряжения.Подтвержденная упругость определяется как максимальная энергия, которая может быть поглощена без остаточной деформации. Модуль упругости определяется как максимальная энергия, которая может быть поглощена на единицу объема без остаточной деформации. Его можно определить путем интегрирования деформационного отверждения от нуля до предела упругости. Его единица — джоуль / м 3 .

    Усталость

    Усталость — это ослабление материала, вызванное многократным нагружением материала. Когда материал подвергается циклической нагрузке и нагружению, превышающему определенное пороговое значение, но намного ниже прочности материала (предел прочности на растяжение или предел текучести), на границах зерен и границах раздела начинают образовываться микроскопические трещины.В конце концов трещина достигает критического размера. Эта трещина внезапно распространяется, и конструкция разрушается. Форма конструкции очень сильно влияет на утомляемость. Квадратные отверстия и острые углы приводят к повышенным напряжениям там, где возникает усталостная трещина.

    Как оценивать материалы — свойства, которые необходимо учитывать

    Есть разница между механическими и физическими свойствами сплава.

    • Физические свойства — это вещи, которые можно измерить.Это такие вещи, как плотность, температура плавления, проводимость, коэффициент расширения и т. Д.
    • Механические свойства — это то, как металл ведет себя при приложении к нему различных сил. Сюда входят такие параметры, как прочность, пластичность, износостойкость и т. Д.

    Механические и физические свойства материалов определяются их химическим составом и их внутренней структурой, например размером зерна или кристаллической структурой. Обработка может сильно повлиять на механические свойства из-за перестройки внутренней структуры.Процессы металлообработки или термическая обработка могут влиять на некоторые физические свойства, такие как плотность и электропроводность, но эти эффекты обычно несущественны.

    Механические и физические свойства являются ключевым фактором, определяющим, какой сплав считается подходящим для данного применения, если несколько сплавов удовлетворяют условиям эксплуатации. Практически в каждом случае инженер проектирует деталь так, чтобы она работала в заданном диапазоне свойств. Многие механические свойства взаимозависимы: высокие характеристики в одной категории могут сочетаться с более низкими характеристиками в другой.Например, более высокая прочность может быть достигнута за счет более низкой пластичности. Таким образом, широкое понимание среды, в которой работает продукт, приведет к выбору лучшего материала для применения.

    Описание некоторых общих механических и физических свойств предоставит информацию, которую разработчики продукта могут учитывать при выборе материалов для конкретного применения.

    1. Проводимость
    2. Коррозионная стойкость
    3. Плотность
    4. Пластичность / пластичность
    5. Эластичность / жесткость
    6. Вязкость разрушения
    7. Твердость
    8. Пластичность
    9. Прочность, усталость
    10. Прочность на разрыв0
    11. Прочность на сдвиг
    12. Прочность на сдвиг
    13. Прочность
    14. Износостойкость

    Расширяя эти определения:

    1.Электропроводность

    Теплопроводность — это количество тепла, протекающего через материал. Он измеряется как один градус в единицу времени на единицу площади поперечного сечения на единицу длины. Материалы с низкой теплопроводностью могут использоваться в качестве изоляторов, а материалы с высокой теплопроводностью — в качестве теплоотвода. Металлы, которые демонстрируют высокую теплопроводность, могут быть кандидатами для использования в таких приложениях, как теплообменники или охлаждение. Материалы с низкой теплопроводностью могут использоваться в высокотемпературных приложениях, но часто для высокотемпературных компонентов требуется высокая теплопроводность, поэтому важно понимать окружающую среду.Электропроводность аналогична измерению количества электричества, которое передается через материал известного поперечного сечения и длины.

    2. Коррозионная стойкость

    Коррозионная стойкость описывает способность материала предотвращать естественное химическое или электрохимическое воздействие атмосферы, влаги или других агентов. Коррозия принимает различные формы, включая точечную коррозию, гальваническую реакцию, коррозию под напряжением, расслоение, межкристаллитную коррозию и другие (многие из которых будут обсуждаться в других выпусках информационных бюллетеней).Коррозионная стойкость может быть выражена как максимальная глубина в милах, до которой может проникнуть коррозия за один год; он основан на линейной экстраполяции проникновения, происходящего в течение срока службы данного теста или услуги. Некоторые материалы по своей природе устойчивы к коррозии, в то время как для других необходимо нанесение гальванического покрытия или покрытий. Многие металлы, принадлежащие к семействам, устойчивым к коррозии, не полностью защищены от нее и по-прежнему зависят от конкретных условий окружающей среды, в которых они работают.

    3. Плотность

    Плотность, часто выражаемая в фунтах на кубический дюйм, граммах на кубический сантиметр и т. Д., Описывает массу сплава на единицу объема. Плотность сплава определяет, сколько будет весить компонент определенного размера. Этот фактор важен в таких приложениях, как аэрокосмическая или автомобильная промышленность, где важен вес. Инженеры, которым нужны компоненты с меньшим весом, могут искать менее плотные сплавы, но при этом должны учитывать соотношение прочности и веса.Можно выбрать материал с более высокой плотностью, такой как сталь, например, если он обеспечивает более высокую прочность, чем материал с более низкой плотностью. Такую часть можно было бы сделать тоньше, чтобы меньше материала могло компенсировать более высокую плотность.

    4. Пластичность / пластичность

    Пластичность — это способность материала пластически деформироваться (то есть растягиваться) без разрушения и сохранять новую форму при снятии нагрузки. Думайте об этом как о способности растянуть данный металл в проволоку.Пластичность часто измеряют с помощью испытания на растяжение в виде процента удлинения или уменьшения площади поперечного сечения образца до разрушения. Испытание на растяжение также можно использовать для определения модуля Юнга или модуля упругости, важного отношения напряжение / деформация, используемого во многих расчетах конструкции. Склонность материала противостоять растрескиванию или разрушению под напряжением делает пластичные материалы подходящими для других процессов металлообработки, включая прокатку или волочение. Некоторые другие процессы, такие как холодная обработка, делают металл менее пластичным.

    Пластичность, физическое свойство, описывает способность металла формироваться без разрушения. Давление или сжимающее напряжение используется для прессования или свертывания материала в более тонкие листы. Материал с высокой пластичностью сможет выдерживать более высокое давление без разрушения.

    5. Эластичность, жесткость

    Эластичность описывает тенденцию материала возвращаться к своему первоначальному размеру и форме после устранения деформирующей силы. В отличие от материалов, которые демонстрируют пластичность (где изменение формы необратимо), эластичный материал вернется к своей предыдущей конфигурации после снятия напряжения.

    Жесткость металла часто измеряется модулем Юнга, который сравнивает соотношение между напряжением (приложенной силой) и деформацией (результирующей деформацией). Чем выше модуль упругости, а это означает, что большее напряжение приводит к пропорционально меньшей деформации, тем жестче материал. Стекло может быть примером жесткого материала с высоким модулем упругости, а резина — материалом, который демонстрирует низкую жесткость / низкий модуль. Это важное соображение при проектировании для приложений, где требуется жесткость под нагрузкой.

    6. Вязкость разрушения

    Ударопрочность — это мера способности материала противостоять ударам. Эффект удара — столкновение, которое происходит в течение короткого периода времени — обычно больше, чем эффект более слабой силы, действующей в течение более длительного периода. Таким образом, следует учитывать ударопрочность, когда приложение включает повышенный риск удара. Некоторые металлы могут приемлемо работать при статической нагрузке, но разрушаться при динамических нагрузках или при столкновении.В лаборатории удар часто измеряется с помощью обычного теста Шарпи, когда взвешенный маятник ударяет по образцу напротив обработанного V-образного паза.

    7. Твердость

    Твердость определяется как способность материала сопротивляться постоянному вдавливанию (то есть пластической деформации). Как правило, чем тверже материал, тем лучше он сопротивляется износу или деформации. Термин твердость, таким образом, также относится к локальной поверхностной жесткости материала или его устойчивости к царапинам, истиранию или порезам.Твердость измеряется с помощью таких методов, как Бринелля, Роквелла и Виккерса, которые измеряют глубину и площадь углубления более твердым материалом, включая стальной шарик, алмаз или другой индентор.

    8. Пластичность

    Пластичность, обратная упругости, описывает тенденцию определенного твердого материала сохранять свою новую форму под действием сил формования. Это качество, которое позволяет материалам изгибаться или обрабатывать их, придавая им постоянную новую форму.В пределе текучести материалы переходят от упругих свойств к пластическим.

    9. Прочность — усталость

    Усталость может привести к разрушению под действием повторяющихся или колеблющихся напряжений (например, нагрузки или разгрузки), максимальное значение которых меньше прочности материала на разрыв. Более высокие нагрузки ускоряют время до отказа, и наоборот, поэтому существует связь между напряжением и циклами до отказа. Таким образом, предел выносливости относится к максимальному напряжению, которое металл может выдержать (переменная) за заданное количество циклов.И наоборот, показатель усталостной долговечности удерживает нагрузку фиксированной и измеряет, сколько циклов нагрузки может выдержать материал до разрушения. Усталостная прочность является важным фактором при проектировании компонентов, подверженных повторяющимся нагрузкам.

    10. Прочность — сдвиг

    Прочность на сдвиг учитывается в таких приложениях, как болты или балки, где важны как направление, так и величина напряжения. Сдвиг возникает, когда направленные силы заставляют внутреннюю структуру металла скользить по самой себе на уровне гранул.

    11. Прочность на растяжение

    Одним из наиболее распространенных показателей свойств металла является прочность на растяжение или предельная прочность. Прочность на растяжение относится к величине нагрузки, которую секция металла может выдержать до того, как она сломается. При лабораторных испытаниях металл удлиняется, но возвращается к своей первоначальной форме через область упругой деформации. Когда он достигает точки остаточной или пластической деформации (измеряемой как предел текучести), он сохраняет удлиненную форму даже при снятии нагрузки.В точке растяжения нагрузка приводит к окончательному разрушению металла. Этот показатель помогает отличить хрупкие материалы от более пластичных. Предел прочности на разрыв или предел прочности измеряется в ньютонах на квадратный миллиметр (мегапаскали или МПа) или фунтах на квадратный дюйм.

    12. Прочность — урожайность

    Подобный по концепции и измерению пределу прочности на разрыв, предел текучести описывает точку, после которой материал под нагрузкой больше не возвращается в свое исходное положение или форму.Деформация переходит от упругой к пластической. Расчетные расчеты включают предел текучести, чтобы понять пределы размерной целостности под нагрузкой. Как и предел прочности на разрыв, предел текучести измеряется в ньютонах на квадратный миллиметр (мегапаскали или МПа) или фунтах на квадратный дюйм.

    13. Прочность

    Вязкость, измеренная с помощью испытания на ударную вязкость по Шарпи, аналогичного испытанию на ударопрочность, представляет собой способность материала поглощать удары без разрушения при заданной температуре.Поскольку ударопрочность часто ниже при низких температурах, материалы могут стать более хрупкими. Значения Шарпи обычно предписываются для ферросплавов, где возможны низкие температуры в применении (например, морские нефтяные платформы, нефтепроводы и т. Д.) Или где учитывается мгновенная нагрузка (например, баллистическая защита в военных или авиационных приложениях).

    14. Износостойкость

    Износостойкость — это мера способности материала противостоять трению двух материалов друг о друга.Это может принимать различные формы, включая адгезию, истирание, царапины, выдолбление, истирание и другие. Когда материалы имеют разную твердость, более мягкий металл может сначала начать проявлять эффекты, и управление этим может быть частью дизайна. Даже катание может вызвать истирание из-за присутствия посторонних материалов. Износостойкость можно измерить как количество потерянной массы за определенное количество циклов истирания при данной нагрузке.

    Рассмотрение этой информации о механических и физических свойствах может способствовать оптимальному выбору металла для конкретного применения.Из-за множества доступных материалов и возможности изменять свойства путем легирования, а часто и за счет усилий по термообработке, можно потратить время, чтобы проконсультироваться со специалистами в области металлургии, чтобы выбрать материал, который обеспечивает необходимые характеристики, сбалансированные с экономической эффективностью.

    Механические свойства материалов | Fractory

    Наверное, стоит начать с признания того, что список механических свойств довольно длинный. Некоторые из них более важны и распространены, чем другие, при описании материала.Поэтому мы смотрим на тему с точки зрения инженера. Ему необходимо знать основы, чтобы отличать типы металлов друг от друга, чтобы принять обоснованное решение при разработке чего-либо.

    Напряжение и деформация материала

    Во-первых, нам нужно объяснить некоторые физические концепции, лежащие в основе механических свойств. Основным из них является стресса . Стресс говорит вам, насколько большая сила приложена к определенной области. В машиностроении чаще всего выражается в МПа или Н / мм 2 .Эти двое взаимозаменяемы. Формула для расчета стресса:

    σ = F / A, где F — сила (Н), A — площадь (мм 2 ).

    Второе важное понятие — штамм . У деформации нет единицы, так как это отношение длин. Рассчитывается следующим образом:

    ε = (l-l 0 ) / l 0 , где l 0 — начальная или начальная длина (мм), а l — длина в растянутом состоянии (мм).

    Модуль Юнга

    Из этих двух концепций мы переходим к нашим первым механическим свойствам — жесткости , и упругости , как противоположности.Это важный фактор для инженеров при решении физических задач (пригодность материала для определенного применения).

    Жесткий материал не сжимается и не удлиняется легко

    Жесткость выражается как модуль Юнга, также известный как модуль упругости. Как одно из основных механических свойств материалов, он определяет соотношение между напряжением и деформацией — чем больше его значение, тем жестче материал.

    Это означает, что одна и та же нагрузка деформирует две части одинакового размера по-разному, если они имеют разные модули Юнга.В то же время меньшее значение означает, что материал более эластичный.

    Формула модуля Юнга:

    E = σ / ε (МПа)

    Предел текучести

    Предел текучести или предел текучести — это значение, наиболее часто используемое в инженерных расчетах. Он придает материалу значение напряжения в МПа, которое может выдержать перед пластической деформацией. Это место называется пределом текучести. Перед этим материал восстанавливает прежнюю форму при подъеме груза. После превышения предела текучести деформация остается постоянной.

    Кривая «напряжение-деформация»

    Есть веская причина использовать предел текучести как наиболее важный фактор в машиностроении. Как видно из кривой «напряжение-деформация», когда напряжение превышает предел текучести, повреждение еще не является катастрофическим. Это оставляет «подушку» перед тем, как конструкция полностью выйдет из строя.

    Предел прочности

    Предел прочности на разрыв, или просто предел прочности при растяжении, является следующим шагом после предела текучести. Это значение, также измеренное в МПа, указывает максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.

    При выборе подходящего материала, способного выдерживать известные силы, два материала с одинаковым пределом текучести могут иметь разные значения прочности на разрыв. Более высокая прочность на разрыв может помочь избежать несчастных случаев в случае приложения непредвиденных сил.

    Пластичность

    Пластичность — это механическое свойство материалов, которое демонстрирует способность деформироваться под напряжением без разрушения, сохраняя при этом форму деформированного после подъема нагрузки. Металлы с большей пластичностью лучше поддаются формовке.Это очевидно при изгибе металла.

    Два связанных механических свойства материалов: пластичность и пластичность . Пластичность описывается примерно так же, как пластичность — это способность материала подвергаться пластической деформации перед разрушением. Он выражается как процент удлинения или процент уменьшения площади. По сути, пластичность — это свойство, которое вам нужно, например, при волочении тонкой металлической проволоки. Хорошим примером такого пластичного материала является медь.Это делает возможным изготовление проводов.

    Податливость по определению также аналогична. Но на самом деле он характеризует пригодность материала к деформации сжатия. По сути, металл с хорошей пластичностью подходит для производства металлических пластин или листов прокаткой или молотком.

    Прочность

    Прочность — это сочетание прочности и пластичности. Прочный материал выдерживает сильные удары, не разрываясь. Прочность часто определяют как способность материала поглощать энергию без образования трещин.

    Для такого оборудования очень важна прочность материала.

    Примером требуемой прочности являются карьерные погрузчики. Бросание огромных камней в бункеры приводит к деформациям, а не к трещинам, если материал жесткий.

    Твердость

    Еще один важный атрибут инженерного материала. Высокие значения твердости показывают, что материал выдерживает локальное давление. Проще говоря, твердый материал непросто поцарапать или покрыть стойкими следами (пластическая деформация). Это особенно важно при процессах сильного износа.В таких условиях подходят твердые материалы, такие как Hardox. Твердость и ударная вязкость — это два качества, на которые приходится долговечность .

    Твердость измеряется по царапинам, ударам или вдавливанию. Наиболее распространенный способ описания твердости — твердость при вдавливании. В зависимости от материала существуют разные способы проведения этих испытаний. Каждый дает разные единицы твердости — по Бринеллю, Виккерсу или Роквеллу. Если вы хотите сравнить 2 материала, которые имеют значения твердости в разных системах, вам необходимо преобразовать их в один и тот же тип (например,g Vickers) в первую очередь.

    Хрупкость

    Хрупкость — обычно нежелательное свойство материала в машиностроении. Это означает, что материал ломается без заметной пластической деформации. Признаком хрупкости материала является щелкающий звук, который он издает при разрыве.

    Хрупкие материалы оставляют сломанные края, которые отчетливо видны вместе.

    Хотя, если подумать о хрупкости, это может быть связано с низкой прочностью, но на самом деле это не так. Эти двое не исключают друг друга.Прочный материал может быть хрупким. Пример тому — керамика. Чугун — пример хрупкого металла.

    Усталостная прочность

    Испытание алюминиевого образца на усталость

    Усталостная прочность или предел выносливости выражает способность материала выдерживать циклические нагрузки. В случае железных сплавов существует четкий предел, которому металл может сопротивляться. Если напряжение ниже предела (по количеству циклов), нет страха сломаться.

    Это важное свойство материала, о котором следует помнить при проектировании валов. Направление силы постоянно меняется при вращении вала, что означает, что напряжение имеет циклический характер.

    Для других металлов, таких как алюминий и медь, нет четкого предела устойчивости к циклическим нагрузкам. Они все еще имеют тенденцию ломаться после определенного количества обратного изгибающего напряжения . Для таких материалов существует еще одна аналогичная измеряемая величина — , предел прочности .

    Обладая усталостной прочностью, материал имеет бесконечный срок службы, если значение напряжения ниже предела усталости. В случае прочности на выносливость вы получаете значение, ниже которого материал может проработать определенное количество циклов. Обычно это 10 7 .

    Если вы приняли обоснованное решение о выборе материала, пора приступить к производству. Мы здесь, чтобы помочь вам с производственными услугами онлайн!

    Механические свойства материалов в машиностроении

    Если вы изучаете машиностроение или просто обновляете свои технические знания, важно понимать механические свойства материалов, используемых в машиностроении.

    Эта информация поможет вам быстро выбрать лучшие материалы для вашей конструкции на основе различных факторов, включая грузоподъемность, эластичность, твердость, прочность и многое другое.

    Цель этой статьи — раскрыть механические свойства, которые делают каждый материал уникальным. Ознакомившись с этими терминами, вы сможете различать материалы и оценивать их полезность для вашего дизайн-проекта.

    Что такое материал?

    Материал — это любое вещество, которое мы используем для изготовления вещей: дерево, стекло, сталь, пластик, золото, латунь и многие другие.

    Что касается металлов, блестящие инженеры разработали способы смешивания некоторых из этих материалов вместе для создания новых желаемых механических свойств, таких как большая прочность, большая гибкость, меньший вес или лучшая долговечность. Мы рассмотрим эти свойства в следующем разделе.

    Новые материалы называются сплавами или композитами в зависимости от используемых методов.

    Список механических свойств

    Вот некоторые из наиболее распространенных механических свойств, определяющих различные типы материалов, с последующим более подробным описанием каждого из них:

    • Прочность (шесть типов)
    • Пластичность
    • Хрупкость
    • Прочность
    • Жесткость
    • Прочность
    • Ковкость
    • Прокаливаемость
    • Ползучесть
    • Эластичность
    • Тепловое расширение

    Прочность

    Прочность материала можно оценить на основании либо величины нагрузки, которую он может принять до разрушения или деформации.

    Есть шесть основных подкатегорий силы:

    • Прочность на сжатие. Способность материала выдерживать нагрузку, уменьшающую его размер. Думайте об этом как о сжимаемом материале.
    • Прочность на сдвиг. Способность материала выдерживать нагрузки, заставляющие внутреннюю структуру материала скользить по самой себе.
    • Прочность на растяжение (или предел прочности). Способность материала выдерживать нагрузку, которая его растягивает или разрывает, без разрушения.
    • Предел текучести. Способность материала выдерживать нагрузку, которая его растягивает или разрывает, не деформируясь.
    • Прочность на упругость. Способность материала восстанавливать свою первоначальную форму после нагрузки.
    • Усталостная прочность. Способность материала выдерживать повторяющиеся и / или изменяющиеся нагрузки (например, погрузку и разгрузку).

    Пластичность

    Способность материала деформироваться и сохранять эту деформированную форму без разрушения при приложении к нему нагрузки.Глупая шпатлевка — пример пластичного материала.

    Вы можете немного растянуть его, прежде чем он сломается, и он более или менее сохранит новую форму.

    Хрупкость

    Это механическое свойство относится к способности материала разрушаться, не подвергаясь значительной деформации. Стекло и керамика являются примерами хрупких материалов, которые не столько деформируются, сколько разбиваются при ударе. Это противоположность пластичности.

    Прочность

    Вязкость относится к тому, насколько хорошо материал справляется с сопротивлением разрушению под действием напряжения.Вязкость включает компоненты прочности и пластичности. Например, несмотря на свою высокую пластичность, шпатлевка не является жесткой, так как при растяжении легко деформируется (следовательно, у нее очень небольшая прочность).

    С другой стороны, прочный, но хрупкий материал, такой как керамика, тоже можно считать нетвердым.

    Резиновая подошва обуви может считаться жестким материалом, поскольку она обладает прочными и пластичными свойствами.

    Твердость

    Этот механический атрибут относится к способности материала сопротивляться локальному истиранию или вдавливанию в результате внешнего напряжения.Другими словами, это способность противостоять царапинам и вмятинам.

    Алмаз — образец твердого материала.

    Прочность

    Способность материала выдерживать нагрузку или напряжение в течение длительного времени. Стрессом может быть тепло, давление, износ, повреждение или другие формы стресса.

    Ковкость

    Подобно пластичности, этот механический атрибут относится к способности материала деформироваться (но не разрушаться) и сохранять эту форму при сжатии или сжатии.Свинец является примером пластичного, но не пластичного материала. Вы можете придавать ему разные формы, но когда вы его тянете, он ломается.

    Прокаливаемость

    Прокаливаемость относится к способности материала становиться более твердым при термообработке, обычно используется для описания стальных сплавов. Легче сделать сплавы, содержащие большее количество углерода, более твердыми, используя нагрев, чем сделать сплавы с меньшим количеством углерода более твердыми, используя ту же термическую обработку.

    Ползучесть

    Ползучесть — это склонность материала со временем деформироваться.Высокие температуры обычно ускоряют ползучесть, но ползучесть также может происходить при комнатной температуре, хотя и медленнее. Примером нежелательной ползучести могут служить реактивные двигатели. Чрезвычайно высокая температура может привести к очень быстрой ползучести многих обычных материалов. Поэтому важно использовать материалы, обладающие высокой стойкостью к ползучести.

    Эластичность

    Это механическое свойство относится к способности материала возвращаться к своей исходной форме при удалении стрессора. Резинка — это образец очень эластичного материала.

    Когда вы растягиваете резиновую ленту, а затем отпускаете, она легко возвращается к своей первоначальной форме.

    Тепловое расширение

    Термическое расширение — это тенденция материала к изменению формы, площади или объема из-за изменений температуры. Примером материала, который подвергается тепловому расширению, является асфальт, который расширяется и трескается в жаркую погоду.

    Механические свойства обычных материалов

    Давайте посмотрим на механические свойства некоторых из этих широко используемых материалов:

    • Углеродное волокно
    • Сталь
    • Нержавеющая сталь
    • Поликарбонат
    • Стекловолокно
    • Титан
    • PLA
    • Медь
    • Латунь
    • Алюминий

    Механические свойства углеродного волокна

    Углеродное волокно относится к длинной цепочке атомов углерода, которые связаны вместе.По свойствам материала углеродное волокно имеет:

    • Высокая прочность на разрыв
    • Высокое соотношение прочности и веса
    • Низкое тепловое расширение

    Эти свойства делают углеродистую сталь популярной для использования в отраслях, где материалы должны быть легкими, но прочными, например, в автоспорте, авиакосмической технике и в военной сфере.

    Обратной стороной углеродного волокна является то, что оно несколько хрупкое и может легко расколоться или разбиться при ударе.

    Механические свойства стали

    Сталь — это сплав, содержащий железо и углерод. Существует много типов стали с различным содержанием железа, углерода и других металлов, и каждый из них имеет несколько разные свойства. Но по большей части общие свойства для большинства типов стали включают:

    • Высокая прочность на разрыв
    • Высокая твердость
    • Высокий предел текучести
    • Высокое соотношение веса и прочности
    • Высокая пластичность

    Эти свойства делают сталь идеальным материалом для строительства зданий.Фактически, сталь имеет самое высокое отношение прочности к весу из всех материалов, используемых при строительстве зданий.

    Однако, если сталь не обработана, она может легко подвергнуться коррозии.

    Механические свойства нержавеющей стали

    Нержавеющая сталь — это сплав стали, который был разработан, чтобы сделать сталь более устойчивой к коррозии за счет добавления хрома в этот сплав. Таким образом, помимо устойчивости к коррозии, он обладает многими из тех же свойств, что и сталь, в том числе:

    • Высокая прочность на разрыв
    • Высокая твердость
    • Высокий предел текучести
    • Высокое соотношение прочности и веса.
    • Высокая пластичность

    Обратной стороной нержавеющей стали является то, что она не очень рентабельна, и поэтому вы видите ее использование в небольших предметах, таких как наборы столового серебра.

    Механические свойства поликарбоната

    Поликарбонат (ПК) — это пластик, который по своей природе прозрачен. Это прочный аморфный термопластичный полимер с отличными характеристиками. С ним просто работать, формовать и термоформовать. ПК хорошо известен тем, что сохраняет цвет и прочность с течением времени.

    Некоторые характеристики поликарбоната:

    • Высокая ударопрочность

    • Высокая прочность на разрыв

    • Высокая размерная прочность

    • Отличный электроизоляционный и тепловой изолятор

    • Простота изготовления и обработки

    Он используется в широком спектре продуктов, включая проигрыватели компакт-дисков и защитные шлемы, а также в линзах автомобильных фар, крышах и остеклениях.

    Недостатком поликарбоната является то, что он очень царапается. В результате прозрачные поверхности, такие как линзы из поликарбоната в очках, обычно покрываются устойчивым к царапинам покрытием.

    Механические свойства стекловолокна

    Стекловолокно — это материал, состоящий из очень тонких стеклянных волокон. По весу он прочнее многих металлов, немагнитен, непроводен и прозрачен для электромагнитных волн. Он не требует особого обслуживания, огнестойкий, является отличным электрическим изолятором и защищен от атмосферных воздействий.

    Общие свойства стекловолокна включают:

    • Высокая прочность на разрыв
    • Стабильность размеров
    • Высокая термостойкость
    • Превосходная ударная вязкость
    • Высокая прочность

    Лучшая особенность стекловолокна — его способность принимать самые разные сложные формы. Это объясняет, почему стекловолокно так популярно в ваннах, лодках, самолетах, крышах и других целях. К недостаткам можно отнести необходимость частого повторного нанесения гелевого покрытия и возможность попадания волокон в воздух, раздражающего пациентов, страдающих астмой.

    Механические свойства титана

    Металлический титан — чрезвычайно прочный металл для промышленного применения, поскольку он устойчив к коррозии, а также легкий и прочный. Он на 40% легче стали, но вдвое прочнее высокопрочной стали. В результате титан используется в различных отраслях промышленности, включая авиацию и космонавтику. Некоторые характеристики и свойства титана включают:

    • Высокая прочность
    • Низкая плотность
    • Наивысшее соотношение прочности и плотности
    • Высокая пластичность
    • Естественная устойчивость к ржавчине и коррозии
    • Низкое тепловое расширение
    • Высокая температура плавления

    Эти свойства делают его идеальным для использования в широком спектре аэрокосмических и морских приложений, таких как самолеты, космические корабли, ракеты и корабли всех размеров.Из-за того, что не вступает в реакцию с кожей и костями, он также используется в протезировании. К недостаткам титана можно отнести сложность литья, который, как правило, дороже, чем другие типы металлов.

    Механические свойства полимолочной кислоты (PLA)

    PLA (полимолочная кислота) — это биоразлагаемый и пригодный для вторичной переработки полиэфир, полученный из возобновляемого сырья. Популярность PLA выросла из-за низкой стоимости производства из возобновляемых источников.

    PLA — это наиболее часто используемый пластиковый волокнистый материал в 3D-печати из-за его скорости усадки.Некоторые общие свойства большинства полимолочных кислот включают:

    • Низкая усадка
    • Хорошая термическая обрабатываемость
    • Превосходная прочность на изгиб

    Из-за проблем с проницаемостью PLA по-прежнему считается менее пригодным для длительного хранения пищевых продуктов.

    Механические свойства меди

    Медь (Cu) — это очень пластичный металл, который является исключительным проводником электричества и тепла. Медь в природе встречается в свободной металлической форме.Его используют в электрической, морской, оборонной, строительной, архитектурной и ювелирной промышленности. Некоторые характеристики и свойства меди включают:

    К недостаткам меди можно отнести ее высокую стоимость по сравнению с оптоволоконными кабелями, она более подвержена коррозии по сравнению с оптоволокном и имеет меньший ожидаемый срок службы. Медь более уязвима для электрических помех, чем волоконная оптика, что приводит к менее четкой передаче. Оптоволоконный кабель также имеет меньшую опасность поражения электрическим током, чем медный провод.

    Механические свойства латуни

    Латунь — это медно-цинковый сплав с изменяемыми пропорциями, который может использоваться для достижения различных механических, электрических и химических характеристик. Он хорошо известен своей прочностью и технологичностью. Современная латунь состоит из 67 процентов меди и 33 процентов цинка. Некоторые характеристики и свойства латуни включают:

    Из-за своих уникальных характеристик латунь

    используется во множестве продуктов, в том числе в трубопроводах, уплотнителях и других архитектурных деталях отделки, винтах, нагревателях, музыкальном оборудовании и гильзах для оружейных патронов.Латунь требует тщательного ухода из-за ее склонности к потускнению.

    Механические свойства алюминия

    Алюминий — самый распространенный металл и третий по распространенности элемент в мире, составляющий 8% земной коры. Алюминий — наиболее часто используемый металл после стали из-за его гибкости. Алюминий используется для изготовления банок, фольги, посуды, компонентов самолетов и т. Д. Некоторые характеристики алюминия включают:

    • Низкая плотность
    • Отличная электрическая и теплопроводность
    • Устойчив к коррозии
    • Легко отливается, обрабатывается и фасонируется
    • Немагнитный
    • Он имеет вторую по величине пластичность и шестую по пластичности среди всех металлов.

    Некоторые из недостатков алюминия включают его высокую стоимость по сравнению с другими металлами, такими как сталь, сварка алюминия требует специальных процедур, которые дороги и требуют больше времени, чем другие методы. И по сравнению со сталью, он легче вмятины и царапается.

    * Изображение на обложке Лео Фосдала на Unsplash

    Запись: Механические свойства металлов.

    Механические свойства материалов — это свойства, которые описывают поведение материала под действием внешних сил.

    Список механических свойств:

    (1) Прочность

    (2) Эластичность

    (3) Пластичность

    (4) Жесткость

    (5) Устойчивость

    (6) Прочность

    (7) Ковкость

    (8) Пластичность

    (9) Хрупкость

    (10) Твердость


    1. Прочность: Определяется как способность материала противостоять без разрушения внешним силам, вызывающим различные типы напряжений.
    2. Эластичность: Определяется как способность материала восстанавливать свою первоначальную форму и размер после деформации, когда внешние силы устраняются.
    3. Пластичность: определяется как способность материала сохранять деформацию, возникающую под нагрузкой, на постоянной основе.
    4. Жесткость: Определяется как способность материала сопротивляться деформации под действием внешней нагрузки.
    5. Упругость: Определяется как способность материала поглощать энергию при упругой деформации и выделять эту энергию при разгрузке.
    6. Вязкость: Определяется как способность материала поглощать энергию до разрушения.
    7. Ковкость: Определяется как способность материала деформироваться в большей степени до появления трещин, когда он подвергается воздействию сжимающей силы.
    8. Пластичность: Определяется как способность материала деформироваться в большей степени до появления трещин, когда он подвергается действию растягивающего усилия.
    9. Хрупкость: Это свойство материала показывает незначительную пластическую деформацию до разрушения.
    10. Твердость: Определяется как сопротивление материала проникновению или остаточной деформации.

    Каковы свойства металлов

    Свойства металлов высокие температуры плавления. хорошие проводники электричества. хорошие проводники тепла. высокая плотность. податливый. пластичный.

    Каковы 5 свойств металлов?

    Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество.

    Каковы 10 свойств металлов?

    Физические свойства металлов: Металлы можно раскалывать в тонкие листы.Металлы пластичные. Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. Металлы блестящие, что означает, что они имеют блестящий вид. Металлы обладают высокой прочностью на разрыв. Металлы звонкие. Металлы твердые.

    Какие свойства приведенного металла?

    Металлы в целом электропроводные, с высокой электропроводностью и высокой теплопроводностью. Обычно они податливы и пластичны, деформируются под действием напряжения без скалывания. Например, при ударе молотка по металлу металл «вдавливается», а не раскалывается на куски.

    Каковы 11 свойств металлов?

    Физические свойства Металлы находятся в твердом состоянии. Все металлы твердые, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии в своей естественной форме. Металлы по своей природе пластичны. Их можно взбить на тонкие листы. Металлы пластичные. Металлы проводят тепло и электричество.

    Каковы 7 физических свойств металлов?

    Металлы Блестящие (блестящие) Хорошие проводники тепла и электричества. Высокая температура плавления.Высокая плотность (тяжелая для их размера) Податливая (может быть забита молотком) Податливая (может вытягиваться в проволоку) Обычно твердая при комнатной температуре (исключение составляет ртуть) Непрозрачная в виде тонкого листа (не может видеть сквозь металлы).

    В чем уникальное свойство металла?

    Ковкость и пластичность — металлы могут гнуться и изменять форму, не ломаясь. Электропроводность — металлы обычно хорошо проводят тепло и электричество. Блеск — металлы имеют уникальный внешний вид блестящего вида.Магнетизм — многие металлы являются ферромагнитными или парамагнитными.

    Каковы 12 свойств металлов?

    Свойства металлов Металлы имеют относительно высокие температуры плавления. Это объясняет, почему все металлы, кроме ртути, являются твердыми веществами при комнатной температуре. Большинство металлов являются хорошими проводниками тепла. Металлы обычно блестящие. Большинство металлов пластичны. Металлы обычно податливы.

    Какие 3 характеристики металла?

    Металлы обладают тремя характеристиками: хорошей проводимостью, пластичностью и блестящим внешним видом.Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества.

    Каковы свойства металлов и их применение?

    Три свойства металлов: Блеск: Металлы блестят при резке, царапинах или полировке. Податливость: металлы прочные, но податливые, а это значит, что их можно легко согнуть или придать форму. Электропроводность: металлы отлично проводят электричество и тепло.

    Какие 5 металлических свойств и объяснение?

    (ii) Пластичность, способность вытягиваться в проволоку.(iii) Теплопроводность, способность проводить тепло. (iv) Электропроводность, способность проводить электричество. (v) Химическая активность, металлы, как правило, являются хорошими восстановителями.

    Каковы механические свойства металлов?

    Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных механических свойств металлов. Твердость. Способность материала сопротивляться постоянному изменению формы под воздействием внешней силы известна как твердость. Хрупкость. Пластичность. Стойкость. Сила.

    Каковы химические свойства металлов?

    Химические свойства металлов Плотность металлов обычно высока. Металлы бывают ковкими и пластичными. Металлы образуют сплав с другими металлами или неметаллами. Некоторые металлы вступают в реакцию с воздухом и корродируют. Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. Обычно металлы находятся в твердом состоянии при комнатной температуре.

    Что называют металлами?

    В химии металл — это элемент, который легко образует положительные ионы (катионы) и имеет металлические связи.Большинство элементов этой линии — металлоиды, иногда называемые полуметаллами; элементы слева внизу — металлы; элементы в правом верхнем углу — неметаллы.

    Что такое короткий металл?

    Определение металла: любой из элементов с положительным электрическим зарядом, обычно с блестящей поверхностью и хорошим проводником тепла. Пример металла — золото. имя существительное.

    Что такое металл и его виды?

    Легированные стали Этот тип металла содержит несколько элементов для улучшения различных свойств.Металлы, такие как марганец, титан, медь, никель, кремний и алюминий, могут быть добавлены в различных пропорциях. Это улучшает закаливаемость, свариваемость, коррозионную стойкость, пластичность и формуемость стали.

    Каковы 6 физических свойств металлов?

    Физические свойства металлов включают: Устойчивость к коррозии. Плотность. Температура плавления. Тепловые свойства. Электрическая проводимость. Магнитные свойства.

    Каковы общие физические свойства металлов?

    Физические свойства Металлы Неметаллы Хорошие проводники электричества Плохие проводники электричества Хорошие проводники тепла Плохие проводники тепла Высокая плотность Низкая плотность Податливый и пластичный Хрупкий.

    Каковы физические свойства?

    Физическое свойство — это характеристика вещества, не связанная с изменением его химического состава. Знакомые примеры физических свойств включают плотность, цвет, твердость, точки плавления и кипения, а также электропроводность.

    Каковы 4 свойства неметаллов?

    Обзор общих свойств Высокая энергия ионизации. Высокая электроотрицательность. Плохие теплопроводники. Плохие электрические проводники.Хрупкие твердые вещества — не податливые или пластичные. Слабый металлический блеск или его отсутствие. Легко набирать электроны. Тусклые, без металлического блеска, хотя могут быть и красочными.

    Хрупкость — это свойство металла?

    Хрупкость — это свойство металла, которое допускает небольшой изгиб или деформацию без разрушения. Другими словами, хрупкий металл склонен ломаться или трескаться без изменения формы. Поскольку конструкционные металлы часто подвергаются ударным нагрузкам, хрупкость не является очень желательным свойством.

    Твердость — это свойство металла?

    Твердость: способность материала противостоять трению, в основном сопротивление истиранию, называется твердостью. 5 октября 2015 г.

    Все металлы блестят?

    Металлы блестят, потому что в них много свободных (т. Е. Делокализованных) электронов, которые в идеальном случае образуют облако высокомобильных отрицательно заряженных электронов на гладкой металлической поверхности и под ней. Таким образом, в металле нет областей, заряженных более отрицательно, чем другие.

    Каковы свойства большинства металлов?

    Большинство металлов имеют серебристый вид, имеют высокую плотность, относительно мягкие и легко деформируемые твердые тела с хорошей электрической и теплопроводностью, плотноупакованными структурами, низкими энергиями ионизации и электроотрицательностью, и в природе встречаются в комбинированных состояниях.

    Что такое металлы 9 класса?

    Металл — это пластичный, пластичный элемент, проводящий электричество. Например: — Железо, медь, цинк и т. Д.Например: — Углерод, сера, фосфор и др. Металлоиды. Элементы, которые проявляют некоторые свойства металлов и некоторые свойства неметаллов, называются металлоидами. Например: — Бор, Кремний и т. Д.

    Какие 4 свойства металла?

    Свойства металлов высокие температуры плавления. хорошие проводники электричества. хорошие проводники тепла. высокая плотность. податливый. пластичный.

    Как определить металл?

    Некоторые распространенные методы — это внешний вид поверхности, испытание на искру, испытание на стружку, испытание магнитом, а иногда и испытание на твердость.Иногда металл можно идентифицировать просто по внешнему виду.

    Механические свойства металлов

    Это сообщение может содержать партнерские ссылки. Это означает, что я буду делать вам комиссию без каких-либо дополнительных затрат, если вы перейдете по ссылке и сделаете покупку. Прочтите полное раскрытие здесь.

    Механические свойства металлов определяют диапазон полезности металла и устанавливают ожидаемый сервис. Механические свойства также используются для определения и идентификации металлов.Они важны при сварке, потому что сварной шов должен обеспечивать те же механические свойства, что и соединяемые основные металлы. Адекватность сварного шва зависит от того, обеспечивает ли он свойства, равные или превосходящие свойства соединяемых металлов. Наиболее распространенными рассматриваемыми механическими свойствами являются прочность, твердость, пластичность и ударопрочность. Механические свойства различных металлов приведены в таблице 7-2.

    Прочность на разрыв. Прочность на растяжение определяется как максимальная нагрузка при растяжении, которую материал может выдержать до разрушения, или способность материала сопротивляться разрывам под действием противоположных сил.Также известный как предел прочности, это максимальная прочность, развиваемая в металле при испытании на растяжение. (Испытание на растяжение — это метод определения поведения металла при действительной растягивающей нагрузке. Это испытание обеспечивает предел упругости, удлинение, предел текучести, предел текучести, предел прочности и уменьшение площади.) Прочность на растяжение — это величина. чаще всего указывается для прочности материала и выражается в фунтах на квадратный дюйм (psi) (килопаскали (кПа)). Предел прочности на разрыв — это сила в фунтах, необходимая для разрыва бруска материала 1.Ширина 0 дюймов (25,4 мм) и толщина 1,00 дюйма (25,4 мм) (рис. 7-1).

    Прочность на сдвиг. Прочность на сдвиг — это способность материала противостоять разрушению противоположными силами, действующими по прямой линии, но не в одной плоскости, или способность металла сопротивляться разрушению противоположными силами, действующими не по прямой линии (рис.7 -2).

    Усталостная прочность. Усталостная прочность — это максимальная нагрузка, которую материал может выдержать без разрушения во время большого количества реверсивных нагрузок.Например, вращающийся вал, который поддерживает груз, имеет растягивающие силы в верхней части вала и сжимающие силы в нижней части. При вращении вала происходит повторяющееся циклическое изменение прочности на растяжение и сжатие. Значения усталостной прочности используются при проектировании крыльев самолетов и других конструкций, подверженных быстро меняющимся нагрузкам. На усталостную прочность влияют микроструктура, состояние поверхности, агрессивная среда и холодная обработка.

    Прочность на сжатие.Прочность на сжатие — это максимальная нагрузка при сжатии, которую материал может выдержать до заданной величины деформации, или способность материала выдерживать давления, действующие в данной плоскости (рис. 7-3). Прочность на сжатие как чугуна, так и бетона превышает их предел прочности на разрыв. Для большинства материалов верно обратное.

    Эластичность. Эластичность — это способность металла возвращаться к своему первоначальному размеру, форме и размерам после деформации, растяжения или потери формы.Предел упругости — это точка, в которой начинается необратимое повреждение. Предел текучести — это точка, при которой происходит определенное повреждение с небольшим увеличением нагрузки или без нее. Предел текучести — это количество фунтов на квадратный дюйм (килопаскали), необходимое для повреждения или деформации до предела текучести.

    Модуль упругости. Модуль упругости — это отношение внутреннего напряжения к производимой деформации.

    Пластичность. Пластичность металла — это свойство, которое позволяет ему растягиваться или иным образом изменять форму без разрушения и сохранять измененную форму после снятия нагрузки.Это способность материала, такого как медь, постоянно вытягиваться или растягиваться без разрушения. Пластичность металла можно определить с помощью испытания на растяжение, определив процент удлинения. Недостаток пластичности — это хрупкость или отсутствие видимых повреждений до того, как металл потрескается или сломается (например, в чугуне).

    Пластичность. Пластичность — это способность металла сильно деформироваться без разрушения. Пластичность подобна пластичности.

    Ковкость.Ковкость — это еще одна форма пластичности, которая представляет собой способность материала постоянно деформироваться при сжатии без разрыва. Именно это свойство позволяет производить ковку и прокатку металлов в тонкие листы. Золото, серебро, олово и свинец являются примерами металлов, проявляющих высокую пластичность. Золото обладает исключительной пластичностью и может раскатываться в листы, достаточно тонкие, чтобы пропускать свет.

    Уменьшение площади. Это мера пластичности, полученная в результате испытания на растяжение путем измерения исходной площади поперечного сечения образца до площади поперечного сечения после разрушения

    Хрупкость.Хрупкость — свойство, противоположное пластичности или пластичности. Хрупкий металл — это металл, который не может быть заметно деформирован навсегда, или металл, не обладающий пластичностью.

    Прочность. Вязкость — это сочетание высокой прочности и средней пластичности. Это способность материала или металла сопротивляться разрушению, а также способность противостоять разрушению после того, как повреждение началось. Прочный металл, такой как холодное долото, — это металл, который может выдерживать значительные нагрузки, медленно или внезапно применяемые, и который деформируется до выхода из строя.Прочность — это способность материала противостоять началу необратимой деформации, а также способность противостоять ударам или поглощать энергию.

    Обрабатываемость и свариваемость. Свойство обрабатываемости и свариваемости — это легкость или сложность, с которой материал можно обрабатывать или сваривать.

    Устойчивость к истиранию. Сопротивление истиранию — это сопротивление истиранию при трении.

    Ударопрочность. Стойкость металла к ударам оценивается по ударной вязкости.Металл может обладать удовлетворительной пластичностью при статических нагрузках, но может разрушиться при динамических нагрузках или ударах. Ударная вязкость металла определяется путем измерения энергии, поглощенной в трещине.

    Твердость. Твердость — это способность металла сопротивляться проникновению и износу другим металлом или материалом. Чтобы выдержать тяжелые удары, требуется сочетание твердости и прочности. Твердость металла ограничивает легкость, с которой его можно обрабатывать, поскольку ударная вязкость уменьшается с увеличением твердости.Таблица 7-3 показывает твердость различных металлов.

    Испытание на твердость по Бринеллю. В этом испытании шарик из закаленной стали медленно прижимается известной силой к поверхности испытываемого металла. Затем измеряется диаметр вмятины на поверхности и определяется число твердости по Бринеллю (bhn) по стандартным таблицам (таблица 7-3).

    Испытание на твердость по Роквеллу. Этот тест основан на разнице между глубиной, на которую контрольная точка врезается в металл легкой нагрузкой, и глубиной, на которую она врезается тяжелой нагрузкой.Сначала прикладывается легкая нагрузка, а затем, не перемещая деталь, прикладывается тяжелая нагрузка. Номер твердости автоматически указывается на циферблате. Буквенные обозначения на шкале Роквелла, такие как B и C, указывают тип используемого пенетратора и величину большой нагрузки (таблица 7-3). Всегда используется одна и та же легкая нагрузка.

    Тест твердости склероскопом. Этот тест измеряет твердость, позволяя молотку с алмазным наконечником упасть под собственным весом с фиксированной высоты и отскочить от поверхности; отскок измеряется по шкале.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *