ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ
Основные свойства материалов
ТЕМА 2: Основные свойства материалов
Приобрести практические навыки анализа результатов испытания материалов и определения основных показателей их механических свойств. Изучить теоретические сведения о свойствах материалов, методах их испытания для получения показателей, определяющих их механические свойства. Изучить устройство и работу разрывной машины и маятникового копра для испытания образцов материалов. Различают физические, химические, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционных материалов. К физическим свойствам относятся плотность, температура плавления, коэффициент теплового расширения, тепло - и электропроводность, магнитная проницаемость и др. Химические свойства определяются химической активностью материала, его способностью к химическому взаимодействию с газовыми и жидкими средами, со шлаками и расплавленными металлами и т. К числу основных химических свойств относятся: Основными показателями механических свойств являются: Более подробно механические свойства будут рассмотрены ниже. Технологические свойства характеризуют способность материалов свариваться, обрабатываться резанием и давлением и т. В целом, от технологических свойств зависят затраты труда, машинного времени и инструмента на то, чтобы получить единицу продукции. Показателями технологических свойств являются: Эксплуатационные или служебные свойства характеризуют способность материала работать в различных условиях. Важнейшими среди них являются: Механические свойства относятся к числу основных характеристик, определяющих надежность и долговечность деталей механизмов и машин. В процессе работы детали машин подвержены различным видам нагрузок. Для того, чтобы определить работоспособность сплавов в различных условиях нагружения проводят их испытания на растяжение, сжатие, изгиб, кручение и т. При этом под действием приложенных к испытуемому образцу нагрузок в металле возникают напряжения s, равные отношению нагрузки к площади поперечного сечения детали или испытуемого образца. Напряжения вызывают упругую исчезающую после снятия нагрузки и пластическую остаточную деформации. Пластическая деформация в машинах и сооружениях недопустима. Способность сплава сопротивляться деформации и разрушению характеризует его прочность, способность деформироваться без разрушения - его пластичность. Испытания на растяжение являются основным видом механических испытаний, позволяющих определить показатели прочности: Для испытаний на растяжение применяют цилиндрические или плоские образцы с расчетной длиной 50 мм и диаметром шириной 10 мм. Могут применяться образцы других размеров. При растяжении образца в испытательной машине рис. На диаграмме имеются характерные точки, по которым определяются показатели механических свойств. Эта точка является предельной до нее сохраняется прямолинейная зависимость между прилагаемой нагрузкой и деформацией образца и соответствует пределу пропорциональности. При нагрузках выше Рпц нарушается пропорциональность между прилагаемой нагрузкой и деформацией образца, но образец по-прежнему деформируется упруго, т. По ней определяется предел упругости:. По нагрузке Рт, соответствующий этому участку, определяют физический предел текучести см. При испытаниях сравнительно хрупких материалов площадка текучести на диаграмме отсутствует. Напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Рв, называется пределом прочности или временным сопротивлением и определяется по формуле:. Уменьшение нагрузки при дальнейшем растяжении связано с образованием местного сужения поперечного сечения шейки у пластичных металлов. При этом нагрузка Р падает, а напряжение s в поперечном сечении образца увеличивается. Максимальное напряжение перед разрушением образца - истинное сопротивление разрыву, которое определяется по формуле:. По результатам обмеров разрывных образцов до испытаний и после них определяют показатели пластичности:. Твердость - это сопротивление материала проникновению в него другого более твердого тела. Подробно это свойство изучается в следующей лабораторной работе. В условиях эксплуатации многие детали и конструкции могут хрупко разрушаться под действием ударных нагрузок. Поскольку статические испытания на растяжение не отражают полностью сопротивления материалов разрушению при ударных нагрузках, применяют динамические испытания на ударный изгиб. Испытания проводятся на маятниковых копрах. В середине образца может создаваться концентратор напряжений в виде канавки с радиусом закругления 1,0 мм или 0,25 мм или же в виде усталостной трещины. Схема испытаний показана на рис. Маятник копра устанавливают в исходное положение на высоту Н запас энергии А0 и удерживают защелкой. В нижней точке траектории маятника на опорах устанавливают образец так, чтобы надрез располагался с противоположной стороны ножа маятника груза. Освобожденный от защелки груз падает вниз по траектории маятника, разрушает образец и поднимается вверх на определенную высоту h, что соответствует запасу энергии А1. В зависимости от формы надреза U, V-образный, в виде трещины при обозначении ударной вязкости вводится третий индекс: Обозначение КС применяется для образцов без надреза этот тип образцов используется для хрупких материалов. Выше отмечалось, что при испытаниях на растяжение см. Казалось бы, и свойства материала при этом не меняются. Однако, опыт эксплуатации механизмов и машин, детали которых подвергались многократным десятки миллионов циклов повторно-переменным нагрузкам, выявил склонность этих деталей к внезапным, на первый взгляд, разрушениям. Это явление, по аналогии с живыми организмами, назвали усталостью металлов, а свойство сопротивляться усталости - выносливостью. В настоящее время механизмы усталостного разрушения хорошо изучены. Установлено, что структура металлов имеет дефекты в виде микропор, неметаллических включений и пр. Эти дефекты являются концентраторами напряжений. Зародившиеся возле дефектов микротрещины сливаются в макротрещину, сечение образца детали уменьшается и наступает разрушение. Предел выносливости - максимальное напряжение, которое выдерживает образец при заданном числе циклов нагружения: Наиболее часто предел выносливости определяют при испытании образца на изгиб с вращением со знакопеременным симметричным циклом нагружений. Груз Р создает максимальные напряжения в левой части образца и минимальные в правой вертикальная штриховка. При этом верхние точки образца подвержены растяжению, нижние - сжатию. В процессе вращения напряжения в каждой точке поверхности образца изменяются от растяжения к сжатию по синусоидальному закону. Испытание проводят на серии образцов при разной нагрузке с определением разрушающего напряжения цикла и соответствующего ему числа циклов нагружения. По полученным данным строят кривую, на которой определяют пределы выносливости, на базе заданного числа циклов нагружения рис. Усталостная трещина, как правило, зарождается на поверхности образца, то есть в месте максимальных напряжений. В усталостном изломе рис. Количество марок и типов конструкционных материалов, используемых в настоящее время, составляет десятки тысяч таблица 7. Их классификация чаще всего производится по химическому составу. В соответствии с этой классификацией все конструкционные материалы делятся на две большие группы: К сплавам черных металлов относятся сплавы на основе железа стали и чугуны , марганца и хрома ферросплавы, применяемые для легирования железо-углеродистых сплавов. Все остальные металлы и их сплавы относятся к цветным точнее к не железным. По физическим и химическим свойствам цветные металлы делятся на легкие алюминий, магний, титан, бериллий, литий, натрий и др. Самый пластичный химический элемент — золото. Из одного грамма золота можно вытянуть проволоку длиной 2,4 км, ее диаметр при этом составит 0, мм, что в 20 раз тоньше человеческого волоса. Самый дешевый металлический конструкционный материал — серый чугун — около долл. Кроме металлических материалов все более широкое применение в технике находят неметаллические конструкционные материалы, лидирующее положение среди которых занимают пластические массы пластмассы, пластики. Особую группу конструкционных материалов представляют композиционные материалы , в металлической или неметаллической основе которых имеются усиливающие элементы в виде нитей, волокон или дисперсных частиц другого более прочного или более твердого, более износостойкого, более электропроводного и т. Комбинируя объемное содержание компонентов, получают композиционные материалы с требуемыми значениями твердости, жаропрочности и других специальных свойств. Изучить устройство и работу разрывной машины и маятникового копра для испытания образцов материалов, используя макеты и плакаты. Изобразить диаграмму результатов испытания конкретного материала на растяжение, проставить нагрузки и величину удлинения в масштабе. Проанализировав таблицу свойств сплавов, указать в отчете материалы с максимальными и минимальными величинами прочности, удельного веса, удельной прочности, энергозатрат на производство и стоимости. Какие показатели механических свойств материалов, характеризующие их прочность, определяются при испытании образцов на растяжение? Какие показатели механических свойств материалов, характеризующие их пластичность, определяются при испытании образцов на растяжение? Какие показатели механических свойств материалов, можно определить по диаграмме, полученной при испытании образцов на растяжение? Какие показатели характеризуют ударную вязкость материала, при каких испытаниях они определяются? Подписаться на уведомления о новых комментариях. Механизмы и технологи Лабораторные работы Определение физико-механических свойств конструкционных материалов. Определение физико-механических свойств конструкционных материалов 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5. Определение физико-механических свойств конструкционных материалов - 5. Механизмы и технологи Лабораторные работы Определение физико-механических свойств конструкционных материалов 11 07 Методические указания Научные разработки Инструкционные карты занятий. Разделы курсовых и дипломных работ Курсовые работы Дипломные работы Конструкторские разработки Рефераты Отчеты по практике Контрольные работы. Цель работы Приобрести практические навыки анализа результатов испытания материалов и определения основных показателей их механических свойств. Проанализировать таблицу свойств сплавов. Составить отчет по работе и сделать выводы. Указания к работе Свойства конструкционных материалов. Предел пропорциональности определяется по формуле: По ней определяется предел упругости: Максимальное напряжение перед разрушением образца - истинное сопротивление разрыву, которое определяется по формуле: По результатам обмеров разрывных образцов до испытаний и после них определяют показатели пластичности: Величины энергии маятника А0 и А1 автоматически регистрируются указателями индикатора. Ударная вязкость вычисляется по формуле: Выносливость материалов и сплавов. Материалы сайта разрешается использовать при размещении активной-индексируемой ссылки и указании сайта в списке использованной литературы http:
Архитектура- Астрономия- Биология- Биотехнологии- Военное дело- Высокие технологии- География- Геология- Государство- Демография- Дом- Журналистика и СМИ- Изобретательство- Иностранные языки- Информатика- Искусство- История- Компьютеры- Косметика- 55 Кулинария- Культура- Лингвистика- Литература- Маркетинг- Математика- Машиностроение- Медицина- Менеджмент- Механика- Науковедение- Образование- Охрана труда- Педагогика- Полиграфия- Политика- Право- Приборостроение- Программирование- Производство- Промышленность- Психология- Религия- Связь- Сельское хозяйство- Социология- Спорт- Строительство- Торговля- Транспорт- Туризм- Физика- Философия- Финансы- Химия- Экология- Экономика- Электроника- Электротехника- Энергетика- Юриспруденция- Ядерная техника- Механические свойства материалов характеризуют возможность их использования в изделиях, эксплуатируемых при воздействии внешних нагрузок. Основными показателями свойств материалов являются:. Их параметры существенно зависят от формы, размеров и состояния поверхности образцов, а также режимов испытаний скорости нагружения, температуры воздействия окружающих сред и других факторов. Прочность —свойство материалов сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы под действием внешних нагрузок. Она обусловлена силами взаимодействия атомных частиц, составляющих материал. Если при растяжении образца сила внешнего взаимодействия на пару атомов превосходит силу их притяжения, то атомы будут удаляться друг от друга. Напряжение, возникающее в материале и отвечающее силе межатомного притяжения, соответствует теоретической прочности. При возникновении в материале локального напряжения больше теоретической прочности произойдет разрыв материала по этому участку. В результате образуется трещина. Рост трещин продолжается, пока в результате их слияния одна из трещин не распространится на все сечение образца и не произойдет его разрушение. Деформирование —изменение относительного расположения частиц в материале растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг. Таким образом, деформация—изменение формы и размеров изделия или его частей в результате внешнего воздействия. Деформацию называют упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, или пластичной, если она не исчезает необратима. Предел упругости —напряжение, при котором остаточные деформации , т. Предел упругости ограничивает область упругих деформаций материала. Предел текучести —напряжение, отвечающее нижнему положению площадки текучести на диаграмме рис. Прочие материалы характеризуют условным пределом текучести —напряжением, при котором остаточная деформация достигает значения, установленного ТУ. Предел прочности —напряжение или деформация, соответствующие максимальному в момент разрушения образца значению нагрузки. Отношение наибольшей силы, действующей на образец, к исходной площади его поперечного сечения называют временным сопротивлением разрушающим напряжением и обозначают. Предел прочности —основная характеристика, механических свойств хрупких материалов, то есть материалов, которые разрушаются при малых пластических деформациях. Правила определения характеристик технической прочности материалов при растяжении, сжатии, изгибе, кручении и других видах напряженного состояния установлены в ГОСТ. Динамическая прочность —сопротивление материалов динамическим нагрузкам, то есть нагрузкам, значение, направление и точка приложения которых быстро изменяется во времени. Усталость материалов —процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных напряжений, приводящих к изменению свойств материалов, образованию и разрастанию трещин. Свойство материалов противостоять усталости называется выносливостью. Ползучесть —непрерывное пластическое деформирование материалов под действием постоянной нагрузки. Любые твердые материалы в той или иной степени подвержены ползучести во всем диапазоне температур эксплуатации. Вредные последствия ползучести материалов особенно проявляются при повышенных температурах. Причиной неудовлетворительной прочности изделий может быть влияние поверхностных дефектов и напряжений, которые возникают из-за неравномерного распределения нагрузки, обусловленного особенностями конструкции. Поэтому прочность конструкционных элементов сварных швов и болтов, валов и т. Твердость является механической характеристикой материалов, отражающей их прочность, пластичность и свойства поверхностного слоя изделия. Твердость во многом определяет износостойкость деталей машин, воспринимаемые ими без разрушения контактные нагрузки, таким образом существенно влияя на технические самой машины или прибора. Она выражается сопротивлением материала местному пластическому деформированию, возникающему при внедрении в материал более твердого тела— индентора. В зависимости от способа внедрения и свойств индентора твердость материалов оценивают по различным критериям, несколько методов:. Динамические методы измерения твердости не приводят к возникновению дефектов поверхности изделий. Распространен способ определения твердости в условных единицах по высоте отскакивания легкого ударника бойка , падающего на поверхность испытываемого материала с определенной высоты. Применяется и метод измерения твердости с помощью ультразвуковых колебаний, основанный на регистрации изменения частоты колебаний измерительной системы в зависимости от твердости исследуемого материала. Путем царапанья сравнивают твердость исследуемого и эталлонного материалов. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастания их твердости: Триботехнические характеристики определяют эффективность применения материалов в узлах трения. Под триботехникой понимают совокупность технических средств, обеспечивающих оптимальное функционирование узлов трения. Износостойкость— свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения. Отношение величины износа к интервалу времени, в течение которого он возник, или пути, на котором происходило изнашивание—это, соответственно, скорость изнашивания и интенсивность изнашивания. Износостойкость материалов оценивают величиной обратной скорости и интенсивности изнашивания. Прирабатываемость— свойство материала уменьшать силу трения, температуру и интенсивность изнашивания в процессе приработки. Обеспечение износостойкости напрямую связано с предупреждением катастрофического изнашивания и прирабатываемостью. Коэффициент трения— отношение силы трения двух тел к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу. Его значения зависят от скорости скольжения, давления и твердости материалов трущихся поверхностей. Триботехнические характеристики материалов зависят от следующих основных групп факторов, влияющих на работу узлов трения:. Совокупность этих факторов обуславливает вид изнашивания: Основная причина всех видов изнашивания-работа сил трения под воздействием которых происходит многократное деформирование поверхностных слоев трущихся тел, изменение их структуры и т. Коррозия —физико-химический процесс изменения свойств, повреждения и разрушения материалов вследствие перехода их компонентов в соединения с компонентами окружающей среды. Под корррозионным повреждением понимают любой дефект структуры материала, возникший в результате коррозии. Если механические повреждения ускоряют коррозию материалов, а коррозия облегчает их механические разрушения, имеет место коррозионно-механическое повреждение материалов. Электрохимическая коррозия-процесс взаимодействия материалов и окружающей среды посредством электродных реакций. Металлы наиболее подвержены этому виду коррозии вследствие высокой электрической проводимости и химической активности. Коррозионное повреждение различных участков материала может быть неодинаковым. По характеру разрушения материалов различают равномерную и местную коррозию. Последняя возникает из-за химической или физической неоднородности среды и материала на отдельных участках поверхности изделия. С конструктивными особенностями изделий связаны щелевая и контактная коррозии. Первая протекает в непосредственной близости от узкого отверстия или зазора в конструкциях. Вторая вызвана контактированием металлов, различающихся по электродному потенциалу, например, пара металлов: Условность этой характеристики заключается в том, что она относится не к материалу, а в целом к коррозионной системе. Коррозионную стойкость материала нельзя изменить, не изменив других параметров коррозионной системы. Противокоррозионная защита —это изменение коррозионной системы, ведущее к снижению скорости коррозии материала. Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Основные параметры I Основные понятия I. Норматив производственного запаса сырья и материалов. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ I. Основные признаки грыж живота I. Основные этапы развития дерматологии и венерологии I. Системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Основные понятия и определения. Основные направления социально-медицинской работы с семьями детей ограниченными возможностями II. Перечень литературы и учебно-методических материалов для подготовки лекции. Главная Случайная страница Контакты Спросить на ВикиКак. Основными показателями свойств материалов являются: Деформацию называют упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, или пластичной, если она не исчезает необратима Предел упругости —напряжение, при котором остаточные деформации , т. Главная Случайная страница Контакты Спросить на ВикиКак END RotaBan.
Самому пройти техосмотр
Карта уличного wi fi в москве
Виды днк и рнк таблица
Свечи цефекон д для детей инструкция
Сколько стоит 5 1999 года