Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок. По характеру изменения во времени действующей нагрузки механические испытания делятся на статические на растяжение, сжатие, изгиб, кручение ; динамические на ударный изгиб и циклические на усталость. По воздействию температуры на процесс их делят на испытания при комнатной температуры, низкотемпературные и высокотемпературные на длительную прочность, ползучесть. Статические испытания проводятся при воздействии на образец с определенной скоростью постоянно действующей нагрузки. Скорость деформации составляет 10 -4 —10 -1 с Статические испытания на растяжение относятся к наиболее распространенным. Свойства, определяемые при этих испытаниях, приведены в многочисленных стандартах по техническим условиям на материалы. К статическим испытаниям относятся: Динамические испытания характеризуются приложением к образцу ударной нагрузки и значительной скоростью деформации. Длительность испытания не превышает сотен долей секунды. Скорость деформации составляет около 10 2 с Динамические испытания чаще всего проводят по схеме ударного изгиба образцов с надрезом. Циклические испытания характеризуются многократными изменениями нагрузки по величине и по направлению. Примером испытаний являются испытания на усталость , они длительны и по их результату определяют число циклов до разрушения при разных значениях напряжения. В конечном итоге находят предельные напряжения, которые образец выдерживает без разрушения в течение определенного числа циклов нагружения. Простейшим механическим свойством является твердость. Способы определения твердости делятся, в зависимости от скорости приложения нагрузки, на статические и динамические а по способу ее приложения — на методы вдавливания и царапания. Методы определения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу относятся к статическим методам испытания. Твердость — это способность материала сопротивляться вдавливанию в него более твердого тела индентора под действием внешних сил. При испытании на твердость в поверхность материалов вдавливают пирамиду, конус или шарик индентор , в связи с чем различают методы испытаний, соответственно, по Виккерсу, Роквеллу и Бринеллю. Кроме того, существуют менее распространенные методы испытания твердости: При испытании материалов на твердость не изготавливают стандартных специальных образцов, однако к размерам, поверхности образцов и изделий предъявляются определенные требования. Для определения твердости черных металлов и сплавов используют нагрузки от 5 до кгс, медных сплавов — от 2,5 до 50 кгс, алюминиевых сплавов — от 1 до кгс. После снятия нагрузки определяют длину диагонали отпечатка с помощью микроскопа прибора, а твердость HV рассчитывают по формуле. В стандарте на испытание имеется таблица зависимости твердости от величины нагрузки и длины диагонали. Поэтому на практике расчетов не производят, а пользуются готовой расчетной таблицей. Значение твердости по Виккерсу может изменяться от HV до HV 5 при нагрузке 1 кгс. По методу Бринелля вдавливают в образец или изделие стальной закаленный шарик диаметром 10, 5 или 2,5 мм под действием нагрузок 3 , 1 , , , , 62,5 кгс и других ГОСТ Схема определения твердости по Бринеллю показана на рис. Полученный круглый отпечаток на образце измеряют лупой и по таблицам находят величину твердости по Бринеллю, значение которой не превышает НВ. Твердость по Бринеллю почти совпадает со значениями твердости по Виккерсу. Твердость НВ — это также величина напряжений сопротивления вдавливанию, то есть физическая величина:. При нагрузке, определяемой в ньютонах, твердость по Бринеллю измеряется в МПа. Например, твердость отожженной стали равна НВ при нагрузке 3 кгс, диаметре шарика 10 мм, диаметре отпечатка 4,2 мм или, учитывая коэффициент перевода: По методу Роквелла ГОСТ вдавливают алмазный конус с углом при вершине о шкалы А и С или стальной шарик диаметром 1, мм шкала В. При этом определяют твердость, соответственно, HRA, HRC и HRB. В настоящее время измерение твердости по методу Роквелла является наиболее распространенным методом, потому что при использовании твердомеров Роквелла не требуется измерять отпечаток, число твердости считывается со шкалы прибора сразу после снятия основной нагрузки. После выдержки в течение нескольких секунд основную нагрузку снимают и измеряют остаточную глубину проникновения индентора, который при этом продолжает находиться под действием предварительной нагрузки. Перемещение основной стрелки индикатора на одно деление шкалы соответствует перемещению индентора на 0, мм, которое принимается за единицу твердости. При испытаниях измеряют глубину восстановленного отпечатка. Шкалы А и С между собой совпадают, поскольку испытания проводят одним и тем же индентором — алмазным конусом, но при разных нагрузках: Твердость в этом случае определяется как. На практике значения твердости по Роквеллу не рассчитываются по формулам, а считываются с соответствующей черной или красной шкалы прибора. Шкалы HRC и HRA используются для высокой твердости, HRB — для низкой. Число твердости по Роквеллу измеряют в условных единицах, оно является мерой глубины вдавливания индентора под определенной нагрузкой. Механические свойства металлов при растяжении. Для испытаний применяют плоские и цилиндрические образцы, вырезанные из детали или специально изготовленные. Размеры образцов регламентированы указанным стандартом, они подчиняются геометрическому подобию и могут быть короткими и длинными. Для цилиндрического образца берется соотношение начальной рабочей длины l 0 и исходного диаметра d0: Для плоского образца берется соотношение рабочей длины l 0 и площади поперечного сечения F 0: Цилиндрические образцы изготавливаются диаметром 3 мм и более. Образцы состоят из рабочей части длиной l 0 , и головок, форма и размер которых соответствует захватам машины рис. Растяжение образца проводят на специальных машинах, фиксирующих величину прилагаемой нагрузки и изменение длины образца при растяжении. Эти же машины позволяют записывать изменение длины образца при увеличении нагрузки рис. Измеряя величину нагрузки в характерных точках диаграммы испытаний на растяжение рис. Напряжения при испытании на растяжение определяют путем деления нагрузки Р, соответствующей характерной точке на диаграмме, на площадь первоначального поперечного сечения F 0 рабочей части испытуемого образца:. В точке k определяют напряжение сопротивления разрушению материала. Предел пропорциональности и предел упругости определяют с помощью тензометра прибор для определения величины деформации. Предел текучести физический и условный рассчитывают, определяя нагрузку по диаграмме растяжения. Если на диаграмме нет площадки текучести, то для вычисления условного предела текучести необходимо провести графические построения на диаграмме рис. Нагрузка Р 0,2 соответствует точке их пересечения. Физический или условный предел текучести характеризует способность материала к началу пластической деформации, то есть сопротивление малой пластической деформации. Предел прочности можно подсчитать, используя показание силоизмерителя, по максимальной нагрузке P max при разрыве; либо найти P max P в по первичной диаграмме растяжения. Характер деформации при растяжении вязких и хрупких материалов существенно различается. Напряжение разрушения определяют как истинное. При этом нагрузку разрушения делят на конечную площадь поперечного сечения образца после разрушения F к:. Все рассчитанные таким образом величины являются характеристиками прочности материала. Пластичность, то есть способность деформироваться без разрушения, характеризуется изменениями размеров образца. При испытании на разрыв определяют характеристики пластичности: Рассчитанные характеристики механических свойств после испытания а растяжение заносят в протокол. Механические свойства металлов при сжатии. Для хрупких материалов с низким сопротивлением разрыву проводят испытание на сжатие по ГОСТ Для испытания используют цилиндрические образцы с гладкими торцами и торцовыми выточками. При сжатии находят следующие характеристики сопротивления деформации: Напряжения рассчитываются как отношение соответствующей нагрузки к площади сечения образца до деформации. Предел прочности можно рассчитать без записи диаграммы сжатия, для остальных расчетов необходима первичная диаграмма испытания. Диаграмма сжатия пластичных образцов отличается от диаграммы хрупких образцов. Высокопластичные материалы не удается разрушить при сжатии, и они сплющиваются. Поэтому временное сопротивление сжатию пластичных образцов можно определить лишь условно, так как после участка упрочнения происходит быстрое нарастание сплющивания образца. Хрупкие материалы разрушаются при незначительных деформациях и предел прочности находят по отношению максимальной нагрузки к первоначальной площади сечения образца. У хрупких материалов, например чугуна, сопротивление сжатию выше, чем сопротивление растяжению. Испытание на изгиб проводят по ГОСТ по двум схемам: Схема изгиба сосредоточенной силой а и двумя симметричными нагрузками б. В результате испытания находят предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести с точным замером величины деформации. Пластичность характеризует f разр величина прогиба , деформация, которая зависит от материала, длины образца, момента инерции и т. Испытания на ударный изгиб. Важной характеристикой механических свойств является ударная вязкость, характеризующая удельную работу, затрачиваемую на разрушение при ударе образца с надрезом. Метод основан на разрушении ударом маятникового копра образца с концентратором напряжений. В результате испытания определяют полную работу, затраченную при ударе К или ударную вязкость КС. Используют образцы прямоугольной формы с концентратором типа U, V, T усталостная трещина. Стандартный образец с U-образным надрезом для испытаний на ударный изгиб. На разрушение ударом образца затрачивается только часть энергии маятника, в связи с чем маятник после разрушения образца продолжает двигаться, отклоняясь на определенный угол. Чем больше величина работы, затрачиваемой на разрушение образца, тем на меньший угол он отклоняется от вертикали после разрушения. Величиной этого угла и определяют работу удара К или работу, затраченную на разрушение образца. Работу разрушения K относят к площади поперечного сечения образца S0 в месте излома, и тем самым определяют KC — ударную вязкость: Изобразите решетки кристаллов ОЦК, ГЦК, ГПУ, укажите их координационное число и плотность упаковки. Какие типы связей характерны для металлов Al, Cu, Fe; полуметаллов Bi, Si и неметаллических материалов? Какие задачи можно решать, применяя рентгеновские методы анализа для изучения материалов? Какие виды коррозии возможны в материалах при их эксплуатации в агрессивных средах? Какие методы испытаний механических свойств относят к статическим, динамическим и циклическим? Какие типы образцов используют для нахождения относительного удлинения и относительного сужения? FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Механические свойства материалов Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться деформации и разрушению под действием приложенных нагрузок. После снятия нагрузки определяют длину диагонали отпечатка с помощью микроскопа прибора, а твердость HV рассчитывают по формуле где Р — нагрузка, кгс; d — диагональ отпечатка, мм. Твердость НВ — это также величина напряжений сопротивления вдавливанию, то есть физическая величина: Схема определения твердости по Бринеллю. Твердость в этом случае определяется как По шкале В нагрузка кгс, шарик Рис. Схема определения твердости по Роквеллу индентор — конус. Цилиндрические и плоские образцы до и после испытания на растяжение. Напряжения при испытании на растяжение определяют путем деления нагрузки Р, соответствующей характерной точке на диаграмме, на площадь первоначального поперечного сечения F 0 рабочей части испытуемого образца: Площадь поперечного сечение F 0 определяется следующим образом: При этом нагрузку разрушения делят на конечную площадь поперечного сечения образца после разрушения F к: Контрольные вопросы и задания 1. Какие типы кристаллических решеток характерны для чистых металлов? Опишите типичные признаки металлического состояния. Какие дефекты кристаллического строения присутствуют в реальных кристаллах? Опишите строение пластмасс и других неметаллических материалов. Охарактеризуйте основные методы исследования материалов. В чем заключается макроанализ материалов? Что можно определить при исследовании микроструктуры? Как приготовить объекты исследования для макро- и микроанализа? Опишите преимущества электронной микроскопии при исследовании материалов. Какие требования предъявляют к выбору материала при изготовлении изделий? Опишите химические свойства материалов. Опишите физические и теплофизические свойства материалов. Охарактеризуйте механические свойства материалов. Как определяют твердость по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу? Запишите единицы измерения твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу. Изобразите первичную диаграмму растяжения для пластичного материала. Как по диаграмме растяжения определить предел прочности и предел текучести? Какие характеристики определяют при испытании на сжатие и на изгиб? Какие характеристики вычисляют при испытании на ударный изгиб? Чем различается ударная вязкость, обозначаемая КСU , КСV, КСТ?
1.Механические свойства материалов, применяемых для сварных кончтрукций. Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, ударная вязкость. Основные механические свойства стали вСт3сп.
Механические свойства оценивают способность материала сопротивляться механическим нагрузкам, характеризуют работоспособность изделий. Механическими называются свойства, которые определяются при испытаниях под действием внешних нагрузок — результатом этих испытаний являются количественные характеристики механических свойств. Механические свойства характеризуют поведение материала под действием напряжений приводящих к деформации и разрушению , действующих как в процессе изготовления изделий литье, сварка, обработка давлением и др. Стандартные характеристики механических свойств определяют в лабораторных условиях на образцах стандартных размеров посредством создания необратимой пластической деформации или разрушения образцов. Испытания проводят в условиях воздействия внешних нагрузок: Значения полученных характеристик обычно приводятся в справочниках. В условиях статического нагружения происходит медленное, плавное нарастание прилагаемой нагрузки. Наиболее распространенным способом определения механических свойств материалов в статических условиях нагружения является испытание на растяжение. Растяжение производится с силой, достаточной для вытягивания с постоянной скоростью образца стандартных размеров для исключения погрешностей. Испытания на растяжение проводят на разрывной машине с использованием специальных образцов, например лопаток рис. В процессе приложения нагрузки записывающее устройство разрывной машины фиксирует зависимость удлинения образца от приложенной нагрузки. После обработки диаграммы деформации и замера геометрических размеров образца рассчитывают разные характеристики, важнейшими из которых являются: Прочность — способность тела воспринимать в определенных пределах воздействие внешних сил без признаков разрушения. Под действием приложенной нагрузки образец деформируется. Деформация может быть упругой или пластической. Упругая деформация после снятия нагрузки P исчезает, и геометрические размеры образца восстанавливаются до исходных значений, а пластическая деформация после снятия нагрузки P не исчезает, т. Важной характеристикой физико-механических свойств материала является модуль упругости Е , который определяют как тангенс угла наклона прямолинейного участка диаграммы деформации в виде отношения. Он характеризует сопротивляемость материала упругой деформации, т. Чем выше Е , тем жестче материал и меньше упругая деформация, получаемая при одном и том же напряжении. Модуль сдвига — модуль упругости при деформации сдвигом. Большинство твердых материалов при малых и умеренных напряжениях следуют закону Гука. Эластичность характеризует упругие свойства полимера, способность материала к большим обратимым изменениям формы при малых нагрузках из-за колебания звеньев и способности макромолекул изгибаться. К статическим испытаниям относятся также испытания на сжатие, кручение, изгиб и другие виды нагружения. Общим недостатком статических методов определения физико-механических свойств материалов является необходимость разрушения образца, что исключает возможность дальнейшего использования детали по прямому назначению в результате вырезки из нее образца для испытания. Это метод неразрушающего контроля механических свойств материала при статической нагрузке. Твердость оценивают главным образом у металлов, так как для большинства неметаллических материалов твердость не является свойством, определяющим их работоспособность. Твердость оценивают по сопротивлению материала проникновению в него при статической нагрузке инородного тела правильной геометрической формы, имеющего эталонную твердость рис. Вдавливание эталонного образца в испытуемый образец выполняется на специальных приборах, из которых чаще применяют приборы Бриннеля, Роквелла, Виккерса. Метод Бриннеля является наиболее распространенным — в образец вдавливают шарик из закаленной стали. Диаметр отпечатка d отп измеряют с помощью лупы со шкалой. Далее по таблицам находят твердость материала. В испытаниях по методу Виккерса используется алмазный резец, а по методу Роквелла — алмазный конус. Данный метод широко используется для относительной характеристики твердости неметаллических материалов — он менее точен, но прост в исполнении и не требует приборов. Условия нагружения в этих испытаниях характеризуются резким приложением максимальной нагрузки. Определяются ударная вязкость разрушения образца, конструкционная прочность и другие показатели. Хрупкость — способность материала мгновенно разрушаться под давлением внешних сил без заметной пластической деформации. Хрупкие материалы плохо сопротивляются ударным нагрузкам. Разрушение материала в результате воздействия многократных, часто знакопеременных, нагрузок называют усталостью. Сопротивление материала усталости называют выносливостью. Истираемость — способность материала уменьшаться в массе и объеме под давлением истирающих усилий. Внешние воздействия оказывают влияние на технологические и эксплуатационные свойства материалов, которые зависят не только от химического состава и структуры материала, но и от условий его эксплуатации. К внешним условиям относят давление напряжение и температуру. Например, всестороннее сжатие уменьшает расстояние между атомами в веществе, что вызывает реакцию отталкивания. Это увеличивает сопротивление деформированию, не разрывает связей, но может изменить их качественно. При этом тело не разрушается, а чаще переходит в вязкотекучее состояние. На этом основаны технологии обработки металлов давлением прессование и экструзия — выдавливание всесторонне сжимаемого материала через относительно небольшое отверстие. При двустороннем сжатии деформация идет в область, свободную от внешних сил. В этом направлении расстояния между атомами увеличиваются, и по достижении определенной величины силы связей между атомами становятся меньше напряжений от действия внешней нагрузки, и тело разрушается. Простое одноосное растяжение материала увеличивает расстояние между атомами. Этой растягивающей деформации противодействуют силы межатомного притяжения, которые сильно уменьшаются с увеличением расстояния. Как только напряжение становится больше силы притяжения, происходит разрыв связей, тело разрушается. В этом состоит физическая сущность упругости, прочности, деформируемости и разрушения материалов. Влияние температуры на прочность материалов таково: Для материалов изделий, работающих в условиях высоких температур, используют оценку жаропрочность — способность материала сопротивляться деформированию и разрушению в высокотемпературной области. Термопрочностью называют способность материала не разрушаться под действием градиента перепада температур. Большинство металлов и их сплавы, как правило, термопрочны, существенно менее термопрочны керамические материалы. При оценке эксплуатационных свойств материалов существенное значение имеют комплексные характеристики, определяемые несколькими параметрами. Примером комплексной характеристики может служить конструкционная прочность, включающая набор механических и пластических параметров, или жаропрочность, оцениваемая окалиностойкостью и параметрами прочности при повышенной температуре. Многие характеристики материалов прямо или косвенно связаны с периодом времени эксплуатации изделий. Так, сопротивление усталости определяет допустимые напряжения, которые выдерживает материал до разрушения за определенное количество циклов изменения нагрузки; ползучесть связана с длительностью действия нагрузки; химическая стойкость и износостойкость оцениваются по количеству расходуемого материала за определенное время; радиационная прочность — временной стойкостью материалов к радиоактивному излучению. Временной фактор является определяющим при нахождении сопротивления коррозии и эрозии. Физико-химические свойства связаны со способностью материала взаимодействовать с физическими полями, излучениями, химически активными средами например, сопротивление коррозии , электрическое сопротивление. Окружающая, или рабочая, среда любого изделия устройства может оказывать отрицательное воздействие на материал, а следовательно, влиять на его механические свойства. Процесс разрушения металлических материалов при химическом взаимодействии с активными средами называют коррозией. Процесс имеет электрохимическую природу, его скорость определяется разницей в электрохимических потенциалах контактируемых тел фаз. Из-за коррозии из строя преждевременно выходит большое число машин и оборудования, она приводит к огромным экономическим потерям. Наибольший ущерб от вредного воздействия химически активных сред наносится черным металлам. По возрастанию химической активности эксплуатационные среды можно расположить в следующей последовательности: Наличие в воздухе водяных паров активизирует процессы коррозии. Содержание их зависит как от местных условий, например, наличия водоемов, так и от температуры воздуха. Повышенная химическая активность морских сред вызвана присутствием в них продукта диссоциации морских солей — ионов хлора, активирующих процесс коррозии. Сопротивление металлических материалов воздействию химически активных сред, их способность оставаться пассивными, не меняя первоначальных свойств, называют коррозионной стойкостью. Химические свойства материалов оценивают по величине потери массы, отнесенной к единице поверхности, после выдержки образца в течение определенного времени в химически активной среде. Для повышения точности определения используют образцы с большим отношением поверхности к объему. Состав среды должен моделировать эксплуатационную среду намечаемого применения материала. Условия контакта образца с активной средой также имитируют условия эксплуатации изделия: Коррозионную стойкость металлических материалов оценивают с помощью балльной системы. Меньший балл соответствует более высокой коррозионной стойкости, т. Используют также прямые методы оценки влияния химического воздействия на механические свойства материалов. Для этого химическому воздействию в течение определенного времени подвергают стандартные образцы для испытания на растяжение. О химической стойкости материала судят по изменению механических свойств в результате химического воздействия. Сопротивление материала высокотемпературной газовой коррозии называют жаростойкостью. Критерием оценки жаростойкости материала служит величина потери массы, отнесенной к единице поверхности, после выдержки образца в течение определенного времени в химически активной среде при заданной температуре. Энергетическое состояние поверхности материала обусловливает ее эрозию. Эрозией называют процесс постепенного разрушения рабочей поверхности материала в скоростном потоке химически активной среды газа или жидкости с участием механических, физических и химических видов воздействия. Основная причина эрозии — химическое взаимодействие материала с рабочей средой. Наибольшей эрозии подвергаются границы зерен материала с дефектами строения, поэтому эрозия выявляет рельеф рабочей поверхности. Появление шероховатости снижает эксплуатационные характеристики детали и уменьшает прочность материала вплоть до аварийного отказа с разрушением детали. Эрозионную стойкость определяют на установках, имитирующих условия работы материала в натурном изделии. Натурным испытаниям предшествуют лабораторные, модельные и полунатурные испытания. Толщину металлического покрытия определяют химическим способом — методами струи или капли. Метод струи основан на растворении покрытия раствором, вытекающим на поверхность детали в виде струи с определенной скоростью. Толщину покрытия рассчитывают по времени, затраченному на растворение покрытия, или по объему раствора, израсходованного на его растворение. Окончание растворения покрытия устанавливают визуально или с помощью приборов. Метод капли основан на растворении покрытия каплями раствора, который наносят на поверхность и выдерживают в течение определенного промежутка времени. К физическим свойствам материалов относят электрические, магнитные, тепловые свойства и плотность. Для обозначения показателей физических свойств используют буквы греческого алфавита: Физические свойства определяются, главным образом, типом межатомной связи и химическим составом материала, т. Для ряда деталей и изделий именно физические свойства определяют возможность промышленного применения материалов, особенно в электротехническом производстве, где электрические и магнитные свойства материалов важнее механических свойств. Истинная плотность — предел отношения массы к объему тела или вещества без учета имеющихся в них пор и пустот. Физический смысл полученной величины можно представить следующим образом: Чем выше значение удельной прочности материала, тем меньшую материалоемкость будут иметь изготовленные из него детали машин и оборудования. Материалы с пониженной плотностью пригодны для применения в движущихся конструкциях. Важнейшее значение удельная прочность материала имеет в транспортном машиностроении; она возрастает в ряду: Считается, что процент снижения массы автомобиля соответствует уменьшению расхода топлива на столько же процентов. На поверхности материала наблюдаются разного рода явления, причина которых — поверхностная энергия, под которой подразумевают избыток потенциальной энергии в поверхностных слоях. Эта энергия повышает физическую активность поверхности, результатом которой может быть адгезия — слипание, схватывание материалов, в том числе при трении. При этом происходит отрыв вырывание частиц менее прочного материала с его поверхности, что способствует изнашиванию. Возможен химический механизм адгезии склеивание. Количественно адгезия оценивается работой, затрачиваемой на разделение тел. Хорошая адгезионная стойкость является необходимой характеристикой лакокрасочных покрытий, антикоррозионных составов, эмульсий и суспензий разного назначения. Изнашивание износ — это постепенное изменение размеров тела, обусловленное удалением материала с поверхности. Основным видом механического изнашивания считается абразивное, возникающее в результате режущего или царапающего воздействия твердых частиц или тел на поверхность материала. Теплопроводность — скорость переноса энергии в форме тепла через материал при разности температур, зависит от коэффициента теплопроводности через единицу поверхности, в результате чего происходит выравнивание температуры тела. В процессе эксплуатации изделия например, фарфоро-фаянсовые, особенно посуда выдерживают, не разрушаясь, значительные перепады температур. Термическую стойкость можно оценивать разными методами, но наиболее приемлем метод теплосмен: Теплоотдача — явление передачи тепла от одного тела другому при их контакте. Теплопередача — явление передачи тепла из одной среды в другую через промежуточную среду. Теплоемкость — свойство материала поглощать теплоту при нагревании и отдавать ее при охлаждении. Теплоемкость оценивают по коэффициенту теплоемкости, который определяют по количеству тепла, необходимого для нагрева 1 кг материала на 1 о С. Огнестойкость — способность материала противостоять действию огня без потери необходимых прочностных, конструкционных и эксплуатационных качеств. По степени огнестойкости материалы делят на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые материалы не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются. Трудносгораемые материалы плохо возгораются, но тлеют или обугливаются; сгораемые — воспламеняются или тлеют. Морозостойкость — способность материала выдерживать многократное замораживание и оттаивание без видимых процессов разрушения и понижения прочности для строительных материалов. Газопроницаемость— способность материала пропускать газ или воздух. Водопроницаемость— способность материала пропускать воду под давлением. Уровень водопроницаемости материала зависит от его плотности и строения. Оценкой водопроницаемости служит количество воды, которое при постоянном давлении проходит за 1 час через 1 см 2 поверхности материала. Влажность — массовая доля влаги в материале в сухом состоянии, выраженная в процентах. Водопоглощение — способность материала впитывать и удерживать воду, характеризуется пористостью и определяется по формуле:. Немаловажное значение при экспертизе качества многих товаров имеет безвредность, которая определяется гигиеничностью стеклянная посуда. Обязательным условием для такого товара является наличие гигиенического сертификата, выдаваемого предприятию-изготовителю. Стеклянные изделия постоянно контактируют с пищевыми продуктами, поэтому они должны быть устойчивы к действию кислот и щелочей, раствора солей и воды. Гигиенические свойства стеклянных изделий обусловлены также безвредностью состава декоративного покрытия и прочностью закрепления красочных составов на поверхности изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Показателем безвредности для стеклянных изделий считается отсутствие или предельно допустимое количество свинца и кадмия в красках, используемых для украшений. Электроны в изолированном атоме занимают дискретные уровни энергии. В твердом теле атом не изолирован и электроны находятся не только под влиянием собственных ядер, но и соседних атомов. В твердом теле поэтому дискретные уровни энергии расширяются, образуя энергетические зоны. Самая верхняя зона энергии, содержащая занятые уровни при температуре 0 о К, называется валентной зоной. Энергетическая зона непосредственно выше валентной зоны, которая содержит вакантные уровни энергии при 0 о К, — зона проводимости. Параметры энергетической зоны между валентной зоной и зоной проводимости, называемой запрещенной зоной, зависят от элемента или соединения. Когда к образцу материала приложена разность потенциалов, внутри возникает электрическое поле. В случае хорошего проводника эта разность создает ток. Электрическое поле является источником силы у носителей заряда электронов , которые могут свободно двигаться. Если зона проводимости заполнена частично и содержит свободные верхние, не занятые электронами уровни, то твердое тело является проводником рис. Причем, электропроводность твердого тела определяется не числом валентных электронов, а отношением числа электронов в зоне проводимости к общему числу энергетических уровней в этой зоне. Взаимодействие электронов с положительными ионами кристаллической решетки в квантовой теории металлов рассматривается как рассеяние электронных волн на тепловых колебаниях ионов вещества, что наряду с дефектами примесями, вакансиями, дислокациями приводит к торможению электронов и электрическому сопротивлению. У полупроводников и диэлектриков энергетические зоны проводимости не пересекаются. Условно считают, что если зона проводимости отделена от валентной зоны интервалом менее 2 эВ, то вещество относится к полупроводникам, а если больше 2 эВ — к диэлектрикам изоляторам. Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением. Движение электрических зарядов вызывает появление магнитного поля. Плотность магнитного потока магнитная индукция В — величина потока, проходящего через единицу площади. Напряженность магнитного поля Н — подведенная к системе энергия, которая создает магнитный поток. У разных материалов под действием внешнего магнитного поля магнитный момент атомов является суммой векторов орбитальных и собственных спиновых моментов электронов. Когда накладывается внешнее магнитное поле, эти магнитные моменты по-разному ориентируются вдоль поля. Существуют вещества с диамагнитным эффектом — диамагнетики, у которых в атоме индуцируется магнитный момент, направленный против поля. В парамагнитных веществах парамагнетиках нескомпенсированные спины моменты вращения электронов, наоборот, усиливают намагничиваемость атомов парамагнитный эффект. Под воздействием магнитного поля ферромагнетики железо, кобальт, никель и другие металлы намагничиваются и остаются в намагниченном состоянии после электромагнитной обработки. Чтобы размагнитить такой образец, его нужно обработать магнитным полем противоположного знака. Напряженность магнитного поля, необходимого для полного размагничивания образца, называют коэрцитивной силой Н с. Коэрцитивная сила является основной характеристикой магнитных свойств материала. Оптика — наука о природе и распространении света. Оптические свойства тел обусловлены их взаимодействием с электромагнитным излучением. Вещество может быть охарактеризовано цветом и прозрачностью. Прозрачность — свойство света проникать через вещество, многие изоляторы прозрачны. Если вещество непрозрачно, оно поглощает свет полностью имеет черный цвет , частично окрашено или отражает свет. Большинство металлов полностью отражает свет выглядят серебристо-белыми или частично выглядят окрашенными — красная медь, желтое золото. Белый свет содержит излучение всех видимых длин волн. Показатель преломления света п — отношение скорости света в вакууме к скорости света в материале. Оптические методы анализа широко используются при контроле качества сырья, полуфабриката и готовой продукции. В зависимости от того, какое свойство света используется в методе преломление, поглощение, рассеяние, излучение, вращение плоскости поляризации , различают методы рефрактометрии , фотометрии , колорометрии , нефелометрии , поляриметрии , люминесценции. Люминесценция флюоресценция и фосфоресценция — эффекты свечения при поглощении энергии падающего света, механического воздействия, химических реакций или тепла. Оптические свойства веществ имеют огромное прикладное значение. Преломление света используется для изготовления линз оптических приборов, отражение — теплоизоляция: Оконные стекла имеют характерный цвет для кондиционирования. Широко применяются самоокрашивающиеся очки-хамелеоны, флюоресцирующие светильники и экраны осциллографов. Используются металлические покрытия анодированный алюминий для декоративных целей значение имеет отражательная способность материала , прецизионные зеркала металлизированных поверхностей. Декоративные свойства материалов определяются их внешним видом и зависят от их наружного рисунка, дизайна, текстуры, структуры, способа обработки поверхности, от наличия покрытий и рельефов. Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась - это был конец пары: Как эти режимы могут быть получены. Электрические машины — электромеханические преобразователи энергии Влияние примесей на механические свойства углеродистых сталей Влияние технологических факторов на структурно - механические свойства пищевых материалов Влияние технологических факторов на структурно -механические свойства пищевых продуктов Вопросы и задания. Назовите механические свойства металлов и сплавов Гилромеханические способы обработки Диаграммы деформирования и теории прочности для хрупких и пластичных материалов. Основные механические характеристики материалов Для чего нужны механические системы Зависимость механических свойств от степени распада твердого раствора. Влияние отпуска на механические свойства. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Примером могут служить характеристики: Механические свойства материалов определяют в статических и динамических условиях нагружения.
https://gist.github.com/9799175a5497a3cd12e04a1448a21b88
https://gist.github.com/de95e35458fa1e1d5a165605afcdcff1
https://gist.github.com/d20f3b23c1c4cb8e7cbdd9c84010b1cb