Механические Свойства Металлов Реферат
Механические Свойства Металлов Реферат
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Механические свойства определяют способность
металлов сопротивляться воздействию внешних сил (нагрузок). Они зависят от
химического состава металлов, их структуры, характера технологической обработки
и других факторов. Зная механические свойства металлов, можно судить о
поведении металла при обработке и в процессе работы машин и механизмов.
К основным механическим свойствам металлов
относятся прочность, пластичность, твердость и ударная вязкость.
Прочность - способность металла не разрушаться
под действием приложенных к нему внешних сил.
Пластичность - способность металла получать
остаточное изменение формы и размеров без разрушения.
Твердость - способность металла сопротивляться
вдавливанию в него другого, более твердого тела.
Ударная вязкость - степень сопротивления металла
разрушению при ударной нагрузке.
Механические свойства определяют путем
проведения механических испытаний.
Этими испытаниями определяют
такие характеристики, как пределы пропорциональности, упругости, прочности и
пластичность металлов. Для испытаний на растяжение применяют круглые и плоские
образцы (рисунок 2.1, а, б), форма и размеры которых установлены стандартом.
Цилиндрические образцы диаметром d 0 = 10 мм, имеющие расчетную длину
l 0 = 10d 0 , называют нормальными, а образцы, у которых
длина l 0 = 5d 0 , - короткими. При испытании на растяжение
образец растягивается под действием плавно возрастающей нагрузки и доводится до
разрушения.
Разрывные машины снабжены специальным
самопишущим прибором, который автоматически вычерчивает кривую деформации,
называемую диаграммой растяжения. Диаграмма растяжения в координатах «нагрузка
Р - удлинение ∆l» отражает характерные участки и точки, позволяющие
определить ряд свойств металлов и сплавов (рисунок 2.1). На участке 0 - Р пц
удлинение образца увеличивается прямо пропорционально возрастанию нагрузки. При
повышении нагрузки свыше Р пц , на участке Р пц - P упр
прямая пропорциональность нарушается, но деформация остается упругой
(обратимой). На участке выше точки P vпр возникают заметные
остаточные деформации, и кривая растяжения значительно отклоняется от прямой.
При нагрузке Р т появляется горизонтальный участок диаграммы -
площадка текучести Т-Т 1 , которая наблюдается, главным образом, у
деталей из низкоуглеродистой стали. На кривых растяжения хрупких металлов
площадка текучести отсутствует. Выше точки Р т нагрузка возрастает до
точки А, соответствующей максимальной нагрузке Р в , после которой
начинается ее падение, связанное с образованием местного утонения образца
(шейки). Затем нагрузка падает до точки В, где и происходит разрушение образца.
С образованием шейки разрушаются только пластичные металлы.
а, б - стандартные образцы для
испытания на растяжение;
в - диаграмма растяжения
образца из пластичного материала
Рисунок 2.1 - Испытание на
растяжение
Усилия, соответствующие
основным точкам диаграммы растяжения, дают возможность определить
характеристики прочности, выраженные в мегапаскалях, МПа, по формуле
где σ i
- напряжение, МПа; i - соответствующая точка диаграммы растяжения, Н; 0
- площадь поперечного сечения образца до испытания, мм 2 .
Предел пропорциональности σ пц
- это наибольшее напряжение, до которого сохраняется прямая пропорциональность
между напряжением и деформацией:
где P пц -
напряжение, соответствующее пределу пропорциональности, Н.
Предел упругости σ упр
- напряжение, при котором пластические деформации впервые достигают некоторой
малой величины, характеризуемой определенным допуском (обычно 0,05 %):
где P упр -
напряжение, соответствующее пределу упругости, Н.
Предел текучести физический σ т
- напряжение, начиная с которого деформация образца происходит почти без
дальнейшего увеличения нагрузки:
где P т - напряжение,
соответствующее пределу текучести, Н.
Если площадка текучести на
диаграмме растяжения данного материала отсутствует, то определяется условный
предел текучести σ 0,2
- напряжение, вызывающее пластическую деформацию, равную 0,2 %.
Предел прочности (временное сопротивление) σ в
- напряжение, равное отношению наибольшей нагрузки, предшествующей разрушению
образца, к первоначальной площади его сечения:
где P в - напряжение,
соответствующее пределу прочности, Н.
По результатам испытания на
растяжение определяют характеристики пластичности металлов.
Показатели пластичности
металлов - относительное удлинение и относительное сужение - рассчитывают по
результатам замеров образца до и после испытания.
Относительное удлинение δ
находится как отношение увеличения длины образца после разрыва к его
первоначальной расчетной длине, выраженное в процентах:
где l k - длина
образца после разрыва, мм;
l 0 - расчетная
(начальная) длина образца, мм.
Относительное сужение ψ
определяется отношением уменьшения площади поперечного сечения образца после
разрыва к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженным в
процентах:
где F 0 - начальная
площадь поперечного сечения образца; к - площадь поперечного сечения
образца в месте разрушения.
Наиболее распространенным
методом определения твердости металлических материалов является метод
вдавливания, при котором в испытуемую поверхность под действием постоянной
статической нагрузки вдавливается другое, более твердое тело (наконечник). На
поверхности материала остается отпечаток, по величине которого судят о
твердости материала. Показатель твердости характеризует сопротивление материала
пластической деформации, как правило, большой, при местном контактном
приложении нагрузки.
Твердость определяют на специальных приборах -
твердомерах, которые отличаются друг от друга формой, размером и материалом
вдавливаемого наконечника, величиной приложенной нагрузки и способом
определения числа твердости. Так как для измерения твердости испытывают
поверхностные слои металла, то для получения правильного результата поверхность
металла не должна иметь наружных дефектов (трещин, крупных царапин и т. д.).
Измерение твердости по Бринеллю. Сущность этого
способа заключается в том, что в поверхность испытуемого металла вдавливается
стальной закаленный шарик диаметром 10, 5 или 2,5 мм в зависимости от толщины
образца под действием нагрузки, которая выбирается в зависимости от
предполагаемой твердости испытуемого материала и диаметра наконечника по
формулам: Р = 30D 2 ; Р = 10D 2 ; Р = 2,5D 2
(таблица 2.1).
Таблица 2.1 - Выбор диаметра шарика D и нагрузки
Р
Механические свойства металлов и методы их определения.
Механические свойства металлов и сплавов
Реферат : Механические свойства и методы их... - BestReferat.ru
Реферат на тему " Механические свойства металлов и методы..."
реферат - Механические свойства металлов и их характеристика.
План Сочинения Шаблон
Календарный План Учебная Практика Отчет
Вывод По Сочинению Гроза
Отношение Человека К Животным Эссе
Домашнее Сочинение Бедная Лиза