|
|
Слайд мех свойс. Механические свойства материалов. Релаксация напряжений
Механические свойства материалов. Релаксация напряжений. Длительная прочность. - - совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воз действующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.
- В общем случае материалы в конструкциях могут подвергаться самым различным по характеру нагрузкам работать на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, срез и т. д. или подвергаться совместному действию нескольких видов нагрузки, например растяжению и изгибу.
- Также разнообразны условия эксплуатации материалов и по температуре, окружающей среде, скорости приложения нагрузки и закону её изменения во времени.
- Испытания могут выполняться при нормальной (комнатной) или повышенной температуре.
- Важнейшие механические свойства
- Прочность
- Деформативность ( упруг ость, пластичность )
- Твердость
- Износостойкость
- Наиболее часто определяемыми механическими характеристиками материалов являются:
- твердость,
- пределы прочности и упругости,
- ударная вязкость.
- Определяют также пределы выносливости и ползучести. Предел прочности устанавливают в процессе испытаний на растяжение, сжатие, кручение и изгиб.
- Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение определяют при испытаниях на растяжение специальных образцов, которые выполняют на разрывных машинах
- Образцы помещают в зажимы разрывной машины, затем растягивают до разрушения.
В процессе приложения нагрузки в образце возникает напряжение σ, МПа, равное отношению приложенного усилия Р к площади образца F:
σ = P/F.
- Хрупкость — способность материала разрушаться без заметных пластических деформаций.
- Пластическое разрушение происходит путем сдвига частиц материала в плоскостях действия наибольших касательных напряжений. При этом в результате сдвига частиц значительно увеличиваются размеры или форма образца. При хрупком разрушении частицы материала отрываются внезапно в плоскости поперечного сечения.
- Под действием приложенной нагрузки возникает деформация — изменение размеров образца. Деформация может быть упругой или пластической.
- Упругая деформация полностью исчезает после снятия нагрузки и не приводит к заметным изменениям в структуре и свойствах материала. Различают абсолютную и относительную деформацию.
- Абсолютная деформация ∆l — изменение размера (длины при испытаниях на растяжение), относительная ε — отношение абсолютной деформации к первоначальной длине l, т. е. ∆l/l.
- Между напряжением и относительной упругой деформацией существует линейная зависимость — закон Гука: σ = εЕ, где Е — модуль упругости, свойство материала, характеризующее его жесткость, т.е. способность сопротивляться упругим деформациям.
- Пластическая деформация не исчезает после снятия нагрузки (согните алюминиевую проволоку, после того как нагрузка снята, проволока не разогнется — она пластически деформирована).
Определение твердости. - Твердость характеризует сопротивление материала большим пластическим деформациям. Наиболее распространенные методы определения твердости связаны с внедрением в испытуемый материал специального тела, называемого индентором, с таким усилием, чтобы произошла пластическая деформация. В материале при этом остается отпечаток индентора, по которому судят о величине твердости. Определение твердости — наиболее распространенный метод исследования свойств материала. Это объясняется рядом причин: определение твердости является неразрушающим методом, так как деталь после такого измерения может быть использована по назначению; испытания на твердость не требуют высокой квалификации; зная твердость, можно судить и о других механических свойствах.
Релаксация напряжений. - Релаксация напряжений. Релаксацией напряжений называется процесс изменения напряжений во времени, возникший в результате нарастания пластической деформации.
- Определение релаксации остаточных напряжений. Релаксацией остаточных напряжений называется процесс изменения напряжений во времени. Он происходит при различных физических воздействиях на систему пленка-подложка, например, нагреве или облучении материала
- Испытания на релаксацию напряжений проводили путем нагружения ленточных образцов в кольцах различного диаметра с выдержкой при температурах 300 и 400 С в течение 5, 10, 30, 60, 180, 300 и 600 мин. Испытания на релаксацию напряжений проводили на деформированных образцах, деформированных и состаренных при 400 С, а также на деформированных и состаренных при 500 С в течение 10 ч
- Наиболее низкая релаксационная стойкость наблюдается после закалки и пластической деформации. Значительная релаксация напряжений после закалки и холодной пластической деформации обусловлена интенсивным а б 336 развитием структурного механизма релаксации, связанного с протеканием процессов, стабилизирующих структуру непосредственно в поле приложения напряжений изгиба
Длительная прочность - Длительная прочность — напряжение, вызывающее разрушение материала при определенной температуре за данный отрезок времени.
- Пределом длительной прочности называется напряжение, подсчитанное по первоначальной площади сечения образца, при котором происходит разрушение образца при данной температуре через заранее заданный промежуток времени. Этот промежуток времени называется базой испытания.
- База испытания назначается исходя из срока службы детали, и колеблется от нескольких часов до нескольких лет. Металлы, применяемые в авиационных двигателях и конструкциях, подвергаются обычно кратковременным испытаниям на базе порядка 100—200 ч. Предел длительной прочности на базе 100 ч обозначается через σ100. С увеличением температуры и базы испытания предел длительной прочности, естественно, уменьшается.
- При испытании материалов для ракет это время может составлять неск. с, для стационарных турбин - до сотен тыс. ч. Предел Д. п. чаще всего определяют при растяжении. Д. п. большинства материалов с повышением темп-ры снижается, она зависит также от хим. состава, микроструктуры (размера зерна, формы, размера и характера распределения частиц фав-упрочнителей), состояния поверхности образцов (снижается при увеличении шероховатости), окружающей среды (может резко снижаться при взаимодействии образца с легкоплавкими жидкими металлами). Д. п. наряду с сопротивлением ползучести и жаростойкостью - важная хар-ка при выборе жаропрочных сплавов.
|
|
|
Скачать 327.03 Kb.