Пластичность - способность материалов деформироваться под воздействием внешних нагрузок.
Количественные характеристики пластичности - относительное удлинение и относительное сужение.
Относительное удлинение определяется при испытаниях на растяжение, относительное сужение - при испытаниях на сжатие.
Обозначение: относительное удлинение - δ, размерность - %,
относительное сужение - ψ, размерность - %.
Относительное удлинение вычисляется по формуле:
δ = (∆l / l0) ∙ 100%,
где ∆l - абсолютное удлинение, ∆l = lк – l0,
lк - длина рабочей части образца после разрыва, мм.
Относительное сужение вычисляется по формуле:
ψ = [(F0 - Fк)] / F0 ∙ 100%,
где F0, Fк - начальная и конечная площадь поперечного сечения рабочей части образца, мм2.
Таким образом, стандартными характеристиками механических свойств, определяемые методом статических испытаний, являются : жесткости Е; упругости σ0,05, ; прочности σв, σ0,2 , σТ ; пластичности δ, ψ.
В авиационно-космической технике, где большое значение имеет плотность конструкционных материалов γ, распространение получили расчетные характеристики прочности: удельная прочность - σв / γ,
удельный модуль упругости - Е / γ.
При увеличении нагрузки (напряжения) выше значений предела прочности материала он разрушается. Процессу разрушения предшествует зарождение трещин в материале, причем механизм зарождения трещин в металле носит одинаковый характер и является дислокационным механизмом.
|
|
Скопление большого числа дислокаций у какого-либо препятствия в структуре материала приводит к зарождению в этом объеме микроскопических трещин, которые впоследствии под воздействием внешних параметров, в том числе и нагрузки, начинают развиваться вплоть до разрушения материала.
Если механизм зарождения трещин является одинаковым для разных металлов, то механизм распространения трещин в металле и сам процесс разрушения носит различный характер. Различают два основных вида разрушений: вязкое и хрупкое.
Виды разрушения.
Вязкое разрушение.
-- Вязкое разрушениевсегда сопровождается большими величинам пластической деформации, причем на раскрытие вязкой трещины должна быть затрачена работа и требуются дополнительные источники энергии на образование новых поверхностей.
-- Вязкая трещина, «тупая», распространяется в основном по телу зерна.
-- При изучении с помощью электронного микроскопа (фрактография) сувеличением от 7 000 до 10 000 раз определяем, что вязкое разрушение носит так называемый ямочно-чашечный характер (рис.4.7, б).
Вязкая трещина распространяется очень медленно.
--Вязкое разрушение можно остановить, снизив внешнее напряжение ниже предела текучести.
|
|
Хрупкое разрушение.
-- Хрупкое разрушениене требует пластической деформации и сопровождается только микропластической деформацией.
-- Хрупкая трещина носит интеркристаллитный характер (ветвистый, разветвленный, распространяется как по телу зерна, так и по границе). Она является острой.
-- При изучении с помощью электронного микроскопа определяем, что хрупкое разрушение носит ручьистый характер(рис.4.7, а).
-- Хрупкая трещина распространяется очень быстро.
-- Хрупкое разрушение остановить нельзя. Это процесс самопроизвольного развития трещины, вот почему хрупкое разрушение наиболее опасное (рис.4.8;рис.4.9). а)
Рис.4.7. Характер разрушения материала:
а) ручьистый рельеф при хрупком разрушении;
б) ямочный рельеф при вязком разрушении.
б)
Рис.4.8. Хрупкое разрушение линии электропередач.
Рис.4.9. Хрупкое разрушение корпуса морского судна.
По рассмотренным признакам можно определить характер разрушения детали и конструкции (вязкий или хрупкий механизм). Необходимость определения характера разрушения в каждом случае обусловлена тем, что меры борьбы с вязким и хрупким разрушением различны.
|
|
Для предотвращения вязкого разрушения необходимо повышать прочность материала, особенно характеристики предела текучести.
При вероятности возникновения хрупкого разрушения, наоборот, нужно увеличивать такое свойство, как вязкость, иногда даже снижая прочностные характеристики.
В связи с этим рассмотрим еще одно механическое свойство металлов и сплавов – вязкость,которое определяется при испытаниях на удар.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ
ДИНАМИЧЕСКМИ ИСПЫТАНИЯМИ (НА УДАР)
Основным динамическим испытанием является метод испытания на удар. Метод основан на разрушении образца с надрезом (рис.4.10, а) одним ударом маятникового копра (рис.4.10, б).
Образец устанавливают на опорах копра и наносят удар по стороне образца, противоположной надрезу. Работа, затраченная на разрушение образца, определяется так:
А = P∙g∙(H - h) = P∙g∙l∙(cos α2 - cos α1)
где P - масса маятника; g - ускорение силы тяжести; Н, h - высота подъема маятника до удара и после разрушения образца; l - длина маятника; α2, α1 углы подъема маятника до удара и после разрушения образца.
|
|
а) б)
Рис.4.10. Схема испытаний на ударную вязкость
При испытаниях на удар определяют свойство вязкости.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 526; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!