Серийные испытания для оценки склонности металла к хладоломкости и определения критических порогов хладоломкости.

Испытывают серию образцов при различных температурах и строят кривые ударная вязкость – температура ( а_н – Т) (рис. 7.3 г), определяя пороги хладоломкости.

Порог хладоломкости - температурный интервал изменения характера разрушения, является важным параметром конструкционной прочности. Чем ниже порог хладоломкости, тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации.

 
Оценка вязкости по виду излома.

 

При вязком состоянии металла в изломе более 90 % волокон, за верхний порог хладоломкости Т_в принимается температура, обеспечивающая такое состояние. При хрупком состоянии металла в изломе 10 % волокон, за нижний порог хладоломкости Т_н принимается температура, обеспечивающая такое состояние. В технике за порог хладоломкости принимают температуру, при которой в изломе 50 % вязкой составляющей. Причем эта температура должна быть ниже температуры эксплуатации изделий не менее чем на 40^oС.
Испытания на выностивость (ГОСТ 2860) дают характеристики усталостной прочности.

Усталость - разрушение материала при повторных знакопеременных напряжениях, величина которых не превышает предела текучести.

Усталостная прочность – способность материала сопротивляться усталости.
Процесс усталости состоит из трех этапов, соответствующие этим этапам зоны в изломе показаны на рис.7.4.

1 – образование трещины в наиболее нагруженной части сечения, которая подвергалась микродеформациям и получила максимальное упрочнение

2 – постепенное распространение трецины, гладкая притертая поверхность

3 – окончательное разрушение, зона “долома“, живое сечение уменьшается,а истинное напряжение увеличивается, пока не происходит разрушение хрупкое или вязкое

 
Рис 7.4. Схема зарождения и развития трещины при переменном изгибе круглого образца

 

Характеристики усталостной прочности определяются при циклических испытаниях “изгиб при вращении“.

---

Схема представлена на рис. 7.5.



Рис. 7.5. Испытания на усталость (а), кривая усталости (б)

 
Основные характеристики:

 

Предел выносливпсти ( – при симметричном изменении нагрузки, – при несимметричном изменении нагрузки) – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом за произвольно большое число циклов нагружения N.

Ограниченный предел выносливости – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом за определенное число циклов нагружения или время.

Живучесть – разность между числом циклов до полного разрушения и числом циклов до появления усталостной трещины.


 Технологические и эксплуатационные свойства

Технологические свойства

 

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки.
1. Литейные свойства.

Характеризуют способность материала к получению из него качественных отливок.

Жидкотекучесть – характеризует способность расплавленного металла заполнять литейную форму.

Усадка (линейная и объемная) – характеризует способность материала изменять свои линейные размеры и объем в процессе затвердевания и охлаждения. Для предупреждения линейной усадки при создании моделей используют нестандартные метры.

Ликвация – неоднородность химического состава по объему.

2. Способность материала к обработке давлением.

Это способность материала изменять размеры и форму под влиянием внешних нагрузок не разрушаясь.

Она контролируется в результате технологических испытаний, проводимых в условиях, максимально приближенных к производственным.

Листовой материал испытывают на перегиб и вытяжку сферической лунки. Проволоку испытывают на перегиб, скручивание, на навивание. Трубы испытывают на раздачу, сплющивание до определенной высоты и изгиб.

Критерием годности материала является отсутствие дефектов после испытания.

3. Свариваемость.

Это способность материала образовывать неразъемные соединения требуемого качества. Оценивается по качеству сварного шва.

---

4. Способность к обработке резанием.

Характеризует способность материала поддаваться обработке различным режущим инструментом. Оценивается по стойкости инструмента и по качеству поверхностного слоя.

 
Эксплуатационные свойства

 

Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.

1. 
   Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.
   
2. 
   Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных сред.
   
3. 
   Жаростойкость – это способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.
   
4. 
   Жаропрочность – это способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах.
   
5. 
   Хладостойкость – способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах.
   
6. 
   Антифрикционность – способность материала прирабатываться к другому материалу.
   

Эти свойства определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы изделий.

При выборе материала для создания конструкции необходимо полностью учитывать механические, технологические и эксплуатационные свойства.

Примеры технологических проб и их назначение.

Технологические пробы - это вид испытаний для выявления способности материалов принимать определённые деформации, аналогичные тем, которые претерпевают при обработке или в условиях эксплуатации.

Рассмотрим некоторые технологические пробы.

Технологические испытания на изгиб лент, полос, листов, сортового проката, поковок и отливок применяются для определения способности металла выдержать заданную пластическую деформацию, характеризуемую углом изгиба.

Проба на осадку служит для определения способности металла выдержать заданную пластическую деформацию сжатия и для выявления дефектов поверхности изделий.

Проба на искру позволяет приближённо судить о химическом составе стали. При обработке сталей на абразивных кругах получается мелкая стружка, которая, сгорая на воздухе, даёт сноп искр, отличающихся по форме и цвету. Углеродистые стали дают белый пучок искр

---

; присутствие в стали вольфрама определяют по красному цвету искр, хрома -- по оранжевому… .

Контрольные вопросы.

1. 
   Какие свойства металлов относятся к физическим?
   
2. 
   Какие свойства металлов относятся к химическим?
   
3. 
   Какие свойства металлов относятся к механическим?
   
4. 
   Какие свойства металлов относятся к технологическим и что они характеризуют?
   
5. 
   Что называется твёрдостью металлов?
   
6. 
   Какая существует связь между твёрдостью металлических материалов и их обрабатываемостью на металлорежущих станках?
   
7. 
   На чём основан метод Бринелля?
   
8. 
   На чём основан метод Роквелла?
   
9. 
   На чём основан метод Виккерса?
   
10. 
    Что означает твёрдость HRC 70?
    
11. 
    Как устроен и работает маятниковый копёр?
    
12. 
    Приведите примеры технологических проб и укажите их назначение.
    

---

Лекция 4

 

Основные равновесные диаграммы состояния двойных сплавов. Связь между составом, строением и свойствами сплавов.

 

1.Понятие о сплавах и методах их получения

2.Основные понятия в теории сплавов.

3.Особенности строения, кристаллизации и свойств сплавов: механических смесей, твердых растворов, химических соединений

4.Классификация сплавов твердых растворов.

5.Кристаллизация сплавов.

6.Диаграмма состояния.

 7.Диаграмма состояния сплавов с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии (сплавы твердые растворы с неограниченной растворимостью)

8.Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси)

9.Диаграмма состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии

10.Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых образуют химические соединения.

11.Диаграмма состояния сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии (переменная растворимость)

12.Связь между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния


Понятие о сплавах и методах их получения

 

Под сплавом понимают вещество, полученное сплавлением двух или более элементов. Возможны другие способы приготовления сплавов: спекания, электролиз, возгонка. В этом случае вещества называются псевдосплавами.

Сплав, приготовленный преимущественно из металлических элементов и обладающий металлическими свойствами, называется металлическим сплавом. Сплавы обладают более разнообразным комплексом свойств, которые изменяются в зависимости от состава и метода обработки.

 

Основные понятия в теории сплавов.

 

Система – группа металлов, выделяемых для наблюдения и изучения.

В металловедении системами являются металлы и металлические сплавы. Чистый металл является простой однокомпонентной системой, сплав – сложной системой, состоящей из двух и более компонентов.

Компоненты – вещества, образующие систему. В качестве компонентов выступают чистые вещества и химические соединения, если они не диссоциируют на составные части в исследуемом интервале температур.

Фаза – однородная часть системы, отделенная от других частей системы поверхностного раздела, при переходе через которую структура и свойства резко меняются.

---

Смотрите также файлы

• 182 жббм (білім беру йымыны атауы) Жиынты баалау жргізу орытындылары бойынша талдау туралы мліметтер i тосан Физика пні бойынша.docx

• Моделирование индукционного нагрева.docx

• Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение новокузнецкий горнотранспортный колледж.doc

• 9. 4а атом рылысы. Атомды былыстар.docx

• Задача 1 Каково напряжение на зажимах чайника, если его мощность равна 2300 Вт, а заряд, проходимый через него за 16 с, равен 160 Кл.docx