Proprietățile mecanice ale metalelor și metodele de determinare a acestora

PROPRIETĂȚI MECANICE ALE METALELOR ȘI METODE DE DETERMINARE

Proprietățile mecanice determină capacitatea metalelor de a rezista forțelor externe (încărcături). Ele depind de compoziția chimică a metalelor, structura lor, natura procesării și alți factori. Cunoscând proprietățile mecanice ale metalelor, putem evalua comportamentul metalului în timpul prelucrării și în procesul de prelucrare a mașinilor și mecanismelor.







Proprietățile mecanice de bază ale metalelor includ rezistența, ductilitatea, duritatea și duritatea.

Forța - capacitatea unui metal de a nu se prăbuși sub acțiunea forțelor exterioare aplicate asupra lui.

Plasticitatea este abilitatea unui metal de a obține o schimbare reziduală în formă și dimensiune, fără ao distruge.

Duritatea este capacitatea unui metal de a rezista apăsării unui alt corp mai rigid în el.

Rezistența la impact este gradul de rezistență al unui metal la fractură sub sarcină de impact.

Proprietățile mecanice sunt determinate prin teste mecanice.

1. Teste de tracțiune

Aceste teste definesc caracteristici precum proporționalitatea, elasticitatea, rezistența și plasticitatea metalelor. Pentru testele de tracțiune se utilizează eșantioane rotunde și plate (figura 2.1, a, b), ale căror forme și dimensiuni sunt stabilite de standard. Probe cilindrice cu diametrul d0 = 10 mm, având o lungime calculată 10 = 10d0, se numesc probe normale, iar eșantioanele cu lungimea l0 = 5d0 sunt scurte. În testul de tracțiune, eșantionul este întins sub acțiunea unei încărcări ușoare și este adus la distrugere.

Razryvnye mașini sunt echipate cu un recorder special, care atrage automat o curbă de tensiune, numit diagrama de tensiune. Diagrama de întindere în coordonate de încărcare P - alungirea Δl reflectă zonele și punctele caracteristice, permițând determinarea unui număr de proprietăți ale metalelor și aliajelor (Figura 2.1). În secțiunea 0-Рпц, alungirea eșantionului crește proporțional cu creșterea încărcăturii. Când sarcina este crescută peste Pn, proporția directă este încălcată în secțiunea Pn, -Pu, dar deformarea rămâne elastică (reversibilă). În zona de deasupra punctului Pvpr, apar deformări reziduale apreciabile, iar curba de întindere deviază semnificativ de la linia dreaptă. Când apare încărcarea Pm, apare secțiunea orizontală a diagramei - suprafața de curgere T-T1, care se observă, în principal, pentru părțile din oțel cu conținut redus de carbon. Nu există placă de curgere pe curbele de tracțiune ale metalelor fragile. Deasupra punctului Pm, sarcina crește până la punctul A corespunzător sarcinii maxime PB, după care începe căderea sa, asociată cu formarea unei subțiere locală a probei (gâtului). Apoi sarcina scade la punctul B, unde eșantionul se descompune. Odată cu formarea gâtului, numai metalele din plastic sunt distruse.







a, b - eșantioane standard pentru testul de tracțiune;

c este diagrama stretch a unei mostre din material plastic

Figura 2.1 - Testul de tracțiune

Eforturile care corespund principalelor puncte ale diagramei de tensiune permit determinarea caracteristicilor de rezistență, exprimate în megapascali, MPa, prin formula

unde σi este tensiunea, MPa, i este punctul corespunzător al diagramei de tensiune, H; 0 este aria secțiunii transversale a probei înainte de test, mm2.

Limita de proporționalitate σn este tensiunea maximă la care rămâne proporționalitatea directă între tensiune și tensiune:

unde Pn este tensiunea care corespunde limitei de proporționalitate, H.

Limita de elasticitate σuppr este tensiunea la care deformările plastice ating o anumită valoare mică, caracterizată printr-o anumită toleranță (de obicei 0,05%):

unde este tensiunea corespunzătoare limitei elastice, H.

Puterea de rezistență fizică στ - tensiune, de unde deformarea eșantionului are loc aproape fără o creștere suplimentară a încărcăturii:

unde Pm este tensiunea corespunzătoare rezistenței la curgere, N.

Dacă nu există niciun bloc de randament pe diagrama de tracțiune a acestui material, atunci este definită o tensiune condițională de oblicare σ0,2, o deformare plastică de stres de 0,2%.

Limita de rezistență (rezistență temporară) σv este tensiunea egală cu raportul dintre sarcina cea mai mare, care precede distrugerea eșantionului, până la aria inițială a secțiunii sale transversale:

unde Pb este stresul corespunzător rezistenței finale, N.

Conform rezultatelor testului de tracțiune, se determină caracteristicile de ductilitate ale metalelor.

Parametrii ductilității metalelor - alungirea relativă și constricția relativă - sunt calculați din rezultatele măsurătorilor eșantionului înainte și după încercare.

Elongația relativă δ se găsește ca raportul dintre creșterea lungimii eșantionului după rupere și lungimea sa inițială de proiectare, exprimată ca procent:

unde lk este lungimea eșantionului după discontinuitate, mm;

l0 este lungimea calculată (inițială) a eșantionului, mm.

Restricția relativă a lui ψ este determinată de raportul dintre scăderea suprafeței secțiunii transversale a eșantionului după rupere și suprafața inițială a secțiunii transversale, exprimată ca procent:

unde F0 este aria inițială a secțiunii transversale a r.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: