Прочностные свойства.

К другому важному механическому свойству относится прочность, т. е. способность материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием механических, тепловых и других напряжений. Типичными прочностными характеристиками являются

· предел упругости,

· предел текучести и

· предел прочности при воздействии сжимающих, растягивающих или других видов усилий.

Пределу упругости соответствует напряжение материала при максимальной величине упругой деформации;

пределу текучести - постоянное напряжение при нарастании пластической деформации;

пределу прочности - максимальное напряжение в момент разрушения материала.

Эти характеристики прочности относятся к кратковременному действию приложенной нагрузки.

При длительном воздействии нагрузки возрастает опасность для структуры материала и даже сравнительно малые напряжения могут вызвать ползучесть и заметное ухудшение структуры с потерей прочности. Поэтому нередко принято измерять длительную прочность материала, причем не только при статической, но и динамической нагрузках. Материал может резко терять свою прочность после приложения к нему вибрационной нагрузки, что обусловлено усталостью — накоплением неотрелаксированных напряжений и необратимых микродефектов в структуре. Соответствующая прочность называется усталостной, определяется испытанием образцов материала.

В целом, три упомянутые характеристики прочности — условные по двум причинам.

Во-первых, они не учитывают фактора времени, что с некоторым приближением можно допустить только в отношении хрупких материалов.

Во-вторых, приборы, образцы, скорость приложения нагрузки на прессах и другие исходные данные методов испытания материала на прочность условны. Один и тот же материал может иметь различную величину показателя прочности в зависимости от размера образца, скорости приложения нагрузки и конструкции прибора, на котором испытывались образцы. Например, чем меньше размеры «кубика», больше скорость приложения нагрузки, тем выше величина предела прочности при сжатии.

Дополнительными характеристиками механических свойств при оценке качества материалов могут служить

· твердость,

· истираемость и

· ударная вязкость.

Твердость выражает способность материала сопротивляться проникновению в него более твердых тел, например при сдавливании стального шарика или конуса, царапании резцом, сверлении, ударах молотка, пулевом выстреле и др. Эти условные испытания дают значения твердости либо только качественные, например по следу царапания, либо также и количественные — по глубине или площади отпечатка с учетом приложенной нагрузки. Нередко от полученного значения твердости стремятся перейти к величине прочности, хотя устанавливаемые соотношения между твердостью и прочностью тем менее точные, чем пластичнее материал. Только у хрупких тел царапание можно более или менее надежно сравнивать с прочностью, так как то и другое свойство обусловлено сцеплением между микрочастицами материала.

О твердости нередко также судят по потере массы образцов при истирании на металлических кругах в присутствии абразивных порошков.

О более сложном свойстве, включающем и твердость, а именно об износе, износостойкости материала судят по испытанию пробы определенной массы путем вращения ее в барабане совместно с металлическими шарами или без шаров. Чем больше измельчается проба, тем и больше износ в процентах.

Ударная вязкость характеризует способность материала сопротивляться сосредоточенным ударным нагрузкам и определяется количеством работы, затрачиваемой на излом образца в фиксированном с помощью насечки месте. Работа, отнесенная к площади поперечника образца, характеризует единичную ударную работу на излом, называемую удельной ударной вязкостью. Она имеет практическое значение при оценке качества металлов, асбестоцементных изделий, например кровельных листов и плит.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: