Механические свойства, определяемые при динамическом нагружении

Ударная вязкость – оценивается работой, затраченной на ударный излом образца.

[КС]=[МДж/м²]

Хладоломкость – способность металла охрупчиваться при низких температурах. Оценив испытание на ударную вязкость при минимальных температурах, отмечают Т_кр – критическую температуру хрупкости.

Механические свойства при циклическом нагружении.

Усталость – процесс постепенного накопления повреждений в металле при действии циклических нагрузок, приводящей к образованию трещин и разрушений.

Выносливость – свойство противостоять усталости.

Сопротивление усталости характеризует перелом выносливости.

sк- максимальное напряжение, которое не вызывает разрушений образца при любом числе циклов или заданном s!!!- ограниченный предел.

Разрушение при усталости отличается от разрушения при однократных нагрузках, характеризуется отсутствием в изломе внешних признаков пластической деформации, т.е. излом имеет характер хрупкого излома.

 

Безобразцовый метод определения механических свойств

Безобразцовый метод основан на инденторных испытаниях материалов, в результате которых определяют специальные характеристики твердости и пересчитывают их на показатели других механических свойств.

Достоинство состоит в том, что можно быстро оценить механические характеристики готового изделия, не выводя его из строя и не вырезая из них образцов.

Представляет большой научный и практический интерес в области исследования, контроля и диагностики качества металла. В некоторых случаях это единственный пригодный для оценки механических свойств малых объёмов или локальных зон обработанного металла (упрощенный слой, сварные соединения). Эффективен для определения остаточного ресурса оборудования, пробывшего длительное время в эксплуатации и выработавшего свой расчетный срок службы.

Принцип работы.

Используется диаграмма непрерывного вдавливания индентора, который можно аппроксимировать степенной зависимостью. r = adⁿ

r- нагрузка вдавливания

d- диаметр остаточного отпечатка

a, n- коэффициенты, характеризующие материал

А=аД^(n-2), а зависит от Д, n-коэффициент

И отсюда следует автоматизирование расчетов.

Исходя из диаграммы, по формулам определяют механические характеристики. Используя МЭИ-Т7, можно управлять измерениями дистанционно.

 

 

Гл. 3 Основы теории сплавов

Дислокационная структура наряду с фазовым составом является важнейшим фактором, предопределяющим прочность и другие свойства создаваемых металлических сплавов.

Создание металлических сплавов является первым этапом, во время которого в конструкционный материал должны быть заложены важнейшие предпосылки для формирования оптимальной дислокационной структуры и хорошего металлургического качества на всех последующих этапах.

 

 

Металлические сплавы

Сплавы – сложные вещества, получаемые сплавлением или спеканием двух или нескольких простых веществ, называемых компонентами.

При сплавлении компоненты доводят до плавления, а при спекании их порошки смешивают и подвергают давлению при высокой температуре.

Сплав является металлом, если его основу (>50%) составляют металлические компоненты.

Металлические сплавы обладают более высокими прочностными и другими механическими свойствами по сравнению с чистыми металлами. Поэтому получили самое широкое распространение в качестве конструкционных материалов.

Особенности строения двойных сплавов позволяют оценивать свойства многокомпонентных т.к. их основу обычно составляет двойной сплав с добавками (сталь-железо + углерод легирован Fe+C+ редкоземельный металл).

Виды двойных сплавов

При взаимодействии компоненты сплавов создают различные структуры в зависимости от особенностей строения компонентов:

1. смеси своих зерен с пренебрежимо ничтожной взаимной растворимостью
2. неограниченно или частично растворяются друг в друге
3. образовывают химические соединения

Смеси состоят из чистых зерен компонентов, сохраняющие присущие им типы кристаллических решеток и прочностные свойства.

 

 

При растворении образуются твердые растворы из зерен, кристаллическая решетка которых построена из атомов обоих компонентов.

 

 

Раствор замещения возможен, когда имеют аналогичные типы кристаллических решеток и равные размеры.

Раствор внедрения при маленьком d одного из компонентов (требуется меньше энергии).

При неограниченной растворимости образуются растворы замещения.

Если же растворимость компонентов различна, то возможны 2 случая за пределами растворимости:

1. смеси зерен ограниченных твердых растворов обоих компонентов друг в друге
2. смеси зерен ограниченных растворов + химические соединения компонентов

Связи в твердых растворах замещения - металлические

Связи в твердых растворах внедрения – металлические + ковалентные

Ковалентные связи сильнее металлических, поэтому тип связей предопределяют их свойства (например, прочностные).

Химические соединения имеют специфическую кристаллическую решетку, отличную от решеток компонентов. Связь между атомами сильнее металлической, поэтому данные вещества твердые и хрупкие.

Если химические соединения не диссоциируют при повышении температуры до температуры плавления, то их рассматривают как самостоятельные компоненты, которые способны образовывать сплавы с компонентами сплава.

Металлические сплавы делятся на 4 вида (рода):

1) смесь зерен компонентов

2) неограниченные твердые растворы

3) с ограниченной растворимостью компонентов

4) с устойчивым химическим соединением