Головна   Додати в закладки Властивості металів | Реферат


Реферати українською мовою | реферати на українській мові Реферати українською мовою | реферати на українській мові
 Пошук: 

 

 




Властивості металів - Реферат


Категорія: Реферати
Розділ: Технічні науки
Розмір файла: 16 Kb
Кількість завантажень:
67
Кількість переглядів:
1152
Описання роботи: Реферат на тему Властивості металів
Дивитись
Скачати


Розрізняють механічні, фізичні, хімічні, технологічні, експлуатаційні властивості металів.
Всі деталі машин в процесі експлуатації зазнають впливу зовнішніх навантажень (сил), в результаті чого у них виникають напруження і деформації. Тому механічні властивості – найважливіші властивості будь–якого конструкційного матеріалу.
Напруженням називається величина, яка чисельно дорівнює силі P, що припадає на одиницю площі поперечного перерізу матеріалу F. Напруження позначається грецькою літерою і визначається за формулою:
, Н/мм2 або МПа
 
Деформація – це зміна форми й розмірів деталей під дією прикладених сил. В процесі деформування матеріалу можна послідовно спостерігати: пружну деформацію, пластичну деформацію, руйнування. Якщо після зняття навантаження здеформована деталь повертається до своєї попередньої форми і розмірів, то таку деформацію визначають як пружну. При підвищенні навантаження деталь деформується пластично або руйнується, тобто змінює свою форму і розміри остаточно.
Здатність матеріалу під дією зовнішніх зусиль змінювати свою форму і розміри та при цьому не руйнуватись, а зберігати змінену форму після припинення дії зусиль, називається пластичністю.
Матеріали, які не здатні до пластичних деформацій, називаються крихкими. Такі матеріали при великому навантаженні чи під дією удару руйнуються раптово, майже не змінюючи своєї форми. До крихких матеріалів відносяться: скло, камінь, чавун та інші.
Поряд з пружністю і пластичністю важливою характеристикою матеріалів є міцність.
Міцність – це здатність матеріалу чи деталі опиратись дії зовнішніх зусиль. Часто під міцністю матеріалу розуміється його здатність опиратись розвитку пластичних деформацій під дією зовнішніх сил.
Кожна деталь машини чи інструмент повинні мати певні механічні властивості (міцність, пружність, пластичність) в залежності від умов їх роботи.
Щоб визначити, яким вимогам задовольняє деталь, проводять спеціальні досліди.
Показники пружності, міцності і пластичності металів визначають при дослідженні спеціальних зразків їх розтяганням, стиском, згином, крученням.
а)
 
 
б)
 
Рис. 1.1 Зразок для досліджень на розтягування: а) до досліду; б) після досліду.
 
Для проведення дослідів на міцність та пластичність виготовляють зразки плоскої (з листового матеріалу) чи круглої форми. Частіше використовують круглі зразки (рис.1.1). В цьому зразку регламентуються два розміри: діаметр і розрахункова довжина . Досліди проводять на розривних машинах різних конструкцій. В результаті отримують діаграму розтягування (рис. 1.2).
 
Рис. 1.2 Діаграма розтягування зразка з пластичного металу
 
 
При дослідах на розтяг визначають наступні показники міцності:
§ межа пропорційності (зразок деформується пропорційно навантаженню);
§ межа пружності (при навантаженні більшому, ніж порушується пропорційність між навантаженням і деформацією зразка, але зразок ще деформується пружно, тобто при знятті навантаження він приймає початкові розміри);
§ межа текучості (метал деформується практично без збільшення навантаження);
§ межа міцності (відношення максимального навантаження , що передувало руйнуванню зразка, до площі поперечного перерізу зразка до досліду).
Частіше міцність металу характеризують межею міцності при розтязі (рис.1.2) , Па:
 
,
 
де — максимальне навантаження, що витримав зразок перед руйнуванням, Н;
— площа поперечного перерізу зразка до досліду, м2.
Одночасно з міцністю при розтязі визначають і пластичність — здатність металу втримувати залишкову зміну форми і розмірів без руйнування.
Пластичність матеріалу оцінюють двома величинами: відносним видовженням і відносним звуженням .
Відносне видовження - це відношення в процентах залишкового видовження зразка (після розриву) до його початкової довжини :
,
де - початкова довжина зразка, мм;
- довжина зразка після розриву, мм.
Відносне звуження (в шийці) – це відношення в процентах найбільшого зменшення площі поперечного перерізу зразка (після розриву) до початкової площі його поперечного перерізу:
,
 
де — площа поперечного перерізу зразка до досліду, м2;
- площа в місці розриву, м2.
Чим більше відносне видовження , тим більш пластичний метал. Так, наприклад, технічне залізо при розтягуванні до розриву видовжується в 1,5 рази, а у чавуна відносне видовження близьке до нуля.
Діаграма розтягування зразка із чавуна представлена на рис. 1.3.
 
Рис. 1.3 Діаграма розтягування зразка із чавуна
 
Для визначення схильності матеріалів до крихкого руйнування застосовують динамічні випробування на ударний згин.
Міцність при ударних навантаженнях визначають руйнуванням зразків ударом масивного маятника і характеризують ударною в"язкістю - відношенням витраченої на злам зразка роботи , Дж, до площі перетину зразка , м2, у місці зламу:
 
 
Визначення ударної в’язкості проводиться на зразках прямокутної форми. Щоб злам пройшов посередині зразка, в центрі його роблять неглибокий (2мм) надріз (рис. 1.4).
Чим вища ударна в’язкість, тим менше крихке руйнування.
 

а)
б)
Рис. 1.4. Зразок для дослідів на удар: а) до дослідів; б) після дослідів.
 
Важливою характеристикою металів є твердість — здатність опиратися втискуванню в них іншого більш твердого тіла (індентора).
Для багатьох сплавів існує чітка залежність між твердістю, механічними, експлуатаційними та технологічними властивостями (міцністю, зносостійкістю, обробкою різанням, тиском та ін.). Тому вимірювання твердості є найбільш поширеним методом механічних випробувань. До основних методів випробувань на твердість відносяться три стандартних методи: Брінеля, Віккерса, Роквелла. Умови визначення твердості за цими методами регламентовані відповідно ГОСТ 9012-59, ГОСТ 2999-75, ГОСТ 9013-5
 

Рис. 1.5 Схема вимірювання твердості за Брінелем

 
В результаті втискування сталевої кульки діаметром D за допомогою преса на поверхні зразка утворюється відбиток , який має сферичну форму (лунка). Діаметр відбитку d вимірюють за допомогою лупи, на окуляр якої нанесено вимірювальну шкалу з ціною поділки до 0,05 мм. Число твердості за Брінелем HB визначають відношенням навантаження F, Н, що діє на кульку, до площі отриманого відбитку А, м2:
.
Для спрощення процедури визначення твердості, на практиці користуються стандартною таблицею для визначення твердості в залежності від F, D і d. Кульки різних діаметрів (2,5; 5; та 10 мм), навантаження ( від 156 до 30000 Н) та час утримування під навантаженням (10, 30, 60 с) вибирають в залежності від очікуваної твердості та товщини матеріалу, що досліджується.
 
Њ,
Рис. 1.6 Твердомір Брінеля типу ТШ
 
Визначення твердості за способом Брінеля відбувається на твердомірі типу ТШ (твердомір кульковий), який показано на. рис. 1.6. Дослідження здійснюється наступним чином. На поверхні зразка, твердість якого необхідно виміряти, зачищають абразивним інструментом ділянку розміром 3 – 5 см2. Зразок ставлять на столик приладу, за допомогою маховика 3 піднімають до сталевої загартованої кульки 2, яку закріплено в шпинделі приладу. При включенні електродвигуна кулька втискується в зразок, що досліджується. Чим більша лунка, тим метал м’якший. Для визначення числового значення твердості діаметр відбитку вимірюють за допомогою лупи Брінеля, потім за формулою підраховують площу відбитку. Розділивши величину навантаження на площу поверхні відбитку, отримують число твердості за Брінелем.
Перевагами методу Брінеля є простота випробувань та точність результатів. Крім того, між твердістю за Брінелем та межею міцності для деяких пластичних сплавів існує залежність типу:
,
де - коефіцієнт, який залежить від марки матеріалу. Наприклад, для сталі та дюралюмінію k=0,35; для міді та її сплавів k=0,55 і т.д.
До недоліків методу Брінеля відносяться: обмежене застосування (до HB 4500 МПа), через деформацію стальної кульки; неможливість досліджень тонких виробів (товщиною до 2 – 3 мм) та тонких поверхневих шарів (до 1мм), що залишають на деталі відбиток діаметром 2 – 6 мм.
Цих недоліків немає метод Віккерса (рис. 1.7).
 
 
Рис. 1.7 Схема визначення твердості за методом Віккерса
 
За методом Віккерса в металевий зразок вдавлюється алмазна чотирьохгранна піраміда з кутом між протилежними гранями 1360. Твердість в цьому випадку визначається як частка від ділення сили F, Н, що діє на піраміду, на площу її відбитку А, м2:
 
,
 
де , - розміри діагоналей відбитку.
Навантаження, яке прикладається до індентора, складає від 10 до 1000 Н. Цей факт, а також твердість матеріалу індентора (алмаз), дозволяє визначати твердість в дуже широкому діапазоні ( від самих м’яких до самих твердих матеріалів).
Твердість за методом Роквелла визначають шляхом втискування в досліджуваний зразок індентора в вигляді алмазного конуса з кутом при вершині 1200 і радіусом заокруглення 0,2 мкм чи сталевої кульки діаметром 1,588 мм. Навантаження на індентор прикладається послідовно: спочатку початкове навантаження F0 , що складає 100 Н, потім – основне навантаження F1, Н. (Рис. 1.8).
Твердість за методом Роквелла вимірюють безпосередньо по індикатору твердоміра в умовних одиницях, позначається та підраховується за формулою:
,
,
, - глибина втискування індентора при прикладанні, відповідно, основного і початкового навантажень.
 
Рис. 1.8 Схема вимірювання твердості за методом Роквелла

Список рекомендованої літератури

1. Технология конструкционных материалов. Под ред. Г.А.Прейса. - К.: Выща щкола.- 1991.-391с.

2. Технология конструкционных материалов. /А.М.Дальский й др. Учебник для ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1987 - 664 с.

3. Маталин А.А. Технология машиностроения. Учебник для ВУЗов. Машиностроение, 1985 - 496с.

4. Хубка В. Теория технических систем.: Пер.с нем. - М.:Мир, 1987 - 208 с.

5. Мосталыгин Г.П., Толмачевский Н.Н. Технология машиностроения. Учебник для ВУЗов по инженерно-экономическим специальностям. Машиностроение, 1990 - 288с.





 
 

Записник:
Вибранні реферати  

Рефератів в нашій базі:
Рефераты: 16675
Розділи у алфавытному порядку:
АБВГДЕЖЗ
ИЙКЛМНОП
РСТУФХЦЧ
ШЩЪЫЬЭЮЯ

 

Підказка: Властивості металів | Реферат

TextReferat © 2014 - Реферати українською мовою, українські реферати на нашому сайті ви можете скачати безкоштовно, також можете перед завантаженням ознайомитись за потрібним вам рефератом. Якщо ви не можете знайти потрібний вам реферат, користуйтесь пошуком.