Materiālu fizikālās un mehāniskās pamatīpašības

Izglītība:
Notiek ielāde ...

Lai novērtētu produktu un produktu veiktspējulai noteiktu materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības, tiek izmantoti dažādi norādījumi, GOST un citi normatīvie un ieteikuma dokumenti. Ieteicamie un testēšanas paņēmieni visa produktu sērijas vai līdzīgu materiālu sērijas iznīcināšanai. Šī nav ļoti ekonomiska metode, bet efektīva.

materiālu mehāniskās īpašības

Raksturojums

Galvenie materiālu mehānisko īpašību raksturojumi ir šādi.

1 Pagaidu pretestība vai maksimālā izturība ir sprieguma stiprums, kas tiek noteikts vislielākajā slodzē pirms parauga iznīcināšanas. Materiālu izturības un plastiskuma mehāniskās īpašības raksturo cietvielu īpašības, lai pretotos neatgriezeniskām formas izmaiņām un ārējo slodžu ietekmei.

2 Nosacītais izejas punkts ir spriegums, kad atlikušā deformācija sasniedz 0,2% no parauga garuma. Tas ir zemākais spriegums laikā, kad paraugs turpina deformēties bez ievērojama slodzes palielināšanās.

3 Ilgtermiņa spēka limits ir maksimālais spriegums noteiktā temperatūrā, kas izraisa parauga iznīcināšanu noteiktā laikā. Materiālu mehānisko īpašību noteikšana balstās uz ilgtermiņa stiprības vienībām - neveiksme rodas 7000 ° C temperatūrā 100 stundu laikā.

4 Slīpēšanas nosacījuma robeža ir spriegums, kas noteiktajā pagarinājumā, kā arī slīdēšanas ātrumā noteiktā temperatūrā uz noteiktu laiku paraugā, rada noteiktu pagarināšanos. Limits ir metāla deformācija 100 stundas ar 7000 ° C par 0,2%. Slīpēšana tiek definēta kā noteiktā metālu deformācijas ātrums pastāvīgā slodzē un augstā temperatūrā uz ilgu laiku. Siltuma pretestība ir materiāla izturība pret lūzumu un slīdēšanu.

5 Izturības robeža ir visaugstākā cikla sprieguma vērtība, kad nenotiek noguruma atteice. Iekraušanas ciklu skaitu var norādīt vai patvaļīgi, atkarībā no tā, kā tiek plānotas materiālu mehāniskās pārbaudes. Mehāniskās īpašības ietver materiāla nogurumu un izturību. Saskaņā ar slodžu iedarbību ciklā tiek uzkrāts bojājums, veidojas plaisas, kas izraisa iznīcināšanu. Tas ir nogurums. Noguruma pretestības īpašums ir izturība.

materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības

Stiepšanās un izspiešana

Materiāli, ko izmanto inženierzinātnēsprakse ir sadalīta divās grupās. Pirmais - plastmasa, kura iznīcināšanai ir jābūt ievērojamai atlikušajai deformācijai, otrā - trausla, sabrūkot ar ļoti nelielām deformācijām. Protams, šis sadalījums ir ļoti patvaļīgs, jo katrs materiāls, atkarībā no radītajiem apstākļiem, var izturēties gan kā trausls, gan kā plastiskais. Tas ir atkarīgs no sprieguma stāvokļa, temperatūras, deformācijas ātruma un citu faktoru rakstura.

Materiālu mehāniskās īpašībasstiepšanās un izspiešana ir daiļrunīgs un gan plastmasas, gan trausla. Piemēram, zemu oglekļa tēraudu pārbauda, ​​izstiepjot, un čuguns saspiežot. Čuguns - trausls, tērauda - plastmasa. Trausliem materiāliem ir augsta pretestība kompresijai, ar spriedzes deformāciju - sliktāk. Plastmasai ir aptuveni tādas pašas mehāniskās materiālu īpašības kā kompresijai un stiepšanai. Tomēr to slieksni nosaka stiepjas. Tās ir metodes, kas var precīzāk noteikt materiālu mehāniskās īpašības. Sprieguma un saspiešanas diagramma ir parādīta šī raksta ilustrācijās.

Atteice un plastika

Kas ir plastika un trauslums? Pirmais ir spēja nesabrukt, iegūt lielu daudzumu atlikušās deformācijas. Šis īpašums ir noteicošs vissvarīgākajām tehnoloģiskajām operācijām. Liekšana, rasējums, rasējums, štancēšana un daudzas citas operācijas ir atkarīgas no plastmasas īpašībām. Plastmasas materiāli ietver rūdīti vara, misiņa, alumīnija, zemu oglekļa tērauda, ​​zelta un tamlīdzīgi. Bronza un duralumīns ir daudz mazāk plastmasas. Ļoti gandrīz kaļamais, gandrīz viss leģētais tērauds.

Plastmasas materiālu izturības īpašībastiek salīdzināts ar ienesīguma robežu, kas tiks apskatīta zemāk. Trausluma un plastika īpašībām lielā mērā ietekmē temperatūra un iekraušanas ātrums. Strauja spriedze nodrošina materiālu trauslumu un lēni - plastiskumu. Piemēram, stikls ir trausls materiāls, bet tas var izturēt ilgstošu slodzes ietekmi, ja temperatūra ir normāla, tas ir, tas parāda plastika īpašības. Zems oglekļa tērauds ir plastmasa, bet ar strāvas triecienu, tas parādās kā trausls materiāls.

materiālu mehāniskās izturības īpašības

Svārstības metode

Materiālu fizikālās un mehāniskās īpašībasdefinēta uzbudinājums gareniskās lieces, vērpes un citām pat sarežģītāka veidu vibrācijas un atkarībā no izlases lieluma, formas, ar uztvērēju un vadītāja tipa un metodes stiprināšanas shēmu dinamiskās slodzes lietojumprogrammas. Lielas raksti arī jāpārbauda, ​​izmantojot šo metodi, ja būtiskas izmaiņas metodē piemērojot metodes piemērošanas slodzes, ierosināšanas svārstību un to reģistrāciju. To pašu metodi nosaka mehāniskās īpašības materiāla, ja tas ir nepieciešams, lai novērtētu stinguma lielu struktūru. Tomēr, nosakot vietējās īpatnības materiāla produktā, šī metode netiek izmantota. Praktiskais pielietojums tehnikā ir iespējama tikai tad, ja jūs zināt, izmēri un blīvums, ja iespējams, konsolidācija produkta uz balstiem un uz produkta - konverteri, vajag dažus temperatūras apstākļi utt

Piemēram, mainot temperatūras apstākļusja rodas viena vai otra izmaiņa, materiālu mehāniskās īpašības sildīšanas laikā kļūst atšķirīgas. Šajos apstākļos praktiski visas struktūras paplašinās, kas ietekmē to struktūru. Jebkurai struktūrai ir šīs vai citas materiālu, no kurām tā sastāv, mehāniskās īpašības. Ja visos virzienos šie rādītāji nemainās un paliek nemainīgi, šādu ķermeni sauc par izotropisku. Ja mainās materiālu fizikālās un mehāniskās īpašības - anizotropas. Pēdējais ir gandrīz visu materiālu raksturīga iezīme, tikai dažādās pakāpēs. Bet ir, piemēram, tērauds, kur anizotropija ir ļoti nenozīmīga. Visvairāk tas izteikts tādos dabīgos materiālos kā koks. Ražošanas vidē materiālu mehāniskās īpašības nosaka kvalitātes kontrole, kurā tiek izmantoti dažādi GOST. Nehomogenitātes novērtējums iegūts no statistiskās apstrādes, kad tiek apkopoti testa rezultāti. Paraugiem jābūt daudziem un izgrieztiem no īpaša dizaina. Šī tehnoloģisko pazīmju iegūšanas metode tiek uzskatīta par diezgan laikietilpīgu.

materiālu izturības un plastiskuma mehāniskās īpašības

Akustiskā metode

Akustiskās metodes, lai noteiktumateriālu mehāniskās īpašības un to īpašības, un tās visas atšķiras no svilšanas ievadīšanas, uztveršanas un reģistrēšanas veidiem sinusoidālajos un impulsa režīmos. Akustiskās metodes izmanto, analizējot, piemēram, būvmateriālus, to biezumu un stresa stāvokli, novēršot trūkumus. Strukturālo materiālu mehāniskās īpašības nosaka arī akustiskās metodes. Daudzas dažādas elektroniskās akustiskās ierīces jau tiek izstrādātas un tiek sērijveidā ražotas, kas ļauj reģistrēt elastīgos viļņus, to izplatīšanās parametrus sinusoidālajos un impulsa režīmos. Pamatojoties uz to, nosaka materiālu mehāniskās izturības īpašības. Ja izmanto zemas intensitātes elastīgās vibrācijas, šī metode kļūst pilnīgi droša.

Akustiskās metodes trūkums irnepieciešamība pēc akustiskā kontakta, kas ne vienmēr ir iespējams. Tādēļ šīs darba vietas nav ļoti produktīvas, ja jums steidzami jāsaņem materiālu izturības mehāniskās īpašības. Virsmas stāvoklis, pētāmā produkta ģeometriskās formas un izmēri, kā arī vide, kurā tiek veiktas pārbaudes, lielā mērā ietekmē rezultātu. Lai pārvarētu šīs grūtības, īpaša problēma jāatrisina ar stingri definētu akustisko metodi vai, gluži pretēji, tās jāizmanto vairākas reizes, tas ir atkarīgs no konkrētās situācijas. Piemēram, stikla šķiedru pastiprinātas plastmasas ir piemērotas šādai izmeklēšanai, jo labs elastīgo viļņu izplatīšanās ātrums un tāpēc plaši tiek izmantots caur skaņu, kad uztvērējs un radiators atrodas parauga pretējā virzienā.

materiālu mehāniskās īpašības un to īpašības

Defektoskopija

Defektu noteikšanas metodes tiek izmantotas, lai kontrolētu materiālu kvalitāti dažādās nozarēs. Ir nesagraujošas un destruktīvas metodes. Sekojošie nav nesagraujoši.

1. Lai noteiktu plaisas uz virsmām un nesavelkiem, magnētisko defektu noteikšana. Vietnes ar šādiem defektiemir raksturīgas dispersijas laukiem. Tos var noteikt ar īpašām ierīcēm vai vienkārši uz magnētiskā pulvera slāni uzlīmēt uz visas virsmas. Uz zemes, atrašanās vietu defektiem pulvera mainīsies jau pēc pieteikumu.

2. Defektoskopija tiek veikta, izmantojot ultraskaņa. Virziena staru atspoguļosies citādi (izkaisīti), ja parauga dziļumā ir kādi pārrāvumi.

3. Parādās materiāla defekti starojuma izmeklēšanas metode, pamatojoties uz atšķirībām starojuma absorbcijā ar dažāda blīvuma starpniecību. Izmanto gamma-defektoskopiju un rentgena staru.

4 Ķīmisko defektu noteikšana. Ja virsma ir iegravēta ar vāju šķīdumuslāpekļskābe, sālsskābe vai to maisījums (karaliskā degvīns), tad vietās, kur ir defekti, parādās režģis melnu sloksņu veidā. Varat izmantot metodi, kas noņem sēra izdrukas. Vietās, kur materiāls nav vienveidīgs, sērim ir jāmaina krāsa.

materiālu mehāniskās īpašības kompresijas apstākļos

Destruktīvas metodes

Destruktīvās metodes jau ir daļēji izjauktas. Paraugus pārbauda liekšanai, saspiešanai, stiepšanai, proti, tiek izmantotas statiskās destruktīvās metodes. Ja produktam pakļauj pārmaiņus cikliskus spriegumus trieciena saliešanai, tiek noteiktas dinamiskās īpašības. Makroskopiskās metodes veido kopēju priekšstatu par materiāla struktūru un lielos apjomos. Šādam pētījumam ir nepieciešami īpaši zemēti paraugi, kas ir iegravēti. Tādējādi ir iespējams atklāt graudu formu un izvietojumu, piemēram, tēraudā, kristālu klātbūtni ar deformāciju, šķiedras, čaulas, burbuļus, plaisas un citas sakausējuma neviendabības.

Tiek pētītas mikroskopiskās metodesmikrostruktūra un atklāj mazākās vices. Paraugi tādā pašā veidā ir sākotnēji noslīpēti, pulēti un pēc tam pakļauti kodināšana. Turpmāka testēšana ietver elektrisko un optisko mikroskopu un rentgena konstrukciju analīzi. Šīs metodes pamatā ir staru, kas izkaisīti ar vielas atomu, iejaukšanās. Materiāla īpašības tiek kontrolētas ar rentgena analīzi. Materiālu mehāniskās īpašības nosaka to izturību, kas ir galvenais, lai izveidotu struktūras, kuras ir drošas un drošas. Tādēļ materiāls tiek pārbaudīts rūpīgi un dažādos veidos visos apstākļos, kurus tas spēj pieņemt, nezaudējot augstu mehānisko īpašību līmeni.

Kontroles metodes

Veikt nesagraujošās pārbaudesMateriālu īpašībām ir ļoti svarīga pareizu efektīvu metožu izvēle. Šajā ziņā visprecīzākās un interesantākās ir defektogrāfijas metodes - defektu vadība. Šeit ir jāzina un jāsaprot atšķirības starp metodēm, kā ieviest trūkumu atklāšanas metodes un fizikālo un mehānisko īpašību noteikšanas metodes, jo tās būtiski atšķiras viena no otras. Ja pēdējie ir balstīti uz fizisko parametru kontroli un to turpmāko korelāciju ar materiāla mehāniskajām īpašībām, defektogrāfija balstās uz radiācijas tiešo transformāciju, kas atspoguļojas no defekta vai iziet cauri kontrolētai videi.

Visbeidzot, protams, kontrole ir sarežģīta. Sarežģītība ir noteikt optimālos fiziskos parametrus, ar kuriem var identificēt izturības un citas fizikālās un mehāniskās īpašības. Un tajā pašā laikā tiek izstrādāts un pēc tam ieviests optimāls kontroles mehānismu komplekts strukturālajiem defektiem. Un, visbeidzot, šī materiāla neatņemama novērtēšana: tā darbību nosaka viss parametru kopums, kas palīdzēja noteikt nesagraujošās metodes.

Mehāniskās pārbaudes

Ar šādu testu palīdzībunovērtē materiālu mehāniskās īpašības. Šāda veida kontrole parādījās ļoti ilgu laiku, taču tā nav zaudējusi savu nozīmi. Pat mūsdienīgi augsto tehnoloģiju materiāli patērētāji bieži un rūgti kritizē. Tas liecina, ka ekspertīze jāveic rūpīgāk. Kā jau minēts, mehāniskos testus var iedalīt divos veidos: statiskā un dinamiskā. Vispirms pārbaudiet preci vai paraugu, kas paredzēts viršanai, sasprindzināšanai, saspiešanai, liešanai, bet otrajam - cietībai un triecienizturībai. Mūsdienu aprīkojums palīdz kvalitatīvi veikt šīs ne pārāk vienkāršās procedūras un atklāt visas šī materiāla ekspluatācijas īpašības.

Stiepes tests var atklātMateriāla pretestība pielietotās konstantes vai pieaugošā stiepes stresa ietekmei. Šī metode ir veca, pārbaudīta un saprotama, izmantota ļoti sen, un to joprojām plaši izmanto. Paraugs tiek izstiepts gar garenvirziena asi, izmantojot ierīci testa mašīnā. Paraugu stiepšanās ātrums ir nemainīgs, slodzi mēra ar īpašu sensoru. Vienlaicīgi tiek kontrolēts pagarinājums, kā arī tā atbilstība pielietotajai slodzei. Šādu testu rezultāti ir ļoti noderīgi, ja jums ir nepieciešams izveidot jaunus dizainus, jo neviens nezina, kā viņi uzvedīsies zem slodzes. Var palīdzēt tikai visu materiāla elastības parametru identifikācija. Maksimālais spiediens - izturības stiprums - padara definētu maksimālo slodzi, ko šis materiāls var izturēt. Tas palīdzēs aprēķināt drošības rezervi.

materiālu mehānisko īpašību pamatīpašības

Cietības tests

Materiāla stingrums tiek aprēķināts pēc moduļaelastīgums. Plūsmas un cietības kombinācija palīdz noteikt materiāla elastību. Ja tehnoloģiskajā procesā ir tādas operācijas kā caurvilkšana, velmēšana, presēšana, tad vienkārši jāzina iespējamās plastmasas deformācijas daudzums. Ar augstu plastiskumu materiāls var būt jebkuras formas atbilstošā slodzē. Drošības koeficienta noteikšanas metode var būt arī kompresijas tests. It īpaši, ja materiāls ir trausls.

Cietība tiek pārbaudīta ar identifikatora palīdzību, kasir izgatavots no daudz cietāka materiāla. Visbiežāk šis tests tiek veikts, izmantojot Brinell metodi (bumbu nospiež), Vickers (piramīdas formas identifikators) vai Rockwell (izmantojot konusu). Noteiktā laika periodā materiāla virsmā tiek nospiests identifikators ar noteiktu spēku, un pēc tam tiek pētīts uz parauga paliekamais nospiedums. Ir arī citi diezgan plaši izmantoti testi: triecienizturība, piemēram, ja materiāla pretestība tiek novērtēta slodzes piemērošanas laikā.

Notiek ielāde ...
Notiek ielāde ...