Механические свойства стали. Механические свойства материалов:

Механические свойства материалов:

Прочность – сопротивляемость материала внешним силовым воздействиям без разрушения.

Упругость – свойство материала восстанавливать свою первоначальную форму после снятия внешних нагрузок.

Пластичность – свойство материала сохранять деформированное состояние после снятия нагрузки, т.е. получать остаточные деформации без разрушения.

Хрупкость – способность разрушаться при малых деформациях.

Ползучесть – свойство материала непрерывно деформироваться во времени без увеличения нагрузки.

Твердость – свойство поверхностного слоя металла сопротивляться упругой и пластической деформациям или разрушению при внедрении в него другого, более твердого материала.

Рассмотрим подробнее свойства стали.

Прочность металла при его статическом нагружении, его упругие и пластические свойства определяются растяжением стандартных образцов (прямоугольного или круглого сечения) длиной l_o c записью диаграмм зависимости между напряжением и относительным удлинением .

Вставить диаграмму

Основными прочностными характеристиками являются:

σ_u – временное сопротивление – наибольшее условное напряжение в роцессе разрушения образца (предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначвальной площади сечения А).

σ_y - предел текучести – напряжение, при котором деформации образца растут без изменения нагрузки. Для металлов, не имеющих площадки текучести (высокопрочные стали), определяется условный предел текучести σ_o2, т.е. напряжение, при котором остаточное относительное удлинение e = 0,2%.

Мерой пластичности являются:

· Относительное остаточное удлинение образца при разрыве, которое складывается из равномерного удлинения по всей длине d_равн. и локального удлинения d_лок в зоне т.н. «шейки»;

· относительное сужение при разрыве, %

Упругие свойства определяются модулем упругости E = tga и пределом упругости s_e, т.е. таким максимальным напряжением, при котором деформации после снятия нагрузки исчезают.

Несколько ниже s_e на диаграмме находится предел пропорциональности s_р – напряжение, при котором материал работает по закону Гука (s = E × e).

Склонность металла к хрупкому разрушению оценивается при испытаниях на ударную вязкость, которая определяется работой маятникового копра, затраченной на разрушение образца (Дж/см²).

Один и тот же материал может разрушаться как вязко, т.е. с развитием пластических деформаций, так и хрупко, в зависимости от различных факторов. В изломе разрушенного образца можно выделить 2 зоны – с волокнистой структурой – пластическая составляющая и с кристаллической – хрупкая составляющая.

Т.о., ударная вязкость является комплексным показателем, характеризующим:

а) состояние металла (хрупкое или вязкое);

б) сопротивление динамическим воздействиям;

в) чувствительность к концентрации напряжений

Ползучесть наблюдается при высоких t^o.

Важнейшее требование к металлическим конструкциям – свариваемость т.к. сварка – основной способ соединения элементов металлических конструкций. Оценка свариваемости производится по химическому составу (углеродному эквиваленту) или специальными технологическими пробами.

Долговечность – определяется в основном коррозийной стойкостью, которая зависит от химического состава, определяется скоростью коррозии в мм/год (по толщине металла).

Дата добавления: 2014-01-07