Прочность металлов

Прочность металлов - способность воспринимать без разрушений воздействия внешних нагрузок.

Характеристики прочности и пластичности металлов определяются путем растяжений цилиндрических или плоских образцов, на специальных испытательных машинах. Записанная испытательной машиной зависимость удлинения образца ∆l, мм, от нагрузки P, н, и называется первичной диаграммой деформации (рис. 1.10).

Рис.1.10. Первичная диаграмма деформаций

На участке О-Пр - зависимость линейная. Здесь соблюдается закон Гука.

,

где - предел прочности,

- коэффициент, учитывающий расстояние на котором межатомные силы достигают максимальных величин.

Обычно эти силы достигают максимума при увеличении расстояния между ионами металла на 50 %. Отсюда .

- модуль упругости

Тогда предел прочности .

Следует заметить, что если образец находится под нагрузкой растяжения и деформирован в пределах О-Пр, то при снятии нагрузки удлинение исчезает. Поэтому такие деформации называются упругими.

Деформирование образца после точки Пр приводит к появлению пластической (остаточной) деформации, которая не исчезает при разгрузке. Для некоторых металлов (например: перлитные стали) деформация образца после точки Т может увеличиваться без увеличения нагрузки и поэтому этот участок диаграммы носит название площадки текучести. За площадкой текучести нагрузку приходится увеличивать до определенного момента (точка В на графике) после чего нагрузка уменьшается в связи с возникновением шейки на образце. Обычно к характеристикам прочности относят отношение нагрузки к начальной площади поперечного сечения образцы (F₀).

- предел пропорциональности - напряжение, до которого соблюдается линейная пропорциональность между нагрузкой (Р) и удлинением (∆l).

- предел текучести (физический) - напряжение площадки текучести.

– предел прочности (временное сопротивление разрыву) - максимальное напряжение перед разрушением.

Все эти характеристики условны, так как отнесены к первоначальной площади F₀, которая в процессе приложения нагрузки изменяется.

Некоторые материалы (а при высокой температуре все материалы) не имеют площадки текучести на диаграмме . Поэтому определяется условный предел текучести равный напряжению , при котором образец получает остаточное удлинение 0,2 % от начальной длины образца.

Дата добавления: 2013-12-13