Основни физико-механични характеристики на материалите

За да се оценят експлоатационните свойства на продуктите и да се определят физическите и механичните характеристики на материалите, се използват различни инструкции, GOST и други регулаторни и препоръчителни документи. Препоръчителни и методи за тестване за унищожаване на цяла серия продукти или подобни видове материали. Това не е много икономичен метод, а е ефективен.

охарактеризиране

Основните характеристики на механичните свойства на материалите са както следва.

1. Временното съпротивление или крайната якост е силата на напрежението, което се фиксира при най-голямото натоварване, преди пробата да бъде унищожена. Механичните характеристики на здравината и пластичността на материалите описват свойствата на твърдите вещества, за да устоят на необратими промени във формата и унищожаване под въздействието на външни натоварвания.

2. Подразбираща се точка на провлачване е напрежението, когато остатъчната деформация достигне 0,2% от дължината на пробата. Това е най-ниското напрежение по време, когато пробата продължава да се деформира без забележимо увеличение на натоварването.

3. Границата на дългосрочна якост е максималното напрежение при дадена температура, което води до унищожаване на пробата за определено време. Определянето на механичните характеристики на материалите се ръководи от крайните единици на дългосрочна сила - отказът се осъществява при 7000 градуса по Целзий на 100 часа.

4. Ограничената условна граница на пълзене е стресът, предизвикващ дадено удължение, както и скоростта на пълзене при определена температура за определено време в пробата. Границата е деформация на метала за 100 часа при 7000 градуса по Целзий с 0,2%. Наклонът се определя като определена скорост на деформация на металите под постоянно натоварване и висока температура за дълго време. Топлинно съпротивление е съпротивлението на материала да се счупи и пълзене.

5. Границата на издръжливост е най-високата стойност на напрежението на цикъла, когато не настъпи отказ от умора. Броят на натоварващите цикли може да бъде определен или произволен, в зависимост от това как се планира механичното тестване на материалите. Механичните характеристики включват умора и издръжливост на материала. При действието на товарите в цикъла се натрупват повреди, образува се пукнатина, което води до унищожаване. Това е умора. Съществуването на устойчивост на умора е издръжливост.

Протягане и изстискване

Материалите, използвани в инженерната практика, са разделени на две групи. Първият - пластмаса, за разрушаването на които трябва да се появи значителна остатъчна деформация, втората - крехка, срутваща с много малки деформации. Естествено, това разделение е много произволно, защото всеки материал, в зависимост от създадените условия, може да се държи както като крехък, така и като пластмасов. Това зависи от естеството на напрежението, от температурата, скоростта на деформация и от други фактори.

Механичните характеристики на материала при опъване и компресия са красноречиви, както пластмасови, така и крехки. Например нисковъглеродната стомана се изпитва чрез опъване, а чугунът чрез компресия. Чугун - чуплива, стоманена пластмаса. Нестабилните материали имат висока устойчивост на компресия, с деформация на напрежението - по-лошо. Пластмасата има приблизително едни и същи механични характеристики на материалите при компресиране и разтягане. Въпреки това, техният праг се определя чрез опъване. Тези методи могат да определят по-точно механичните характеристики на материалите. Диаграмата на опън и компресия е представена в илюстрациите на тази статия.

Пратимост и еластичност

Какво е пластичност и крехкост? Първата е способността да не се срутва, да се получават остатъчни деформации в големи количества. Този имот е от решаващо значение за най-важните технологични операции. Огъването, рисуването, рисуването, щамповането и много други операции зависят от характеристиките на пластиката. Пластмасовите материали включват закалена мед, месинг, алуминий, нисковъглеродна стомана, злато и други подобни. Бронзът и дуралуминът са много по-малко пластични. Почти слабо пластмасов почти всички легирана стомана.

Якостните характеристики на пластмасовите материали се сравняват с добива, които ще бъдат разгледани по-долу. Свойствата на чупливост и пластичност са силно повлияни от температурата и скоростта на зареждане. Бързото напрежение дава материалната крехкост и бавно пластичност. Например, стъклото е крехък материал, но може да издържи на продължително въздействие на товара, ако температурата е нормална, т.е. той показва свойствата на пластичност. А нисковъглеродна стомана Той е сферичен, обаче, когато ударът е остър, натоварването се проявява като крехък материал.

Метод на трептене

Физическите и механичните характеристики на материалите се определят чрез възбуждане на надлъжно, огъване, усукване и други, дори по-сложни режими на вибрации и в зависимост от размера на образците, формите, видовете приемник и патоген, методите на прикрепване и схемите за прилагане на динамични натоварвания. Големите продукти също се подлагат на изпитване с помощта на този метод, ако е от съществено значение да се промени метода на приложение в методите на прилагане на товара, възбуждащ колебанията и записването им. Същият метод определя механичните характеристики на материалите, когато е необходимо да се направи оценка на твърдостта на големите структури. Въпреки това, когато характеристиките на продукта са локално дефинирани в продукта, този метод не се използва. Практическото приложение на метода е възможно само когато са известни геометричните размери и плътност, когато е възможно да се фиксира продуктът върху носачите и върху самия продукт - конвертори, определени температурни условия и т.н.

Например, когато се променят температурните условия, настъпи тази или тази промяна, механичните характеристики на материалите се различават при загряване. Практически всички тела се разширяват при тези условия, което оказва влияние върху тяхната структура. Всяко тяло има тези или други механични характеристики на материалите, от които е съставен. Ако във всички посоки тези характеристики не се променят и останат еднакви, такова тяло се нарича изотропно. Ако физическите и механичните характеристики на материалите се променят - анизотропни. Последният е характерна особеност на почти всички материали, само в различна степен. Но има, например, стомана, където анизотропията е много незначителна. Най-ясно се изразява в такива естествени материали като дървесината. В производствената среда механичните характеристики на материалите се определят чрез качествен контрол, при който се използват различни GOST. Оценката на нехомогенността се получава от статистическата обработка, когато резултатите от теста се сумират. Пробите трябва да бъдат многобройни и изрязани от специфичен дизайн. Този метод за получаване на технологични характеристики се счита за доста времеемка.

Акустичен метод

Акустични методи, за да се определи на механичните свойства на материалите и техните характеристики, са много, и всички те са различни методи за въвеждане, колебания за прием в синусоидални и импулсни режими. Използваните в изследването на акустични методи, например, строителни материали, техните дебелина и опънати състояния, за откриване на дефект. Механичните характеристики на строителни материали, както е определено чрез акустични методи. Той в момента се разработва и се предлагат на пазара от множество различни акустични електронни устройства, които ви позволяват да се регистрирате еластичните вълната параметрите на двете синусоидално и в импулсен режим. На тяхна основа, определена от механичните характеристики на съпротивление на материалите. Ако използвате еластични вибрации с ниска интензивност, този метод става напълно безопасна.

Недостатъкът на акустичния метод е необходимостта за акустична връзка, че не винаги е възможно. Следователно, тези работи не са много продуктивни, трябва незабавно да получите най-механичните характеристики на съпротивление на материалите. Огромно влияние върху резултата има състоянието на повърхността, геометрични форми и размери на изпитвания продукт и околната среда, в която се провеждат тестове. За да се преодолеят тези трудности, специфичен проблем трябва да бъде решен строго определена от акустичния метод или, като алтернатива, да ги използвате няколко, в зависимост от конкретната ситуация. Например, фибростъкло реагират добре на това изследване, тъй като добра скорост на разпространение на еластични вълни, и поради това се използва широко чрез сондиране когато приемника и предавателя са разположени върху противоположните повърхности на пробата.

дефектоскопия

Методите за откриване на недостатъци се използват за контрол на качеството на материалите в различните отрасли. Има неразрушителни и разрушителни методи. Следните са неразрушителни.

1. За определяне на пукнатини на повърхности и не-заварки, откриване на магнитни дефекти. Областите, които имат такива дефекти, се характеризират с дисперсионни полета. Те могат да бъдат открити чрез специални устройства или просто чрез нанасяне на слой магнитен прах на цялата повърхност. При местоположението на дефектите, местоположението на праха ще се промени, дори когато се приложи.

2. Дефектоскопията се извършва с помощта на ултразвук. Един насочен лъч ще бъде отразен по различен начин (разпръснат), ако има някакви прекъсвания в пробата.

3. Дефекти в материала показва добре лъчев метод за разследване, въз основа на разликата в абсорбцията на лъчение от среда с различна плътност. Използват се гама-дефектоскопия и рентгенови лъчи.

4. Откриване на химически недостатъци. Ако повърхността се ецва с слаб разтвор на азотна киселина, солна киселина или тяхна смес (царска вода), в местата, където има дефекти проявяват под формата на черни мрежести ивици. Възможно е да се приложи метода, с който премахва серни отпечатъци. В местата, където материалът е нееднороден, сярата трябва да променят цвета си.

Разрушителни методи

Разрушителните методи са вече частично демонтирани. Пробите бяха тествани при огъване, натиск, напрежение, т.е. използват статични деструктивни методи. Ако продуктът се изпитва променлива въздействие цикличен товар огъване - определено динамични свойства. Макроскопски методи изготвят обща картина на структурата на материала и по-големи обеми. За тези изследвания се нуждаят Специално земята модели, които са гравирани. Така, че е възможно да се определи формата и разположението на зърна, например, в стоманата, присъствието на кристали с деформация, фибри, черупки, мехурчета, пукнатини и други легирани нееднородност на.

Микроскопични методи се използват за изучаване на микроструктурата и разкриване на най-малките пороци. Пробите по същия начин предварително се смилат, полират и след това се подлагат на ецване. Допълнителното тестване включва използването на електрически и оптични микроскопи и рентгенов структурен анализ. Основата на този метод е намесата на лъчите, които са разпръснати от атомите на материята. Характеристиката на материала се следи чрез рентгенов анализ. Механичните характеристики на материалите определят тяхната здравина, което е основното за конструкцията на надеждни и безопасни конструкции. Следователно материалът се изпитва внимателно и по различни начини при всички условия, които той може да приеме, без да губи високо ниво на механични характеристики.

Методи за контрол

За да се извърши безразрушителен контрол върху характеристиките на материалите, правилният избор на ефективни методи е от голямо значение. Най-точните и интересни в това отношение са методите на дефектоскопия - управление на дефектите. Необходимо е да се знае и да се разбере разликата между начините за реализация на методи и методи Дефектоскопия за определяне на физико-механични характеристики, тъй като те са коренно различни един от друг. Ако последният се основава на контролиране на физичните параметри и тяхното последващо корелация с механичните характеристики на материала, проверката на базата на директното превръщане на радиация, която се отразява от проходите на дефекта или контролирана среда.

Най-доброто от всичко, разбира се, контролът е сложен. Сложността се състои в определянето на оптималните физични параметри, чрез които могат да бъдат идентифицирани якостта и други физически и механични характеристики на пробата. Същевременно се разработва и след това се изпълнява оптимален набор от контроли за структурни дефекти. И накрая, има цялостна оценка на този материал: неговата работа се определя от цял ​​набор от параметри, които помогнаха да се определят неразрушителните методи.

Механично изпитване

С помощта на такива тестове се проверяват и оценяват механичните свойства на материалите. Този тип контрол се е появил много дълго време, но не е загубил значимостта си. Дори съвременните високотехнологични материали на потребителите доста често и горчиво критикуват. И това предполага, че опитът трябва да се провежда по-внимателно. Както вече беше споменато, механичните тестове могат да бъдат разделени на два вида: статични и динамични. Първата проверка на продукта или пробата за усукване, напрежение, компресия, огъване, а втората - за твърдост и ударна якост. Съвременното оборудване помага да се извършат качествено тези не толкова прости процедури и да се разкрият всички експлоатационни качества на този материал.

Изпитването на опън може да разкрие устойчивостта на материала към действието на приложената постоянна или нарастващото напрежение на опън. Методът е стар, тестван и разбираем, използван много отдавна и все още е широко използван. Образецът се простира по надлъжната ос с помощта на устройство в изпитвателната машина. Скоростта на разтегляне на пробата е постоянна, натоварването се измерва със специален датчик. Едновременно с това се контролира удължаването, както и съответствието му с приложеното натоварване. Резултатите от тези тестове са изключително полезни, ако трябва да създадете нови дизайни, тъй като никой не знае как ще се държат под натоварването. Само идентифицирането на всички параметри на еластичността на материала може да помогне. Максималното напрежение - якостта на провисване - определя определението на максималното натоварване, което този материал може да издържи. Това ще помогне за изчисляване на границата на безопасност.

Тест за твърдост

Стягането на материала се изчислява чрез модул на еластичност. Комбинацията от течливост и твърдост помага да се определи еластичността на материала. Ако в технологичния процес има такива операции като пробиване, валцуване, пресоване, тогава количеството на възможната пластична деформация е просто необходимо да се знае. При висока пластичност материалът може да има всякаква форма при подходящо натоварване. Методът за откриване на коефициента на сигурност може също да служи като тест за компресиране. Особено ако материалът е крехък.

Твърдостта се тества с помощта на идентификатор, който е направен от много по-здрав материал. Най-често този тест се извършва с помощта на метода на Бринел (топката се притиска), Vickers (пирамидален идентификатор) или Rockwell (с помощта на конус). Идентификатор с определена сила се притиска в повърхността на материала за определен период от време и след това се изследва отпечатъка, оставащ върху пробата. Съществуват и други широко използвани тестове: якост на удара, например, когато съпротивлението на материала се оценява в момента на нанасяне на товара.