Файл: Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие..pdf

Условное напряжение, при котором остаточные де­ формации впервые достигают некоторой малой величи­ ны, называется пределом упругости-.

ские деформации. Затем наступает момент, когда мате­ риал пластически деформируется без дальнейшего уве­ личения нагрузки, т. е. наблюдается текучесть материа­ ла. Минимальное напряжение, при котором начинается текучесть, называется пределом текучести-.

<3i -» — МН/м2 (кгс/мм2),

Р0

где Рт— минимальная нагрузка, при которой появля­ ется текучесть материала.

Материал течет некоторое время, затем снова обре­ тает сопротивление деформации. Дальнейшая деформа­ ция металла будет происходить по мере увеличения на­ грузки. В начале испытания деформация практически происходит по всей длине образца. Когда нагрузка при испытании образца достигает максимального значения Рв, деформация сосредоточивается на участке, близком

*О

называется пределом прочности при растяжении.

Результаты испытания изображены на кривой диа­ граммы растяжения (рис. 2), на которой по оси ординат отложены нагрузки Р, а по оси абсцисс — абсолютное удлинение А/.

Если обозначить длину образца до испытания через /о, а. после испытания (после разрыва) — через («, то по

I

Обозначим поперечное сечение образца до испыта­ ния через F0, а после испытания (в месте разрыва) —

через FKм2. Тогда относительное сужение равно

=^ 100%.

Упругость металла характеризуется показателем Ступ, прочность — сгт и ав, а пластичность б и яр.

Рис. 3. Испытание па ударную вязкость:

а — схема испытания; б — эскиз образца; в — схема установки образца

Испытание на ударную вязкость проводят следую­ щим образом. Образец 2 с надрезом устанавливают на опоры маятникового копра (рис. 3,а). 'Маятник 1 под­ нимают на высоту Я; затем он свободно опускается и ударяет по образцу в месте, 'противоположном надрезу. В результате образец разрушается, а маятник после разрушения поднимается на высоту /г. Таким образом, на разрушение образца затрачивается работа

А = Р (Я—Л)’МДж/(кгс• м),

14

Разрушение металла после многократного воздейст­ вия нагрузок, меняющих свою величину и направление, определяется характеристикой, называемой усталостью, а свойство металла сопротивляться разрушению от ус­

тейных сплавов — на базе 20 млн. циклов. Если металл выдержал указанное число циклов без разрушения, то он выдержит такое же напряжение и при значительно большем числе перемен нагрузок.

Предел выносливости сталей примерно равен поло­ вине предела прочности при растяжении, а для цветных металлов он значительно ниже. Предел выносливости в сильной степени зависит от размеров образца, концент­ раторов напряжений (например, галтель, выточки на образце и т. д.), степени чистоты его поверхности и влияния коррозии.

С увеличением размеров образца величина предела выносливости понижается. Надо всегда помнить, что испытание на усталость, проводимое на образцах, не дает полного представления о прочности деталей ма­ шин. Действительное представление о пределе вынос­ ливости в условиях эксплуатации можно получить при испытании деталей. В последнее время определение предела выносливости производят при испытаниях де­ талей или образцов, по форме и размерам приближаю­

15

Износостойкость — это сопротивление металла изно­ су, т. е. уменьшению размеров при трении. Это свойст­ во имеет большое значение для деталей, работающих на износ (шеек.коленчатого вала, кулачков распреде­ лительного валика, пальцев поршня и др.).

Механические свойства металлов и сплавов, приме­ няемых в машиностроении, приведены в табл. 1.

§2. Физические, химические

итехнологические свойства

К физическим свойствам металлов относятся плотность,

теплопроводность, электропроводность, способность притягиваться магнитом, намагничиваться, размагни­ чиваться и др.

Т а б л и ц а 1

Механические свойства металлов и сплавов

Физические свойства металлов наряду с механиче­ скими играют важную роль при выборе металлов для определенных целей. Детали из алюминия и алюминие­ вых сплавов, обладая малой плотностью, получили ши­ рокое распространение в авиации, автомобилестроении, тракторостроении и других областях машино- и прибо­ ростроения.

Медь и алюминий широко используются как токо­ проводящие материалы; кроме того, медь и ее сплавы применяются как теплопроводящие материалы. Сталь для постоянных магнитов обладает способностью на­ магничиваться и не размагничиваться, а трансформа­ торная сталь, наоборот, размагничивается быстро.

16

Г л а в а II

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

§3. Металлургические процессы

иогнеупорные материалы

процесс получения металла путем обработки руд боль­ шой массой растворителей (мокрый способ). Выщела­ чиванием химические соединения, богатые металлом, переводят в раствор с последующим получением кон­ центратов. Гидрометаллургия в некоторых случаях при­

процесс получения металлов главным образом плавкой руды. Источником тепла служат топливо, электроэнер­ гия и экзотермические реакции в жидком расплаве. Пирометаллургическим способом перерабатывают основ­ ное количество встречающихся в земной коре руд.

Металлургическая технология по существу сводит­ ся к созданию таких условий (температура, давление, концентрации реагирующих веществ), при которых фи­

ным образом к тому, что скорость химической реакции при различных процессах прямо пропорциональна кон­ центрации действующих масс, т. е. если в какой-либо среде идут химические процессы, например соединение с кислородом, то интенсивнее окисляться будут те эле­ менты, содержание которых в среде наибольшее.

Все химические и физико-химические процессы (на­

18