Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПОСОБЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Механические испытания металлов. Прочность, определение прочности металла.

Выбор металла для изготовления деталей машин и конструкций определяется конструктивными, эксплуатационными, технологическими и экономическими требованиями.

Металл должен обладать необходимой прочностью, способностью деформироваться, соответствовать условиям эксплуатации (стойкость против коррозии, тепло- и электропроводность и др.) и иметь минимальную стоимость.

Прочность — основное требование, предъявляемое к любому металлу, идущему на изготовление деталей машин и металлоконструкций.

Прочностью называется способность материала выдерживать, не разрушаясь, внешние нагрузки. За меру прочности принята нагрузка, которую выдерживает каждый квадратный миллиметр (или сантиметр) сечения детали.

Определение прочности металла производится путем растяжения образцов определенной формы и размеров на испытательной машине. При растяжении площадь поперечного сечения образца уменьшается, образец становится тоньше, а длина его увеличивается. В какой-то момент растяжение образца по всей длине прекращается и происходит только в одном месте, образуется так называемая шейка. Спустя некоторое время образец разрывается в месте образования «шейки».

Процесс растяжения протекает так только у вязких материалов, у хрупких (твердая сталь, чугун) разрыв образца происходит с незначительным удлинением и без образования «шейки».

При делении максимальной нагрузки, которую выдержал образец до разрыва (нагрузка измеряется специальным прибором — силоизмерителем, входящим в конструкцию испытательной машины), на площадь его поперечного сечения до растяжения получают основную характеристику металла, называемую пределом прочности (σ_в).

Предел прочности каждого металла конструктору необходимо знать для определения размеров детали, технологу — для назначения режимов обработки.

При повышенных температурах кратковременные испытания на растяжение выполняются на обычных испытательных машинах, только в машину встраивается печь (как правило, муфельная электрическая) для нагрева образца. Печь крепится на станине машины так, чтобы ось муфеля совпала с осью машины. Внутрь печи помещается испытуемый образец. Для равномерного нагрева печь должна быть в 2—4 раза длиннее образца, и поэтому закрепление его непосредственно в захватах машины невозможно. Образец закрепляется в специальных удлинителях из жаропрочной стали, а те в свою очередь крепятся в захватах машины.

Для получения стабильных результатов необходимо, чтобы образец выдерживался при температуре испытания в течение 30 минут. На величину предела прочности нагретого металла значительное влияние оказывает скорость растяжения: чем выше скорость, тем больше значение предела прочности. Поэтому для правильной оценки теплостойкости стали продолжительность испытания на растяжение должна составлять 15—20 минут.