§ 4. MEXANIK XUSUSIYATLAR

Guruch. 8. Deformatsiyalar turlari:
a - siqish, b - kuchlanish, c - buralish, d - kesish, e - egilish

Guruch. 9. Stretch diagrammasi:
a - P-∆l koordinatalaridagi shartli diagramma, b - shartli kuchlanish diagrammasi va haqiqiy kuchlanish diagrammasi

Guruch. 10. Metallning qattiqligini Brinell (a), Rokvell (b) va Vikers (c) usullari bilan aniqlash

Metalllarning xossalari ko'pincha ularning qattiqligi, cho'zilish kuchi va cho'zilishi bilan baholanadi. Faqatgina ushbu parametrlarga asoslanib, metallning imkoniyatlari haqida xulosalar chiqariladi yoki turli qotishmalar solishtiriladi. Aslida, bu ma'lumot ma'lum bir vazifa uchun materialning mosligini hal qilish uchun mutlaqo etarli emas. Ko'rsatilgan parametrlarga qo'shimcha ravishda, metallar va qotishmalarning qo'llanilishi a) strukturaviy mustahkamlik, b) noelastik hodisalarning namoyon bo'lish darajasi, c) aşınma qarshilik, d) korroziyaga chidamlilik va boshqalar bilan belgilanadi.

Ushbu sahifada biz mexanik xususiyatlarning eng keng tarqalgan parametrlarini aniq aniqlaydigan narsalarni bilib olamiz va strukturaning mustahkamligining asosiy ko'rsatkichlarini ko'rib chiqamiz. Savollar boshqa sahifalarda muhokama qilinadi aşınma qarshilik Va korroziyaga qarshilik.

Tarkib:

1. Elastik va plastik deformatsiyalar

2. Elastik va plastik holatlarning ko'rsatkichlari

2.1. mutanosiblik, elastiklik va suyuqlik chegaralari

2.2. elastik holatning xususiyatlari

2.3. mustahkamlik chegarasi

2.4. plastiklik va yopishqoqlik

2.5. qattiqlik

3. Strukturaviy mustahkamlik ko'rsatkichlari

3.1. yorilishga qarshilik

3.2. charchoq kuchi

3.3. zarba kuchi

3.4. sudralma va uzoq muddatli kuch chegaralari

1. ELASTIK VA PLASTIK DEFORMATSIYALAR

Metall va qotishmalarning mexanik xususiyatlari tashqi yuklarni qanday qabul qilishlari bilan belgilanadi, ya'ni. deformatsiya va buzilishlarga qarshi turish. Ular deformatsiyalanganda ikki xil deformatsiyalar - elastik va plastik - tashqi ko'rinishlari va ichki mexanizmlari bilan farqlanadi. Ko'rinib turibdiki, metallarning elastik va plastik holatini aniqlaydigan xususiyatlar turli belgilar bilan tavsiflanishi kerak.

Elastik deformatsiyalar atomlararo masofalarning o'zgarishi tufayli yuzaga keladi, ular metallning tuzilishini, uning xususiyatlarini o'zgartirmaydi va qaytariladi. Qaytarilish, yukni olib tashlaganidan so'ng, tananing oldingi shakli va hajmini oladi, ya'ni. Qoldiq deformatsiya yo'q.

Dislokatsiyalarning shakllanishi va harakati tufayli plastik deformatsiyalar yuzaga keladi, ular metallning tuzilishi va xususiyatlarini o'zgartiradi; Yukni olib tashlangandan so'ng, deformatsiyalar qoladi, ya'ni. plastik deformatsiyalar qaytarilmasdir.

2. ELASTIK VA PLASTIK HOLAT KO'RSATGANLARI

2.1. MUNOSBATLILIK, ELASTIKLIK va OQIMLIK CHEGARLARI.

Faqat elastik deformatsiya sodir bo'ladigan kuchlanish diapazoni proportsionallik chegarasi bilan cheklanganmi? kompyuter. Ushbu mintaqada har bir donada faqat elastik deformatsiyalar sodir bo'ladi va umuman namuna uchun Guk qonuni bajariladi - deformatsiya stressga proportsionaldir (shuning uchun chegara nomi).

Stress kuchayishi bilan alohida donalarda mikroplastik deformatsiyalar paydo bo'ladi. Bunday yuklarda qoldiq kuchlanishlar ahamiyatsiz (0,001% - 0,01%).

Belgilangan chegaralarda qoldiq deformatsiyalar paydo bo'ladigan kuchlanish shartli elastik chegara deb ataladi. Belgilanishida indeks elastik chegara aniqlangan qoldiq deformatsiya miqdorini (foizda) ko'rsatadi, masalan? 0,01.

Barcha donlarda plastik deformatsiya allaqachon sodir bo'ladigan kuchlanish shartli oqish kuchi deb ataladi. Ko'pincha, u 0,2% qoldiq deformatsiya qiymatida aniqlanadi va belgilanadi? 0,2.

Rasmiy ravishda, elastiklik va rentabellik chegaralari o'rtasidagi farq elastik va plastik holatlar o'rtasidagi "chegara" ni aniqlashning aniqligi bilan bog'liq bo'lib, "shartli" so'zi nimani aks ettiradi. Bu aniqmi? kompyuteraynan Proportsionallik yoki elastiklik chegarasi noelastik xususiyatlarning namoyon bo'lish darajasini va charchoq chegarasining kattaligini belgilaydi.

Elastik va plastik holatlar o'rtasida keskin chegaraning yo'qligi kuchlanish oralig'ida degan ma'noni anglatadi? kompyuter va? 0,2, ham elastik, ham plastik deformatsiyalar yuzaga keladi.

Metallning barcha donalaridagi dislokatsiyalar harakatsiz bo'lsa, elastik holat mavjud bo'ladi.

Plastmassa holatga o'tish yuk oralig'ida kuzatiladi, bunda dislokatsiyalar harakati (demak, plastik deformatsiya) faqat alohida kristalli donalarda sodir bo'ladi, qolganlarida esa elastik deformatsiya mexanizmi sodir bo'lishda davom etadi.

Plastmassa holati dislokatsiyalar harakati namunaning barcha donalarida sodir bo'lganda amalga oshiriladi.

Dislokatsiya strukturasi qayta tuzilgandan so'ng (plastik deformatsiya tugallangandan so'ng) metall elastik holatga qaytadi, ammo elastik xususiyatlari o'zgargan.

Chegaralarning berilgan belgilari bir o'qli kuchlanishga mos keladi, uning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. Siqilish, egilish va buralish uchun o'xshash ma'no chegaralari belgilanadi.

Ko'rib chiqilgan diagramma elastiklikdan plastik holatga o'tish juda silliq bo'lgan metallar uchun xosdir. Biroq, plastik holatga aniq o'tadigan metallar mavjud. Bunday metallarning kuchlanish-deformatsiya diagrammalari gorizontal kesimga ega bo'lib, ular shartli emas, balki jismoniy oqim kuchi bilan tavsiflanadi. Bunday diagrammaning namunasi uchun veb-saytga qaranghttp://www.physics-words.com/130/207/2770120.html.. Jismoniy rentabellik nuqtasiga yetganda, stressning kichik o'sishi namunaning keskin cho'zilishiga olib keladi, shuning uchun chegara nomi;

2.2. ELASTIK HOLATNING XUSUSIYATLARI

Elastik holatning eng muhim parametrlari - elastik chegara? y va elastik modullar.

Elastik chegara aniqlaydi maksimal ruxsat etilgan operatsion yuklar, bunda metall faqat elastik yoki kichik ruxsat etilgan elastik-plastik deformatsiyalarni boshdan kechiradi. Elastik chegarani juda qo'pol (va haddan tashqari baholashga qarab) oqish kuchi bilan baholash mumkin.

Elastik modullar materialning elastik holatdagi yukga chidamliligini tavsiflaydi. Young moduli E normal kuchlanishlarga (taranglik, siqish va egilish) qarshilikni, G siljish moduli esa siljish kuchlanishlariga (burilish) qarshilikni aniqlaydi. Elastik modullar qanchalik katta bo'lsa, deformatsiya diagrammasidagi elastik kesim qanchalik tik bo'lsa (rasmga qarang), teng kuchlanishlarda elastik deformatsiyalarning kattaligi shunchalik kichik bo'ladi va shuning uchun strukturaning qattiqligi shunchalik katta bo'ladi. Elastik deformatsiyalar bu qiymatdan katta bo'lishi mumkin emasmi? y/E.

Shunday qilib, elastik modullar aniqlanadi maksimal ruxsat etilgan operatsion deformatsiyalar(elastik chegarani hisobga olgan holda va mahsulotning qattiqligi. Elastik modullar kuchlanish bilan bir xil birliklarda o'lchanadi (MPa yoki kgf / mm 2).

Strukturaviy materiallar oquvchanlikning yuqori qiymatlarini (og'ir yuklarga bardosh berish) va elastik modullarni (kattaroq qattiqlikni ta'minlash) birlashtirishi kerak. Elastik modul E siqish va taranglikda bir xil qiymatga ega. Biroq, siqish va tortish elastik chegaralari farq qilishi mumkin. Shuning uchun, bir xil qattiqlik bilan, siqish va kuchlanish paytida elastiklik diapazonlari boshqacha bo'lishi mumkin.

Elastik holatda metall boshdan kechirmaydi makro plastik deformatsiyalar, shu bilan birga, uning individual mikroskopik hajmlarida mahalliy mikro plastik deformatsiyalar. Ular elastik holatdagi metallarning xatti-harakatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadigan noelastik hodisalarning sababidir. Statik yuklar ostida histerezis, elastik ta'sir va gevşeme paydo bo'ladi, dinamik yuklarda esa ichki ishqalanish paydo bo'ladi.

Dam olish- mahsulotdagi stressni o'z-o'zidan kamaytirish. Vaqt o'tishi bilan kuchlanish aloqalarining zaiflashishi uning namoyon bo'lishiga misoldir. Bo'shashish qanchalik past bo'lsa, ta'sir qiluvchi stresslar shunchalik barqaror bo'ladi. Bundan tashqari, gevşeme yukni olib tashlashdan keyin qoldiq deformatsiyaning paydo bo'lishiga olib keladi. Ushbu hodisalarga moyillik gevşeme qarshiligi bilan tavsiflanadi. Vaqt o'tishi bilan kuchlanishning nisbiy o'zgarishi sifatida o'lchanadi. U qanchalik katta bo'lsa, metall kamroq bo'shashadi.

Ichki ishqalanish o'zgaruvchan yuklar ostida qaytarib bo'lmaydigan energiya yo'qotishlarini aniqlaydi. Energiya yo'qotishlari dampingning pasayishi yoki ichki ishqalanish koeffitsienti bilan tavsiflanadi. Dampingning katta pasayishiga ega bo'lgan metallar tovush va tebranishlarni samarali ravishda susaytiradi va rezonansga kamroq ta'sir qiladi (eng yaxshi yumshatuvchi metallardan biri kulrang quyma temirdir). Ichki ishqalanish koeffitsienti past bo'lgan metallar, aksincha, tebranishlarning tarqalishiga minimal ta'sir ko'rsatadi (masalan, qo'ng'iroq bronzasi). Maqsadga qarab, metall yuqori ichki ishqalanish (amortizatorlar) yoki aksincha, past (o'lchash asboblari buloqlari) bo'lishi kerak.

Haroratning oshishi bilan metallarning elastik xususiyatlari yomonlashadi. Bu elastik mintaqaning torayishi (elastik chegaralarning pasayishi tufayli), elastik bo'lmagan hodisalarning kuchayishi va elastik modullarning kamayishi bilan namoyon bo'ladi.

Elastik elementlar va barqaror o'lchamli mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan metallar elastik bo'lmagan xususiyatlarning minimal ko'rinishlariga ega bo'lishi kerak. Bu talab elastik chegara ish kuchlanishidan sezilarli darajada oshib ketganda yaxshiroq bajariladi. Bundan tashqari, elastiklik va suyuqlik chegaralarining nisbati muhim ahamiyatga ega. Qanchalik katta munosabat? y / ? 0,2, elastik bo'lmagan xususiyatlarning namoyon bo'lishi qanchalik kam bo'lsa. Metall yaxshi elastik xususiyatlarga ega ekanligini aytishganda, bu odatda nafaqat yuqori elastik chegarani, balki katta qiymatni ham anglatadi? y / ? 0,2.

2.3. MUSTAHKAMLIK CHEGARASI

Oqim kuchidan oshib ketadigan stresslarda? 0,2, metall plastik holatga o'tadi. Tashqi tomondan, bu joriy yukga qarshilikning pasayishi va shakli va hajmining ko'rinadigan o'zgarishida o'zini namoyon qiladi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, metall elastik holatga qaytadi, lekin qoldiq deformatsiya miqdori bilan deformatsiyalangan bo'lib qoladi, bu esa cheklovchi elastik deformatsiyadan ancha oshib ketishi mumkin. Plastik deformatsiya paytida dislokatsiya strukturasining o'zgarishi metallning oquvchanligini oshiradi - uning deformatsiyaning qattiqlashishi sodir bo'ladi.

Odatda, plastik deformatsiya namunaning bir o'qli tarangligi ostida o'rganiladi. Bunday holda, vaqtinchalik qarshilik aniqlanadi? c, yorilishdan keyin nisbiy cho'zilish? va yorilishdan keyin nisbiy torayish?. Oqim kuchidan oshib ketadigan kuchlanishdagi kuchlanish tasviri rasmda keltirilgan ikkita variantga to'g'ri keladi.

Birinchi holda (ichidagi rasm) butun namunaning bir tekis cho'zilishi kuzatiladi - bir xil plastik deformatsiya yuzaga keladi, bu stress ostida namunaning yorilishi bilan tugaydi? V. Ushbu holatda? shartli kuchlanish kuchining ma'nosi bor, a? Va? maksimal yagona plastik deformatsiyani aniqlang.

Ikkinchi holda, namuna birinchi navbatda teng ravishda cho'ziladi va taranglikka erishilgandan keyin? mahalliy torayish (bo'yin) hosil bo'ladi va bo'yin hududida yorilishgacha bo'lgan keyingi cho'zish to'planadi. Ushbu holatda? Va? bir xil va konsentrlangan deformatsiyalar yig'indisidir (rasmga qarang). Negaki, kuchlanish kuchini aniqlashning "momenti" endi namunaning yorilishi "momenti" bilan mos kelmaydi? c yakuniy quvvatni emas, balki bir xil deformatsiya tugaydigan shartli kuchlanishni aniqlaydi. Biroq, kattaligi? B ko'pincha bo'yinning mavjudligi yoki yo'qligidan qat'i nazar, shartli kuchlanish kuchi deb ataladi.

Har holda, farq (? in – ? 0,2) bir xil plastik deformatsiya sodir bo'ladigan shartli kuchlanishlar oralig'ini va nisbati? 0,2 / ? B qattiqlashuv darajasini tavsiflaydi. Tavlangan metalldami? 0,2/? B =0,5-0,6. va deformatsiyaning qattiqlashishi (qattiqlashuvi) dan keyin u 0,9-0,95 gacha oshadi.

“Shartli” so‘zi bilan bog‘liqmi? V bu namunadagi "haqiqiy" kuchlanish S V dan kamroq ekanligini anglatadi. Gap shundaki, bu keskinlik? valentlik kuchining namunaning dastlabki kesimi maydoniga nisbati sifatida aniqlanadi (bu qulay) va haqiqiy kuchlanish S o'lchash vaqtida kesma maydoniga nisbatan aniqlanishi kerak. (qaysi qiyinroq). Plastik deformatsiya paytida namuna yupqaroq bo'ladi va u cho'zilganda nominal va haqiqiy kuchlanish o'rtasidagi farq oshadi (ayniqsa, bo'yinbog'dan keyin). Agar siz haqiqiy kuchlanishlar uchun kuchlanish diagrammasini tuzsangiz, u holda egri chiziq rasmda chizilgan egri chiziqdan yuqoriga o'tadi va tushadigan qismga ega bo'lmaydi.

Metalllar bir xil ma'noga ega bo'lishi mumkinmi? c, lekin ular turli xil kuchlanish diagrammalariga ega bo'lsa, namunaning ishdan chiqishi turli xil haqiqiy stresslarda S B sodir bo'ladi (ularning haqiqiy kuchi boshqacha bo'ladi).

Vaqtinchalik qarshilik? B o'nlab soniya davomida ishlaydigan yuk ostida aniqlanadi, shuning uchun u ko'pincha qisqa muddatli quvvat chegarasi deb ataladi.

Plastik deformatsiya siqilish, egilish va buralish ostida ham o'rganiladi deformatsiya diagrammalari rasmda ko'rsatilganlarga o'xshash; Ammo ko'p sabablarga ko'ra ko'p hollarda bir o'qli kuchlanish afzalroqdir. Bir o'qli kuchlanish parametrlarini aniqlash uchun eng kam mehnat talab qiladimi? va?, ular har doim ommaviy zavod sinovlari paytida aniqlanadi va ularning qiymatlari barcha ma'lumotnomalarda keltirilgan.

Metallar uchun kuchlanishni sinash metodologiyasining tavsifi (va barcha atamalarning ta'rifi) GOST 1497-73 da keltirilgan. Siqish testi maqolada tasvirlangan GOST 25.503-97, va buralish uchun - GOST 3565-80 da.

2.4. PLASTIKLIK VA VISKOSITLIK

Plastisite - bu metallning yaxlitligini buzmasdan (yoriqlar, yirtiqlar va ayniqsa vayronagarchiliklarsiz) shaklini o'zgartirish qobiliyati. Elastik deformatsiya plastik deformatsiya bilan almashtirilganda o'zini namoyon qiladi, ya'ni. oqish kuchidan kattaroq stresslarda? V.

Plastik deformatsiyaning ehtimoli nisbat bilan tavsiflanadimi? 0,2/? V. Da? 0,2/? B = 0,5-0,6, metall katta plastik deformatsiyalarga imkon beradi (? va? miqdori o'nlab foizgacha). Aksincha, da? 0,2/? =0,95-0,98 da metall mo'rt bo'lib qoladi: plastik deformatsiya hududi deyarli yo'q (? va? 1-3%).

Ko'pincha, plastik xususiyatlar tanaffusdagi nisbiy cho'zilish qiymati bilan baholanadi?. Ammo bu qiymat statik bir o'qli kuchlanish ostida aniqlanadi va shuning uchun boshqa turdagi deformatsiyalar (egilish, siqish, burilish), yuqori deformatsiya tezligi (zarb qilish, prokat) va yuqori haroratlarda plastiklikni tavsiflamaydi.

Misol sifatida biz L63 va LS59-1 guruchlarini keltirishimiz mumkin, ular deyarli bir xil qiymatlarga ega?, lekin sezilarli darajada farq qiladigan plastik xususiyatlari. L63 dan tishli novda kesilgan joyda egiladi va LS59-1 dan ozgina kuch bilan uziladi. L63 simi yorilishsiz osongina tekislanadi, LS59-1 sim esa bir necha zarbadan keyin yoriladi. Guruch LS59-1 osongina issiq prokatlanadi va L63 faqat tor harorat oralig'ida o'raladi, undan tashqari ish qismi yorilib ketadi.

Shunday qilib, plastiklik haroratga, deformatsiya tezligiga va usuliga bog'liq. Plastmassaning xususiyatlariga ko'plab aralashmalar kuchli ta'sir ko'rsatadi, ko'pincha juda past konsentratsiyalarda ham.

Amalda plastiklikni aniqlash uchun texnologik sinovlar qo'llaniladi, unda tegishli texnologik jarayonlarga ko'proq mos keladigan deformatsiya usullari qo'llaniladi.

Egiluvchanlikning umumiy bahosi - egilish burchagi, yarim tayyor mahsulot yoriqlar va yirtiqlarsiz bardosh bera oladigan burmalar yoki burmalar soni.

Lentadan teshikni siqib chiqarish uchun sinov (shtamplash va chuqur chizishga o'xshash) ko'z yoshi va yoriqlar paydo bo'lguncha amalga oshiriladi.

Yaxshi plastik xususiyatlar metallni shakllantirish jarayonlarida muhim ahamiyatga ega. Oddiy ish paytida metall elastik holatda bo'ladi va uning plastik xususiyatlari ko'rinmaydi. Shuning uchun, birinchi qarashda, mahsulotlarning normal ishlashi paytida plastika ko'rsatkichlariga e'tibor berish mantiqiy emas.

Ammo agar yukning rentabellikdan oshib ketishi ehtimoli mavjud bo'lsa, unda materialning plastik bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Mo'rt metall ma'lum chegaradan oshib ketgandan so'ng darhol qulab tushadi, egiluvchan material esa yiqilmasdan etarli miqdorda ortiqcha energiyani o'zlashtirishga qodir.

Yopishqoqlik va plastisiya tushunchalari ko'pincha aniqlanadi, ammo bu atamalar turli xususiyatlarni tavsiflaydi:

Plastisite - buzilmasdan deformatsiya qilish qobiliyatini aniqlaydi, u chiziqli, nisbiy yoki an'anaviy birliklarda baholanadi;

Yopishqoqlik - plastik deformatsiya paytida so'rilgan energiya miqdorini aniqlaydi, u energiya birliklari yordamida o'lchanadi

Materialni sindirish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori haqiqiy kuchlanish-haqiqiy deformatsiya diagrammasidagi kuchlanish-deformatsiya egri chizig'i ostidagi maydonga teng. Bu shuni anglatadiki, u maksimal mumkin bo'lgan deformatsiyaga ham, metallning mustahkamligiga ham bog'liq. Plastik deformatsiya paytida energiya intensivligini aniqlash usuli quyida tavsiflanganGOST 23.218-84.

2.5. QATTIQLIK

Elastik-plastik xususiyatlarning umumlashtirilgan xarakteristikasi qattiqlikdir.

Qattiqlik - bu materialning sirt qatlamining material yuzasiga konsentrlangan ta'siri bilan boshqa, qattiqroq jismning kirishiga qarshilik ko'rsatish xususiyati. "Boshqa, qattiqroq tana" - bu sinovdan o'tayotgan metallga bosilgan indenter (po'lat shar, olmos piramida yoki konus).

Chiziqdan kelib chiqadigan kuchlanishlar uning shakli va chuqurlik kuchi bilan belgilanadi. Ushbu kuchlanishlarning kattaligiga qarab metallning sirt qatlamida elastik, elastik-plastik yoki plastik deformatsiyalar paydo bo'ladi. Birinchi holda, yukni olib tashlash sirtda iz qoldirmaydi. Agar kuchlanish metallning elastik chegarasidan oshsa, yukni olib tashlaganingizdan so'ng, sirtda iz qoladi.

Chiziq qanchalik kichik bo'lsa, chuqurlikka qarshilik shunchalik yuqori bo'ladi va qattiqlik shunchalik katta bo'ladi. Hali iz qoldirmaydigan kontsentrlangan kuchning kattaligi bo'yicha, chiqish nuqtasida qattiqlikni aniqlash mumkin (GOST 22762-77).

Qattiqlikni raqamli aniqlash Vikers, Brinell va Rokvell usullari yordamida amalga oshiriladi.

Rokvell usulida (GOST 9013-59) qattiqlik HR birliklarida o'lchanadi, bu yuk olib tashlanganidan keyin indentning elastik tiklanish darajasini aks ettiradi. Bular. Rokvellning qattiqlik raqami elastik yoki kichik plastik deformatsiyalarga qarshilikni aniqlaydi. Metallning turiga va uning qattiqligiga qarab turli xil tarozilar qo'llaniladi. Eng ko'p ishlatiladigan shkala C. va qattiqlik raqami H.R.C.

Issiqlik bilan ishlov berishdan keyin po'lat qismlarning sirt sifatiga qo'yiladigan talablar ko'pincha HRC birliklarida shakllantiriladi. HRC qattiqligi yuqori quvvatli po'latlarning ishlash darajasini eng yaqin aks ettiradi va Rokvell o'lchovlarining soddaligini hisobga olgan holda, u amalda juda keng qo'llaniladi. Har xil toifadagi materiallarning turli o'lchovlari va qattiqligi tavsifi bilan Rokvell usulining batafsil tavsifi uchun qarang. http://www.fast-const.ru/articles.php?article_id=2

Vikers va Brinellning qattiqligi chuqurlik kuchining indenter va metallning teginish maydoniga maksimal kirib borishida nisbati sifatida aniqlanadi. Bular. qattiqlik raqamlari HV va HB tiklanmagan bosma sirtdagi o'rtacha kuchlanish ma'nosiga ega, kuchlanish birliklarida (MPa yoki kgf / mm) o'lchanadi va plastik deformatsiyaga qarshilikni aniqlaydi. Ushbu usullar orasidagi asosiy farq indenterning shakli bilan bog'liq.

Olmos piramidasining qo'llanilishiVickers usuli (GOST 2999-75, GOST R ISO 6507-1) har qanday yuk ostida piramidal nashrlarning geometrik o'xshashligini ta'minlaydi - maksimal chuqurlikda bosma chuqurlik va o'lchamning nisbati qo'llaniladigan kuchga bog'liq emas. Bu turli xil metallarning qattiqligini, shu jumladan turli xil yuklar ostida olingan natijalarni qat'iy taqqoslash imkonini beradi.

To'p ichkariga kirganBrinell usuli (GOST 9012-59) sferik nashrlarning geometrik o'xshashligini ta'minlamaydi. Bu tavsiya etilgan test parametrlari jadvallari bo'yicha to'p indenterining diametriga va sinovdan o'tkazilayotgan materialning turiga qarab yuk qiymatini tanlash zarurligiga olib keladi. Buning oqibati turli materiallar uchun HB qattiqlik raqamlarini taqqoslashda noaniqlikdir.

Belgilangan qattiqlikning qo'llaniladigan yukning kattaligiga bog'liqligi (Vikkers usuli uchun kichik va Brinell usuli uchun juda kuchli) qattiqlik sonini yozishda sinov shartlarini majburiy ko'rsatishni talab qiladi (GOSTlarga qarang), garchi bu qoida ko'pincha kuzatilmaydi. .

Indenterning metallga ta'sir qilish maydoni chuqurlikning o'lchami bilan taqqoslanadi, ya'ni. qattiqlik yarim tayyor mahsulot yoki mahsulotning mahalliy xususiyatlarini tavsiflaydi. Agar sirt qatlami (qoplangan yoki qotib qolgan) asosiy metalldan xossalari bilan farq qilsa, u holda o'lchangan qattiqlik qiymatlari chuqurlik chuqurligi va qatlam qalinligi nisbatiga bog'liq bo'ladi - ya'ni. o'lchash usuli va shartlariga bog'liq bo'ladi. Qattiqlikni o'lchash natijasi faqat sirt qatlamiga yoki uning sirt qatlamini hisobga olgan holda asosiy metallga tegishli bo'lishi mumkin.

Qattiqlikni o'lchashda, indenterning metallga kirishiga qarshilik individual tarkibiy qismlarni hisobga olmasdan aniqlanadi. O'rtacha, agar chop etishning o'lchami barcha bir xillik o'lchamidan oshsa sodir bo'ladi. Alohida fazali komponentlarning qattiqligi (mikroqattiqlik) past bo'shliq kuchlari bilan Vickers usuli (GOST 9450-76) yordamida aniqlanadi.

Turli xil qattiqlik shkalalari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik yo'q va qattiqlik raqamlarini bir shkaladan ikkinchisiga o'tkazishning asosli usullari mavjud emas. Turli xil o'lchovlarni rasmiy ravishda bog'laydigan mavjud jadvallar qiyosiy o'lchovlarga asoslangan va faqat ma'lum toifadagi metallar uchun amal qiladi. Bunday jadvallarda qattiqlik raqamlari odatda HV qattiqlik raqamlari bilan taqqoslanadi. Buning sababi, Vickers usuli har qanday materialning qattiqligini aniqlashga imkon beradi (boshqa usullarda o'lchangan qattiqlik diapazoni cheklangan) va bosimlarning geometrik o'xshashligini ta'minlaydi.

Rokvell va Vikers shkalalari o'rtasidagi grafik munosabatlar uchun qaranghttp://www.gordonengland.co.uk/hardness/hardness_conversion.gif.

po'latlar uchun -http://www.grantadesign.com/images/hardness.fe2.gif

Rangli qotishmalar uchun ham xuddi shunday -http://www.grantadesign.com/images/hardness.al1.gif

Chelik uchun barcha shkalalar o'rtasidagi jadval aloqasi mavjudhttp://www.freetechnicalcharts.com/images/Steel_hardness_conversion_chart.jpg

Qattiqlik va hosildorlik yoki kuch o'rtasida ham to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik yo'q, garchi amalda bu munosabat ko'pincha ishlatiladi? v = k NV. K koeffitsienti qiymatlari metallarning muayyan sinflari uchun qiyosiy sinovlar asosida aniqlanadi va metallning turiga va uning holatiga (tavlangan, sovuq ishlov berilgan va hokazo) qarab 0,15 dan 0,5 gacha o'zgaradi.

Haroratning o'zgarishi bilan elastik va plastik xususiyatlarning o'zgarishi, issiqlik bilan ishlov berishdan keyin, sovuq qotish va boshqalar. qattiqlikdagi o'zgarishlarda namoyon bo'ladi. Qattiqlik tezroq, osonroq o'lchanadi va buzilmaydigan tekshirish imkonini beradi. Shuning uchun har xil turdagi ishlov berishdan so'ng metallning xarakteristikalari o'zgarishini qattiqlikning o'zgarishi bilan aniq nazorat qilish qulay. Masalan, qattiqlashish, ortish? 0,2 va? 0,2/? c, qattiqlikni oshiradi va tavlanish uni kamaytiradi.

Ko'pgina hollarda qattiqlik xona haroratida bir daqiqadan kamroq vaqt davomida indenter yordamida aniqlanadi. Bu holda aniqlangan qattiqlik qisqa muddatli qattiqlik deb ataladi. Yuqori haroratlarda, o'rmalanish fenomeni rivojlanganda (pastga qarang), uzoq muddatli qattiqlik aniqlanadi - metallning indenterga uzoq vaqt ta'sir qilishiga reaktsiyasi (odatda bir soat ichida). Uzoq muddatli qattiqlik har doim qisqa muddatli qattiqlikdan kamroq va bu farq harorat oshishi bilan ortadi. Masalan, misda 400 o C da qisqa muddatli va uzoq muddatli qattiqlik mos ravishda 35 HV va 25 HV, 700 o C da - 9 HV va 5 HV ni tashkil qiladi.

Ko'rib chiqilgan usullar statikdir: indenter asta-sekin kiritiladi va maksimal yuk plastik deformatsiya jarayonlarini yakunlash uchun etarlicha uzoq davom etadi (10 - 180 s). Dinamik (zarba) usullarda indenterning metallga ta'siri qisqa muddatli bo'ladi va shuning uchun deformatsiya jarayonlari boshqacha boradi. Portativ qattiqlik tekshirgichlarida dinamik usullarning turli xil variantlari qo'llaniladi.

O'rganilayotgan material bilan to'qnashganda, indenterning energiyasi (urilish) elastik va plastik deformatsiyaga sarflanadi. Namunaning plastik deformatsiyasiga qancha energiya sarflansa, uning "dinamik" qattiqligi shunchalik yuqori bo'lishi kerak, bu materialning ta'sir paytida elastik-plastik deformatsiyaga chidamliligini belgilaydi. Birlamchi ma'lumotlar qurilmada ko'rsatiladigan "statik" qattiqlik raqamlariga (HR, HV, HB) aylantiriladi. Bunday qayta hisoblash faqat ma'lum materiallar guruhlari uchun qiyosiy o'lchovlar asosida mumkin.

Bundan tashqari, materiallarning tegishli texnologik xususiyatlarini yaxshiroq aks ettiruvchi abraziv aşınma yoki kesishga qarshilikka asoslangan qattiqlik ko'rsatkichlari mavjud.

Yuqorida aytilganlardan kelib chiqadiki, qattiqlik materialning asosiy xususiyati emas, balki uning elastik-plastik xususiyatlarini aks ettiruvchi umumlashtirilgan xususiyatdir; Shu bilan birga, usul va o'lchov shartlarini tanlash, birinchi navbatda, uning elastik yoki aksincha, plastik xususiyatlarini tavsiflashi mumkin.

3. TUZILMA MUSTAHKAMLIK KO'RSATMALARI

Bir o'qli kuchlanishda, yakuniy kuchga erishilganda muvaffaqiyatsizlik sodir bo'ladimi? c plastik deformatsiya tugagandan so'ng. Biroq, haqiqiy sharoitda metallar hatto oqish kuchidan oshmaydigan kuchlanishlarda ham muvaffaqiyatsizlikka uchraydimi? 0,2. Bu kattalikni anglatadimi? metallarning haqiqiy kuchini aniqlamaydi va uni tavsiflash uchun boshqa xususiyatlar kerak.

Amaliyot shuni ko'rsatadiki, mahsulotning chidamliligi 1) strukturaviy mustahkamlik, 2) aşınma qarshilik va 3) bilan belgilanadi.korroziyaga qarshilik tegishli ish sharoitida tegishli material. Ko'pgina amaliy dasturlarda material tanlashni aniqlaydigan bu xususiyatlar.

3.1. YORISHGA QARShILILIK (SINISHGA QARShILIK)

Metalllarda har doim stress konsentratorlari mavjud. Ular konstruktiv bir hil bo'lmaganlar (ifloslar, mustahkamlash fazalari), nuqsonlar (ichki va sirt yoriqlari), mahsulotning konstruktiv xususiyatlari (kesishlar, kesmaning keskin o'zgarishi). Sinish mexanizmlari stress kontsentratorlari yaqinida rivojlanadigan va vaqt o'tishi bilan yorilish boshlanishiga olib keladigan mikroplastik deformatsiyalar bilan bog'liq.

Yoriqning tarqalish tezligiga qarab, egiluvchan va mo'rt sinish o'rtasida farqlanadi. Moʻrt sinish vaqtida u 1000 m/s tezlikka yetadi, egiluvchan sinishda esa yuzlab marta kam boʻladi. Egiluvchan sinish sezilarli darajada ko'proq energiya talab qiladi, chunki deformatsiya hududi yoriqdan uzoqroqda joylashgan metall maydonini qamrab oladi. Mo'rt sinishda deformatsiya yoriq uchidagi tor hududda lokalizatsiya qilinadi, shuning uchun uni oldinga siljitish uchun juda kam energiya talab qilinadi.

Yoriq asta-sekin rivojlanar ekan, mahsulot funktsional bo'lib qoladi. Ammo yoriq ma'lum bir tanqidiy qiymatga etgandan so'ng, uning keyingi tarqalishi juda tez sodir bo'ladi va strukturaning halokatli vayron bo'lishi sodir bo'ladi. Yoriq qanchalik sekin rivojlansa, strukturaning kuchi shunchalik katta bo'ladi. Strukturaviy quvvatni tavsiflash uchun bir nechta qiymatlar qo'llaniladi (GOST 25.506-85).

Materialning strukturaviy mustahkamligining eng muhim parametri K 1C yorilish uchidagi kritik kuchlanish intensivligi omili (yoki sinish chidamliligi). Bu yoriqning uzunligi va uning rivojlanish jarayonini hisobga oladi. Buni bilish sizga shunday o'lchamdagi yoriqlar bilan tuzilishdagi maksimal ruxsat etilgan yukni hisoblash imkonini beradi, chunki uning to'liq yo'q qilish uchun tez rivojlanishi hali boshlanmagan. Strukturaviy po'latlarda, alyuminiy va titanium qotishmalarida K 1C keng tarqalgan - 15 dan 200 MPa * m gacha. Uning qiymati qanchalik katta bo'lsa, materialning strukturaviy kuchi shunchalik yuqori bo'ladi.

PSinish chidamliligi K1C va bir o'qli kuchlanish parametrlari (? 0,2, ? ichida, ?, ?) o'rtasida kuchli bog'liqlik yo'q. Shu bilan birga, u sezilarli darajada strukturaviy xususiyatlarga va aralashmalar mavjudligiga bog'liq.

Buni B95 oilasining alyuminiy qotishmalari misolida ko'rsatish mumkin. Boshqa issiqlikni mustahkamlovchi qotishmalar singari, ularning tuzilishi ham söndürme va qarish rejimiga bog'liq. Metallni afzal ko'rgan ko'plab misollar mavjud Men kamroq kuchga egaman, lekin kattaroq ahamiyatga ega K 1C.

3.2. CHARCHISH KUCH

Metalllardagi yoriqlar nafaqat statik yuklar ostida, balki tsiklik stresslar ta'sirida ham paydo bo'ladi va rivojlanadi. Charchoq yoriqlari sirt qatlamlarida paydo bo'ladi (bu uning o'ziga xos xususiyati) va har bir tsikl bilan asta-sekin chuqurroq rivojlanadi. Kesishning qisqarishi tufayli samarali stresslar vayron qiluvchilardan oshib ketganda sinish sodir bo'ladi.

Zararning to'planishi shuni anglatadiki, yuklash davrlari qanchalik ko'p bo'lsa, metallning yiqilmasdan "ishlashi" uchun yuk kamroq bo'lishi kerak. Metalldagi shikastlanishning bosqichma-bosqich to'planishi jarayoni deyiladicharchoq .

Charchoqqa qarshi turish qobiliyati deyiladichidamlilik . Uning eng muhim xususiyati - chidamlilik chegarasi. Bu ma'lum miqdordagi tsikllardan keyin charchoqning buzilishi sodir bo'lmaydigan eng yuqori tsikl stressini ko'rsatadi. Ko'pincha ular nosimmetrik o'zgaruvchan tsikllardan foydalanadilar (bunday hollarda teng amplitudali siqish va kuchlanish kuchlanishlari navbatma-navbat harakat qiladi, chidamlilik chegarasi ko'rsatiladi); - 1 .

Charchoqqa chidamlilik sinovlari GOST 25.502.79 va GOST 25.505-85 da tartibga solinadi.

Ikkinchi eng muhim chidamlilik xususiyati charchoq hayotidir. Metallning ma'lum bir kuchlanishda bardosh bera oladigan davrlar sonini aniqlaydi. Shuningdek, ma'lum bir yuk darajasida va ma'lum miqdordagi tsikllarda (yoki ma'lum bir nosozlik ehtimolida ruxsat etilgan kuchlanish) ishdan chiqish ehtimoli aniqlanadi. Charchoqqa chidamlilikning muhim xarakteristikasi charchoq yorilishining o'sish tezligi (CFG) dl / dN va tsiklik mustahkamlik (tsiklik yorilishga qarshilik) K c 1s. Ularni aniqlashda yoriqning uzunligi tsikllar soni ortishi bilan belgilanadi va yuklash 15-20 Gts chastotalarda amalga oshiriladi.

Metallning tsiklik yuklar ostida ishlash qobiliyati sezilarli darajada yuklash sharoitlariga bog'liq.

A). Nisbatan past kuchlanishlarda (elastik deformatsiyalarga to'g'ri keladi) charchoq muddati uzoq - metall ko'p sonli davrlarda o'z yaxlitligini saqlaydi. Ko'p davrli xarakteristikalar 10-300 Hz chastotalarda 10 6 - 10 8 davrli sinov bazasi yordamida aniqlanadi.

B). Muhim yuklar ostida (elastik-plastik deformatsiyalar sohasida) charchoq muddati ancha past bo'ladi. Past davrli charchoqning parametrlari 3 - 5 Hz chastotalarda 5 * 10 4 gacha bo'lgan sinov bazasi yordamida aniqlanadi.

IN). Doimiy stress ostida (yoki tsiklik yuklar fonida) tsiklik harorat o'zgarishi elastik-plastik deformatsiyalar bilan birga keladi. ga olib keladitermal charchoq . Termal charchoq sharoitida materialning yo'q qilishga qarshi turish qobiliyatiga termal qarshilik deyiladi. Issiqlik qarshiligi ko'rsatkichi - buzilishdan oldin ma'lum bir yukdagi termal davrlar soni (GOST 25.502.79).

Charchoq xususiyatlarini olish juda qimmat va vaqt talab qiladigan jarayondir. Shuning uchun, charchoq chegarasini taxmin qilish uchun ko'pincha boshqa ma'lum xususiyatlar orqali aniqlanadi, masalan? -1 = k? V. K koeffitsienti nafaqat turli xil qotishmalar uchun, balki bir xil metallning turli holatlari uchun ham har xil qiymatlarga ega. Masalan, issiqlik bilan qotib qolmagan tavlangan alyuminiy qotishmalari uchun k = 0,4-0,6, issiqlik bilan mustahkamlangan alyuminiy qotishmalari uchun esa k = 0,3.

Chidamlilik xususiyatlari mustahkamlik, plastik xususiyatlar va strukturaviy xususiyatlarning kombinatsiyasiga bog'liq. Barcha metallar va qotishmalarning chidamliligiga nopokliklar va qo'pol fazali qo'shimchalar, ayniqsa metall bo'lmaganlar salbiy ta'sir ko'rsatadi.

Charchoq yoriqlari sirtda boshlanganligi sababli, sirtning holati tsiklik yuk ostida chidamlilikni oshirish uchun alohida ahamiyatga ega. Cilalanish, sirtning qattiqlashishi va korroziyaning yo'qligi chidamlilik chegarasini oshiradi.

3.3. TA'SIR YOQTISHLIGI

Statik sinovlar paytida yukni qo'llash tezligi 10 -5 - 10 -2 m / s ni tashkil qiladi. Ularning natijalari materialning ancha yuqori tezlikda ishlaydigan yuklarga chidamliligini aks ettirmaydi. Shuning uchun metallning zarba yuklari ostida sinishiga chidamliligi dinamik sinovlarda 3-5 m / s kuchlanish tezligida aniqlanadi.

Zarba sinovlari paytida olingan asosiy xarakteristika zarba kuchidir (o'lchov birligi - J / sm 2 ). U namunani yo'q qilish uchun zarur bo'lgan energiyani aniqlaydi. U oldindan tayyorlangan kesilgan namunaga ta'sir qilish orqali o'lchanadi (GOST 9454-78).

Zarba energiyasi tishli atrofida ma'lum hajmda so'riladi. Bu hajm metallning mustahkamligi va egiluvchanligiga bog'liq bo'lib, u turli metallar uchun farq qiladi va uni baholash qiyin; Shuning uchun, sinish energiyasi deformatsiyalangan hududning hajmiga emas (bu to'g'ri bo'lar edi), lekin tirqishdagi kesma maydoniga (bu qulay) ishora qilinadi. Shu sababli, zarba kuchining qiymati shartli bo'lib, uni turli metallar yoki turli haroratlar uchun ko'rsatkichlarni taqqoslashda hisobga olish kerak.

Kesish turiga (uyadan) qarab, zarba kuchining uch turi aniqlanadi. Uning belgilanishi konsentrator turini ko'rsatadigan harfni o'z ichiga oladi: KST, KSU, KSV (oxirgi harf kesma profiliga mos keladi). KSV qiymati muhim ilovalar uchun materiallarni nazorat qilish uchun ishlatiladi va KST ayniqsa muhim ilovalar uchun ishlatiladi. T-konsentratori oldindan kiritilgan yoriq bilan kesilgan, shuning uchun bu holda zarba energiyasi faqat yoriqning rivojlanishiga sarflanadi (va uning shakllanishi va rivojlanishiga emas), shuning uchun KST< КСU, КСV. В справочниках часто встречается обозначение ударной вязкости? н, соответствующе КСU.

Yuqori yoki past haroratlarda dinamik yopishqoqlikni aniqlashda sinov haroratining belgisi qo'shimcha ravishda kiritiladi, masalan, KCU -60. Bunday o'lchovlar asosida va namunaning sinishi turiga asoslanib, metallning yana bir xarakteristikasi aniqlanadi - mo'rt-egiluvchan o'tish harorati T chr. Bu buzilish rejimi egiluvchanlikdan mo'rtlikka o'tadigan haroratdir.

3.4. SOYMAVCHI VA UZOQ MUDDATLI KUCH CHEGARLARI

Metalllarda oqish nuqtasidan past bo'lgan kuchlanishlarda o'rmalanish hodisasi kuzatiladi. O'rmalanish - doimiy stress ostida doimiy deformatsiya. Past yuklarda va past haroratlarda u qaytariladi.

Ko'tarilgan haroratlarda (taxminan 0,4-0,6 Tm dan) va ma'lum bir qiymatdan yuqori yuklarda (lekin oqish kuchidan kamroq) o'rmalash muammoga aylanadi. Suzilish deformatsiyasi strukturaning o'zgarishi va shunga mos ravishda mexanik xususiyatlar bilan birga keladi. Metallni mustahkamlovchi plastik deformatsiyadan farqli o'laroq, o'rmalash deformatsiyasi uning yumshatilishiga olib keladi. Doimiy ravishda o'sib borayotgan deformatsiya va ortib borayotgan o'rmalanish tezligiga qo'shimcha ravishda, metallda yoriqlar paydo bo'la boshlaydi va vaqt o'tishi bilan uning buzilishi sodir bo'ladi.

Issiqlikka chidamlilik tushunchasi o'rmalanish hodisasi bilan bog'liq. Bu maqbul deformatsiyalar bilan yuk ostida va yuqori haroratlarda vayronagarchiliksiz ishlash qobiliyatidir.

Issiqlikka chidamlilikning miqdoriy xarakteristikasi - bu o'tish chegarasi (GOST 3248-60) va uzoq muddatli quvvat chegarasi (GOST 10145-81).

Sug'orish chegarasi ikki xil usulda qo'llaniladi. Birinchisida, bu deformatsiya ma'lum bir vaqt ichida ma'lum bir qiymatga yetadigan kuchlanish kuchlanishidir. Limitni belgilashda yuqori indeks belgilangan haroratni, pastki indeks (kasr orqali) ruxsat etilgan cho'zilishni% va unga erishilgan vaqtni ko'rsatadi, masalan? 900 1/1000.

Boshqa bir tartibga solishda, pastki belgi barqaror holatdagi o'tishning ruxsat etilgan tezligini ko'rsatadi.

Uzoq muddatli quvvat chegarasi shartli maksimal kuchlanish bo'lib, uning ta'siri ostida ma'lum bir haroratda ma'lum vaqtdan keyin material yo'q qilinadi. Belgilanish ikkita indeksni o'z ichiga oladi: yuqorisi belgilangan haroratni, pastki qismi belgilangan chidamlilikni (soatlarda) ko'rsatadi, masalan? 900 1000. Bu xususiyat materialning harorat va yukning uzoq muddatli ta'siri ostida vayronaga qarshi turish qobiliyatini belgilaydi.

Siqilish kuchi va uzoq muddatli quvvat harorat va ushlab turish vaqtining oshishi bilan kamayadi. Ular yuqori haroratlarda ish kuchlanishining chegaralari sifatida ko'rib chiqilishi kerak.

Issiqlikka chidamlilik ko'pincha issiqlikka chidamlilik bilan aralashtiriladi - shkalasiz yuqori haroratga bardosh berish qobiliyati. Issiqlikka chidamlilikni yuqori haroratlar natijasida yuzaga keladigan korroziyaga qarshilik deb hisoblash mumkin. Uning xarakteristikalari va aniqlash usullari GOST 21910-76 va GOST 6130-71 da keltirilgan.

XULOSA

Yuqoridagi materialdan shuni ko'rsatadiki, har qanday material shunchalik ko'p parametrlar bilan tavsiflanadiki, metallning barcha xususiyatlari to'g'risida bir nechta qiymatlarga asoslanib xulosa chiqarish mumkin emas va undan ma'lum bir sharoitda foydalanish imkoniyati mavjud. sharoitlar.

Xususiyatlari to'g'risida zarur ma'lumotlarning to'liqligini olish uchun bir nechta oson o'lchanadigan miqdorlarni o'z ichiga olgan GOST standartlari emas, balki ma'lumotnoma adabiyotlaridan foydalanish kerak.

Guk qonuni

Ma'lumki, turli metallar va qotishmalar turli xil mexanik va texnologik xususiyatlarga ega bo'lib, ular mashina qismlarining sifatini, shuningdek, metallning ishlov berish qobiliyatini belgilaydi. Metallning bu xossalari taranglik, siqish, egilish, qattiqlik va boshqalar uchun tegishli testlar orqali aniqlanadi.

Kuchlanish sinovi. Metallning cho'zilish mustahkamligini aniqlash uchun 1-namuna tayyorlanadi va qisqichlarga (yoki ushlagichlarga) 2 o'rnatiladi. Ushbu maqsadlar uchun gidravlik kuch uzatish tizimi yoki vintli tizimli mashinalar ko'pincha ishlatiladi.

Tortish kuchi F (51-rasm) sinov namunasida kuchlanish hosil qiladi va uning cho'zilishiga sabab bo'ladi. Stress namunaning kuchidan oshib ketganda, u yorilib ketadi.

Guruch. 51

Sinov natijalari odatda grafik shaklida taqdim etiladi. Yuk F abtsissalar o'qi bo'ylab, absolyut cho'zilish?l ordinatalar o'qi bo'ylab chizilgan.

Diagramma shuni ko'rsatadiki, dastlab namuna yukga mutanosib ravishda cho'ziladi. To'g'ri kesma OA teskari, elastik deformatsiyalarga mos keladi. Yukni tushirish vaqtida namuna o'zining asl o'lchamlarini oladi (bu jarayon egri chiziqning bir xil tekis qismi bilan tavsiflanadi). O'zgaruvchan tokning kavisli kesimi qaytarilmas, plastik deformatsiyalarga mos keladi. Yukni tushirgandan so'ng (SV chiziqli chiziq) namuna dastlabki o'lchamlariga qaytmaydi va ba'zi qoldiq deformatsiyani saqlaydi.

C nuqtadan boshlab, namuna yukni oshirmasdan uzayadi. CM diagrammasining gorizontal qismi hosil maydoni deb ataladi. Yukni ko'paytirmasdan deformatsiya kuchayadigan kuchlanish oqish kuchi deb ataladi.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, suyuqlik kristallarning sezilarli o'zaro siljishi bilan birga keladi, buning natijasida namuna yuzasida 45 ° burchak ostida namuna o'qiga moyil bo'lgan chiziqlar paydo bo'ladi. Suyuqlik holatini boshdan kechirgandan so'ng, material yana cho'zilishga qarshilik ko'rsatish qobiliyatiga ega bo'ladi (mustahkamlanadi) va M nuqtasidan tashqaridagi diagramma yuqoriga ko'tariladi, garchi avvalgidan ancha bo'shroq bo'lsa ham. D nuqtasida namunaning stressi eng katta qiymatga etadi va namunada bo'yin deb ataladigan o'tkir mahalliy torayish paydo bo'ladi. Bo'yinning tasavvurlar maydoni tezda pasayadi va natijada namuna yorilib ketadi, bu diagrammadagi K nuqtasining holatiga to'g'ri keladi, namunaning kuchlanish kuchi fc = F D / ga teng formula bilan aniqlanadi. S, bu erda: S fc - kuchlanish kuchi;

F D - ma'lum vaqtdan so'ng, valentlik namunasining ishdan chiqishi sodir bo'lgan yuk, N (kgf); S - namunaning asl holatidagi tasavvurlar maydoni, m 2 (mm 2).

Odatda, har xil metallar va qotishmalarni kuchlanish uchun sinovdan o'tkazishda nisbiy cho'zilish e aniqlanadi - sindirishdan oldin namuna uzunligining o'sishining namunaning boshlang'ich uzunligiga nisbati. Bu formula bilan aniqlanadimi? = ?l/l 0 -100,

Qayerda: ? - nisbiy kengaytma;

L = l 1 - I 0 - mutlaq cho'zilish; l 0 - namunaning dastlabki uzunligi; l 1 - sinovdan so'ng namuna uzunligi. Elastik deformatsiya paytida materialdagi kuchlanish namunaning nisbiy uzayishiga mutanosib ravishda ortishi eksperimental ravishda aniqlandi. Bu qaramlik Gek qonuni deb ataladi.

Bir tomonlama (uzunlamasına) cho'zish uchun Guk qonuni o = E-?, ko'rinishga ega.

bu erda: o = F/s - normal kuchlanish; F - kuchlanish kuchi; s - tasavvurlar maydoni;

Nisbiy kengaytma;

E - novda materialiga qarab doimiy qiymat.

Eslatma. SI tizimida stressni o'lchash birligi Paskaldir - 1 m 2 maydonga normal sirt ustida bir tekis taqsimlangan 1 nyuton (N) kuchidan kelib chiqadigan kuchlanish.

1 Pa = 0,102 10 -4 kgf / sm 2;

1 Pa = 0,102 10 -6 kgf / mm 2;

1 kgf / sm2 = 9,81 10 4 Pa;

1 kgf / mm 2 = 9,81 10 6 Pa.

Stressning paskal birligi juda kichik bo'lganligi sababli, kattaroq birlikdan foydalanish kerak - megapaskal 1 MP a = 10 6 Pa.

Gosstandart kvadrat millimetr uchun nyuton birligidan foydalanishga imkon beradi (N / mm 2). N/mm 2 va MPa da ifodalangan kuchlanishlarning raqamli qiymatlari bir xil. N / mm 2 birligi ham qulay, chunki chizmalardagi o'lchamlar millimetrda berilgan.

Proportsionallik koeffitsienti E elastiklikning kuchlanish moduli yoki Young moduli deb ataladi. Elastik modulning fizik ma'nosi nima? Keling, namuna kuchlanish diagrammasiga murojaat qilaylik (51-rasmga qarang, II). Undagi elastiklik moduli abscissa o'qiga qiyshayish burchagi a tangensiga proporsionaldir. Bu shuni anglatadiki, OA to'g'ri chiziq qanchalik tik bo'lsa, material shunchalik qattiqroq bo'ladi va uning elastik deformatsiyaga chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Metallni xarakterlash uchun nafaqat nisbiy cho'zilish, balki ko'ndalang kesimning nisbiy qisqarishini ham bilish kerak, bu ham materialning plastikligini tavsiflash imkonini beradi.

Tabiiyki, namuna cho'zilganida, tasavvurlar maydoni kamayadi. Bu tanaffus nuqtasida eng kichik bo'ladi. Nisbiy torayish formula bilan aniqlanadi? = (S 0 - S 1) / S 0 100%,

Qayerda: ? - nisbiy torayish;

S 0 - sinovdan oldin namunaning ko'ndalang kesimi maydoni; S 1 - yorilish joyidagi (bo'yin qismida) namunaning ko'ndalang kesimi maydoni.

Namuna ko'ndalang kesimining nisbiy cho'zilishi va nisbiy qisqarishi qanchalik katta bo'lsa, material shunchalik plastik bo'ladi.

Metalllarning mexanik xossalarining ko'rib chiqilgan uchta ko'rsatkichi: cho'zilish kuchi (o pch), nisbiy cho'zilish (e) va nisbiy qisqarish (?) bilan bir qatorda, mashinada yozilgan diagramma yordamida elastik chegarani aniqlash mumkin. (o y) va oqish kuchi (o m),

Siqish testi. Metalllarni siqish uchun sinovdan o'tkazish uchun (53-rasm) presslar ko'pincha ishlatiladi, ularda bosim kuchi gidravlik bosimni oshirish orqali hosil bo'ladi. Plastmassa materialdan, masalan, past karbonli po'latdan tayyorlangan namuna siqilganda (53-rasm, I), uning ko'ndalang o'lchamlari ortadi, uzunligi esa sezilarli darajada kamayadi. Bunda namunaning yaxlitligi buzilmaydi (54-rasm). Siqilish diagrammasidan (53, II-rasm) ko'rinib turibdiki, yuklanishning dastlabki bosqichida deformatsiya yukga mutanosib ravishda kuchayadi, keyin yukning bir oz ortishi bilan deformatsiya keskin kuchayadi, keyin deformatsiyaning kuchayishi asta-sekin sekinlashadi. namunaning ko'ndalang kesimining oshishi tufayli pastga.

Guruch. 52

Guruch. 53

Mo'rt materiallardan tayyorlangan namunalar siqilish ostida yo'q qilinadi (54-rasm, III). Misol uchun, cho'yan novda sindiruvchi yukga yetganda, u qiya platformalar bo'ylab bir-biriga nisbatan harakatlanadigan qismlarga bo'linadi (53-rasm, III).

Guruch. 54

Siqish uchun Huk qonuni to'liq qo'llaniladi, unga ko'ra materiallar elastik chegaragacha qo'llaniladigan kuchga mutanosib ravishda siqilishga qarshilik ko'rsatadi. Ko'pgina materiallar uchun egiluvchanlikning siqilish moduli elastiklikning kuchlanish moduliga teng. Faqat istisnolar - bu ba'zi mo'rt materiallar - beton, g'isht va boshqalar. Siqilish kuchlanishi bilan siqilish kuchlanishining tabiatidagi o'xshashlik bizga bir xil matematik tenglamalar yordamida ushbu jarayonlarni tavsiflash imkonini beradi.

Burilish sinovi. Bükme uchun sinovdan o'tkazilganda, namuna (nur) uchlari bilan ikkita tayanchga joylashtiriladi va o'rtasiga yuklanadi (55-rasm). Materialning egilishga chidamliligi namunaning egilish miqdori bilan baholanadi.

Guruch. 55

Keling, yog'ochdagi xayoliy uzunlamasına tolalarni tasavvur qilaylik. Bükme deformatsiyasida bir zonaning tolalari siqiladi, ikkinchisi esa cho'ziladi (55-rasm, II).

Siqilish va kuchlanish zonalari o'rtasida neytral qatlam mavjud bo'lib, uning tolalari deformatsiyaga uchramaydi, ya'ni ularning uzunligi o'zgarmaydi. Rasmdan. 55 ko'rinib turibdiki, tolalar neytral qatlamdan qanchalik uzoqroq joylashgan bo'lsa, ular shunchalik katta deformatsiyaga uchraydi. Shunday qilib, biz ichki kuchlar ta'sirida nurning ko'ndalang kesimlarida egilganda normal bosim va tortishish kuchlanishlari paydo bo'ladi, degan xulosaga kelishimiz mumkin, ularning kattaligi kesmadagi ko'rib chiqilayotgan nuqtalarning holatiga bog'liq. Eng yuqori kuchlanishlar odatda belgilanadi: siqish zonasida - ? maksimal, cho'zilgan zonada - ? m ah. Neytral o'qda joylashgan nuqtalarda kuchlanish nolga teng. Turli balandlikdagi kesma nuqtalarida paydo bo'ladigan normal kuchlanishlar neytral qatlamdan masofaga mutanosib ravishda ortadi va formuladan foydalanib hisoblash mumkinmi? = (E z) / p,

Qayerda: ? - normal stress;

z - qiziqtirgan toladan neytral qatlamgacha bo'lgan masofa; E - elastik modul; p - neytral qatlamning egrilik radiusi.

Kesish testi. Kesish uchun sinovdan o'tkazilganda (56-rasm) silindrsimon shaklga ega bo'lgan metall namunasi 3 vilkalar 1 va disk 2 dan iborat qurilmaning teshigiga kiritiladi. Mashina diskni vilkadan tortib oladi, chunki buning natijasida namunaning o'rta qismi uning tashqi qismlariga nisbatan harakatlanadi. Ish maydoni S (kesish maydoni) namunaning ko'ndalang kesimining ikki barobariga teng, chunki kesish bir vaqtning o'zida ikkita tekislik bo'ylab sodir bo'ladi.

Guruch. 56

Kesish paytida ta'sir qiluvchi kuchlar tekisliklari bilan chegaralangan deformatsiyalanadigan kesimlarning barcha nuqtalari teng masofalarga siljiydi, ya'ni bu nuqtalarda material bir xil deformatsiyani boshdan kechiradi. Bu shuni anglatadiki, bo'limning barcha nuqtalarida teng samarali stresslar bo'ladi.

Stressning kattaligi ichki (ko'ndalang) kuchlarning hosil bo'lgan F ni novda S ko'ndalang kesimi maydoniga bo'lish yo'li bilan aniqlanadi. Stress vektori kesma tekisligida joylashganligi sababli, unda tangensial kuchlanish paydo bo'ladi, r cf = F/2S formulasi bilan aniqlanadi, bu erda: r cf - kuchlanish qiymatining kesilishi;

F - natijaviy kuch;

S - namunaning ko'ndalang kesimi maydoni. Kesish - materialning bir qismini boshqasiga nisbatan kesish natijasida yuzaga keladigan vayronagarchilik, tangensial kuchlanishlar ta'sirida sodir bo'ladi. Siqilish deformatsiyasi uchun Guk qonuni amal qiladi: elastik zonada kuchlanishlar nisbiy deformatsiyalarga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Proportsionallik koeffitsienti - siljish elastiklik modulining kattaligi G. Nisbiy siljish (kesish burchagi) y bilan belgilanadi. Shunday qilib, siljish deformatsiyasi uchun Guk qonuni t = Gg ko'rinishga ega, bu erda: r = F/S - siljish kuchlanishi; F - tangensial kuch; S - o'zgaruvchan qatlamlar maydoni; y - kesish burchagi;

G - tananing materialiga qarab kesish moduli.

Burilish sinovi. Namunalarni buralish uchun sinovdan o'tkazishda trubaning bir uchi 2 harakatsiz 1 mahkamlanadi, ikkinchisi dastagi 3 yordamida aylantiriladi (57-rasm). Buralish novda, mil, trubaning ko'ndalang kesimlarining ushbu kesimlarda harakat qiluvchi momentlar (kuch juftlari) ta'sirida o'zaro aylanishi bilan tavsiflanadi. Agar burilish kuchlarini qo'llashdan oldin novda yuzasiga to'g'ri chiziqli generatrislar qo'llanilsa (57-rasm, I), u holda burmalangandan keyin bu generatorlar spiral chiziqlar shaklini oladi va qo'shnisiga nisbatan har bir kesma ma'lum bir burchak ostida aylanadi. (57-rasmga qarang, II). Bu shuni anglatadiki, har bir uchastkada kesish deformatsiyasi sodir bo'ladi va kesish kuchlanishlari paydo bo'ladi. Buralish paytida materialning siljish darajasi burilish burchaklari bilan belgilanadimi? va siljish y. Buralishning mutlaq qiymati ko'rib chiqilayotgan qismning sobit qismga nisbatan burilish burchagi bilan aniqlanadi. Eng katta burilish burchagi novda sobit uchidan eng katta masofada olinadi.

Guruch. 57

Burilish burchagi nisbati? burilish sodir bo'lgan I kesmaning uzunligiga burilishning nisbiy burchagi Q = deyiladi? /Z

bu yerda: Q - buralishning nisbiy burchagi;

Burilish burchagi;

Qattiqlik sinovi. Zavod va laboratoriya amaliyotida materiallarning qattiqligini aniqlashda ikkita usul qo'llaniladi: Brinell usuli va Rokvell usuli.

Brinell usuli. Bu usul metallarning qattiqligini o'lchashda diametri 2,5 bo'lgan po'lat shar 1; 625 N dan 30 kN gacha (62,5 dan 3000 kgf gacha) berilgan yuk 3 da sinov namunasi 2 yuzasiga 5 yoki 10 mm bosiladi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, namuna yuzasida qolgan izning diametri d o'lchanadi (58-rasm), bu kichikroq bo'lsa, metall qattiqroq.

Guruch. 58

Eslatma. Chelik to'p kamida HB850 qattiqligi bilan issiqlik bilan ishlangan po'latdan yasalgan bo'lishi kerak. Sirt pürüzlülüğü R z GOST 2789-73 bo'yicha 0,100 parametridan past emas. To'pning yuzasida 5 marta kattalashtirishda kattalashtiruvchi oyna bilan ko'rinadigan nuqsonlar bo'lmasligi kerak.

Brinell qattiqlik raqami formuladan foydalanib hisoblanadi

D - to'pning diametri, mm;

d - bosma diametri, mm.

Maxsus jadval (GOST 9012-59) eng keng tarqalgan metallarning qattiqligini aniqlash imkonini beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, o f f = 0,36 nb formulasi bilan ifodalangan an'anaviy uglerod uslublari uchun HB po'latining Brinell qattiqligi va uning tortishish kuchi o fp o'rtasida bog'liqlik mavjud.

Shuning uchun po'latning Brinell qattiqligini bilib, kuchlanish kuchini hisoblash mumkin.

Bu formula katta amaliy ahamiyatga ega. Brinell usuli odatda qattiqlashtirilmagan po'latlar, quyma temir va rangli metallarning qattiqligini aniqlaydi. Qattiqlashtirilgan po'latlarning qattiqligi Rokvell apparati yordamida o'lchanadi.

Rokvell usuli. Ushbu usul yordamida metallarning qattiqligini o'lchashda standart turdagi uchi (qattiq metallar uchun olmos konus yoki yumshoqroq uchun po'lat shar) ikkita ketma-ket qo'llaniladigan yuk ta'sirida sinov namunasiga bosiladi: dastlabki (F 0) 100 N (10 kgf) va yakuniy (F 1) 1000 N (100 kgf) - to'p uchun va 1500 N (150 kgf) - olmos konus uchun.

Oldindan yuklanish ta'sirida konus metallga h 0 chuqurlikka kiradi (59-rasm, I); dastlabki asosiy yukga qo'shganda, iz chuqurligi h ga oshadi (59-rasm, II) va asosiy yukni olib tashlaganingizdan so'ng h 1 (59-rasm, III) ga teng bo'lib qoladi.

Guruch. 59

Asosiy yuk F 1 tufayli olingan chuqurlik chuqurligi h = h 1 - h 0, Rokvellning qattiqligini tavsiflaydi. Rokvell usulidan foydalangan holda sinovlar sinov tugagandan so'ng darhol qattiqlik raqamini ko'rsatadigan indikator bilan jihozlangan maxsus qurilmalar bilan amalga oshiriladi.

Ko'rsatkich ikkita shkalaga ega: qora (C) olmos konus bilan sinash uchun va qizil (B) to'p bilan sinash uchun.

Rokvellning qattiqligi ixtiyoriy birliklarda o'lchanadi.

Rokvell qattiqligining belgilanishiga misol: HRC50 (qattiqlik C shkalasida 50).

Kalibrlangan fayllar bilan qattiqlikni aniqlash. HRC qattiqligi turli xil kesilgan qattiqliklarga issiqlik bilan ishlov berilgan bir qator fayllar yordamida aniqlanishi mumkin. Odatda, çentik oralig'i 3 dan 5 HRC birligigacha o'zgaradi. Fayllarni kalibrlash standart plitkalar yordamida amalga oshiriladi, ularning qattiqligi qurilmada oldindan aniq belgilanadi.

Sinov qismining qattiqligi qattiqlikdagi minimal intervalli ikkita fayl bilan belgilanadi, ulardan biri faqat qism bo'ylab siljishi mumkin, ikkinchisi esa uni biroz chizish mumkin. Agar HRC62 bo'lgan fayl metallni chizib qo'ysa va HRC59 bilan u faqat qismning yuzasi bo'ylab sirg'alib ketsa, u holda qattiqlik HRC60-61 bo'ladi.

Amalda bu usuldan qattiqligini boshqa usul bilan o'lchash qiyin bo'lgan asboblarning (raybalar, kesgichlar va boshqalar) qattiqligini aniqlash uchun foydalaniladi.

Qattiqlikni aniqlashning boshqa usullari mavjud (Vikkers usuli, elektromagnit usullar va boshqalar), bu kitobda muhokama qilinmaydi.

Materialni tanlash mezonlari

Xususiyatlari materialning boshqa materiallar bilan umumiyligi yoki farqini belgilaydigan miqdoriy yoki sifat ko'rsatkichi.
Xususiyatlarning uchta asosiy guruhi mavjud: ekspluatatsion, texnologik va xarajat, ular materialni tanlashga asoslanadi va undan foydalanishning texnik va iqtisodiy maqsadga muvofiqligini belgilaydi. Ishlash xususiyatlari katta ahamiyatga ega.
Operatsion Mashina qismlari, qurilmalari va asboblarining ishlashini, ularning quvvatini, tezligini, narxini va boshqa texnik va ekspluatatsiya ko'rsatkichlarini aniqlaydigan materialning xususiyatlarini chaqiring.
Mashina qismlari va mahsulotlarining ko'pchiligining ishlashi tashqi yuk ta'siri ostida materialning harakatini tavsiflovchi mexanik xususiyatlar darajasi bilan ta'minlanadi. Mashina qismlarini yuklash shartlari har xil bo'lganligi sababli, mexanik xususiyatlar ko'rsatkichlarning katta guruhini o'z ichiga oladi.
Vaqt o'tishi bilan o'zgarishlarga qarab, yuklar statik va dinamik bo'linadi. Statik yuklash uning kattaligidagi o'zgarishning past tezligi bilan tavsiflanadi va dinamik yuklar vaqt o'tishi bilan yuqori tezlikda o'zgaradi, masalan, zarba yuklash paytida. Bundan tashqari, yuklar tortilish, siqish, egilish, buralish va kesishga bo'linadi. Yukning o'zgarishi vaqti-vaqti bilan takrorlanishi mumkin, shuning uchun ular takroriy yoki tsiklik deb ataladi. Mashinaning ishlash sharoitida sanab o'tilgan yuklarning ta'siri turli xil kombinatsiyalarda namoyon bo'lishi mumkin.
Tashqi yuklarning, shuningdek, strukturaviy-fazali o'zgarishlarning ta'siri ostida, tashqi yuklar orqali ifodalanishi mumkin bo'lgan strukturalar materialida ichki kuchlar paydo bo'ladi. Jismning birlik tasavvurlar maydoniga ichki kuchlar deyiladi stresslar. Stress tushunchasining kiritilishi tuzilmalar va ularning elementlarining mustahkamligini hisoblash imkonini beradi.
Silindrsimon tayoqning eksenel tarangligining eng oddiy holatida kuchlanish σ valentlik kuchi P ning dastlabki tasavvurlar maydoni Fo ga nisbati sifatida aniqlanadi, ya'ni.

s = P/Fo

Tashqi kuchlarning harakati tananing deformatsiyasiga olib keladi, ya'ni. uning hajmi va shaklini o'zgartirish uchun. Yukni tushirgandan keyin yo'qolgan deformatsiya elastik, tanada qolgan deformatsiya plastik (qoldiq) deb ataladi.
Mashina qismlarining alohida guruhining ishlashi nafaqat mexanik xususiyatlarga, balki kimyoviy faol ish muhitining ta'siriga ham bog'liq bo'lsa, bunday ta'sir sezilarli bo'lib qolsa, u holda materialning fizik va kimyoviy xossalari - issiqlikka chidamlilik va; korroziyaga chidamlilik - hal qiluvchi bo'ling.
Issiqlikka qarshilik materialning yuqori haroratlarda quruq gazlar atmosferasida kimyoviy korroziyaga qarshi turish qobiliyatini tavsiflaydi. Metalllarda qizdirish sirtda oksidli qatlam (shkala) hosil bo'lishi bilan birga keladi.
Korroziyaga qarshilik- bu metallning elektrokimyoviy korroziyaga qarshi turish qobiliyati, bu metall yuzasida suyuq muhit va uning elektrokimyoviy heterojenligi mavjud bo'lganda rivojlanadi.
Mashinalarning ayrim qismlari uchun magnit, elektr va issiqlik maydonlarida, shuningdek, yuqori energiya oqimlari yoki radiatsiya ta'sirida materiallarning harakatini tavsiflovchi fizik xususiyatlar muhimdir. Ular odatda magnit, elektr, termofizik va radiatsiyaga bo'linadi.
Materialning issiq va sovuq ishlov berishning turli usullariga duchor bo'lish qobiliyati bilan belgilanadi texnologik xususiyatlar. Bularga quyma xossalari, deformatsiyalanishi, payvandlanishi va kesish asboblari bilan ishlov berilishi kiradi. Texnologik xususiyatlar shaklni o'zgartiruvchi ishlov berish va blankalar va mashina qismlarini olish imkonini beradi.
Asosiy xususiyatlarning oxirgi guruhi materialning narxini o'z ichiga oladi, bu esa uni ishlatishning iqtisodiy samaradorligini baholaydi. Uning miqdoriy ko'rsatkichi ulgurji narx - ishlab chiqaruvchi o'z mahsulotlarini mashinasozlik va asbobsozlik korxonalariga sotadigan quyma, profil, kukun, bo'lak va payvandlangan blankalar ko'rinishidagi materiallarning birlik massasi narxidir.

Statik yuklar ostida aniqlanadigan mexanik xususiyatlar

Mexanik xususiyatlar materialning deformatsiyaga, yo'q qilishga chidamliligini yoki yo'q qilish jarayonida uning xatti-harakatlarining o'ziga xosligini tavsiflaydi. Bu xususiyatlar guruhiga mustahkamlik, qattiqlik (elastiklik), egiluvchanlik, qattiqlik va yopishqoqlik ko'rsatkichlari kiradi. Bunday ko'rsatkichlarning asosiy guruhi standart o'lchamdagi namunalar bo'yicha laboratoriya sharoitida aniqlanadigan mexanik xususiyatlarning standart tavsiflaridan iborat. Bunday sinovlar davomida olingan mexanik xususiyatlarning ko'rsatkichlari tashqi yuk ostida materiallarning harakatini qismning dizayni va ish sharoitlarini hisobga olmagan holda baholaydi.
Yuklarni qo'llash usuliga ko'ra, statik sinovlar ajralib turadi: tortish, siqish, egilish, buralish, kesish yoki kesish. Eng keng tarqalgan mexanik xususiyatlarning bir nechta muhim ko'rsatkichlarini aniqlash imkonini beradigan kuchlanish sinovlari (GOST 1497-84).

Kuchlanish sinovi. Ko'ndalang kesim maydoni Fo va ishchi (hisoblangan) uzunligi lo bo'lgan standart namunalarni cho'zishda koordinatalarda valentlik diagrammasi tuziladi: yuk - namunaning cho'zilishi (1-rasm). Diagramma uchta bo'limni ajratib turadi: yukdan oldin elastik deformatsiya Rupr.; Rupr dan bir xil plastik deformatsiya. Pmax ga va Pmax dan Pk gacha konsentrlangan plastik deformatsiya. To'g'ri qism Rpc proportsionallik chegarasiga mos keladigan yukga qadar saqlanadi. To'g'ri kesimning qiyalik burchagi tangensi birinchi turdagi E elastiklik modulini tavsiflaydi.

Guruch. 1. Egiluvchan metallning tortish diagrammasi (a) va diagrammalar
egiluvchan (b) va mo'rt (c) metallarning shartli kuchlanishlari.
Taqqoslash uchun haqiqiy kuchlanish diagrammasi (chiziq chiziq) berilgan.

P nazorati ustidagi plastik deformatsiya. ortib borayotgan yuk ostida sodir bo'ladi, chunki metall deformatsiya paytida mustahkamlanadi. Deformatsiya paytida materialning qattiqlashishi sovuq qotib qolish deb ataladi.

Metallning qattiqlashishi namunaning uzilishigacha kuchayadi, garchi cho'zilish yuki P dan kamaysa maks P k gacha (1-rasm, a). Bu namunadagi mahalliy ingichka bo'yinning paydo bo'lishi bilan izohlanadi, unda plastik deformatsiya asosan to'plangan. Yukning kamayishiga qaramasdan, bo'ynidagi kuchlanish kuchlanishi namuna muvaffaqiyatsiz tugamaguncha ortadi.
Cho'zilganida, namuna uzayadi va uning kesimi doimiy ravishda kamayadi. Haqiqiy kuchlanish ma'lum bir vaqtda harakat qiluvchi yukni namunaning o'sha paytdagi maydoniga bo'lish orqali aniqlanadi (1-rasm, b). Kundalik amaliyotda bu stresslar aniqlanmaydi, lekin F ko'ndalang kesimini nazarda tutgan holda stress sharoitlari qo'llaniladi o namuna o'zgarishsiz qoladi.

Kuchlanishlar s ni boshqarish, s t, s v - standart kuch xususiyatlari. Har biri mos keladigan yuk P nazoratini bo'lish orqali olinadi. R t va R maks dastlabki tasavvurlar maydoniga F O .

Elastik chegara s nazorati plastik deformatsiyaning 0,005 qiymatiga etgan stress deb ataladi; 0,02 va 0,05%. Tegishli elastik chegaralar bilan belgilanadi s 0,005, s 0,02, s 0,05.

Shartli oqish kuchi - 0,2% ga teng bo'lgan plastik deformatsiyaga mos keladigan kuchlanish; belgilangan s 0,2 . Jismoniy rentabellik kuchi s t undagi hosil platosi mavjud bo'lganda kuchlanish diagrammasidan aniqlanadi. Biroq, tortishish sinovlari paytida, ko'pchilik qotishmalarning diagrammalarda rentabellik platosi yo'q. Tanlangan 0,2% plastik deformatsiya elastiklikdan plastik deformatsiyalarga o'tishni juda aniq tavsiflaydi.

Vaqtinchalik qarshilik materialning maksimal yuk ko'tarish qobiliyatini, vayron bo'lgunga qadar kuchini tavsiflaydi:

s in = P max / F o

Plastisite nisbiy cho'zilish d va nisbiy qisqarish ps bilan tavsiflanadi:

bu yerda lk - namunaning yakuniy uzunligi; lo va Fo - namunaning boshlang'ich uzunligi va ko'ndalang kesimi maydoni; Fk – yorilish joyidagi tasavvurlar maydoni.
Past plastisiteli materiallar uchun valentlik sinovlari (1c-rasm) sezilarli qiyinchiliklarga olib keladi. Bunday materiallar odatda bükme sinovlariga duchor bo'ladi.

Burilish sinovi. Bükme sinovi paytida namunada ham qisish, ham siqish kuchlanishlari paydo bo'ladi. Quyma temir, asbob po'lati, sirt qotib qolgandan keyin po'lat va keramika egilish uchun sinovdan o'tkaziladi. Belgilangan xarakteristikalar valentlik kuchi va burilishdir.

Bükme kuchi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

s u = M / Vt,

bu erda M - eng katta egilish momenti; W – dumaloq kesma tasviri uchun kesimning qarshilik momenti

Vt = pd 3/32

(bu erda d - namunaning diametri), va to'rtburchaklar kesimli namunalar uchun W = bh 2 /6, bu erda b, h - namunaning kengligi va balandligi).
Qattiqlik sinovlari . Qattiqlik deganda materialning qattiq jismning - indenterning uning yuzasiga kirishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati tushuniladi. Qattiqlashtirilgan po'latdan yasalgan shar yoki konus yoki piramida ko'rinishidagi olmos uchi indenter sifatida ishlatiladi. Chiqib ketganda, materialning sirt qatlamlari sezilarli darajada plastik deformatsiyaga uchraydi. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, sirtda iz qoladi. Ro'y beradigan plastik deformatsiyaning o'ziga xos xususiyati shundaki, uchi yaqinida har tomonlama notekis siqilishga yaqin murakkab kuchlanish holati paydo bo'ladi. Shu sababli nafaqat plastmassa, balki mo'rt materiallar ham plastik deformatsiyaga uchraydi.
Shunday qilib, qattiqlik materialning plastik deformatsiyaga chidamliligini tavsiflaydi. Bo'yin hududida qaysi konsentrlangan deformatsiya paydo bo'lishini aniqlashda bir xil qarshilik vaqtinchalik qarshilik bilan baholanadi. Shuning uchun, bir qator materiallar uchun qattiqlik va kuchlanish kuchining raqamli qiymatlari proportsionaldir. Amalda qattiqlikni o'lchashning to'rtta usuli keng qo'llaniladi: Brinell qattiqligi, Vickers qattiqligi, Rokvell qattiqligi va mikroqattiqligi.
Brinell qattiqligini aniqlashda (GOST 9012-59) 10 diametrli qotib qolgan to'p namuna yuzasiga bosiladi; 5000N dan 30000N gacha bo'lgan yuk ostida 5 yoki 2,5 mm. Yukni olib tashlaganingizdan so'ng, sirtda diametri d bo'lgan sharsimon teshik shaklida iz hosil bo'ladi.
Brinell qattiqligini o'lchashda, chuqurlik diametri va tanlangan yukga qarab, qattiqlik raqamini ko'rsatadigan oldindan tuzilgan jadvallar qo'llaniladi, chuqurlik diametri qanchalik kichik bo'lsa, qattiqlik shunchalik yuqori bo'ladi.
Brinell o'lchash usuli qattiqligi bo'lgan po'latlar uchun ishlatiladi < 450 HB, qattiqlikdagi rangli metallar < 200 NV. Ular uchun kuchlanish kuchi (MPa da) va qattiqlik soni HB o'rtasida korrelyatsiya o'rnatilgan:
s in » 3,4 NN - issiq prokatlangan karbonli po'latlar uchun;
s in » 4,5 NV - mis qotishmalari uchun;
s in » 3,5 HB - alyuminiy qotishmalari uchun.
Standart Vickers o'lchash usuli (GOST 2999-75) bilan 139 ° tepalik burchagi bo'lgan tetraedral olmos piramidasi namuna yuzasiga bosiladi. Imprint kvadrat shaklida olinadi, uning diagonali yukni olib tashlaganidan keyin o'lchanadi. Qattiqlik soni HV tanlangan yukdagi chuqurlik diagonali qiymatiga asoslangan maxsus jadvallar yordamida aniqlanadi.

Vickers usuli asosan qattiqligi yuqori bo'lgan materiallar uchun, shuningdek, kichik bo'laklar yoki yupqa sirt qatlamlari qismlarining qattiqligini tekshirish uchun ishlatiladi. Qoidaga ko'ra, kichik yuklar qo'llaniladi: 10,30,50,100,200,500 N. O'rganilayotgan qism yoki qatlamning kesimi qanchalik nozik bo'lsa, yuk kamroq tanlanadi.
Qattiqligi 450 HB gacha bo'lgan materiallar uchun Vickers va Brinell qattiqlik raqamlari deyarli bir xil.
Rokvellning qattiqligini o'lchash (GOST 9013-59) eng universal va eng kam mehnat talab qiladi. Qattiqlik soni uchining chuqurligi chuqurligiga bog'liq bo'lib, u tepa burchagi 120 0 bo'lgan olmos konus yoki diametri 1,588 mm bo'lgan po'lat shar sifatida ishlatiladi. Har xil yuk va maslahatlar kombinatsiyasi uchun Rokvell qurilmasi uchta o'lchov tarozisiga ega: A.B.C. Rokvellning qattiqligi qattiqlik darajasini ko'rsatadigan raqamlar va qattiqlik shkalasini ko'rsatadigan HR harflari bilan belgilanadi, masalan: 70HRA, 58HRC, 50HRB. Rokvellning qattiqlik raqamlari Brinell va Vickers qattiqlik raqamlari bilan aniq aloqaga ega emas.
O'lchov A (uchi - olmos konus, umumiy yuk 600N). Bu shkala ayniqsa qattiq materiallar, yupqa qatlamli materiallar yoki yupqa (0,6-1,0 mm) qatlamlar uchun ishlatiladi. Ushbu shkalada qattiqlikni o'lchash chegaralari 70-85 ni tashkil qiladi.
B shkalasi (uchi - po'lat to'p, umumiy yuk 1000N). Bu shkala nisbatan yumshoq materiallarning qattiqligini aniqlaydi (<400НВ). Пределы измерения твердости 25-100.

S shkalasi (uchi - olmos konus, umumiy yuk 1500N). Ushbu shkala qattiq materiallar (> 450HB), masalan, qotib qolgan po'latlar uchun ishlatiladi. Ushbu shkala bo'yicha qattiqlikni o'lchash chegaralari 20-67. Mikroqattiqlikni aniqlash (GOST 9450-76) olmos piramidasini kichik yuklar (0,05-5N) ostida namuna yuzasiga bosish, so'ngra chuqurchaning diagonalini o'lchash orqali amalga oshiriladi. Bu usul alohida donalar, strukturaviy komponentlar, yupqa qatlamlar yoki yupqa qismlarning qattiqligini baholaydi.

Dinamik yuklar ostida aniqlanadigan mexanik xususiyatlar

Mashina qismlari ishlaganda, ko'plab metallar mo'rt sindirishga moyil bo'lgan dinamik yuklar mumkin. Yo'q qilish xavfi kesish - stressni kontsentratorlar bilan ortadi. Ushbu omillar ta'sirida metallning mo'rt sinishiga moyilligini baholash uchun sarkaç zarbasi haydovchilarida dinamik zarba egilish sinovlari o'tkaziladi (2-rasm). Standart namuna ikkita sporaga joylashtiriladi va o'rtada zarba qo'llaniladi, bu namunaning yo'q qilinishiga olib keladi. Ish mayatnik piledriver shkalasi yordamida aniqlanadi TO, yo'q qilishga sarflang va ushbu sinovlar natijasida olingan asosiy xarakteristikani hisoblang - perkussiya yopishqoqlik:

KS = K / S 0 1 , [MJ/m 2 ],

Qayerda S 0 1, tish joyidagi namunaning ko'ndalang kesimi maydoni.

Guruch. 2. Mayatnikli qoziq drayveri sxemasi (a) va zarba sinovi (b):
1 - namuna; 2 - mayatnik; 3 - masshtab; 4 – masshtabli strelka; 5-tormoz.

GOST 9454-78 ga muvofiq uch turdagi namunalar sinovdan o'tkaziladi: U-shaklidagi (chechak radiusi r=1 mm); V-shaklidagi (r=0,25 mm) va T-shaklidagi (tirik tagida hosil bo'lgan charchoq yorig'i. Shunga ko'ra, zarba kuchi quyidagicha belgilanadi: KCU, KCV, KCT. Barcha mexanik xossalarning zarba kuchi haroratga eng sezgir. pasaytirish, shuning uchun chegarani aniqlash uchun past haroratlarda ta'sir kuchini tekshirish qo'llaniladi sovuq mo'rtlik- zarba kuchi pasayadigan harorat yoki harorat oralig'i. Sovuq mo'rtlik- harorat pasayganda metall materialning yopishqoqligini yo'qotish va mo'rt bo'lish qobiliyati. Sovuq mo'rtlik temir, po'lat, metallar va qotishmalarda o'zini namoyon qiladi, ular tanasi markazlashtirilgan kubik (BCC) yoki olti burchakli yaqin o'ralgan (HC) panjaraga ega. Yuz markazlashtirilgan kubik (fcc) panjarali metallarda yo'q.

Mexanik xususiyatlar o'zgaruvchan tsiklik yuklar ostida aniqlanadi

Ko'pgina mashina qismlari (vallar, ulash novlari, tishli g'ildiraklar) ish paytida takroriy tsiklik yuklanishni boshdan kechiradi. Tsiklik yuklar ta'sirida materialda shikastlanishning bosqichma-bosqich to'planishi, uning xususiyatlarining o'zgarishiga, yoriqlar paydo bo'lishiga, ularning rivojlanishiga va yo'q qilinishiga olib keladigan jarayonlar deyiladi. charchoq, va charchoqqa qarshi turish qobiliyati - chidamlilik(GOST 23207-78). Materiallarning tsiklik yuklash sharoitida ishlash qobiliyati namunalarning charchoq sinovi natijalari bilan baholanadi (GOST 25.502-79). Ular namunalarda takroriy yuklashni yaratadigan maxsus mashinalarda amalga oshiriladi (kuchlanish - siqish, egilish, buralish). Namunalar ketma-ket ravishda turli xil stress darajalarida sinovdan o'tkaziladi, muvaffaqiyatsizlikka qadar tsikllar sonini aniqlaydi. Sinov natijalari charchoq egri chizig'i shaklida tasvirlangan, u koordinatalarda chizilgan: maksimal tsikl stressi s max / yoki s in ) – davrlar soni. Charchoq egri chiziqlari sizga quyidagi chidamlilik mezonlarini aniqlash imkonini beradi:

- tsiklik kuch, bu materialning yuk ko'tarish qobiliyatini tavsiflaydi, ya'ni. ma'lum bir ish vaqtiga bardosh bera oladigan eng katta kuchlanish.- tsiklik chidamlilik- ma'lum bir uzunlikdagi charchoq yoriqlari paydo bo'lishidan oldin yoki ma'lum bir kuchlanishda charchoqning buzilishidan oldin material bardosh bera oladigan tsikllar (yoki ish soatlari) soni.

Yuqori tsiklli chidamlilik uchun ko'rib chiqilgan mezonlarni aniqlashdan tashqari, ba'zi maxsus holatlar uchun sinovlar o'tkaziladi past tsiklli charchoq. Ular yuqori kuchlanishlarda (s 0,2 dan yuqori) amalga oshiriladi ) va past yuklanish chastotasi (odatda 6 Hz dan oshmasligi kerak). Ushbu testlar kamdan-kam, lekin sezilarli tsiklik yuklarni boshdan kechiradigan tuzilmalarning (masalan, samolyotlar) ish sharoitlarini simulyatsiya qiladi.

Materiallarning mexanik xususiyatlari

materialning unga ta'sir qiluvchi yukga chidamliligini, bu holda deformatsiya qilish qobiliyatini, shuningdek, yo'q qilish jarayonida uning xatti-harakatlarining xususiyatlarini tavsiflovchi ko'rsatkichlar to'plami. Bunga muvofiq M. s. m kuchlanish bilan o'lchanadi (odatda kgf/mm 2 yoki Mn/m 2), deformatsiyalar (%), deformatsiya va buzilishning o'ziga xos ishi (odatda kgf․m/sm 2 yoki Mj/m 2), statik yoki takroriy yuklanishda yo'q qilish jarayonining rivojlanish tezligi (ko'pincha mm 1 uchun sek yoki 1000 yuk takrorlash tsikli uchun, mm/ksikl). Xonim. m turli shakldagi namunalarni mexanik sinovlar paytida aniqlanadi.

Umuman olganda, tuzilmalardagi materiallar juda boshqacha tabiatdagi yuklarga duchor bo'lishi mumkin ( guruch. 1 ): cho'zish ustida ishlash , siqish, egilish, burilish, kesish va boshqalar yoki kuchlanish va egilish kabi bir nechta turdagi yuklarning birgalikdagi ta'siriga duchor bo'lishi mumkin. Materiallarning ishlash shartlari harorat, atrof-muhit, yukni qo'llash tezligi va vaqt o'tishi bilan uning o'zgarishi qonunida ham farqlanadi. Shunga mos ravishda M. larning koʻplab koʻrsatkichlari mavjud. m va ko'plab mexanik sinov usullari. Metall va muhandislik plastmassalari uchun eng keng tarqalgan sinovlar kuchlanish, qattiqlik va zarba egilishidir; mo'rt konstruktiv materiallar (masalan, keramika, metall-keramika) ko'pincha siqilish va statik egilish uchun sinovdan o'tkaziladi; Kompozit materiallarning mexanik xususiyatlarini, qo'shimcha ravishda kesish sinovlari paytida baholash muhimdir.

Deformatsiya diagrammasi. Namunaga qo'llaniladigan yuk uning deformatsiyasiga olib keladi (Qarang: Deformatsiya). Yuk va deformatsiya o'rtasidagi munosabatlar deyiladi. kuchlanish diagrammasi ( guruch. 2 ). Dastlab, namunaning deformatsiyasi (kuchlanish bilan - uzunlikning o'sishi D l) ortib borayotgan yukga mutanosib R, keyin nuqtada n bu mutanosiblik buzilgan, ammo deformatsiyani oshirish uchun yukni yanada oshirish kerak R; D da l > Δ l c deformatsiya tashqi kuch qo'llamasdan, asta-sekin kamayib borayotgan yuk bilan rivojlanadi. Agar kuchlanish ordinata o'qi bo'ylab chizilgan bo'lsa, deformatsiya diagrammasi ko'rinishi o'zgarmaydi

(F 0 Va l 0- mos ravishda, dastlabki tasavvurlar maydoni va namunaning taxminiy uzunligi).

Materiallarning qarshiligi namunaning birlik tasavvurlar maydoniga yukni tavsiflovchi stresslar bilan o'lchanadi

V kgf/mm 2. Kuchlanishi

deformatsiyaning yukga mutanosib o'sishi buzilgan bo'lsa, proportsionallik chegarasi deyiladi. Yuk ostida R P n namunani tushirish, qo'llaniladigan kuch ta'sirida unda paydo bo'lgan deformatsiyaning yo'qolishiga olib keladi; bunday deformatsiya elastik deb ataladi. ga nisbatan engil ortiqcha yuk P n deformatsiyaning xarakterini o'zgartirmasligi mumkin - u hali ham elastikligini saqlab qoladi. Namuna tushirish paytida qoldiq plastik deformatsiyalarsiz bardosh bera oladigan eng katta yuk materialning elastik chegarasini aniqlaydi:

Elastik xususiyatlar. Elastik mintaqada kuchlanish va kuchlanish mutanosiblik koeffitsienti bilan bog'liq. s = Ed cho'zilganda, bu erda E- deb atalmish normal egiluvchanlik moduli, son jihatdan egri chiziqning s = s (d) to'g'ri kesimining deformatsiya o'qiga egilish burchagi tangensiga teng ( guruch. 2 ). Silindrsimon yoki tekis namunani kuchlanish uchun sinovdan o'tkazishda bir o'qli (s 1 > 0; (s 2 = s 3 = 0) kuchlanish holati uch o'qli deformatsiyalangan holatga mos keladi (qo'llaniladigan kuchlarning ta'sir yo'nalishi bo'yicha uzunlikning ortishi va kamayishi). boshqa ikkita o'zaro perpendikulyar yo'nalishdagi chiziqli o'lchamlarda): d 1 >0 d 2 = d 3;

asosiy konstruktiv materiallar uchun elastiklik diapazoni ichida u ancha tor chegaralar ichida o'zgarib turadi (po'latlar uchun 0,27-0,3, alyuminiy qotishmalari uchun 0,3-0,33). Puasson nisbati asosiy hisoblash xarakteristikalaridan biridir. m ni bilish va E, hisoblash yo'li bilan kesish modulini aniqlash mumkin

Plastik deformatsiyaga qarshilik. Yuk ostida R > R in Doimiy o'sib borayotgan elastik deformatsiya bilan bir qatorda, sezilarli darajada qaytarib bo'lmaydigan plastik deformatsiya paydo bo'ladi, bu yuk tushirish paytida yo'qolmaydi. Qoldiq nisbiy deformatsiya (cho'zilish cho'zilishi) ma'lum bir qiymatga (GOST bo'yicha - 0,2%) etib boradigan kuchlanish shartli oqish kuchi deb ataladi va belgilanadi.

Amalda zamonaviy sinov usullarining aniqligi shundan iboratki, s p va s e mos ravishda proportsionallik qonunidan chetga chiqish [ctg(90 - a) ning 25-50% ga oshishi] uchun belgilangan toleranslar bilan aniqlanadi. qoldiq deformatsiya miqdori (0,003-0,05%) va proportsionallik va elastiklikning shartli chegaralari haqida gapiring. Strukturaviy metallarning kuchlanish egri chizig'i maksimal (nuqta) bo'lishi mumkin guruch. 2 ) yoki maksimal yukga erishilganda uziladi R in’ . Munosabat

materialning vaqtinchalik qarshiligini (uzilish kuchi) tavsiflaydi. Chapdagi egri chiziqda yotgan yuklar sohasida tortishish egri chizig'ida maksimal bo'lsa V, namuna butun hisoblangan uzunlik bo'ylab bir xilda deformatsiyalanadi l 0, diametri asta-sekin kamayadi, lekin boshlang'ich silindrsimon yoki prizmatik shaklni saqlab qoladi. Plastik deformatsiyalar paytida metallar mustahkamlanadi, shuning uchun namunaning kesishishi qisqarishiga qaramay, keyingi deformatsiya doimiy ravishda ortib borayotgan yukni qo'llashni talab qiladi. s in, an'anaviy s 0,2, s n va s e kabi, metallarning plastik deformatsiyaga chidamliligini tavsiflaydi. Deformatsiya diagrammasining o'ngdagi qismida valentlik namunasining shakli o'zgaradi: "bo'yin" ko'rinishida ifodalangan konsentrlangan deformatsiya davri boshlanadi. Bo'yindagi kesmaning pasayishi metallarning mustahkamlanishini "bo'lib o'tadi", bu hududdagi tashqi yukning pasayishiga olib keladi. P in - P k.

Ko'pgina konstruktiv materiallar uchun kuchlanish va siqilish vaqtida elastik-plastik mintaqada plastik deformatsiyaga qarshilik deyarli bir xil. Ba'zi metallar va qotishmalar (masalan, magniy qotishmalari, yuqori quvvatli po'latlar) kuchlanish va siqilishda bu xususiyatning sezilarli farqlari bilan ajralib turadi. Plastik deformatsiyaga qarshilik ko'pincha (mahsulot sifatini, standart issiqlik bilan ishlov berish sharoitlarini kuzatishda va boshqa hollarda) qattiqlik sinovlari natijalariga ko'ra shar shaklida (Brinell yoki Rokvell qattiqligi), konusning qattiq uchini bosish orqali baholanadi. (Rokvell qattiqligi) yoki piramida (Vickers qattiqligi). Qattiqlik sinovlari qismning yaxlitligini buzishni talab qilmaydi va shuning uchun mexanik xususiyatlarni kuzatishning eng keng tarqalgan vositasidir. Diametrli to'pni chuqurlashda Brinell qattiqligi (HB). D yuk ostida R diametrli sferik izning birlik yuzasi uchun shartli ravishda hisoblangan o'rtacha bosim kuchlanishini tavsiflaydi. d:

Plastisit xususiyatlari. Strukturaviy materiallarning cho'zilish plastikligi cho'zilish bilan baholanadi

(Qaerda h 0 Va h k- namunaning boshlang'ich va yakuniy balandligi), buralish paytida - namunaning ishchi qismining maksimal burilish burchagi D, xursand yoki nisbiy siljish g = t r(Qaerda r- namuna radiusi). Deformatsiya diagrammasining yakuniy ordinatasi (nuqta k yoqilgan guruch. 2 ) metallni yo'q qilishga chidamliligini tavsiflaydi S k, bu aniqlanadi

(Fk- yorilish joyidagi haqiqiy maydon).

Vayronagarchilikning xususiyatlari. Vayronagarchilik bir zumda sodir bo'lmaydi (nuqtada k), lekin vaqt o'tishi bilan rivojlanadi va vayronagarchilikning boshlanishi saytdagi ba'zi bir oraliq nuqtaga to'g'ri kelishi mumkin VC, va butun jarayon yuk asta-sekin nolga tushganda tugaydi. Deformatsiya diagrammasidagi k nuqtaning holati asosan sinov mashinasining qattiqligi va o'lchash tizimining inertsiyasi bilan belgilanadi. Bu kattalikni hosil qiladi S k asosan shartli.

Ko'pgina strukturaviy metallar (po'latlar, shu jumladan yuqori quvvatli, issiqlikka chidamli xrom-nikel qotishmalari, yumshoq alyuminiy qotishmalari va boshqalar) bo'yinning shakllanishi bilan sezilarli plastik deformatsiyadan so'ng keskinlikda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Ko'pincha (masalan, yuqori quvvatli alyuminiy qotishmalarida) sinish yuzasi valentlik kuchining yo'nalishi bo'yicha taxminan 45 ° burchak ostida joylashgan. Muayyan sharoitlarda (masalan, sovuq mo'rt po'latlarni suyuq azot yoki vodorodda sinovdan o'tkazishda, cho'zilish kuchlanishlari va stressli korroziyaga moyil bo'lgan metallar uchun korroziy muhitda) sinish kuchlanish kuchiga perpendikulyar bo'lgan qismlarda (to'g'ridan-to'g'ri sinish) sodir bo'ladi. makroplastik deformatsiyalarsiz.

Strukturaviy elementlarda amalga oshiriladigan materiallarning mustahkamligi nafaqat metallning mexanik xususiyatlariga, balki qismning shakli va o'lchamiga (shakl va o'lchov effektlari deb ataladigan), yuklangan strukturada to'plangan elastik energiyaga, ta'sir qiluvchi yukning tabiati (statik, dinamik , vaqti-vaqti bilan kattaligi o'zgarib turadi), tashqi kuchlarni qo'llash sxemalari (bir o'qli, ikki eksenli valentlik, bir-birining ustiga egilgan va boshqalar), ish harorati, atrof-muhit. Metalllarning mustahkamligi va egiluvchanligi shaklga bog'liqligi so'zda ifodalanadi. tishlash sezuvchanligi, odatda tishli va silliq namunalarning valentlik kuchlarining nisbati bilan baholanadi

(silindrsimon namunalar uchun kesish odatda dumaloq chuqurchalar shaklida, chiziqlar uchun - markaziy teshik yoki yon kesmalar shaklida amalga oshiriladi). Ko'pgina konstruktiv materiallar uchun statik yuk ostida bu nisbat birlikdan kattaroqdir, bu esa tirqishning tepasida sezilarli mahalliy plastik deformatsiya bilan bog'liq. Kesish qanchalik keskin bo'lsa, mahalliy plastik deformatsiya qanchalik kichik bo'lsa va muvaffaqiyatsiz bo'limda to'g'ridan-to'g'ri sinish ulushi shunchalik katta bo'ladi. Yaxshi rivojlangan to'g'ridan-to'g'ri sinish xona haroratida laboratoriya sharoitida ko'pgina konstruktiv materiallarda olinishi mumkin, agar massiv tasavvurlar namunalari (material qanchalik qalinroq bo'lsa, shunchalik qalinroq bo'lsa) cho'zish yoki egilishga duchor bo'lsa, bu namunalarni sun'iy ravishda yaratilgan yoriqli maxsus tor uyasi ( guruch. 3 ). Keng, tekis namuna cho'zilganida, plastik deformatsiya qiyin va 2 o'lchamdagi kichik maydon bilan cheklangan. r y(yoq guruch. 3 , b soyali), darhol yoriqning uchiga ulashgan. To'g'ridan-to'g'ri sinish odatda strukturaviy elementlarning operatsion nosozliklari uchun xarakterlidir.

Amerikalik olim J.R.Irvin tomonidan mo'rt sinish sharoitlari uchun konstantalar sifatida taklif qilingan tekislik deformatsiyasi uchun kritik kuchlanish intensivlik omili kabi ko'rsatkichlar keng tarqaldi. K 1C va sinish chidamliligi

Bunday holda, yo'q qilish jarayoni vaqt va ko'rsatkichlar bo'yicha ko'rib chiqiladi K 1C(G 1C) yoriqning barqaror rivojlanishi buzilgan kritik momentga murojaat qiling; yoriq beqaror bo'lib qoladi va uning uzunligini oshirish uchun zarur bo'lgan energiya metallning qo'shni elastik kuchlanishli zonalaridan yoriq uchiga keladigan elastik deformatsiya energiyasidan kamroq bo'lsa, o'z-o'zidan tarqaladi.

Namuna qalinligini belgilashda t va yoriq o'lchamlari 2 l tr quyidagi talabga asoslanadi

Stress intensivligi omili TO nafaqat yuk qiymatini, balki harakatlanuvchi yoriqning uzunligini ham hisobga oladi:

(l yoriq geometriyasini va namunani hisobga oladi), ifodalangan kgf/mm 3/2 yoki Mn/m 3/2. tomonidan K 1C yoki G 1C ish sharoitida strukturaviy materiallarning mo'rt sinishiga moyilligini baholash mumkin.

Metallning sifatini baholash uchun prizmatik namunalarda bir tomoni tirqishi bo'lgan egiluvchan zarba sinovlari juda keng tarqalgan. Bunday holda, zarba kuchi baholanadi (Qarang: Ta'sir kuchi) (in kgf․m/sm 2 yoki Mj/m 2) - an'anaviy ravishda kesma joyida kesmaga tayinlangan namunani deformatsiyalash va yo'q qilish ishi. Teshikning tagida sun'iy ravishda yaratilgan charchoq yorig'i bo'lgan namunalarga zarba egilish sinovlari keng tarqaldi. Bunday namunalarni yo'q qilish ishlari va o'sha kabi halokat xarakteristikalari bilan odatda qoniqarli mos keladi K 1C, va munosabat bilan ham yaxshiroq

Quvvatning vaqtga bog'liqligi. Yukning davomiyligi oshishi bilan plastik deformatsiyaga qarshilik va sinish qarshiligi pasayadi. Metalllarda xona haroratida, bu ayniqsa korroziy (stressli korroziya) yoki boshqa faol (Rehbinder effekti) muhitiga ta'sir qilganda sezilarli bo'ladi. Yuqori haroratlarda o'rmalanish hodisasi kuzatiladi (Qarang: "Creep"), ya'ni doimiy stressda vaqt o'tishi bilan plastik deformatsiyaning kuchayishi ( guruch. 4 , A). Metalllarning emirilish qarshiligi shartli o'rmalanish chegarasi bilan baholanadi - ko'pincha plastik deformatsiya 100 dan oshadigan kuchlanish. h 0,2% ga etadi va s 0,2/100 deb belgilanadi. Harorat qanchalik baland bo'lsa t, o'rmalanish fenomeni qanchalik aniq bo'lsa va vaqt o'tishi bilan metallning yo'q qilinishiga qarshilik pasayadi ( guruch. 4 , b). Oxirgi xususiyat deb atalmish bilan tavsiflanadi. uzoq muddatli quvvat chegarasi, ya'ni ma'lum bir haroratda ma'lum bir vaqt ichida materialning yo'q qilinishiga olib keladigan stress (masalan, s t 100, s t 1000 va boshqalar). Polimer materiallarda mustahkamlik va deformatsiyaning haroratga va vaqtga bog'liqligi metallarga qaraganda ancha aniq. Plastmassalar qizdirilganda yuqori elastik, qaytariladigan deformatsiya kuzatiladi; ma'lum bir yuqori haroratdan boshlab, materialning yopishqoq oqim holatiga o'tishi bilan bog'liq holda qaytarilmas deformatsiya rivojlanadi. Sug'orish, shuningdek, materiallarning yana bir muhim mexanik xususiyati bilan bog'liq - stressni yumshatish tendentsiyasi, ya'ni umumiy (elastik va plastik) deformatsiya doimiy belgilangan qiymatni saqlab turganda (masalan, mahkamlangan murvatlarda) kuchlanishning asta-sekin pasayishi. . Stressning bo'shashishi umumiy deformatsiyaning plastik komponenti ulushining ortishi va uning elastik qismining pasayishi tufayli yuzaga keladi.

Agar metallga yuk qo'llanilsa, vaqti-vaqti bilan ba'zi qonunlarga muvofiq o'zgarib turadi (masalan, sinusoidal), keyin tsikllar sonining ko'payishi bilan. N yuk uning kuchi kamayadi ( guruch. 4 , c) - metall "charchaydi". Strukturaviy po'lat uchun quvvatning bunday pasayishiga qadar kuzatiladi N= (2-5) ․10 6 davr. Shunga ko'ra, ular konstruktiv po'latning charchoq chegarasi haqida gapirishadi, bu odatda stress amplitudasini anglatadi.

quyida po'lat takroriy o'zgaruvchan yuklar ostida ishlamay qolmaydi. |s min |da = |s max | charchoq chegarasi s -1 belgisi bilan belgilanadi. Alyuminiy, titanium va magniy qotishmalarining charchoq egri chiziqlari odatda gorizontal qismga ega emas, shuning uchun bu qotishmalarning charchoqqa chidamliligi deb ataladigan narsa bilan tavsiflanadi. cheklangan (ma'lum bir narsaga mos keladi N) charchoq chegaralari. Charchoqqa chidamlilik yukni qo'llash chastotasiga ham bog'liq. Past chastotali va takroriy yuklanishning yuqori qiymatlari (sekin yoki past tsikl, charchoq) sharoitida materiallarning qarshiligi charchoq chegaralari bilan aniq bog'liq emas. Statik yukdan farqli o'laroq, takroriy o'zgaruvchan yuklar ostida chuqurchaga nisbatan sezgirlik doimo paydo bo'ladi, ya'ni tirqish mavjudligida charchoq chegarasi silliq namunaning charchoq chegarasidan past bo'ladi. Qulaylik uchun charchoq paytida tishlarga sezuvchanlik nisbati bilan ifodalanadi

tsiklning assimetriyasini tavsiflaydi). Charchoq jarayonida charchoq etishmovchiligi manbai paydo bo'lishidan oldingi davrni va undan keyin, ba'zan ancha uzoq davom etadigan charchoq yorilishining rivojlanish davrini ajratish mumkin. Yoriq qanchalik sekin rivojlansa, strukturadagi material qanchalik ishonchli ishlaydi. Charchoq yoriqlarining tarqalish tezligi dl/dN quvvat funktsiyasi bilan stress intensivligi omili bilan bog'liq:

Lit.: Davidenkov N.N., Metalllarning dinamik sinovi, 2-nashr, L. - M., 1936; Ratner S.I., Takroriy yuk ostida muvaffaqiyatsizlik, M., 1959; Serensen S.V., Kogaev V.P., Shneiderovich R.M., Mashina qismlarining yuk ko'tarish qobiliyati va mustahkamligini hisoblash, 2-nashr, M., 1963; Sinish chidamliligining amaliy masalalari, trans. ingliz tilidan, M., 1968; Fridman Ya., Metalllarning mexanik xususiyatlari, 3-nashr, M., 1974; Muhandislik materiallarini sinash, nazorat qilish va tadqiq qilish usullari, ed. A. T. Tumanova, 2-jild, M., 1974 yil.

S. I. Kishkina.

Guruch. 3. K1C ni aniqlash uchun chuqurlikning yuqori qismida maxsus yaratilgan charchoq yorig'i bo'lgan namuna. Eksantrik (a) va eksenel (b) kuchlanish sinovlari.

Buyuk Sovet Entsiklopediyasi. - M.: Sovet Entsiklopediyasi. 1969-1978 .

Boshqa lug'atlarda "Materiallarning mexanik xususiyatlari" nima ekanligini ko'ring:

Materiallarning mexanik xususiyatlari, masalan, mustahkamlik, sinish qarshiligi, qattiqlik va boshqalar ko'p hollarda materialdan foydalanish to'g'risida qaror qabul qilish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega. Mexanik xususiyatlarni tekshirish usullari Quyidagilarga e'tibor qaratish lozim... Vikipediya

Materiallarning qo'llaniladigan mexanik kuchlarga reaktsiyasi. yuklar. Asosiy mexanik xususiyatlar xususiyatlari stress va kuchlanishdir. Material yoki mahsulot namunasining birlik qismiga tegishli bo'lgan kuchlarning kuchlanish xususiyatlari, ... ... Jismoniy ensiklopediya

Kuchlilik, sinish qarshiligi, qattiqlik va boshqalar kabi materiallar ko'p hollarda materialdan foydalanish to'g'risida qaror qabul qilish uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega. Mexanik xususiyatlarni tekshirish usullari Quyidagi asosiy usullarni ta'kidlash kerak... ... Vikipediya

Mexanik xususiyatlar- - o'rnatilgan tuzilmani buzmasdan, materialning kuchga, issiqlikka, qisqarishga yoki boshqa ichki stresslarga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini aks ettiradi. Mexanik xususiyatlarga deformatsiya xossalari kiradi: mustahkamlik, qattiqlik, ishqalanish,... ...

Tog' jinslarining mexanik xususiyatlari- – mexanik yuklar ta’sirida tog‘ jinslarida mexanik kuchlanish va deformatsiyalarning paydo bo‘lishi, tarqalishi va o‘zgarishini tavsiflovchi xususiyatlar. [GOST R 50544 93] Atama sarlavhasi: Togʻ jinslarining xususiyatlari Ensiklopediya sarlavhalari... Qurilish materiallarining atamalari, ta'riflari va tushuntirishlari entsiklopediyasi

Materiallarning xossalari- Rubrika atamalari: Materiallarning xossalari Materiallarni yig'ish Materiallarni faollashtirish Moddaning faolligi Materialni tahlil qilish ... Qurilish materiallarining atamalari, ta'riflari va tushuntirishlari entsiklopediyasi

MATERIALLARNING XUSUSIYATLARI- materialning barcha tomonlarini tavsiflovchi ko'rsatkichlar to'plami. Materiallarning quyidagi xossalari ajratiladi (masalan, metallar uchun): mexanik, fizik (zichlik, issiqlik, elektr, magnit va shunga o'xshash xususiyatlar), kimyoviy... ... Metallurgiya lug'ati