2. Механические свойства металлов

Рабочие нагрузки (напряжения) вызывают в деталях машин деформации и разрушения. Напряжение – сила, действующая на единицу площади. Нормальные напряжения, σ – вызывают растяжение, сжатие, касательные напряжения, τ – сдвиг, кручение. Различают упругую и пластическую деформацию. Упругая деформация – исчезает после снятия нагрузки, а пластическая деформация – остается, изменяя форму и размеры детали, структуру и свойства металла.

К основным механическим свойствам металлов относятся: прочность, твердость, пластичность, ударная вязкость и выносливость. Их определяют при статических, динамических или циклических испытаниях.

2.1. Характеристики механических свойств, определяемые при статическом растяжении

а)

Испытания на растяжение проводят на специальных машинах и стандартных образцах с начальной длиной l0 и площадью поперечного сечения F0 (рис. 8 а). Растягивающая нагрузка Р нарастает плавно, образец постепенно удлиняется и разрушается. При этом записывают диаграмму растяжения в координатах “нагрузка – удлинение образца”, которая приводится к диаграмме условных напряжений в координатах “напряжение (σ) - относительное удлинение (δ)” (рис.7). Напряжение – нагрузка (сила), действующая на единицу площади (σ=P/F0, МПа).

а)

Рис.7. Диаграммы растяжения пластичного (а) и малопластичного (б) материалов

Тангенс угла наклона линейного участка диаграммы растяжения характеризует модуль упругости E=tgα.