Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Предмет: Экономика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 11.02.2019

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой работой.
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу.

 

По этой ссылке вы сможете посмотреть на образец титульного листа реферата и научиться его оформлять:

 

Образец оформления титульного листа

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Романтизм в Русской литературе 19 века

 

Этические проблемы в искусственном интеллекте и когнитивных вычислениях

 

Разрешения споров и конфликтов в древнерусском обществе

 

Типология культурно-исторических объектов по реакреационной значимости

 

Введение:

Производительность машин и агрегатов во многом зависит от характеристик материала, который характеризуется определенными параметрами. Параметры материала определяются с помощью экспериментальных измерений с использованием специальных технических средств. Требования к стандартному образцу исследуемого материала (например, вес, габариты, чистота поверхности и др.). Это установлено соответствующими государственными стандартами.

Механические свойства материала характеризуют возможность их использования в изделиях, работающих при внешних нагрузках.

Основными показателями свойств материала являются:

  • Сила;
  • Твердость;
  • триботехнические характеристики.

Их параметры в значительной степени зависят от формы, размеров и состояния поверхности образца, а также от режима испытаний (скорости нагрузки, температуры, воздействия на окружающую среду и других факторов).

Прочность - свойство материала противостоять разрушению, а также необратимым изменениям формы под воздействием внешних нагрузок. Это вызвано взаимодействием сил атомных частиц, составляющих материал.

Когда силы внешней силы на пару атомов превышают силу их притяжения при растяжении образца, атомы удаляются друг от друга. Напряжение, соответствующее напряжению, возникающему в материале, и атомное притяжение соответствуют теоретической прочности.

Если в материале возникает локальное напряжение, превышающее теоретическую прочность, то материал разрушается вдоль этого участка. В результате образуются трещины. Рост трещин в результате их слияния происходит до тех пор, пока одна из трещин не распространится на все поперечное сечение образца и не произойдет его разрушение.

Деформация - это изменение относительного положения частиц в материале (растяжение, сжатие, изгиб, скручивание, сдвиг). Таким образом, деформация - это изменение формы и размеров изделия или его частей в результате деформации. Деформация называется упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, или если она не исчезает (необратима).

Фактический материал обладает технической прочностью, основные свойства которой позволяют удобно рассмотреть применение телескопического чертежа образца из пластичного материала.

 

Предел упругости - это напряжение, при котором остаточная деформация (деформация, обнаруженная при разгрузке образца) достигает значения, установленного техническими условиями.

 

Предел упругости σу ограничивает область упругой деформации материала.

Предел текучести - напряжение, соответствующее низкому положению предела текучести на диаграмме материала, которому предшествует значительная пластическая деформация разрушения.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Другие материалы характеризуются напряженным состоянием, условный предел текучести-остаточная деформация достигает значений, установленных техническими условиями. Обычно остаточная деформация не превышает 0,2%. Отсюда и обозначение: φ0, 2.

Предел текучести является основной характеристикой прочности пластических материалов.

Предел прочности - давление или деформация, соответствующие максимальному (на момент разрушения образца) значению нагрузки. Отношение максимальной силы, действующей на образец, к начальной площади его поперечного сечения называется временным сопротивлением (напряжением разрушения), обозначающим АВ.

Предел прочности - это основная характеристика хрупкого материала, т. е. механические свойства материала разрушаются при малой пластической деформации.

Правила определения характеристик технической прочности материала при растяжении, сжатии, изгибе, кручении и других видах напряжений устанавливаются государственным стандартом (ГОСТ).

Динамическая прочность - это сопротивление материала динамическим нагрузкам, т. е. величина, направление и нагрузка, при которых точка приложения быстро изменяется с течением времени.

Усталость материала - это процесс постепенного накопления повреждений под воздействием переменных напряжений, который приводит к изменению свойств материала, образованию и росту трещин. Свойства материалов, которые сопротивляются усталости, называются выносливостью.

Ползучесть - непрерывная пластическая деформация материала при постоянных нагрузках. Любой твердый материал в той или иной степени находится в ползучести во всем диапазоне рабочих температур. Вредное воздействие ползучести на материал особенно заметно при высоких температурах.

Причиной неудовлетворительной прочности изделия может быть влияние поверхностных дефектов и напряжений, обусловленных неравномерным распределением нагрузки из-за конструктивных особенностей. Таким образом, повышается прочность конструктивных элементов (сварных швов, болтов, валов и др.) Прочность конструкции-часто ниже технической прочности исходного материала.

Твердость - это механические свойства материала, отражающие прочность, пластичность и свойства поверхностного слоя изделия. Она выражается сопротивлением материала локальной пластической деформации, возникающей при введении в материал более твердого тела - индентора. В зависимости от способа выполнения и характеристик индентора твердость материала оценивается по различным критериям с использованием нескольких методов:

Вдавливание индентора:

  • Динамический метод;
  • Это всего лишь рана.

Вдавливание индентора в образец и последующее измерение отпечатка является основной технологической технологией для оценки твердости материала.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки, конструкции индентора и определения количества твердости существуют различные методы:

  • Бринелль;
  • Роквелл;

Динамический метод измерения твердости по Виккерсу не приводит к поверхностным дефектам изделия. Распространен метод определения твердости условных единиц по высоте легкого ударника (бойка) отскока, падающего на поверхность исследуемого материала с определенной высоты. Также используется метод измерения твердости с помощью ультразвуковых колебаний, основанный на регистрации изменения частоты колебаний измерительной системы в зависимости от твердости исследуемого материала.

В зависимости от раны сравнивается твердость испытуемого и эталонного материала. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастания твердости: 1-тальк, 2-гипс, 3-кальцит, 4-флюорит, 5-Апатит, 6-Орто-полевой шпат, 7-кварц, 8-Топаз, 9-кварц.-

Триботехнические особенности определяют эффективность применения материала в точке трения.

Под триботехникой понимается совокупность технических средств, обеспечивающих оптимальное функционирование узла трения.

Основные триботехнические свойства материала:

  • Износостойкость;
  • Обрабатываемость;
  • Коэффициент трения.

Износостойкость - свойство материала сопротивляться износу при определенных условиях трения. Отношение величины износа к временному интервалу, в котором произошел износ, или к траектории, в которой произошел износ, является скоростью износа и износостойкостью соответственно. Долговечность материала оценивается по величине его износа, скорости реверса и интенсивности.

Обрабатываемость - это свойства материала, которые снижают силу трения, температуру, скорость изнашивания во время обработки. Обеспечение долговечности напрямую связано с предотвращением катастрофического износа и работоспособностью.

Коэффициент трения - отношение сил трения двух тел к обычным силам, которые прижимают эти объекты друг к другу. Его величина зависит от скорости, давления и твердости скольжения материала по поверхности трения.

Триботехнические свойства материала зависят от следующих основных групп факторов, влияющих на работу узла трения:

  • Внутренняя, определяемая характером материала;
  • Внешние характеристики типа трения (скольжение, качение);
  • Режим трения (скорость, нагрузка, температура);
  • Внутри и тип смазки.

Совокупность этих факторов определяет вид износа: абразивный, адгезионный, коррозионный, усталостный и др.

Основной причиной всех видов износа является работа силы трения, которая вызывает многократные деформации поверхностных слоев трущихся тел, изменения их структуры и др.

Коррозия - это физико-химический процесс, изменяющий свойства, повреждение и разрушение материала вследствие перехода его компонентов в соединения с компонентами окружающей среды.

Коррозионное повреждение относится к дефектам в структуре материала, которые возникают в результате коррозии. Если механические воздействия ускоряют коррозию материала, а коррозия способствует механическому разрушению, то происходит коррозия механического повреждения материала.

Электрохимическая коррозия - это процесс взаимодействия материала с окружающей средой посредством электродной реакции. Металл наиболее подвержен этому виду коррозии из-за своей высокой электропроводности и химической активности.

Коррозионные повреждения различных частей материала могут быть неодинаковыми. В зависимости от характера разрушения материала, происходит равномерная и локальная коррозия. Последние возникают вследствие химической или физической неоднородности сред и материалов на определенном участке поверхности изделия.

Щелевая и контактная коррозия связаны с конструктивными особенностями изделия. Первый поток находится близко к узкому отверстию или зазору в конструкции. Вторая обусловлена контактом металлов с различными электродными потенциалами.

Для оценки коррозионной стойкости материалов используются следующие параметры:

  • Фронт коррозии - это воображаемая поверхность, которая отделяет поврежденный материал от неповрежденного;
  • Скорость коррозии - это скорость продвижения вперед на фронте;
  • Техническая скорость коррозии является самой высокой. Скорость, которую нельзя игнорировать при определенных условиях.

Коррозионная стойкость материала характеризуется с помощью параметра коррозионной стойкости, который является противоположностью технической скорости коррозии материала данной коррозионной системы. Правило этой характеристики заключается в том, что она не применяется к материалу, а обычно применяется к системе коррозии. Коррозионная стойкость материала не может быть изменена без изменения других параметров коррозионной системы. Защита от коррозии - это изменение в системе коррозии, которое снижает скорость коррозии материала.

Основные механические характеристики материала


Механические свойства материала - это сопротивление материала действующей на него нагрузке, способность одновременно деформироваться, а также совокупность характеристик, характеризующих его поведение в процессе разрушения. она определяется путем механического испытания образца.

В общем случае материал в конструкции может подвергаться различным видам нагрузок: растяжению, сжатию, изгибу, кручению, сдвигу и др. Или же он может подвергаться комбинированному воздействию нескольких видов нагрузок, таких как растяжение и изгиб. Условия эксплуатации материала также изменяются с течением времени с точки зрения температуры, окружающей среды,скорости приложения нагрузки и изменяющихся законов. В соответствии с этим существует множество показателей механических свойств и множество методов механических испытаний. Для металлических и конструкционных пластмасс наиболее распространенным испытанием является изгиб на растяжение, твердость и удар;хрупкие конструкционные материалы часто подвергаются сжатию и статическому изгибу, цемент используется для повышения прочности при изгибе. Твердость увеличивает содержание углерода в подшипнике повышенного содержания, но приводит к высокой хрупкости материала из-за потери пластичности.

Для оценки свойств материала, а не образца, диаграмма растяжения P=f (Dl) реконструируется в координатах s и e. поскольку эти значения постоянны, диаграмма s=f(e) имеет ту же форму, что и диаграмма расширения и сжатия, но характеристики образца уже не характеризуются, а определяются свойства материала.

Максимальное напряжение, при котором материал подчиняется закону крюка, называется пределом пропорциональности (sn).

Величина пропорционального предела зависит от степени точности, при которой первый участок диаграммы считается прямой линией. Степень отклонения кривой s = f (e) от прямой s = Еe определяется величиной угла, находящегося в контакте с осью s и диаграммой. В рамках закона крюка тангенс этого угла определяется значением 1 / E. Если значение de/ds больше 50% 1 / E,то предполагается, что достигнут пропорциональный предел.

Упругие свойства материала сохраняются до тех пор, пока не возникнет напряжение (максимальное напряжение, при котором материал не претерпевает остаточной деформации), называемое пределом упругости (Су).

 

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Для того чтобы найти предел упругости, необходимо разгрузить образец после дополнительных нагрузок и проконтролировать, образуется ли остаточная деформация. Поскольку пластическая деформация отдельных кристаллов проявляется уже на самой ранней стадии нагружения, то понятно, что величина предела упругости и предел пропорциональности зависят от требований точности, предъявляемых к измерению,обычно остаточная деформация, соответствующая пределу упругости, принимается в диапазоне eost=(15)10-5, т. е. 0,001. 00%. В соответствии с этим допуском предел упругости обозначается через s0. 001 или s0. 005.

Следующей особенностью является предел текучести - напряжение, при котором деформация увеличивается без существенного увеличения нагрузки. Если предел текучести четко не определен, то предполагается, что предел текучести-это остаточная деформация eost=0,002 или 0,2% величины напряжения (рис. 2). В некоторых случаях предел EOS устанавливается равным 0,5%.

Условный предел текучести обозначается через s0. 2 и s0. 5, должный к принятому значению допуска для остаточной деформации. Индекс 0,2 обычно опускается в спецификации точки текучести. Если вам нужно различать предел текучести при растяжении и сжатии, то каждое обозначение будет иметь дополнительный индекс "Р" или "с". Таким образом, для точки текучести мы получаем обозначения str и SST.

Предел текучести легко определяется и является одним из основных механических свойств материала.

Отношение максимальной силы, при которой образец может выдержать начальное поперечное сечение, называется экстремальной прочностью или временным сопротивлением, обозначаемым SBR (compression-SBC).

СВР-это не то давление, при котором образец разрушается. Если вы относите растягивающее усилие к текущему минимальному поперечному сечению, а не к первому поперечному сечению образца, то среднее напряжение самого узкого поперечного сечения образца перед разрывом составляет SVR, следовательно, предельная прочность также является условной величиной. Благодаря удобству и простоте его определения, он прочно входит в расчетную практику как основная сравнительная характеристика прочностных характеристик материала.

Во время испытания на растяжение определяется еще одно свойство материала-относительное удлинение при разрыве d%.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Деформация при разрыве относительное удлинение - это величина средней остаточной деформации,которая образуется в момент разрыва на стандартной длине с образцом. Определение D %. Она осуществляется следующим образом.

Перед испытанием на поверхность образца наносится большое количество рисунков, разделяющих рабочую часть образца на равные части. После того как образец испытан и порван, обе части составлены в точке разрыва (рис. 3). Затем, в соответствии с риском поверхности от сечения зазора между правым и левым, на длину предыдущих 5 Д испытания был отложен отрезок (Рис.1.3). Это определяет среднее удлинение при стандартной длине l0=10d.In в некоторых случаях длина, равная 5d, принимается за l0.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Удлинение при разрыве происходит следующим образом:

Полученная деформация распределяется неравномерно по длине образца. Измеряя сегменты между соседними рисками, вы можете построить график остаточного растяжения, показанного на рисунке. 3. Наибольшее удлинение происходит в точке разрыва. Его обычно называют истинным удлинением при разрыве.

Диаграмма растяжения, учитывающая уменьшение площади F и локальное увеличение искажения, называется истинной диаграммой растяжения.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Пластичность и хрупкость. Твердость

Способность материала производить большие остаточные деформации без разрушения называется пластичностью. Свойства пластичности имеют решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, волочение, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение d при разрыве. Чем больше D, тем более пластичным считается материал. Противоположностью свойству пластичности является свойство хрупкости, т. е. способность материала разрушаться без образования какой-либо заметной остаточной деформации. Материал, обладающий этим свойством, называется хрупким. Для таких материалов относительное удлинение при разрыве не превышает 2 - 5%, а в некоторых случаях оно измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камень и др. Диаграмма растяжения хрупкого материала не имеет предела текучести и зоны упрочнения.

 

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Динамические испытания на сжатие также проводятся на пластичных и хрупких материалах. Как уже упоминалось, испытание на сжатие проводится с коротким цилиндрическим образцом. В случае низкоуглеродистой стали показатель сжатия образца имеет форму кривой, показанной на рисунке. 10. Здесь, как и при растяжении, обнаруживается предел текучести с последующим переходом в зону упрочнения. Но в дальнейшем нагрузка не падает, как при растяжении, а резко возрастает. Это происходит в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец, благодаря трению торца, принимает бочкообразную форму (рис. 5). Уничтожить образцы пластического материала практически невозможно. Испытательный цилиндр сжимается до тонкого диска (см. Рис.5). Поэтому предельная прочность на сжатие для этого типа материала не может быть найдена.

Хрупкие материалы ведут себя по-разному во время испытания на сжатие. Диаграммы сжатия для этих материалов сохраняют качественные характеристики диаграмм растяжения (см. Рис. 4). Предел прочности хрупкого материала на растяжение определяется так же, как и предел прочности на растяжение. Разрушение образца происходит с образованием трещин вдоль наклонной или продольной плоскости.

 

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов


Сравнение прочности на растяжение хрупких материалов с прочностью на сжатие SPR показало, что эти материалы, как правило, имеют более высокий индекс прочности на сжатие, чем прочность на растяжение. Значение коэффициента

Для чугуна k колеблется в пределах от 0,2 до 0,4. Для керамических материалов k=0,1-0,2.

Для пластичных материалов сравнение прочностных свойств при растяжении и сжатии основано на пределе текучести (str и STS). Он считается стр "СТС".

Материал сжимается, когда нагрузка слишком велика. Это обычно материалы, имеющие волокнистую структуру, такие как дерево или пластик. Некоторые металлы, такие как магний, также обладают этим свойством. Деление материала на пластичный и хрупкий условно не только потому, что нет резкого перехода между двумя индикаторами d.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывает время нагрузки и температурный эффект. При быстрых нагрузках свойства хрупкости становятся более выраженными, а при длительном воздействии нагрузки свойства пластичности становятся более выраженными. Например, хрупкое стекло может производить постоянную деформацию при длительных нагрузках при комнатной температуре. Пластичные материалы, такие как низкоуглеродистая сталь, проявляют хрупкие свойства под воздействием резких ударных нагрузок.

Одна из основных технических операций, позволяющая изменять свойства материала в нужном направлении; например, известно, что закалка резко повышает прочностные характеристики стали и одновременно снижает ее пластические свойства. Для наиболее широко используемых материалов в машиностроении хорошо известен режим термообработки, обеспечивающий необходимые механические свойства материала.

Испытания образцов на растяжение и сжатие дают объективную оценку свойств материала. Однако из-за оперативного контроля за качеством изготавливаемых деталей этот метод испытаний в некоторых случаях вызывает значительные неудобства. Например, трудно контролировать правильную термическую обработку готового продукта с помощью испытания на растяжение и испытания на сжатие. Поэтому на практике чаще всего прибегают к сравнительной оценке свойств материалов с помощью испытаний на твердость.

Твердость относится к способности материала сопротивляться механическому проникновению посторонних веществ. Понятно, что это определение твердости повторяет по существу определение прочностных характеристик. В этом материале при толчке острым предметом происходит локальная пластическая деформация, которая еще больше увеличивает силу локального разрушения. Таким образом, индекс твердости связан с индексом прочности и пластичности и зависит от конкретных условий, в которых проводятся испытания.

Наиболее широко распространенными образцами были Бринелл и Рокуэлл. В первом случае на поверхность детали прижимается стальной шарик диаметром 10 мм, а на острие второго Алмаз. Путем измерения полученного печатного материала определяется твердость материала. В лаборатории обычно имеется таблица преобразований, составленная путем экспериментов, которая позволяет приблизить показатель твердости и определить конечную прочность материала. Таким образом, в результате испытания на твердость можно определить прочностные характеристики материала без разрушения деталей.

Влияние температурных и временных факторов на механические свойства материалов

Что касается свойств всех упомянутых выше материалов, то так называемые испытания проводятся в нормальных условиях, но в температурном диапазоне, в котором конструкционный материал фактически работает, существует структура, в которой материал подвергается воздействию очень высоких температур, например стенки камеры воздушного реактивного или ракетного двигателя при заданных нормальных условиях. Напротив, существует конструкция с низкой рабочей температурой. Это элементы холодильных агрегатов и резервуаров, содержащих жидкие газы.

Скорость и время нагружения внешней силой также варьируются в широких пределах. Он очень медленно меняется и имеет раннюю нагрузку изменений. Есть силы, которые действуют в течение многих лет,но их продолжительность оценивается в миллионы секунд. В зависимости от этих обстоятельств очевидно, что механические свойства материала проявляются по-разному. Обобщенный анализ свойств материала с учетом температуры и времени оказывается очень сложным и не укладывается в простые экспериментально полученные кривые, такие как диаграммы растяжения. Функциональная зависимость между четырьмя параметрами s, e, температурой t°и временем t Она не двусмысленна, она содержит сложные дифференциальные и интегральные отношения содержащихся в ней ценностей. Поскольку невозможно дать общее аналитическое или графическое описание указанных функций, то влияние температурных и временных факторов теперь делится на конкретные классовые классы, главным образом по типу действующих на них внешних сил. Есть нагрузки, которые меняются медленно, быстро и очень быстро.

f(s,e, t°, t)=0.

 

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Основной из них - это медленно меняющаяся нагрузка или статическая нагрузка. Поскольку скорость изменения этих нагрузок во времени очень мала, кинетическая энергия, получаемая движущимися частицами деформируемого объекта, преобразуется в необратимую тепловую энергию, которая связана с пластической деформацией тела, другими словами, с работой внешних сил. Испытание материала в так называемых нормальных условиях проводится под воздействием статических нагрузок сли вести испытания на растяжение при различных температу­рах образца, оставаясь в пределах «нормальных» скоростей деформации то можно в определенном интервале получить зависимость механи­ческих характеристик от тем­пературы. Эта зависимость обусловлена температурным из­менением внутрикристаллических и межкристаллических свя­зей, а в некоторых случаях и структурными изменениями ма­териала.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Фигура. На рис. 6 показана температурная зависимость от 0 до 500 ° с модуля упругости E, предела текучести str, предела прочности SBR и относительного удлинения при разрыве e низкоуглеродистой стали. Величина SBR, в частности d, претерпевает большие изменения,происходит "охрупчивание" стали, а относительное удлинение при разрыве уменьшается. Далее, при повышении температуры пластические свойства стали восстанавливаются, а показатель прочности быстро снижается.

Чем выше температура, тем сложнее определить механические свойства материала.

Временные изменения деформации и напряжения, возникающие в нагруженной детали, называются ползучестью.

Специфическим симптомом ползучести является рост необратимой деформации при постоянном напряжении. Это явление называется последствиями. Наглядным примером последствий является наблюдаемое увеличение размеров дисков и лопаток газовых турбин под действием больших центробежных сил и высоких температур. Это увеличение размеров необратимо и обычно появляется после многих часов работы двигателя.

Еще одним специфическим признаком характеристик ползучести является релаксация-спонтанное изменение во времени напряжений при постоянной деформации. Релаксация может наблюдаться, в частности, в Примере ослабления затяжки болтового соединения, которое работает при высоких температурах.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

 

Тип диаграммы релаксации, дающей временную зависимость напряжения, показан на рисунке. Основными механическими свойствами материала в условиях ползучести являются предел длительной прочности и предел ползучести.

Долгосрочным пределом прочности является отношение нагрузки к исходному поперечному сечению, через определенный промежуток времени происходит разрушение натянутого образца.

Таким образом, предел прочности на длительный период зависит от указанного периода до момента разрушения. Последний выбирается равным сроку службы детали и варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч часов. При таком широком диапазоне временных вариаций изменяются и пределы долгосрочной прочности. С увеличением времени она падает.

Предел ползучести - это давление, при котором пластическая деформация за заданный промежуток времени достигает определенной величины.

Как видно, для определения предела ползучести, временного интервала (определяемого сроком службы детали) и допустимого интервала деформации (определяемого условиями эксплуатации детали), предел длительной прочности и предел ползучести сильно зависят от температуры. Когда температура повышается, они уменьшаются.

Среди различных видов статических нагрузок особое место занимают циклические изменяющиеся или циклические нагрузки. Вопросы о прочности материала при таких нагрузках связаны с понятием долговечности материала или усталости.

После статики рассмотрим классы динамической нагрузки.

Существует два способа оценки этих нагрузок. С другой стороны, считается, что нагрузка быстро изменяется, когда она вызывает замечательную скорость частиц деформируемого объекта, и уже создается полная кинетическая энергия движущейся массы, в то время как скорость изменения нагрузки считается связанной со скоростью пластической деформации. Нагрузку можно рассматривать как быстро меняющуюся, когда нет времени полностью сформировать при нагружении пластическую деформацию тела. Это существенно влияет на характер наблюдаемой зависимости между деформацией и напряжением.

Первый критерий при оценке быстро изменяющихся нагрузок в основном используется для анализа упругих колебаний, а второй заключается в том, что формирование градуированной деформации механических свойств материалов, связанных с процессом быстрой деформации, не успевает завершиться полностью при быстрых нагрузках, поэтому материал становится более хрупким с увеличением скорости деформации и величина d уменьшается. Разрушающая нагрузка несколько увеличивается, так как проскальзывание частиц образца на наклонной платформе затруднено. На это указывает сравнение диаграммы растяжения медленно и быстро меняющейся силы (рис. 8).

Влияние скорости деформации при высоких температурах наиболее выражено. В нагретом металле, даже если увеличение скорости нагрузки относительно невелико, наблюдается тенденция к уменьшению D для увеличения SPR.

Последний из трех рассмотренных типов нагрузок очень быстро меняет нагрузку с течением времени. Скорость их изменения настолько велика,что работа внешних сил почти полностью переходит в кинетическую энергию движущихся частиц тела, а энергия упругой и пластической деформации пропорциональна.

Влияние технологических факторов на остаточное напряжение при обработке твердых сплавов

Очень быстро меняющиеся нагрузки возникают при движении со скоростью нескольких сотен метров в секунду и более. Эти нагрузки могут быть использованы для изучения вопроса бронепробиваемости при оценке разрушительного действия взрывных волн, при изучении проникающей способности межпланетной пыли, встречающейся на пути космического аппарата.

Поскольку энергия деформации материала при очень высоких скоростях нагружения относительно невелика, то в этом случае свойства материала как твердого тела имеют второстепенное значение. На первый план выходит закон движения легкодеформируемой (почти жидкой) среды, и особую роль в новых условиях играют проблемы физического состояния и физических свойств вещества.

Температурные характеристики материала


Параметры, отражающие изменение свойств материала в зависимости от температуры, являются одним из наиболее важных свойств материала. Устойчивость материалов к высоким температурам и нагрузкам во многом определяет прогресс автомобильной промышленности. Свойства материала для поддержания стабильных эксплуатационных характеристик при низких температурах влияют на работоспособность машин и оборудования, эксплуатируемых на севере. При осуществлении технологических процессов (литье, ковка, сварка и др.), температурные изменения в особенностях деформации и прочности материала имеют большое значение.

Термостойкость - когда механические параметры материала сохраняются или незначительно изменяются при высоких температурах.

Термостойкость - это свойство материала, который сопротивляется коррозионному воздействию газов при высоких температурах.

В качестве характеристики термостойкости плавленого материала используются температуры размягчения, при которых изделие, нагретое с заданной скоростью под действием определенного изгибающего момента, деформируется на допустимую величину.

Для легкоплавких кристаллических материалов (таких как воск) особенностью термостойкости является температура плавления.

Температура вспышки - температура, при которой пары жидкости образуют смесь с воздухом, которая при соприкосновении с источником воспламенения (например, разрядом) вспыхивает. Если нагревание продолжается после вспышки, то материал воспламенится, когда в него будет введено открытое пламя. Температура после того, как материал воспламеняется и удаляется источник внешнего воспламенения, считается температурой воспламенения, которая продолжает гореть не менее 5 секунд.

Термостойкость - свойство материала выдерживать длительные деформации и разрушения при высоких температурах, которые происходят в двигателях внутреннего сгорания.

Холодная хрупкость - повышенная хрупкость материала при низких температурах; при низких температурах (Н) -0°с -50 ° С) пластичность и вязкость материала снижается, а склонность к хрупкому разрушению возрастает. При минусовых температурах! Происходит переход к хрупкому разрушению, что приводит к резкому снижению ударной вязкости материала. О пригодности к эксплуатации при низких температурах судят по температурному запасу вязкости, равному разнице между рабочей температурой и Т50.

Расширение температуры материала регистрируется путем изменения размера и формы при изменении температуры. Количественно тепловое расширение твердого материала характеризуется температурным коэффициентом линейного расширения Чжан.

Теплопроводность - это передача энергии от более нагретой части материала к более нагретой. Это значение выравнивает температуру продукта.

Теплопроводность - это мера теплоизолирующих свойств материала.

Электрические и магнитные свойства материала


В автомобильной промышленности используются специальные материалы, такие как электрическая изоляция, магнетизм, проводники и полупроводники. Для эффективного использования необходима информация о параметрах электрических, магнитных и других специфических характеристик.

Проводимость - это свойство материала, проводящего электрический ток за счет наличия движущихся заряженных частиц-носителей тока.

Природа проводимости твердого материала объясняется зонной теорией, согласно которой энергетический спектр электрона делится на допустимую и запрещенную энергии при нормальных условиях электрон может иметь только определенное энергетическое значение. Пустой или частично заполненный высокоэнергетический уровень сформировал полосу проводимости. Электроны возбуждаются, то есть приобретают дополнительную энергию, например, при нагревании материала они могут войти в зону проводимости. Если валентная зона и зона проводимости перекрываются, то при малейшем возбуждении электрон перемещается от одного атома к другому. Материал этого типа проводника обладает высокой проводимостью. Так как проводимость диэлектрика очень мала, а переход заметного количества электронов в зону проводимости является случайным явлением, вызванным, например, структурными дефектами.

Электрическое сопротивление - свойство материала как проводника, сопротивляющегося электрическому току.

Все вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, намагничиваются. Намагниченность связана с наличием магнитных моментов в частицах вещества.

Характерным уплотнением намагниченности материала является намагниченность, равная полному магнитному моменту атома в одном объеме материала.

Характерная зависимость намагниченности называется магнитной восприимчивостью. В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости материал делится на:

  • диамагнетики;
  • Парамагнетизм;
  • Это ферромагнетик.

Диамагнетизм - это свойство намагниченного материала находиться во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном магнитному полю. Диамагнетизм присущ всем веществам.

Алмазы обладают отрицательной магнитной восприимчивостью. Во внешнем магнитном поле они намагничиваются относительно магнитного поля. При отсутствии внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны.

Парамагнитный материал обладает положительной магнитной восприимчивостью. Они слабо намагничены в направлении магнитного поля и, при отсутствии магнитного поля, немагнитны.

Ферромагнетик обладает высокой магнитной восприимчивостью и зависит от напряженности магнитного поля и температуры. Они обладают спонтанной намагниченностью даже без внешнего поля намагничивания.

Антиферромагнетик - это материал с нулевой намагниченностью при отсутствии магнитного поля.

Магнитная восприимчивость, как правило, во многом зависит от температуры: в парамагнетике при нагревании она уменьшается, в ферромагнетике - увеличивается скачком, а в точке Кюри до максимума вблизи точки Кюри спонтанная намагниченность ферромагнитного материала исчезает, приобретая свойства обычного парамагнетизма.

4 химические свойства материала
Характеризует способность реагировать на различные вещества, способные изменять химический состав материала. Химические свойства включают растворимость и коррозионную стойкость, включая кислоту, щелочь и газостойкость.

Растворимость - способность материала растворяться в воде, масле, бензине, скипидаре и других растворяющих жидкостях. Растворимость может иметь как положительные, так и отрицательные свойства.

Коррозионная стойкость - способность материала противостоять агрессивному воздействию окружающей среды. Агрессивная среда может быть жидкой(вода, солевой раствор, щелочь и кислота, органическая среда) и газообразной (пар, промышленный газ).

Кислотостойкость - способность материала сохранять свои свойства под действием кислот.

Щелочестойкость - способность материала сохранять свои свойства под действием щелочи.

Газостойкость - способность материала не взаимодействовать с газами в окружающей среде.

Физические свойства материала


Характеризуют физическое состояние материала и его способность реагировать на внешние факторы, не влияющие на химический состав материала.

Физические свойства материала:

  • Первый вид модуля упругости;
  • Температурный коэффициент (линейный) расширения;
  • Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала);
  • Удельный вес материала;
  • Удельная теплоемкость материала;
  • Удельное электрическое сопротивление.

6 технические характеристики материала
Технические характеристики материала характеризуют чувствительность материала к техническим воздействиям при обработке на изделие. Зная эти характеристики, можно эффективно реализовать процесс изготовления изделия.

Основными особенностями этого материала являются:

  • обрабатываемости;
  • Обрабатываемость давлением;
  • Литейные характеристики;
  • Свариваемость;
  • Другие тенденции деформирования при термообработке.

Обрабатываемость характеризуется следующими показателями:

  • Качество обработки материала-шероховатость поверхности и точность размеров;
  • Сопротивление режущего инструмента;
  • Сопротивление резанию скорость резания и мощность;

Тип образования стружки. Обрабатываемость давлением определяется в ходе технических испытаний (образцов) материалов на пластическую деформацию. Метод оценки обрабатываемости давлением зависит от вида материала и технологии его обработки.

Давление обрабатываемости определяется порошковым материалом, который характеризуется своей текучестью, сжимаемостью и формуемостью. Методика определения свойств порошкового материала устанавливается государственными стандартами.

Литейные свойства материала - это совокупность технических показателей, характеризующих формирование отливки путем заливки расплавленного материала в форму.

Текучесть - это свойства расплавленного материала для заполнения формы.

Усадка отливки-уменьшение объема расплава при переходе из жидкого состояния в твердое. Коэффициент усадки индивидуален для каждого типа материала.

Свариваемость - это свойство материала, образующего сварное соединение, производительность которого соответствует качеству основного материала, подвергнутого сварке. О свариваемости судят по результатам испытаний сварных образцов и основным характеристикам материала зоны сварки.

Заключение

Поскольку производительность устройства напрямую зависит от материала, из которого оно изготовлено, необходимо знать характеристики материала для того, чтобы оценить прочность, долговечность, качество, сферу применения и пределы своих возможностей данного устройства.