- •Материаловедение и технология конструкционных материалов. Лекции 5-й семестр. Лектор: Волков Павел Владимирович.
- •07.09.07.
- •Краткая терминология.
- •Глава 1. Кристаллическое строение металлов.
- •§ 1. Основные типы кристаллических решеток и их характеристики.
- •1. Кубическая объемоцентрированная (оцк).
- •2. Кубическая гранецентрированная (гцк).
- •2. Замещающий атом.
- •Г). Объемные дефекты.
- •§ 4. Анизотропия свойств кристалла.
- •21.09.07 Теоретическая прочность.
- •§ 5. Дислокационный механизм пластической деформации.
- •§ 2. Дислокационный механизм пластической деформации.
- •§ 3. Зависимость прочности от плотности дислокаций.
- •Кривая Одинга
- •Основные характеристики механических свойств.
- •§ 1. Испытание на растяжение.
- •А) до испытаний б) после испытаний
- •28.09.07.
- •Характеристики прочности:
- •Характеристики пластичности:
- •3). Способ Виккерса.
- •Общие замечания.
- •§ 3. Испытание на ударный изгиб.
- •05.10.07.
- •Кристаллизация металлов.
- •§ 1. Схема процесса кристаллизации.
- •§ 2. Энергетические условия процесса кристаллизации.
- •§ 3. Взаимосвязь между основными параметрами кристаллизации.
- •12.10.07.
- •§ 4. Зависимость критического радиуса зародыша от степени переохлаждения.
- •§ 5. Строение металлического слитка.
- •4. Усадочная раковина.
- •Раздел 2. Строение сплавов.
- •Твердые растворы замещения.
- •Твердые растворы внедрения.
- •19.10.07. Диаграмма состояния.
- •Правила отрезков.
- •Для Для
- •Для Для
- •26.10.07.
- •Разновидности диаграмм состояния 3-го типа.
- •Диаграммы состояния 4-го типа.
- •Диаграмма железо-цементит.
- •§ 1. Полиморфизм железа.
- •§ 2. Основные структурные составляющие углеродистых сталей и чугунов.
- •02.11.07.
- •Верхний левый угол диаграммы железо-цементит.
28.09.07.
По первичной диаграмме растяжения можно определить упругую и остаточную деформацию. Под остаточной деформацией понимают пластическую.
Для определения упругой и остаточной деформации в точке применяютзакон разгрузки.
По первичной диаграмме растяжения определяют характеристики прочности и пластичности.
Прочность- способность материала сопротивляться деформации и разрушению.
Характеристики прочности:
1). Предел пропорциональности.
,
где наибольшая нагрузка, при которой еще соблюдается линейная связь междуи.
2). Предел прочности (временное сопротивление).
,
3). Физический предел текучести (определяется, если есть площадка текучести).
,
где нагрузка, соответствующая упруго-пластической деформации при неизменной нагрузке (площадке текучести).
4). Условный предел текучести (определяется, если площадка текучести отсутствует).
,
где нагрузка, вызывающая остаточную деформацию.
Пластичность- способность материала, не разрушаясь, пластически деформироваться.
Характеристики пластичности:
1). Относительное сужение.
где начальная площадь поперечного сечения образца.
конечная площадь поперечного сечения образца.
2). Относительное удлинение.
.
где индекс соответствует кратности образца .
Существует два способа определения относительного удлинения:
1-й способ (по образцу):
2-й способ (по диаграмме растяжения):
§ 2. Испытания на твердость.
Твердость- способность материала сопротивляться вдавливанию в него более твердого тела, которое называется индентором.
1). Способ Бринелля.
Закаленный стальной шарик вдавливается в испытуемый материал. Определяется величина :
где вдавливающая нагрузка
площадь боковой поверхности отпечатка
То есть, когда пишут , то подразумевают.
(у сталей).
Недостаток данного способа заключается в том, что его можно использовать только когда у испытуемого материала , в противном случае шарик деформируется в процессе испытания.
2). Способ Роквелла.
(дюйма)
Испытание проводится в три этапа:
1 2 3
Сначала добавляют нагрузку , а затем снимают ее.
основная нагрузка
дополнительная нагрузка
Поверхность образца под микроскопом до испытания будет такой:
То есть наблюдается разброс результатов.
Чтобы учесть влияние шероховатости, дают предварительную временную нагрузку .
Твердость:
где цена деления шкалы прибора (у нас в лаборатории)
максимальная условная глубина
буква, характеризующая шкалу прибора
размерность в делениях шкалы прибора.
Существует три приборные шкалы: .
Шкала |
Индентор |
Материал |
кг |
кг |
дел |
Твердость |
|
|
С высокой твердостью |
10 |
50 |
100 |
78 |
|
|
Мягкие металлы |
10 |
90 |
130 |
61 |
|
|
Средняя твердость |
10 |
140 |
100 |
65 |
Преимущество данного метода в том, что числа твердости сразу считываются со шкалы прибора, не требуется никаких оптических приборов. Кроме того, не требуется квалификации оператора. Данный метод используется в поточно-массовом производстве.