Механические свойства
Основой выбора материалов для создания надежной и работоспособной техники являются их механические свойства, в первую очередь, прочностные, которые характеризуют способность материалов сопротивляться деформации и разрушению под действием различного рода нагрузок, в разных средах и при различных температурных условиях.
Расчет конструкции на прочность производят по допустимым напряжениям [], определяемым из условий прочности при статическом нагружении или долговечности при циклическом нагружении.
При статическом нагружении допускаемое напряжение равно отношению предельного для данного материала напряжения к коэффициенту безопасности, т.е. к коэффициенту запаса прочности n. Для пластичных материалов за предельное напряжение принимают предел текучести, для квазихрупких временное сопротивление:
или 
.
Значение коэффициента запаса прочности зависит от многих факторов: разброса характеристик прочности; присутствия в материале дефектов, допускаемых техническими условиями; степени схематизации расчетной процедуры и т.д.
В России за допускаемое принимается минимальное напряжение, определяемое по пределу текучести или временному сопротивлению. Такая же методика принята во многих странах. Однако в некоторых странах, например в Чехии. Словакии, Германии, Польше, для определения допускаемых напряжений расчет ведется только по пределу текучести, а в Японии только по временному сопротивлению.
Коэффициент запаса может меняться в широких пределах в зависимости от условий работы оборудования и опыта работы с данным материалом.
По данным отечественной практики, рекомендуемые значения коэффициентов запаса для серийных материалов обычной техники составляют: nт = 1,5 и nв = 2,4.
Однако расчеты на прочность конструкций по номинальным напряжениям с учетом коэффициентов запаса не всегда гарантируют необходимый ресурс их работы. Это связано с тем, что назначаемые запасы прочности не учитывают ряда факторов, которые способствуют возникновению повреждений и разрушений несущих элементов конструкций и машин. К этим факторам относятся: присутствие в металле дефектов типа трещин, как исходных, так и возникающих в процессе эксплуатации; наличие микро- и макронеоднородностей металла по толщине, в зонах сварных швов и т.д.; появление локальных напряжений вследствие их концентрации, а также остаточных технологических напряжений; нестабильность эксплуатационного нагружения из-за статических и импульсных перегрузок, стационарных и нестационарных циклических нагрузок.
Пластичность характеризует способность материала к пластическому течению при повышении предела текучести, а вязкость способность поглощать энергию внешних сил при разрушении.
У разных материалов соотношение пластичности и вязкости может очень сильно различаться. Например, алюминий имеет малую вязкость при высоком относительном удлинении. Наоборот, термообработанная (улучшенная) легированная сталь при сравнительно небольшом относительном удлинении может иметь высокую вязкость.
Пластичность и вязкость в конструкторские расчеты не входят и являются качественными показателями.
Широко принятым критерием работоспособности металлических сплавов и сварных соединений, особенно используемых при низких температурах, является ударная вязкость, определенная на образцах с надрезом.
Надежность конструкций, работающих в условиях многократного подъема и сброса давления, зависит от сопротивления материалов усталостному разрушению.
Металл установок или изделий, подвергаемых многократному нагреву или захолаживанию, испытывается на сопротивление термической усталости.
В случае длительного нагружения конструкций при высоких температурах производятся испытания ползучести и длительной прочности материала.