Хилл П. - Наука и искусство проектирования (1037541), страница 16
Текст из файла (страница 16)
СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Дадим основные определения механических свойств металлов в виде памятки. Прпводимьгй ниже перечень свойств поможет конструктору в выборе рабочих материалов. 86 4 гькомтндАции по вызост иАтетидлов Система кодирования металлических сплавов, принятая обществом инженеров-автомобилестроителей США Общество инженеров-автомобилестроителей США (ЯАЕ) приняло в качестве стандарта следующую систему цифрового кодирования состава металлического сплава: Первая цифра обозначает основной материал: 1 — простая углеродистая сталь, 2 — никель, 3 — хромо- никелевый сплав, 4 — молибден, 5 — хром,  — хромованапиевый сплав; вторая цифра обозначает примерное содержание в сплаве легирующих добавок в сотых долях процента, а третья и четвертая цифры — примерное содержание углерода в сотых долях процента, например: нелегированная сталь 1010; автоматная сталь 1112, 1340; никель 2315, 2340; нихром 3120, 3140, 3312; молибден 4140.
Испытания на растяжение Металлический образец определенной формы подвергается действию растягивающей нагрузки Р до разрушения. По мере увеличения нагрузки образец удлиняется: вначале пропорционально напряжению (область упругих деформаций), а затем его длина увеличивается оыстрее, чем растет приложенное напряжение (область пластических дефюрмацнй). С помощью испытаний на растяжение можно определить ряд важных свойств металлов (фпг. 4.1).
1. Предел упругости (предел пропорциональности)— максимальное напряжение, которое может выдерживать металл без остаточного удлинения (т. е. при синтии нагрузки образец принимает первоначальную длину). 2. Предел текучести — напряжение, прн котором проясхолит заметное удлиненпо без увеличения напряжения. 3. Предел прочности — максимальное напряжение, необходпмоо для разрушения образца. 4. Модуль упругости — отношение напряжения к деформации в области упругих деформаций (является мерой жесткости металла). 5.
Относительное удлинение — отношение приращения длины образца к первоначальной длине, выраженное в процентах. 6, Сужение площади поперечного сечения — отношение величины, на которую уменьшилась площадь поперечного сечения исследуемого стержня после разрушения, к первоначальной площади поперечного сечения, выраженное в процентах. ь гзкомьидАиии по выьож мьжгидзоз 37 Фис 4.1. Кривая зависимости деформации от взпрзжеввя для стали 1020. 7. Критическая деформация — удлинение на единицу длины в момент разрыва образца (является мерой пластичности металла).
Пластичность Пласткчностью называют способность металла к пластическим дефорьгацпям без разрушения прн постепенном прплоягенни напряжений (без ударной нагрузки). Пластичность чаще всего выражается через относительное удлинение и сужение площади поперечного сечения при испытаниях на растяжение: Относительное удлинение, его = Окончательная длина стержня— первоначальная длина стержви 100 Первовачальвап длина стержня Сужение площади поперечного сечения, егге = Первовачальваз площадь — окончательная площадь 1®П Первоначальная площадь 88 ь тзномтндьции по выьозх мАттзиАзов Жесткость Под жесткостью понимают способность металла противостоять изгибу, растяженито, сжатию и кручению.
Жесткость определяется модулем упругости, который имеет смысл только в области упругих деформаций, когда после снятия нагрузки образец принимает первоначальную форму. Модуль упругости — зто отношение напряжения к деформации (Е = ЛЯ/Лз кгс/смз) при любой температуре. Твердость на вдавливание В металлообработке твердость обычно означает сопротивление проникновению.
Однако она может характеризовать сопротивление царапанию, истиранию или резанию. Проверка твердости на вдавливание — механические не- разрушающие испытания, которые не требуют больших затрат и могут выполняться персоналом, не имеющим высоьой квалификации. Прп пспытанш~ на твердость по Брпнелю измеряется диаметр отпечатка твердого шарика на плоской поверхности образца металла прн действии сжимающей нагрузки. Прн испытании на твердость по Роквеллу измеряется глубина проникновения в образец многогранного острия (твердость по Роквеллу, шкала С) или стального шарика (твердость по Роквеллу, шкала В).
Усталость Под усталостью понимают изменение свойств металлов при воздействии знакопеременных (циклических) нагрузок. Металлы могут разрушаться прн циклических нагрузках, меныпих статического предела текучести, соответствующего пластической деформации 0,2$. Помимо знакопеременного напряжения, на усталость металла могут влиять и такие факторы, как средняя величина напряженна, частота прнлоятения напряжения, состояние поверхности металла, температура и окружающая среда (воздух, вода). Циклические напряжения могут возникать при изгибе, растяжении, сжатии, кручении и при сложных деформациях в осях, соединительных тягах, пружинах, шасси самолетов, корпусах судов.
Сопротивление удару Способность материала протнвостоять ударным нагрузкам определяет сопротивление удару. Испытания на удар приобретают в настоящее время особое значение в связи с а. ввкомвилации по вызови ыагвеиалов ЗВ широким применением низких температур в технике.
Известно, что некоторые металлы прп температурах ниже пуля становятся хрупкими, а другие остаются пластичпыпи данае прп очень низких температурах. Прочность на срез Прочность на срез определяется отношением разрушающей нагрузки к площади поперечного среза. Ее пеобходимо знать прн расчете ааклепок, болтов, штифтов и других деталей.
Кручение 1(ручение — зто деформация материала под действием силы, поворачивающей один конец стергкня относительно продольной оси (другой конец жестко зажат нли вращается в протпвонолояаном направлении). Кручение вызывает тангенциальные напряжения и наблюдается в валах, прувкинах, прицепных крюках автомобилей. СВОЙСТВА ПЛАСТМАСС Пластмассы представляют собой синтетические смолы (органические вещества), которые в окончательном виде находятся в твердом состоянии. На начальной стадии обработки онн достаточно ягидкие н могут принимать заданную форму при нагревании и под действием давления, Пластмассы состоят пз длпнпоцепочечных молекул, называемых полимерами.
Мономеры объединяются в полимеры в присутствии катализаторов и под действием тепла и давления, реакция полимеризации различных полимеров (аналогичная сплаву металлов) называется сополимеризацней. Известны два основных вида плапгмасс: термопласты (могут многократно размягчаться без пзменения химического состава) и реактопласты (при нагревании и под действием давлонгия меняют химический состав и не могут подвергаться повторному размягчению) . Этп пластмассы можно всплавлятьв и получать соединения, содержащие термопластичные и термореактивные смолы и обладающие некоторыми свойствами каждой из нпх. Ниже дано сравнение свойств пластмасс и металлов, которое монает помочь конструктору при выборе материалов для изделия.
ЗО ь. виьомвидзции по вывовв мывгиллов Пластмассы по сравнению с металлами обладают следующими преимуществами: 1) меныпий удельный вес; 2) лучшая химическая стойкость и влагостойкостьй 3) лучпшя стойкость к удару и вибрации; ' 4) прозрачность пли полупрозрачностьй 5) способность поглощать вибрации и звуки; 6) большее сопротивление потиранию и износу; 7) не требуется смазка; 8) легче обрабатываются; О) поддаются сплошной окраске; 10) изделия из пластмасс более дешевые. Недостатки пластмасс: 1) меньшая прочность; 2) гораздо болыпее тепловое расширение; 3) бблыпая ползучесть, ббльп|ая чувствительность к охлавкдению и деформациям при нагрузках; 4) меньшая теплостойкость, ухудшение свойств и формы при нагревании; 5) большая хрупкость при низких температурах; 6) ббльшая мягкость; 7) меныпая пластичность; 8) изменение размеров в 1>еэультате поглощення влаги нли растворителей; 9) воспламеняемость; 10) ухудгпение свойств при действии ультрафиолетового излучения.
На диаграммах, приведенных на фиг. 4.2, сравниваются восемь ваньных свойств пластмасс и металлов. СОСТАВ И УДЕЛЬНЫЙ ВЕС МАТЕРИАЛОВ Н табл. 4.1 перечислены материалы, ппьроко используемые з технике, и указаны нх примерный состав и удельный зес. СВОЙСТВА ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА При выборе листового металла для пггамяовки фасопных изделий (корпусов автомобилей или корпусов малых лодок) или крышек для электронной аппаратуры с прямоугольными краями необходимо учитывать его механические свойства и обрабатываемость. Свойства для удобства пользования представлены в виде таблиц (табл.
4.2 и 4.3). а гакомендации по аиьогт мигегииаоа й1 вио 42. Сраваеппе свойств пластмасс и металлов. $4 хо о о Сбоб СО со сО ГО 3 с-С 3 Ос-О со С'О О 3 С с-с с- с- ! н ! 0 Р3 б ОО Йд Ю 3 -Ю Я» ! О оо с'б Рб ср ! ! о О до И .б Г 3 о о о х Д с а 3 о о 0 со о ! 03 03 о 0 О -Д Сб С'3 сб о йд ! ! Ю Сс сб ОС ! СР Ы Б Е 3 В х о Гб 3 Р.ОХ ДбЖМ сб Д 3 Ю д ооа 30 о Рс о О о О 0 ° И о по аоб Хб с- В В РГ ~ Го 0 33 б Ф й Рб 0 Гб 33 о О я о о о С'3 о х с у Й о о Й о о Ф о й с х В с Ю "3 7. Г 33 Ь Гн О ! ! о ! ! со 03 О и Ю Сб о с о х х ~ОРД СГ Оо оо * 0 о ,б В бб 6 Ц з о сс о О о о х О б РС 0 о сб Р3 П $ И д 03 ОР :О ос '3 СО О РГ х сб Ф б с'4 СРОО юю о о з о о о бб Х й о. 33 о о с о, о ГО ж Ф 3Р Й О О Р3 Дс сб $ 333 со -асс о х ! Х 0.~ б 30 Н Го Д о 03 о Рб ! О Г.
4 Ы 'б о О о ю о со 30 о П о 'Р с о 0 ОФ Дс 3 ГО со ос Ф 33 ГС ГО д ! ! х б 30 дд к ! о о РР о Ф О Р3 о 30 В 0 Р3 03 о !с ~д 00 ~хй 3 б Р о 0 ГО я«. 1 ! о О сбо Ос Х о3 Ю о о 0 О П о= "д И о '. 'о о о „ дд ! Ю Сб СО ОО 0 ! с й И о ы а о. Б й со "с а мс-оОс с=с- с- нс и с- с о о й' о в н в сс сс вИ а 4 рс й „ в о а, о о ! "Ю р сс в ы с в Ф о. й $ Ф ср вас со со сс санс с с са сэ ПФАФФ снЕ Е И Ф- й о Я о,о й ~'- Ххх ~,".;.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
